Магнитно-транзисторный ключ

( ) 82842 ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик, А, Глебов и Н. Б. Рожнин сковский ордена Ленина энергетический институт 71) Заявитель(54) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫИ КЛЮ Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно - к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например, в устройствах контроля и регулирования.Известен магнитно-транзисторный ключ, содержащий транзистор и трансформатор тока, причем пврвичная обмотка трансформатора последовательно с нагрузкой включена в коллекторную цепь транзистора, а вторичная обмотка трансформатора включена в управляющую цепь ключа Ц.К недостаткам подобного устройства следует отнести низкое быстродействие.Наиболее близок к предлагаемому магнитно-транзисторный ключ, содержащий транзистор, трансформатор тока, диод и резистор. Нагрузка и первичная обмотка трансформатора тока последовательно включены в коллекторную цепь транзистора, база которого подключена к управляющей шине устройства и через резистор соединена с шиной источника питания; вторичная обмотка трансформатора тока и диод соединены последовательно и подключвны к базо-эмиттерному переходу транзистора 21.У этого устройства тот же недостаток.С целью повышения быстродействия, в ма нптпо-транзисторный ключ, содержащий транзистор, трансформатор тока, диод и резистор, нагрузка и первичная обмотка трансформатора тока последовательно включены в коллекторную цепь транзистора, база которого подключена к управляющей шине устройства и через резистор соединена с шиной источника питания, вторичная обмотка трансформатора тока и диод соединены последовательно и подключены к базо-эмиттерному переходу транзистора, введены дополнительные диод и резистор, а трансформатор тока содержит дополнительную обмотку, причем дополнительные диод и резистор и дополнительная обмотка трансформатора тока соединены последовательно и подключены к базо-эмиттерному прехо у транзистораНа чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.Магнитно-транзисторный ключ содержит транзистор 1, трасформатор 2 тока с первичной, вторичной и дополнительной обмотками 3, 4, 5, диод 6, резистор 7, дополнительный диод Ь, дополнительный резистор 9. Соединенные последовательно нагрузка 10, обмотка 3 трансформатора и транзистор 1 включены между шиной источника питания 11 и общей шиной, а база транзистора 1 соединена с шиной 12 управления.Для обеспечения максимальной магнитной связи между обмотками 3 и 5 (уменьшения индуктивности рассеяния) следует выполнить их бифилярной намоткой с одинаковым количеством витков.Устройство функционирует следующим образом. При наличии на шине 12 нулевого потенциала транзистор 1 заперт, и ток в нагрузке 10 отсутствует. При исчезновении управляющего сигнала на шине 12 в базовую цепь транзистора поступает ток, величина которого определяется резистором 7, и транзистор начинает отпираться. За счет хорошей магнитной связи между обмотками 3 и 5 транзистор быстро переходит в состояние насыщения. Его базовый ток в момент отпирания ограничивается резистором 9. Ток в обмотке 4 нарастает значительно медленнее, чем в обмотке 5, что обусловлено существенной разницей в количестве витков между обмотками 3 и 4 и, как следствие, значительной индуктивностью рассеяния между ними. По мере нарастания тока в обмотке 4 ток в обмотке 5 уменьшается и становится равным нулю. Исчезновение тока в обмотке 5 объясняется следующим образом. Когда ток в обмотке 4 достигнет установившегося значения, напряжение на обмотке 5 будет значительно (примерно на порядок) меньше напряжения на обмотке 4, что обусловлено соотношением количества витков обмоток трансформатора. Количества витков обмоток 3 и 5 равны, а количество витков в обмотке 4 примерно на порядок (в зависимости от коэффициента усиления транзистора) превышает количество витков обмотки 3. При таком соотношении напряжений на обмотках 4 и 5 диод 8 закрыт, т, к, напряжение на обмотке 4 определяется напряжением насыщения двух последовательно включенных открытых р - а переходов. Ток в обмотке 5 отсутствует, и базовый ток транзистора определяется током обмотки 4. Принцип функционирования устройстване изменится, если обмотки 4 и 5 включить последовательно.Штрихом на чертеже показано возмож- Б ное включение диодов для восстановленияисходного состояния трансформатора.Введение дополнительной обмотки,имеющей максимальную магнитную связь с первичной обмоткой, приводит к увеличению скорости отпирания транзистора, т. е. к увеличению быстродействия устройства и уменьшению коммутационных потерь.15Ф ор мул а изобретенияМагнитно-транзисторный ключ, содержащий транзистор, трансформатор тока, 20 диод и резистор, нагрузка и первичная обмотка трансформатора тока последовательно включены в коллекторную цепь транзистора, база которого подключена к управляющей шине устройства и через резистор соединена с шиной источника питания, вторичная обмотка трансформатора тока и диод соединены последовательно и подключены к базо-эмиттерному переходу транзистора, отлич ающийся тем, что, с целью 30 повышения быстродействия, в него введеныдополнительные диод и резистор, а трансформатор тока содержит дополнительную обмотку, причем дополнительные диод и резистор и дополнительная обмотка транс- ЗБ формагора тока соединены последовательнои подключены к базо-эмиттерному переходутранзистора.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:40 1. Авторское свидетельство СССРМ 503364, кл. Н 03 К 17/бО, 15.08.74.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2543779/18-21, кл. Н 03 К 17/бО, 19.07.78 (прототип) .828412 Составитель В. Нефедов Техред И. Заболотнова Редактор Б. федотов Корректор С, файн Тип. Харьк, фил. пред, Патент Заказ 567/513 Изд.359 Тираж 988 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5