Устройство для управления силовым транзистором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 0148004 2 М 1/ ЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4/24-07(21) 407532 (22) 06,05. (46) 15. 05. (71) Опытно ческое предп ия надежно ранзистораяти а О 1 с нзисто м тран тояние транзист иельнои токов ыключения тр агничивание к азотк то са ающим ни вае яжается разм г о нап жения, за лементом ог пцая егоие нааничивающ т коммута ряжения н нных помех Нал 4 по нденсаторе тор 1 ксл ливает транз в ключ ению. 2 ующему ИЛ е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО матик(56) Авторское свидетельство СССР Р 1008869, кл. Н 02 М 7/537, 1985.Заявка Франции Н 2558022, л. Н 02 М 7/537, 1983.(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ(57) Изобретение относится к импуль. - сной технике и может быть исггользовано при разработке вторичных источников питания. Целью изобретения является расширение Функциональных воз - можностей устройства за счет обеспечения применения его в однотактных преобразователях и повышести переключения, Запуск1 осуществляется кратконрмыканием ключа 8, Конденс яжаясь через дополнитель 6 есп ечив ает формиров ание тока в эмиттернои цепи тр с одновременным выключени тора 3. Далее открытое со поддерживается поло ой обратной связью, По анзистора 1 начинается сердечника трансформ вается диод 5 и кондИзобретение относится к импульсной технике и может быть использонацо при разработке вторичных источников питания (ВИП) переключательцого5тип а,Целью изобретения является расширение фуцкциональньгх возможностейустройства за счет обеспечения применения его в одготактггьгх преобразователях и поньппеция надежности переклгочеция.На фиг. 1 и 2 представлены примеры реализации устройства,Устройство управления транзисторньгг ключом 1 содержит трансформатор2 тока, ггервгяггая обмотка которогонклгочеца н силовую цепь ключа 1, вто-ричная в его эмиттерцую цеп ь, блоки -рующий транзистор 3, шуцтиругопгий ба - 20за-эмиттерный переход ключа 1, накопительный конденсатор 4, подключенцьпг через ныпрямительцый диод 5 квторичной обмотке, а через вольтоограцичцте.льный элемент 6 (стабилитрон .25или цепочка диодов) к базе транзистора 3. Узел 7 подзаряда содержит резистор, снязаггцьпг с источником постоянного напряжения Пп, и предназначен для подпитки накопительного кон - 30децсатора 4, Ключ 8 осуществляет запуск транзистора 1,Узел 7 подзаряда нужен .в основномдля первого пуска ключа после включения устройства и но время работы может быть отключен, Однако, так какпотребление тока по цепи подпиткисоставляет лгппь сотые доли процентаот тока силовой цепи, его можно и це.отключать без опутимого ухудшения КПД 40устройстна. На схеме фиг. 1 узел 7выполнен только на резисторе и неотключается, ца фиг, 2 он дополнительно содержит конденсатор в последовательном соединении с указанным 45резистором и диод, через которыйсредняя точка этой цепочки подсоединяется в этом случае и к второй обкладке конденсатора 4, что обеспечи -нает отключение узла 7 на время рабо ты устройства,Дополнительная обмотка трансформатора тока вкгпочается последовательнов цепь ключа 8 либо со стороны еговывода, связанного с элементом 6(фиг. 2), либо со стороны его вывода,связанного с вторичной обмоткой трансформатора тока (фиг, 1), Оба варианта равноценны,На фиг. 2 в качестве управляющегоключа 8 показан триггерцый ключ цакомплементарцых транзисторах 9, управляемьгй оптроном 1 О (срабатываниеключа происходит при подаче импульсатока на оптрон).Выбор порогового напряжения нольтоограничительного элемента 6 (и соот"нетственцо его реализация), а такжереализация связи вторичной обмоткитрансформатора 2 тока с эмиттеромтранзистора 1 определяются параметрами силового транзистора 1, режгпгомего работы и типом управляющего ключа8, При включенном силовом транзисторе1 величина напряжения на его базаэмиттерцом переходе должна быть меньше суммы напряжений элемента 6 и напряжения перехода база-эмиттер транзистора 3 за вычетом остаточного напряжения (после разряда) на конденсаторе 4,Так, в общем случае (см. фиг, 1)при использовании силового транзистора 1 в токовых режимах существеннониже номинальных - не превышающих(0,3 - 0,5). ном 3 бэ транзистора 1.не превышает 0,8-1,0 В и при обеспечении полного разряда кднденсатора 4при запуске, например, кратковременным замыканием клемм ключа 8 вольтоограничительный элемент 6 может бытьпредставлен всего одним диодом, а сэмиттером .транзистора 1 и диодом 5связана нся вторичная обмотка.При использовании (см. фиг, 2)транзистора 1 в предельных по токурежимах (напряжение Бдостигает2 - 2,5 В) и при разряде конденсатора 4, например, с помощью триггерного ключа 8, когда остаточное напряжение может составлять 0,5-0,7 В, ми -нимальное напряжение на элементе 6будет уже составлять 2-3 В, что иобуславливает выполнение его на трехчетырех диодах или низковольтномстабилитроне, при этом для ограничения обратного напряжения на базаэмиттерном переходе силового транзистора 1, которое в момент его размыкания может превысить допустимое дляданного типа транзистора значение,связь вторичной обмотки,с эмиттеромэтого транзистора осуществляетсячерез отпайку, подключающую к немуменьшее число виткон, чем к диоду 5.Элементы форсирования включенияконденсатор 1 и резистор 12 - насхемах показаны пунктиром, Резистор12 с конденсатором 4 определяет длительность запускающего импульса, аконденсатор 11 обеспечивает дополни 5тельную Форсировку запуска, Форсируязапирание транзистора 1.Устройство (Фиг, 1) работает следующим образом,4 в паузах ежду срабатываниями сипового ключа 1 находится в заряженном состоянии до уровня,определяемого порогоньи напряжениемэлемента 6 вкупе с прямосмещенным пегреходом база-коллектор транзистора3. База-эмиттерный переход силовоготранзистора 1 при этом зашунтированоткрытьв переходом коллектор-эмитте ртранзистора 3, что предотвращаетложные включения ключа 1 (нанример, 2 Оот импульсов помех)Запуск транзистора 1 осуществляется кратковременным замыканием клеммключа 8. Конденсатор 4, разряжаясьчерез дополнительную обмотку, обеспечивает Формирование запускающегоимпульса тока в эмиттерную цепь транзистора 1 с одновременным снятиемблокировки (выключения базового токатранзистора 3), Далее открытое состо Ояние ключа 1 поддерживается за счетположительной токовой обратной связи,После выключения транзистора 1 начинается размагничивание сердечникатрансформатора 2 токаПолярность напряжения на его обмотках изменяетзнак, открывается диод 5 и конденсатор 4 заряжается размагничивающим током до напряжения отсечки, задаваемого элементом 6 и переходом транзистора 3, Открывание транзистора 3 ставитсиловой клич 1 на блокировку, защищая его от коммутационных помех, возникающих в нагрузке при выключениитранзистора 1, Наличие же напряжения 45на конденсаторе 4 одновременно подготавливает клич 1 к следующему включе-.нии по замыкании ключа 8,Таким образом, устройство можетиспользоваться в схемах управлениякак двухтактных, так и однотактныхпреобразователей напряжения, имеетменьшие массогабаритные показатели при уменьяении мощности внешнего возбуждения, имеет большие воэможности регулирования по скважности, что повьппает надежность управления и дает возможность получить преобразователи с расширенным .диапазоном входных напряжений и нагрузок,Ф о р м у л а и з обретенияУстройство для управления силовым транзистором, содержащее управляющий клич, трансформатор тока с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого предназначена для подключения в силовую цепь базы силового транзистора, вторичная одним выводом соединена с одним выводом выпрями- тельного диода, о т л и ч а и щ е - е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения применения устройства в однотактных преобразователях и повышения надежности переключения, введены блокирующий транзистор, накопительный конденсатор, ограничивающий элемент и узел подзаряда накопительного конденсатора, вход которого соединен с источником постоянного напряжения, причем другой вывод вторичной обмотки трансформатора тока предназначен для соединения с базой силового транзистора и через последовательно соединенные дополнительную обмотку трансформатора тока и управляющий клич соединен с одним выводом ограничивающего элемента, другой вывод которого подключен к базе блокирующеготранзистора, коллектор которого предназначен для соединения с базой, а эмиттер - с эмиттером силового транзистора, точка соединения эмиттеров силового и блокирующего транзисторов соединена с крайним выводом или отпайкой вторичной обмотки трансформатора тока, один вывод накопительного конденсатора предназначен для соединения с базой силового транзистора, а другой подключен к другому выводу выпрямительного диода и связан с одним выводом ограничивающего элемента,Т. Мале роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 1 Заказ 2553/52 Тираж 6ВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,Годписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раущская наб., д. ч/5