Предоконечный каскад блока управления мощным переключательным транзистором

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 1197 О 588)М Кп 3 Н 02 М 1/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ПРЕДОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ МОЩНЫМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫМ ТРАНЗИСТОРОМИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами и транзисторами преобразователей электрической энергии.Известны устройства для управления тиристором, содержащие усилитель, выходной каскад, резисторы, диоды и кон денсаторы 11).Недостатком данных устройств является значительная потеря мощности, обусловленная недостаточным быстродействием.Наиболее близок к предлагаемому по средствам и достигаемому результату предоконечный каскад блока управления мощным транзистором, содержащий первый И Н-транзистор и второй р-и-р-транзистор, эмиттеры которых подсоединены к клемме для подключения базы мощного транзистора, клемма для подключения коллектора которого подсоединена к катоду первого диода, подсоединенного анодом к базам первого и второго транзисторов, коллекторы которых соответственно через первый и второй резисторы подсоединены к клеммам для подключения источника питания, при этом клемма для подключения источника управляющего напряже ния подсоединена к первому выводутретьего резистора, второй вывод ко"торого подсоединен через последовательно соединенные второй диод и четвертый резистор к эмиттеру третьего-из-транзистора,клемме для подключения положительного вывода первогоисточника питания и одновременно через последовательно соединенные третий диод и пятыи резистор к базе первого и И-транзистора, которая соединена через шестой резистор с клеммой для подключения отрицательноговывода второго источника питания, 15 причем база и ко ектор третьегор-Итранзистора подсоединена соответственно,к анодам второго и третьего диодов 1 2.Недостатком известного устройстваявляется значительная длительностьвремени выключения мощного транзистора, что приводит к потере мощности.Цель изобретения - повышение быстродействия предоконечного каскада.25 Поставленная цель достигается тем,что каскад снабжен дополнительнымИ-р-п-транзистором, первым и вторым.дополнительными резисторами и конден:атором, один вывод которого соеди нен с клеммой для подключения источ 970588ника управляющего напряжения, а второй вывод через первый дополнительный резистор - с базой дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора, а эмиттер - с клеммой для подключения 5 минусового вывода второго источника питания и одновременно через второй дополнительный резистор с его базой.На чертеже приведенапринципиальная электрическая схема предоконечно го каскада блока управления мощным транзистором.Предоконечный каскад содержит клеммы для подключения мощного транзистора 1, эмиттерные повторители на транзисторах 2 и 3, ограничиваюцие резисторы 4 и 5, ключевой транзистор 6, нагруэочные резисторы 7 и 8, резистор 9 утечки, диоды 10-12, входной резистор 13, транзистор 14 ускоренного выключения, дифференцирующий конденсатор 15, ограничивающий резистор 16 и резистор 17 утечки,База мощного переключательного транзистора 1 соединена с эмиттерами транзисторов 2 и 3, Между коллектором транзистора 2 и первой шиной питания включен резистор 4. Между коллектором транзистора 3 и второй шиной питания включен резистор 5, К базам транзисторов 2 и 3 подсоединен анод диода 10. Его катод подключен к коллектору транзистора 1. Эмиттер транзистора б соединен с клеммой для подключения положительного вывода первого источника питания, 35 Между базой и эмиттером транзистора б включен резистор 9 утечки, Между коллектором транзистора б и базами транзисторов 2 и 3 подключен резистор 7. Между базами тран О зисторов 2 и 3 и второй шиной питания подсоединен резистор 8, К базе транзистора 6 подключен анод диода 11, а к коллектору - анод диода 12. Катоды диодов 11 и 12 че реэ резистор 13 соединены с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, Коллектор транзистора 14 соединен с базами транзисторов 2 и 3, а эмиттер - с клеммой для подключения минусового вывода второго источника питания. Между базой транзистора 14 и входом устройства последовательно включены резистор 16 и конденсатор 1. Между базой и эмитером транзистора 14 подключен резйс тор 17 утечки. Коллектор транзистора 1 подключен к внешней нагрузке.На схему предоконечного каскада по отношенжо к эмиттеру транзистора 1 подается два низковольтных напряже 60 ния питания +Е и -Е. В режиме ожидания все транзисторы схемы, кроме транзистора 3, закрыты. На базе тран" зистора 1 поддерживается отрицательное запирающее напряжение вследствие деиствия эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторе 3, Ток, потребляемый по цепям питания, в этом режиме равен тепловым токам утечки транзиСторов схемы. При поступлении входного отрицательного импульса открывается транзистор б. Диоды 11 и 12 обеспечивают ненасыщенный режим открытого транзистора б. Ток коллектора транзистора б через резистор 7 и эмиттерныи повторитель 2 попадает в базу транзистора 1, что приводит к его открыванию, Появляется ток в цепи коллектора транзистора 1 и в цепи внешней нагрузки, Диод 10 обеспечивает ненасыценный режим транзистора 1. Транзистор 3 во время действия входного импульса оказывается закрытым, так как к его переходу эмиттер-база приложено закрывающее напряжение. Передний фронт входного импульса, пройдя через дифференцирующий конденсатор 15 и резистор 16, прикладывается в виде кратковременного всплеска отрицательной полярности к базе транзистора 14. При окончании входного импульса выключается сначала транзистор б, а затем транзисторы 2 и 1, Задний фронт входного импульса, пройдя через дифференцирующий конденсатор 15 и резистор 16, вызывает кратковременное открывание транзистора 14, Вследствие этого в рассматриваемый момент времени происходит форсированное, ускоренное выключение транзисторов 2, б и моцного транзистора 1. После закрывания транзистора 14 транзистор 1 удерживается в закрытом состоянии благодаря току транзистора 3. Далее схема возвращается в исходное состояние.Использование изобретения обеспечивает существенное уменьшение времени выключения моцного транзистора, что приводит к снижению потерь на коммутацию.Формула изобретенияПредоконечный каскад блока управления мощным перекдючательным транзистором, содержащий первый и -ритранзистор и второй р -и-р-транзистор, эмиттеры которых подсоединены к клемме для подключения базы мощного транзистора, клемма для подключения коллектора которого подсоединена к катоду первого диода, подсоединенного к базам первого и второго транзисторов, коллекторы которых соответственно через первый и второй резисторы подсоединены к клеммам для подключения источников питания, при этом клемма для подключения источника управляюцего напряжения подсоединена к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подсоединен970588 Составитель В.КостюхинРедактор Л.Пчелинская Техред Д.Ач орректор И.Ватрушкина 17/71 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., Подписи аэ д. 4/ илнал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 через последовательно соединенные второй диод и четвертый резистор к змиттеру третьего-мтранзистора, к клемме для подключения положительного вывода первого источника питания и одновременно через последовательно соединенные третий диод и пятый резистор к базе первого И -р-п-транзистора, которая соединена через шестой резистор с клеммой для подключения отрицательного вывода второго источНика питания, причем база и коллектор третьего-Р -р-транзистора подсоединены соответственно к анодам второго и третьего диодов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен дополнительным И -р -и-транзистором, первым ,и вторым дополнительным резисторамии конденсатором, один вывод которогосоединен с клеммой для подключенияисточника управляюшего напряжения, авторой вывод через первый дополнительный резистор в . с базой дополнительного транзистора, коллектор которогосоединен с базой Первого транзистора,а эмиттер - с клеммой для подключенияминусового вывода второго источника 10 питания и одновременно через второйдополнительный резистор с его базой. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 15 1, Авторское свидетельство СССР Р 571859, кл . Н 02 М 1/08, 1977. 2. "Электроника", 1980, М 8,с. 111.