Устройство для управления силовым транзистором (его варианты)

Устройство для управления силовым транзистором (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления транзисторами инверторов . Цель изобретения - повьппение КПД. Устройство содержит основной I и вспомогательный 2 генераторы прямоугольных импульсов, фазосдвигающий узел 3, согласующие трансформаторы 4, 5, первичные обмотки (Об) 6-9, вторичные Об Ю, П, базовый резистор 12, транзистор (т) 13, развязывающий диод 14. Введение дополнительной Об 15 на согласующем трансформаторе 4, конденсатора (К) 16, вспомогательного резистора 17 и отсекающего диода -18 позволяет сформировать импульс управляющего напряжения Т I3.НапряженияОб 10 и I 1 равны, а напряжение Об 15 определяется, исходя из допустимого обратного напряжения база-эмиттерного перехода Т 13. Напряжением Об 15 заряжается К 16.через резистор I7 и диод I8 до напряжения 13, Т 13 открывается. При смене полярности на Об 10 и 15 формируется запирающий импульс. Изобретение имеет еще два варианта управления Т13. 2 с. и I 3.п. ф-лы, 6 ил. (Л l/ff ьо 4 СО о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСХИХ

РЕСПУБЛИХ g y Н 02 М 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3623242/07 (22) 15.07.83 (46) 07.07 .86. Бюл. II- 25 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро геофизической техники (72) Ю.А. Мордвинов н А.И. Дегтярев (53) 621.316.727(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 725190, кл. Н 02 P 13/16, 1977.

Авторское свидетельство СССР

9 597094, кл. Н 02 M 3/155, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления транзисторами инверторов. Цель изобретения — повьппение

КПД. Устройство содержит основной 1 и вспомогательный 2 генераторы прямоугольных импульсов, фазосдвигающий

„„SU„„1243075 А1 узел 3, согласующие трансформаторы

4, 5, первичные обмотки (Об) 6-.9, . вторичные Об !О 11, базовый резистор 12, транзистор (Т) 13, развязывающий диод !4. Введение дополнительной Об !5 на согласующем трансформаторе 4, конденсатора (К) 16, вспомогательного резистора 17 и отсекающего диода -18 позволяетсформировать импульсуправляющего напряжения

Т IЗ.НапряженияОб 10 и I! равны, а напряжение Об 15 определяется, исходя из допустимого обратного напряжения база-эмиттерного перехода Т 13. Напряжением Об 15 заряжается К !6 через резистор 17 и диод !8 до напряжения !В, Т !3 открывается. При смене полярности на Об 10 и 15 формируется запирающий импульс. Изобретение имеет еще два варианта управления Т 13. 2 с. и I з и. ф лы, 6 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления транзисторами инверторов, импульсных стабилизаторов.

Цель изобретения — повышение 1(ПД.

На фиг. 1, 3 и 5 представлены три варианта устройства для управления силовыми транзисторами; на фиг. 2,4 и 6 — временные диаграммы управляющих импульсаB.

Устройство для управления силовыми транзисторами по первому варианту {фиг. !) содержит основной 1 и вспомогательный 2 генераторы прямоугольных импульсов, связанные между собой фазосдвигающим узлом 3, согласующие трансформаторы 4 и 5, первичные обмотки 6-9 которых подключены к указанным генераторам,а вторичные обмотки 10 и 11 соединены последовательно между собой и с базовым резистором 12 и подключены к переходу база-эмиттер силового транзистора 13, развязывающий диод 14, анод которого соединен с базой силового транзистора 13, дополнительная вторичная обмотка 15 на основном согласующем трансформаторе 4, один конец которой подключен к точке соединения вторичных обмоток 10 и I! конденсатор 16, соединенный обкладками с катодом развязывающего диода !4 и свободным концом дополнительной обмотки 15, вспомогательный резистор 17, отсекающий диод !8 анод которого соединен с катодом развязывающего диода 14, а катодом через вспомогатепьный резистор 17 — с точкой соединения вторичных обмоток 10 и 11 согласующих трансформаторов 4 и 5, !, На фиг. 2 представлены импульсы напряжения 19 основного генератора 1, импульсы напряжения 20 вспомогательного генератора 2, импульсы управления (напряжения) 21 силовым транзистором 13.

Устройство управления силовым транзистором по второму варианту (фиг. 3) содержит основной 22 и вспомогательный 23 генераторы прямоугольных импульсов, связанные между собой .фазосдвигающим узлом 24, согласующие трансформаторы 25 и 26, пер— вичные обмотки 27-30 которых подключены к указанным генераторам, а вторичные обмотки 31 и 32 соединены последовательно между собой и с базо43075

2 вым резистором 33 и подключены к переходу база-эмиттер силового транзистора 34, развязывающий -диод 35, анод которого соединен с базой силового транзистора 34, дополнительная вто— ричная обмотка 36 на основном согла. сующем трансформаторе 25, один конец которой r!одключен к точке соединения вторичных обмоток 31 и 32 согласующих трансформаторов, а другой конец — к катоду развязывающего диода 35.

На фиг. 4 представлены импульсы напряжения 37 основного генератора

22, импульсы напряжения 38 вспомогательного генератора 23, импульсы управления (напряжения) 39 силового транзистора 34.

Устройство для управления силовым транзистором по третьему (дополнительному) варианту (фиг. 5) содержит основной 40 и вспомогательный 41 генераторы прямоугольных импульсов, связанные между собой фазосдвигающим узлом 42, согласующие трансформаторы

43 и 44,первичные обмотки 45-48 которых подключены к указанным генераторам

40 и 4l,,авторичные обмотки49 и 50 соединены между собой через базовый резистор 51 и подключенык переходубаэа= эмиттер силового транзистора 52,развязывающие диоды 53и 54,анод одного 53 и катод другого 54 которых подключены к переходу база-эмиттер силового транзистора 52, дополнительно введенные на каждый согласующий трансформатор вторичные обмотки 55 и 56, соединенные последовательно с другой вторичной обмоткой этого .же согласующего трансформатора и соответствую †. щими свободными электродами развязывающих диодов 53 и 54, На фиг. 6 представлены импульсы напряжения 57 основного генератора

40, импульсы напряжения 58 вспомогательного генератора 41, импульсы управления (напряжения) 59 силового транзис.ора 52.

Устройство для управления силовым транзистором по первому варианту

I ,фиг. и 2) работает следующим образом.

Основной генератор прямоугольных импульсов 1 формирует напряжение 19 прямоугольной формы. На выходе вспомогательного генератора 2 прямоугольных импульсов формируется напряжение 20 прямоугольной формы, сдвинутое относительно напряжения 19 на

4 угол, который н общем случае изменяется за счет фазосдвигающего узла 3, Напряжения вторичных обмоток 10 и 11 одинаковые (например, равны по 1 В), а напряжение обмотки 15 определяется, исходя из допустимого обратного напряжения (U 0.у ) для перехода база-эмиттер силовбго транзистора. Например, при Уо. з =ЗВ напряжение обмотки 15 равно 2 В. В интервале времени сумма напряжений U„o и Uq4 обмоток 10 и 11 равна нулю, а конденсатор 16 заряжается напряжением обмотки 15 через резистор 17 и диод 18 до напряжения 1 В. В момент времени

t меняет полярность напряжение 20 и через переход база-эмиттер силового транзистора 13 начинает протекать ток, т.е. в интервале времени t<-tz силовой транзистор 13 открыт. К моменту времени t2 конденсатор 16 всегда заряжен. В момент времени t напряжение на обмотках 10 и 15 меняет полярность (плюс на концах обмоток), и формируется запирающий импульс напряжения (тока) на переходе база-эмиттер силового транзистора.

Импульс обратного напряжения в интервале времени tp-tq формируется за счет суммирования напряжений обмоток 10 и 11. Предлагаемое устройство для управления силовым транзистором применяется в основном для управления инверторами. В случае управления регуляторами напряжения требуется импульс на включение силовым транзистором формировать в интервале времени t< -1, t> — 1, tg-t6,... Поэтому в этом случае необходимо организовать два устройства, выходы которых объединены и подключены к переходу база †эмитт силового транзистора.

При этом в цепь между вторичной обмоткой 11 и резистором 12 требуется ввести диод, исключающий подачу запирающего импульса напряжения в ин— тервале времени t>-t .

Устройство для управления силовым транзистором по второму варианту (фиг. 3 и 4) работает следующим образом, Основной генератор 22 прямоугольных,импульсов формирует напряжение 37 прямоугольной формы. На выходе вспомогательного генератора 23 прямоугольных импульсов формируется напряжение 38 прямоугольной формы, сдвинутое относительно напряжения 37 на

5 !

l5

20 нулевой амплитуды.

50 угол, который в общем случае изменяется за счет фазосдвигающего узла 24.

Напряжения вторичных обмоток 31 и 32 одинаковые (например, равны по 1 В), а напряжение обмотки 36 выбирается, исходя из необходимого запирающего напряжения в интервале времени tz -tz (фиг. 4). В интервале времени t -14 сумма напряжений и Upq u Uyz обмоток

3! и 32 равна нулю. В.момент времени .

t < напряжение 38 меняет полярность и через переход база-эмиттер силового транзистора 34 начинает протекать ток, т.е. в интервале времени tq -tg силовой транзистор 34 открыт. В мо мент времени t q напряжение обмоток

31, 36 меняет полярность и к транзистору 34 прикладывается запирающее напряжение, величина которого определяется суммой напряжений обмоток 3! и 36. При этом в интервале времени t -t g в контуре обмоток 32 и 36 протекает ток, определяемый суммой напряжений указанных обмоток, и поэтому величина напряжения Ugg обмотки 36 выбирается из двух условий. Во-первых, из необходимости получения определенного напряжения запирания силового транзистора 34 (в интервале времени t -t ) и, во-вторых, из допустимого тока в контуре обмоток 32 и 36. Если ограничить ток через резистор 33 (1 Ом) на уровне

1 А (Ugg =Ups =1 В, падение напряжения на переходе база-эмиттер A П з=! В), то напряжение обмотки 36 принимается равным 1 В (падение напряжения на диоде 35 равно 1 В), а амплитуда запирающего напряжения в интервале времени t -t равна 1 В. При увеличении запирающего напряжения в интервале времени до 2 В необходимо увеличить напряжение обмотки 36 до 2 В, а ток через базовый резистор 33 увели.чится до 2 A в указанный интервал

Э времени. В интервале времени запирающее напряжение на силовой транзистор 34 определяется суммой напряжений обмоток 32 и 31. В момент времени tq меняет полярность напряжение 37 на обмотках 31 и 36 (плюс на начале обмоток), и к переходу база-эмиттер силового транзистора 34 напряжение прикладывается

Устройство для управления силовым транзистором по третьему (дополнитель1243075

O ному) варианту (фиг. 5 и 6) работает следующим образом, Основной генератор 40 прямоугольных импульсов формирует напряжение

57 прямоугольной формы. На .выходе вспомогательного генератора 41 прямоугольных импульсов формируется напряжение 58 прямоугольной формы, сдвинутое относительно напряжения 57 на угол, который в общем случае изменяется за счет фазосдвигающего узла 42. Напряжения вторичных обмоток 49 и 50 одинаковые (например, равны по 1 В), а напряженйя обмоток

55 и 56 выбираются, исходя из необходимого запирающего напряжения в интервале времени 1 - и С -1 (фиг. 6). В интервале времени -1 запирающее напряжение, равное сумме 2б напряжений обмоток 50 и 55, поступает на силовой транзистор 52. Величина запирающего напряжения определяется обмоткой 55, так как напряжение обмотки 50 определяется отпирающим 25 током силового транзистора (при падении напряжения на переходе база-эмиттер силового транзистора д Б э=1 В и базовом резисторе 51, равном 1 Ом напряжения обмоток 49 и 50 равны по 1О

1 В). Напряжения обмоток 50 и 55 меняют полярность и через переход база-эмиттер силового транзистора течет базовый ток, т.е. транзистор 52 включен. В момент времени t 4 меняет 35 полярность напряжение 57 вторичных обмоток 49 и 56, и к переходу базаэмиттер силового транзистора.прикладывается напряжение в запирающей полярности. 4О формула изобретения

1. Устройство для управления силовым транзистором, содержащее основ-4> ной и вспомогательный генераторы прямоугольных импульсов, связанные между собой фаэосдвигающим узлом, согласующие трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к указан- о ным генераторам, а вторичные обмотки соединены последовательно между собой и с базовым резистором и подклюе чены к переходу база-эмиттер силового транзистора, и развязываюпщй диод, анод которого соединен с базой силового транзистора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения КИД, оно снабжено отсекающим диодом, вспомогательным резистором и конденсатором, согласующий трансформатор основного генератора снабжен дополнительной вторичной обмоткой, один конец которой подключен к точке соединения вторичных обмоток согласующих трансформаторов, причем конденсатор соединен обкладками с катодом развязывающего диода и другим концом дополнительной вторичной обмотки согласующего трансформатора, анод отсекающего диода соединен с катодом развязывающего диода, а катод через вспомогательный резистор — с точкой соединения вторичных обмоток согласующих трансформаторов.

2. Устройство для управления силовым транзистором содержащее основной и вспомогательный генераторы прямоугольных импульсов, связанные между собой фазосдвигающим узлом, согласующие трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к указанным генераторам, а вторичные обмотки соединены последовательно между собой и с базовым резистором и подключены к переходу база-эмиттер силового транзистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . что, с целью повышения КПД, согласующий трансформатор основного генератора снабжен дополнительной вторичной обмоткой, один конец которой подключен к точке соединения вторичных обмоток согласующих трансформаторов, э. другой — к катоду развязывающего диода., 3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что согласую- щий трансформатор вспомогательного генератора снабжен дополнительной вторичной обмоткой, соединенной последовательно с другой вторичной обмоткой этого же трансформатора и через развлзывающий диод — с эмиттером силового транзистора.

1243075

Составитель В. Бунаков

Редактор Н. Яцола. Техред Л.Олейник Корректор C. Шекмар"

Заказ 3714/54 Тираж б31 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Л(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4