Магнитно-транзисторный ключ

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДПВЛЬСТВУ нц 766014(22) Заявлено 2208,78 (21) 2654823/18-21 с присоедииеиием заявки Йо(23) Приоритет Н 03 К 17/60 Государственный комитет СССР по деяаи изобретений и открытий( 54 ) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в системах регулирования и управления, в автоматике и электроприводе.Известен магнитно"транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена последователь-но с нагрузкой и выходной цепью силового транзистора, а вторичная через диод - последовательно с базовой цепью силового транзистора 11 .Однако это известное устройство не отличается высокой надежностью, так как увеличение тока силового транзистора при перегрузках по току в его выходной цепи оказывается ничем не ограниченным. Известен также магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена после"5 довательно с нагрузкой и выходной цепью силового транзистора, а вторичная - первым выводом к первому выводу диода,а вторым выводом - к базе силового транзистора,управляющий транзю тор, коллекторно-эмиттерная цепь ко" торого подключена параллельно базоэмнттерному переходу силового транзистора 2 .Однако н это устройство не отличается высокой надежностью.Целью изобретения является повышение надежности.Для этого в магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, трансформатор тока, первичная обмот-Ка которого соединена последовательно с нагрузкой и выходной цепью силового транзистора, а вторичная - первым выводом - к первому выводу диода, а вторым выводом к базе силового транзистора, управляющий транзистор, коллекторно-эмнттерная цепь которого подключена параллельно баэо-эмиттерному переходу силового транзисторавведены дополнительный транзистор и резистор, который включен параллельно базо-эмиттерному переходу дополнительного транзистора одним выводом ко второму осевому диоду, а вторым - к эмиттеру силового транзистора, коллектор дополнительного транзистора соединен с базой управляющего транзистора, причем управляв45 50 55 щий и дополнительный транзисторы разного типа проводимости.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема магнитнотранэисторного ключа.Между шинами 1 и 2 питания включены последовательно выходная цепь силового транзистора 3 (его эмиттерсоединен с шиной 1), первичная обмотка 4 трансформатора 5 и нагрузка 6.Вторичная обмотка 7 трансформатора5 первым выводом соединена с базойсилового транзистора 3, а вторымчерез соединенные последовательнодиод 8 и резистор 9 подключена кэмиттеру силового транзистора З.Второй вывод вторичной обмотки 7, кроме того, через диод 10 соединен с шиной питания 2.Параллельно резистору 9 включен переход эмиттер-база дополнительного транзистора 11 того же типа проводимости, что и силовой транзистор 3. База дополнительного транзистора соединена с эмиттером силового транзистора 3, а коллектор - с базой управляющей транзистора 12, имеющего ,тип проводимости, противоположный типу проводимости силового транзистора 3. Эмиттер транзистора 12 соединен с базой силового транзистора, а коллектор соединен с эмиттером силового транзистора 3.Переходы база-эмиттер транзисторов 12 и 3 шунтиронаны соответственно резистором 13 и диодом 14. К базе силового транзистора 3 подключены цепь отпирания, ныполненнаяв виде резистора 15, второй нынадкоторого соединен с шиной 2 питания,и цепь запирания 16. Последняя можетбыть выполнена, например, в виде управляемой цепи запирающего смещения. В исходном состоянии На входе управляемой цепи запирания 16 действует сигнал, отпирание силового транзистора 3 током резистора 15 предотвращено.Исчезновение сигнала со входа управляемой цепи эапирания 16 вызываетпоступление тока резистора 15 в базовую цепь силового транзистора 3. Из-за действия цепи положительнойобратной связи, осуществляемой трансформатором 5, силовой транзистор переходит в режим насыщения,В режиме насыщения по обмотке 7и через резистор 9 протекает ток,пропорциональный току обмотки 4, т,епропорциональный току коллектора силового транзистора 3. Ток обмотки7 полностью поступает н базу силоваго транзистора, пока величина этогатока меньше порогового значения, пркотором иа резисторе 9 создается на.пряжение, достаточное для отпиранияэмиттерного перехода дополнительногтранзистора 11. Ь 0 15 20 25 30 35 40 При достижении током обмотки 7 указанного порогового значения отпирается переход эмиттер"база дополни" тельного транзистора 11, и коллекториый ток этого транзистора дорастает до такой величины, что преодолевает шунтирующее действие резистора 13, и тогда отпирается базо-эмиттерный переход транзистора 12.Начиная с этого уровня тока обмотки 7, а значит, с определенного уровня тока коллектора силового транзис-.тора 3, протекающего по обмотке 4 и пропорционального току обмотки 7,всякое увеличение тока обмотки 7, вызванное увеличением тока коллектора силоного транзистора, принодит одновременно к увеличению тока базы на величину Ь 1 и к уменьшению этого же тока на величину д 1 о ф, . Это связано с тем, что приращение тока обмотки 7, равное ь 1, после отпирания перехода база-эмиттер дополнительного транзистора 11 практически полностью поступает в эмиттерную цепь этого транзистора и затем появляется н коллекторной цепи транзистора 12, будучи усиленным и о р, раэ, где Ф, Д - коэффициенты передачи по току транзисторов 11 и 12, из которых первый включен по схеме с общей базой, а второй - по схеме с общим эмиттером.Таким образом, когда ток коллектора начинает превышать определенное значение, нозникает резкое уменьшение тока базы силового транзистора, и это приводит к функции (стабилизации) максимального уровня коллектор- ного тока. Уровень, при котором возникает описанная стабилизация тока коллектора, определяется, н первую очередь, выбором резистора 9.Для коррекции уроння ограничения тока коллектора во время быстро протекающих процессов (например, приотпирании) таким образом, чтобы увеличить на короткое время ограничения, переход эмиттер-база дополнительного транзистора 11 или транзистора 12 может быть шунтиронан конденсатором.Свойство схемы, состоящее в ограничении максимального урания коллекторного тока силового транзистора, но-первых повышает надежность ключа, исключая перегрузку по току, и вовторых, обеспечивает возможность без введения каких-либо выравнивающих цепей соединять магнитно-транзисторные ключи, выполненные по предложенной схеме, параллельно, если нагрузочная способность одного ключа недостаточна лля создания требуемого тока в нагрузке.Через диоды 14 и 10 после запирания силового транзистора выводится в источник энергия, накопленная в трансформаторе 5. Диод 8 предотвраща766 С 14 формула изобретения Составитель Л. Багянедактор О.Стенина Техред Н,Граб .КорректорО. Бил Тираж 995 И Государстве делам изобрет 5, Москва, Ж Подписнокомитета СССРоткрытийушская наб д 6 53ВНИ ногоний5, Р ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фил ет пробой эмиттерного перехода транзистора 11.Возможен другой вариант схемы. При этом один вывод резистора, включенного последовательно со вторичной обмоткой трансформатора, соединен с базой силового транзистора,-.параллельно ему включена входная цепь дополнительного транзистора проводимости р-о-р-типа, коллектор которого подсоединен к базе управляющего транзистора проводимости п-р-п-типа, выходная цепь которого шунтирует входную цепь силового транзистора. Магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, транс. Форматор тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с нагрузкой и выходной цепью силового транзистора, а вторичная первым выводом - к первому выводу диода, а вторым выводом к базе силового трайзистора, управляющий транзистор, коллекторно-эмиттерная цепь которогоподключена параллельно базо-эмиттерному переходу силового транзистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности, введе)ны дополнительный транзистор и резистор, который включен параллельно баэо-эмиттерному переходу дополнитель-фного транзистора одним выводом ковторому выводу диода, а вторым кэмиттеру силового транзистора коллектор дополнительного транзисторасоединенс базой управляющего транзистора, причем управляющий и допол 15 нительный транзисторы разного типапроводимости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Авторское свидетельство СССР20 Р 561295, кл. Н 03 К 17/56, 1975.2. Авторское свидетельство СССР