Способ управления транзисторным ключом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 161055 1 5 Н 02 М 1 08 АНИЕ ИЗ ЕН У 07(57) И ва оват электр,улучше анзи для с электрозованоковольтносится ыть исполь Шными высо и во вторй ых тани я улучшетранзисния являе параметро едена принципиальтва для реализации соба; на фиг.2 - менные диаграммы, реализации способа сторным ключом 1 равнения, вход ко" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ, кл. Н 02 М 3/335, 1982.ское свидетельство СССР1, кл, Н 02 М 1/08, 1986. 4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЬ обретение относится к преобраьной технике и может исполья во вторичных источникахпитания. Цель изобретения -ие динамических параметровторного ключа, С этой цельюбилизации контролируемого пара Изобретение о технике и может для управления м.Целью изобрет ние динамических торного ключа. На фиг,1при ная схема устрой предлагаемого сп пояснительн и вр Устройство дл управления транз содержит блок 2. метра, в качестве которого испо ется напряжение между базой и кол лектором или напряжение между коллектором и эмиттером транзистора ключа, регулируют ток базы для компенсации изменения контролируемого параметра под воздействием нагрузки, температуры и других факторов. Ток базы силового транзистора формируют в виде импульсов, а при изменении контролируемого параметра регулируют их скважность, При этом импульсы тока базы, начиная с второго, устанавливают меньшей длительности, чем время включения транзисторного ключа, но достаточной для понижения контро- а лнруемого параметра ниже уровня усЯ тавки. Уменьшение длительности импульсов до минимально необходимой позволяет повысить частоту импульсов Се и этим достичь цели. 2 ил,ОЪ торого подключен к переходу коллек - эффи тор-эмиттер ключа 1, напряжение накотором является контролируемым па- (;Д раметром (контролируемым параметром при данном способе управления может быть также напряжение между коллектором и базой ключа), Выход блока 2 сравнения подключен к входу обратной связи регулятора 3 тока базы ключа 1,вход фф управления которого подключен к источни- ф ку 4 сигнала управления. Выход регулятора 3 подключен к переходу база-эмиттер ключа 1.Регулятор 3 выполнен на транзисторе 5, база которого образует вход обратной связи регулятора З,а переход коллекто6055 45 эмиттер подключен к переходу ба-.а-эмиттер транзистора б,база которого образуетвход управления регулятора З,а коллекторсвязан с базой транзистора 7, эмиттер 5коллекторный переход которого шунтирует база-коллекторный переход транзистора 8, коллектор которого подключен к источнику 9 питания, а эмиттервместе с эмиттерами транзисторов 5 и6 образует выход регулятора 3. Блок,2 сравнения может быть выполнен по какой-либо известной схеме,Устройство содержит также дополнительный транзистор 10, переход база 1 эмиттер которого подключен к выходурегулятора 3 или любой другой точкерегулятора 3, в которой напряжениепо фазе совпадает с выходным напряжением регулятора 3. Например, онможет быть подключен к коллекторутранзистора 7 или его базе, Коллектордополнительного транзистора 10 через токоограничивающий резистор 11и развязывающий диод 12 подключен квходу обратной связи регулятора 3т.е. к базе транзистора 5. Переменныйрезистор 13 позволяет установить режим транзистора 10. Кроме того, вспомогательный транзистор 14 переходомколлектор-эмиттер шунтирует входобратной связи регулятора. База транзистора 14 через резистор 15 и кон денсатор 16 подключена к источнику4 сигнала управления.35Устройство работает следующимобразом.При отсутствии сигнала Ц от источника 4 ключ 1 закрыт, потенциалего коллектора вьцпе, чем потенциалэмиттера. Блок 2 сравнивает напряжение на его входе П с уставкой ПЕсли коллекторное йапряжение ключа 1превьппает превышает уставку, то навыходе блока 2 сигнала нет и транзистор 5 закрыт. Начиная с моментапоявления на управляющем входе регулятора 3 отпирающего сигнала и практически до окончания заряда конденсатора 16 через него и резистор 15 про 50текает ток базы транзистора 14,вследствие чего последний открыт ишунтирует переходом коллектор-эмиттер вход обратной связи регулятора 3,Время открытого состояния транзистора 14 может быть задано подбором номи5налов элементов 15 и 16, Таким образом,в течение некоторого времени все сигналы, поступающие на вход обратной 21связи регулятора 3, шнутируется тран-. зистором 14. Это время может быть задано при проектировании устройства и выбирается равным времени включения транзисторного ключа 1.При появлении управляющего сигнала от источника 4 отпираются последовательно транзисторы б - 8. После отпирания транзистора 8 отпирается тран зистор 10 и через его переход коллектор-эмиттер подается напряжение на вход обратной связи регулятора 3, зашунтированный ранее открытым транзистором 14. По мере отпирания потенциал коллектора транзистора 1 падает до тех пор, пока на входе блока 2 напряжение не будет равно напряжению уставки, после чего на выходе блока 2 появляется напряжение, отпирающее транзистор 5, который закрывает транзистор 6. Транзистор 14 в это время закрывается и не мешает прохождению сигнала от блока 2, Далее закрываются транзисторы 7 и 8. Таким образом, в базу транзистора 1 по дается отпирающий импульс тока в течение времени, равного времени его включенияЗа время, прошедшее с момента появления напряжения на выходе блока 2 до запирания транзистора 8, потенциал коллектора транзистора 1 опускается ниже уставки блока 2, после чего он начинает возрастать, в это время в базе ключа 1 происходит рассасывание избыточного заряда. По достижении напряжением на входе блока 2 значения уставки напряжение на выходе блока 2 пропадает, транзистор 5 закрывается. Поскольку на входе управления регулятора 3 имеет место сигнал управления от источника 4, транзисторы 6 - 8 поочередно отпираются, в базу ключа 1 подается очередной импульс тока.После отпирания транзистора 8 отпирается транзистор 10 и подает отпирающий импульс на базу транзистора 5, что приводит к запиранию транзисторов 6 - 8. Второй импульс тока ба" зы ключа 1 заканчивается, При этом его длительность 1 и существенно меньше длительности первого импульса, равного времени включения ключа 1. Это обусловлено тем, что в момент начала первого и второго импульсов то" ка базы режим ключа 1 существенно отличается, а именно: первый им5 1 1 055пульс тока блэы выводит транзисториэ запертого состояния с высокимпотенциалом коллектора, достигающимсотен вольт, при этом его длительность складывается из времени эа 5держки включения ключа 1 и времениспада напряжения коллектора, а второй импульс тока базы понижает потенциал коллектора всего на нескольковольт или долей вольта иэ состоянияс относительно низким исходным потенциалом,В устройстве, реализующем способ,цепочка на транзисторе 1 О в известном смысле компенсирует инерцию,измерения потенциала коллектора ключа 1 блоком 2 и время запираниятранзисторов 6 - 8.В течение второго импульса тока 20базы потенциал коллектора ключа 1снижается ниже уровня уставки. Поокончании импульса тока базы потенциал коллектора некоторое время ещепродолжает снижаться, а затем начинает нарастать до тех пор, пока недостигнет уставки блока 2," что приводит к появлению третьего импульсатока базы ключа 1. Работа элементовсхемы здесь и далее происходит так 30же, как и при формировании второгоимпульса.Описанные процессы продолжаютсядо тех пор, пока на входе управлениярегулятора 3 есть отпирающий сигнал.В течение всего этого времени ключ 1открыт. Закрывается он после окончания управляющего сигнала от источника 4.Из анализа работы устройства видно, что в качестве контролируемого параметра здесь использовано напряжение между коллектором и эмиттеромключа 1 в открытом состоянии. Оностабилизируется за счет регулированиятока базы при изменении нагрузки, температуры и других внешних факторов,влияющих на изменение контролируемо-.го параметра. Например, при возраста.нии нагрузки ключа 1 скорость рассасывания избыточного заряда в его базевозрастает, поэтому интервалы временимежду импульсами базового тока ученьшаются, При изменении температуры схема работает аналогично. Пусть температура возросла, пусть коэффидент усиления ключа 1 при этом увеличился, Поскольку амплитуда тока базы неизменна, то насыщение ключа 1 стало глубже, т.е. время рассасыван.я увеличилось. Это приводит к уменьшению частоты импульсов тока базы.По сравнению с известным данный способ управления позволяет улучшить динамические параметры транзисторного ключа, а пменно понизить максимальное время выключения и время, необходимое для приведения тока базы в соот - ветствие с. изменяющимися параметрами транзистора и нагрузки. Достижение положительного эффекта обусловлено тем, что минимальная длительность импульсов базового тока транзистора 1, начиная с второго, устанавливается меньше, чем время его включения, что позволяет повысить частоту следования импульсов,Формула и э о б р е т е н и яСпособ управления транзисторным ключом, заключающийся в том, что на интервале проводимости транзисторного ключа формируют базовый ток транзисторного ключа в виде однополярных импульсов неизменной достаточной для отпирания транзисторного ключа при максимальной нагрузке амплитуды, регулируют базовый ток транзисторного ключа путем изменения скважности сформированных импульсов и стабилизируют контролируемый параметр на уровне заданного значения за счет регулирования тока базы транзистора ключа, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических параметров транзисторного ключа, длительность первого однополярного импульса базового тока транзисторного ключа устанавливают не меньше времени его включения, а длительность последующих импульсов базового тока устанавливают меньше времени включения трачзисторного ключа, но на уровне, достаточном дпя достижения контролируемым параметром заданного уровня.60552 Составитель А.МеркуловаРедактор А.Маковская Техред М,Дидик Корректор А. Осауленкое при ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. ина, 10 аказ 3743 Тираж 493 ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписное по изобретениям и открытия -35, Раушская наб., д. 4/5