Ключ

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) 2556634/18-21 1) М. К. Н 03 К 17/60 Государственный комет СССР оо делам нзооретеннй н открытейьюлл описания 08,03,7 ата опубликовани 72) Автор изобре А. Глеб 71) Заявитель 4) КЛЮЧ ревышающий базоный момент силово(запираю вый ток о го транзнЦель его) тока, п крытого в дан тора.зобретения авляющего си уменьшение мощ ла и потерь мощ сти сти Изобретение относится к импульсной тех нике, может быть использовано в импульсных системах регулирования и управления.Известен ключ, содержащий трансформатор тока, у которого первичные абмотки вк,почены последовательно с коллекторноэмиттерными цепями силовых транзисторов, а вторичные - последовательно с коллекторно-эмиттерными цепями управляющих транзисторов и базо-эмиттерными переходами силовых. ОУ этого устройства значительны коммутационные потери мощности.Известен ключ, содержащий трансформатор тока, у которого двухсекционная первичная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых тран 15 зисторов и средним выводом - к нагрузке, а вторичная обмотка включена между базами силовых транзисторов, базо-эмиттерные переходы которых шунтированы диодами, иблок управления 2.20Недостаток данного ключа состоит в значительной мощности сигнала управления и в потерях мощности, так как блок управления для обеспечения запирания ключа должен сформировать импульс отрицательного Эта цель достигается тем, что в ключе, содержащем трансформатор тока, у которого двухсекционная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых транзисторов, а средним выводом - к нагрузке,база первого силового транзистора соединена с первым выводом основной вторичной обмотки, второй вывод которой черед диод соединен с эмиттерамн силовых транзисторов, и цепи запирающего смещения, введены три дополнительные вторичные обмотки и коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов, причем первый вывод первой дополнительной вторичной обмотки соединен с базой первого силового транзистора, первые выводы второй и третьей дополнительных вторичных обмоток соединены с базой второго силового транзистора, второй вывод второй дополнительной вторичной обмотки через диод подключен к эмиттеру ком- мстируюгцего транзистора, коллектор кото рого "ссгедйнен со вторыми выводами всехвторичных обмоток через соответствующиедиоды, а база подключена к источнику сигнала управления через токозадаюгций элемент.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства,Ключ содержит два силовых транзистора1 и 2. Их эмиттеры соединены с обгцеи ши 10ной 3, а коллекторы подключены к шине питания 4 через секции 5 ц 6 первичной обмотки трансформатора тока 7 и через нагрузку 8. Один вывод нагрузки 8 соединенс шиной питания 4, ь другой -- с общейточкой секций 5 и б первичной обмотки трансформатора тока.Трансформатор тока содержит основнуювторичную обмотку 9 и три дополнительныхвторичных обмотки 1 О, 11 и 12.Первые выводь вторичных обмоток 9 и 2010 подключены к базе транзистора 1, первые выводы вторичных оомоток 11 и 12 -к базе транзистора 2.Базо-эмиттерные переходы транзисторов1 и Б,гцунтированы диодами соответственно2513 и 14 и коллекторцо-эмиттерными цепямитранзисторов 15 и 16 цепи запираощегосмещения.Вторые выводы вторичцьх обмоток 9 и11 подклочены к эмиттерам транзисторови 2 соответственно через диоды 17 и 18.Кроме того, вторые выводы обмоток 9 - 12подключены через диоды соответственно 1922 к коЛлектору коммутирующего транзистора .23. Эмиттер этого транзистора соединен с эмиттерами транзисторов 1 и 2, абаза подключена к источнику сигнала управления 24 через токозадающий элемент,например, резистор 25.Второй вывод обмотки 9 подключен к общей точке секций 5 и 6 первичной обмоткичерез резистор 26.Базы транзисторов 15 и 6 цепи запира.ющего смещения подключены к источникусигнала управления 24 через резисторы Би 28.Между вторыми выводами обмоток 9 и11 включена последовательная КС-цепь, образова иная резисторою 29 и конденсатором 30.В исходном состоянии устройства на выходе источника сигнала управления 24 имеется напряжение, полярность которого указана ца чертеже стрелкой. Поэтому в базовые цепи транзисторов 15 и 1 б через резисторы 2 и 28 задается отрицательный ток.Транзисторы 15 и 6 этим током поддерживаются в состоянии насьпцения, и тогдамежду базами и эмиттерами транзисторов551 и Б устяцявлпцается незначительная разность потенциалов. Эти транзисторы в такомсостоянии схемы работают в режиме отсечки. 4Когда напряжение на выходе источника сигнала управления 24 исчезает, транзисторы 15, 16 и 23 переходят в режим отсечки, Прц этом в базу транзистора 1 через резистор 26 и обмотку 9 задается отпираюгций ток,Отпирание транзистора 1 за счет поло- усилительной обратной связи, осуществляют трансформатором тока 7 (обмотками полоусилцтельной обратной связи служат вторичные обмотки 9 и 11), вызывает появление генерации в схеме. При этом транзисторы 1 и 2 поочередно оказываются в проводящем состоянии, а по нагрузке протекает постоянный ток.Энергия, накопленная в конденсаторе 30 РС-цепи, улучшает переход тока от одного силового транзистора к другому.Когда на выходе источника сигнала управления 24 появляется напряжение, отпирается коммутирующий транзистор 23, и ток, задаваемый в базу через резистор 25, переводит этот транзистор в состояние насыще-. ния. Пусть в этот момент открыт транзистор 1, и на его базе имеется потенциал 1 В, 11 ереход транзистора 23 в режим насыщения означает, что на его коллекторе устанавливается низкий потенциал, например 0,5 В.Если через обмотку 10,диод 20 и коллекторно-эмиттерную, цепь коммутирующего транзистора 23 начинает протекать ток, на начале обмотки 10 (обозначено точкой йа чертеже) цоявяется потенциал, равный сумме падения напряжения на насыщенном коммутирующем транзисторе 23 и диоде 20. Этот потенциал составляет примерно (0,5 + + 1) В, т.е. 1,5 В.Указанное сочетание потенциалов на базе транзистора(+ 1 В) и на начале обмотки 10 (+ 1,5 В) означает, что на обмотке 10 напряжение равно 0,5 В. При равенстве чисел витков обмоток 9 и 10 такое же напряжение на обмотке 9, и тогда ца катоде диода 17 устанавливается потенциал + 0,5 В, т. е. этот диод заперт,Таким образом, появление напряжения на выходе источника сигнала управления 24 приводит к прекращению протекания тока через диод 17 и обмотку 9. Ток, трансформируемый из обмотки 5, начинает протекать по обмотке 100 н,во-первых, является запираюгцим для транзистора 1, и во-вторых, пропорционален току его коллектора,После запирания силового транзистора начинается вывод энергии из трансформатора 7. При этом через подключенные ко вторичным обмоткам трансформатора выпрямители, образованные диодами 19 - 22, и через коммутирующий транзистор 23 протекают токи, которые замыкаются через базовые цепи транзисторов 1 и 2 в отрицательном направлении, поддерживая эти транзисторы в режиме отсечки.651481 формула изобретения Составитель ов Техред О. Луго Тираж 059.ЦНИИПИ Государственног по делам изобрет3035, Москва, Ж.35,илиад ППП Патент, г.Л. Багянвая КоПоо комитетаений и откРву шская нУж-.о род, ул Редактор Б.федотЗаказ 820/53 Мельниченко ректор Д%писноеСССРьтийб., д. 4,5Проектная 5Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает форсированное запирание силовых транзисторов, причем отрицательный ток не задается вместе с полоусилительным током базы этих транзисторов, преобладая над последним по величине, а отрицательный ток базы задается вместо полоусилительного, Кроме того, отрицательный ток (запирающий) не потребляется от источника сигнала управления 24, что позволяет уменьшить мощность сигнала, Наконец, вывод энергии из трансформатора тока не только не способен вызвать лоусное отпирание силовых транзисторов, но, наоборот, вызывает протекание отрицательных токов в базовых цепях силовых транзисторов, поддерживая их в режиме отсечки. Ключ, содержащий трансформатор тока, у которого двухсекционная первичная обмотка крайними выводами подключена к коллекторам двух силовых транзисторов, а средним выводом - к нагрузке, база первого силового транзистора соединена с первым выводом основной вторичной обмотки, вто 6рой вывод которой через диод соединен с эмиттерами силовых транзисторов, и цепи запирающего смещения, отлииави 4 ийея тем, чтос целью уменьшения управляющего сиг нала и потерь мощности, введены три дополнительные вторичные обмотки и коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттерами,силовых транзисторов, причем первый вывод первой дополнитель- Оной вторичной обмотки соединен с базой первого силового транзистора, первые выводы второй и третьей дополнительных вторичных обмоток соединены с базой второго силового транзистора, второй вывод второй дополнительной обмотки через диод подключен к эмиттеру коммутирующего транзистора, коллектор которого соединен со вторымн выводами всех вторичных обмоток через соответствующие диоды, а база подключена к источнику сигнала управления через токо- задающий элемент.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,1 хга 470078, Н 03 Г 3/00, 1975.2. Книга Миниатюризация вторичныхисточников электропитания электронной аппаратуры МДНТП, 1973, с. 67 - 72, рис. 2,