Магнитно-транзисторный ключ

СОЮЗ СОВЕТ ЕСКИ А 1 8 13 ЛИК(9) К 17/6 4 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4128171/24-21 ( 22) 1208,86 (46) 23,05,88, Бюл. В 19 (72) Л.К.Сивенков (53) 62.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У, 1133663, кл. Н 03 К 17/60, 1985.Авторское свидетельство СССР У 970694, кл, Н 03 К 17/60, 1982(54) МАГНИТОТРАНЗИСТОРНЫЙ КГПОЧ (57) Изобретение может быть использовано в источниках вторичного электропитания, Магнитотранзисторный ключ (МТК) содержит силовой транзистор (СТ) 1,управляющие транзисторы:2, 3,9 диоды 4-7трансформ10, 24, орезисторышины 3,формировашины 18,зисторы 230, инверИТК формнной сигналСТ 1, и мпрещающийповышенну1 ил. 23, ограничитель 8 тока, атор 9 тока, конденсаторы граничитель 11 длительности, 12, 25, 28, 29, выходные 14, 21, шины 15, 16 питания, тель 1.7 импульсов, входные 19, блок 20 блокировки, тран 2, 26, 27, элемент 2 И-НЕ тор 31, повторители 32, 33. рует дополнительный выходхарактеризующий состояние ожет принимать сигнал, завключение СТ 1. МТК имеет ю надежность. 5 з,п. ф-лы,Изобретение относится к импульсной ,технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания,Цель изобретения - повышение надежности магнитотранзисторного ключа за счет выключения силового транзистора при превышении длительности его открытого состояния заданного значения.На чертеже представлена схема маг- О иитотранзисторного ключа.Иагнитотранзисторный ключ содержит силовой транзистор 1, первый и второй управляющие транзисторы 2 и 3, четыре диода 4-7, ограничитель 8 тока, транс 15 Форматор 9 тока, первый конденсатор 10, ограничитель 11 длительности первый резистор 12, причем эмиттер силового трансформатора 1 подключен к первой выходной шине 13 и первым выво 20 дам первого диода 4 и первого конденсатора 10, вторые выводы которых соединены с одним выводом первой обмотки трансформатора 9 тока другой вывод которой подключен к базе силового 25 транзистора 1, коллектор которого через вторую обмотку трансформатора 9 тока соединен с второй выходной Шиной 14, первый вывод третьей обмотКи трансформатора 9 тока через вто ОЙ диод 5 подключен к первой шине115 питания и эмиттерам первого и второго управляющих транзисторов 2 и 3, Вторая шина 16 питания через ограничитель 8 тока соединена с одним выводом третьего диода 6, другой вывод которого подключен к второму выводу третьей обмотки трансформатора 9 тоа и через его четвертую обмотку -коллектору первого управляющего 40 транзистора 2, первый вывод четвертого диода 7 подключен к первому выводу Пятой обмотки трансформатора 9 тока, первый и второй выводы шестой обмотки трансформатора 9 тока соответствен 45 НО соединены с первым и вторым входами ограничителя 11 длительности, первый и второй выходы которого соответственно подключены к коллектору и змиттеру первого управляющего транзистора 2, первый резистор 12 включен параллельно переходу база - эмиттер силового транзистора 1, второй вывод четвертого диода 7 соединен с Второй шинОЙ 16 питания Второй 55 Вывод пятой обмотки трансформатора 9 тока подключен к коллектору второго управляющего транзистора 3, базы, Первого и второго управляющих тран". эисторов 2 и 3 соединены соответственно с первым и вторым выходамиформирователя 17 импульсов, первыйи второй входы которого подключенысоответственно к первой и второйвходным шинам 18 и 19, нервый и второй питающие выводы блока 20 блокировки соединены соответственно с первой и второй шинами 15 и б питания,а вход и выход соответственно подключены к коллектору второго управляющего транзистора 3 и дополнительной выходной шине 21,Ограничитель 11 длительности содержит первый дополнительный транзистор 22, пятый диод 23, второй конденсатор 24 и второй резистор 25, причем первый вывод второго конденсатора 24 подключен к первому входу ограничителя 11 длительности, первому выводу пятого диода 23, эмиттеру первого дополнительного транзистора 22 ивторому выходу ограничителя 11 длительности, первый выход которого соединен с коллектором первого дополнительного транзистора 22, база которого подключена к второму выводу пятого диода 23, второму выводу второгоконденсатора 24 и через второй резистор 25 - к второму входу ограничителя 11 длительности.Ограничитель 8 тока содержит второй и третий дополнительные транзисторы 26 и 27, проводимость которыхпротивоположна проводимости первогоуправляющего транзистора 2, третийи четвертый резисторы 28 и 29, причем эмиттер второго дополнительноготранзистора 26 соединен с первым выводом третьего резистора 28 и одним выводом ограничитЕля 8 тока, другой вывод которого подкшочен к коллекторутретьего дополнительного транзистора27, змиттер которого соединен с вторым выводом третьего резистора 28 ибазой второго дополнительного транзистора 26, коллектор которого подключенк базе третьего дополнительного транзистора 27 и через четвертый резистор 29 - к первой шине 15 питания.Формирователь 17 импульсов содержит элемент 2 И-НЕ 30, инвертор 31,первый и второй повторители 32 и 33,причем первый и второй входы формирователя 17 импульсов соединены соответственно с первым и вторым входамиэлемента 2 И-НЕ 30, выход которогоподключен к входу инвертора 31 ичерез первый повторитель 32 - к первому выходу формирователя 1 импульсов, второй выход которого соединенс выходом второго повторителя 33,вход которого подключен к выходуинвертора 31,Блок 20 блокировки содержит четвертый дополнительный транзистор 34,проводимость которого противоположнапроводимости второго управляющеготранзистора 3, инвертор 35, шестойдиод 36, пятый и шестой резисторы37 и 38, причем коллектор четвертогодополнительного транзистора 34 соединен с первым выводом пятого резистора 37 и через инвертор - с выходомблока 20 блокировки, вход которогочерез шестой резистор 38 подключенк первому выводу шестого диода 36 ибазе четвертого дополнительного транзистора 34, эмиттер которого соедин:нен с вторым выводом шестого диода36 и вторым питающим выводом блока20 блокировки, первый питающий вывод 25которого подключен к второму выводупятого резистора 37.Магнитотранзисторный ключ работает следующим образом.В исходном состоянии транзисторы1 и 3 закрыты, а транзисторы 2 открьг"ты, при этом в четвертой обмоткетрансформатора 9 тока протекает размагничивающий ток, величина которогоопределяется параметрами ограничите 35ля 8 тока. На шине 19 присутствуетсигнал логической единицы, на шине18 - логического нуля. При подачена шину 18 сигнала логической единицы Формирователь 7 выключает транэистор 2 и включает транзистор 3, врезультате чего полярность напряжений на первой обмотке трансформатора9 тока становится открывающей длятранзистора 1, и через вторуюобмотку начинает протекать ток коллектора транзистора 1, что из-заналичия цепи положительной обратнойсвязи через первую и вторую обмоткитокового трансформатора 9 вызывает50лавинообразное насыщение транзистора 1. Базовый ток транзистора 1 протекает через диод 4, вызывая на немпадение напряжения, от которого за-.ряжается конденсатор 10. При подаче55на шину 8 сигнала логического нулясигналы на выходах формирователя17 выключают транзистор 3 и включаюттранзистор 2, это приводит к тому,что последовательно включенные третья и четвертая обмотки оказываются закороченнъми через коллекторэмиттерный переход транзистора 2 и диод 5, напряжение на первой обмотке скачкообразно уменьшается, и под действием разности напряжений конденсатора 10 и остаточного напряжения первой обмотки начинается процесс форсированного рассасывания силового транзистора 1, после окончания которого полярность на всех обмотках токового трансформатора 9 изменяется на противоположную, Под действием этого обратного напряжения и осуществляется процесс перемагничи вания сердечника токового трансформатора 9 через ограничитель 8 тока от источника питания.Наличие резистора 12 позволяет снизить обратное напряжение база"- змиттер транзистора 1 до допустимого уровня. Параметры ограничителя 8 тока выбираются такими, чтобы ток перемагничивания создавал на нем доста точно малое падение напряжения, ограничение этого тока осуществляется лишь в конце цикла, когда процесс перемагничивания уже полностью закончен. Таким образом, время перемагкичивания сокращается до минимума. Если длительность открытого состояния ску-. лового транзистора 1 по какой-либо причине превышает установленную, определяемую параметрами ограничителя 11 длительности, то третья и четвертая обмотки закорачиваются через выходы ограничителя 11 длительности и диод 5, и транзисторвыключается, Таким образом парируются кратковременные сбои в цепях источника питания или источника входного сигнала, что позволяет свести до минимума эа пасы по параметрам силового транзистора и его нагрузки, а также исключить аварийные режимы работы элементов устройства, т,е. повысить его надежность.В устройстве имеется блок 20 блокировки, на выходе которого присутствует сигнал логического нуля в моменты времени, пока открыт транзистор 1, сигнал о состоянии которого снимается с пятой обмотки токового трансформатора 9 и поступает на вход 20 блокировки, Для получения эффекта защиты силового транзистора 1 от сквозного тока обязательно наличие98081 6 1,Магнитотранэисторньгй ключ, со держащий силовой транзистор первый и второй управляющие транзисторы, четыре диода, ограничитель тока, трансформатор тока, первый конденсатор эмиттер силового транзистора подключен к первой выходной шине и первым выводам первого диода и первого конденсатора, вторые выводы которых соединены с одним вьгводом первой обмотки трансформатора тока, другой вывод которого подключен к базе силового транзистора, коллектор. которого че-" рез вторую обмотку трансформатора тока соединен, с второй выходной шиной, первый вывод третьей обмотки трансформатора тока через второй диод подключен к первой шине питания и эмиттерам первого и второго управляющих транзисторов, вторая шина питания через ограничитель тока соединена с одним выводом третьего диода, другой вывод которого подключен к второму выводу третьей обмотки трансформатора тока и через его четвертую обмотку - к коллектору первого управляющего транзистора, база которого соединена с первой входной шиной, первый вывод четвертого диода подключен к первому выводу пятой об"- мотки трансформатора тока, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, введены ограничитель длительности и первый резистор, причем проводимость второго управляющего транзистора собтветствует проводимости первого управляющего 5 1 З другого аналогичного устройства, с выхода блока 20 блокировки которого поступает сигнал логического нуля на шину 19, запрещая включение транзистора 1 независимо от состояния сигналов управления на шине 18.Таким образом, предлагаемое устройство формирует дополнительный вы" ходной сигнал, характеризующий состояние силового транзистора 1, и может принимать сигнал, запрещающий включение силового транзистора 1.Надежность предлагаемого магнитотранзисторного ключа выше, чем у из вестных, за счет выключения силового транзистора при превышении длитель" ности его открытого состояния заданного значения. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения транзистора, первый и второй выводышестой обмотки трансформатора токасоответственно соединены с первыми вторым входами ограничителя длительности, первый и второй выходы которо".го соответственно подключены к коллектору и эмнттеру первого управляющего транзистора, первый резисторвключен параллельно переходу баэа -эмиттер силового транзистора, второвывод четвертого диода соединен с второй шиной питания, второй вывод пятой обмотки трансформатора тока подключен к коллектору второго управляю"щего транзистора ,база которого сое-.динена с второй входной шиной,2.Ключ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что ограничитель длительности содержит первый дополнительный транзистор, пятый диод, второй конденсатор и второй резистор,причем первый вывод второго конденсатора подключен к первому входу ограничителя лггительности, первому выводу пятого диода, эмиттеру первогодополнительного транзистора и второму выходу ограничителя длительности,первый вьгход которого соединен с коллектором первого дополнительноготранзистора, база которого подключенак второму выводу пятого диода, второму выводу второго конденсатора и через второй резистор - к второму входу ограничителя длительности.З.Ключ по и.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что ограничитель тока содержит второй и третий дополнительные транзисторы, проводимости которых противоположны проводимостипервого управляющего транзистора,третий и четвертый резисторы, причемэмиттер второго дополнительноготранзистора соединен с первым выводомтретьего резистора и одним выводомограничителя тока, другой вывод которого подключен к коллектору третьегодополнительного транзистора, эмиттеркоторого соединен с вторым выводомтретьего резистора и базой второгодополнительного транзистора, коллектор которого подключен к базе третьего дополнительного транзистора и через четвертый резистор - к первойшине питания,4.Ключ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей, введены формирователь импульсов и блок1398081 торого соединен с выходом второгоповторителя, вход которого подключенк выходу инвертора. Составитель Д.ИвановТехред Л.Олийнык Корректор А.Тяско Редактор А.Ворович Тираж 928 Заказ 2607/56 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 блокировки, причем базы первого ивторого управляющих транзисторов соединены соответственно с первым ивторым выходами формирователя импуль 5сов, первый и второй входы которогоподключены соответственно к первой ивторой входным шинам, первый и второйпитающие выводы блока блокировки соединены соответственно с первой н второй шинами питания, а вход и выход сосоответственно подключены к коллектору второго управляющего транзистораи дополнительной выходной шине,5.Ключ по п,4, о т л и ч а ю - 15щ и й с я тем, что формирователь импульсов содержит элемент 2 И-НЕ, инвертор, первый и второй повторитель,причем первый и второй входы формирователя импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2 И"НЕ, выход которого подключен к входу инвертора и через первыйповторитель - к первому выходу формирователя импульсов, второй выход ко 6.Ключ по п.4, о т л и ч а ю - щ н й с я тем, что блок блокировки содержит четвертый дополнительный транзистор, проводимость которого противоположна проводимости второго управляющего транзистора, инвертор, шестой диод, пятый и шестой резисторы, причем коллектор четвертого до полнительного транзистора соединен с первым выводом пятого резистора и через инвертор - с выходом блока блокировки, вход которого через шестой резистор подключен к первому выводу шестого диода к базе четвертого дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого диода и вторым питающим выводом блока блокировки, первый питающий вывод которого подключен к второму выводупятого резистора.