Транзисторный ключ

Транзисторный ключ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. Цель изобретения - повьшение КПД транзисторного ключа за счет поддержания напряжения коллектор-эмиттер открытого транзистора пропорциональным току через ключ с начальньм смещением. Устройство содержит семь транзисторов 1-7 одного типа проводимости и пять транзисторов 8-12 другого типа проводимости.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5D 4 H 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3930020/24-21 (22) 15.07.85 (46) 15.01.87. Бюл. ¹- 2 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Владимирский политехнический институт (72) E.Â.Ìàøóêoâ, Б.В.Кабелев и В.В.Сергеев (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1129735, кл. Н 03 К 17/60, 1984.

Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю.И.Конева, М.: Радио и связь, вып. 15, 1984, с. 181-, рис. 2. (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. Цель изобретения.— повышение КПД транзисторного ключа за счет поддержания напряжения коллектор-эмиттер открытого транзистора пропорциональным току через ключ с начальным смещением. Устройство содержит семь транзисторов 1-7 одного типа проводимости и пять транзисто ров 8-12 другого типа проводимости, 1283957 ственно с базой и эмиттером восьмого транзистора 8, коллектор которого через восьмой резистор 22 подключен к второй шине 36 источника пита5 ния и первому выводу,цевятого резистора 23, база четвертого транзистора через десятый резистор 24 соединена с коллектором девятого трачзистора 9, база которого подключена

10 к второму выводу седьмого резистора

21, коллектор пятого транзистора 5 соединен с первым выводом одиннадцатого резистора 25 и базой шестого

15 транзистора 6, эмиттер которого подключен к первому выводу двенадцатого резистора 26, второй вывод пятого резистора 19 соединен с эмиттером десятого транзистора 10, база и коллектор которогс подключены к

20 базе одиннадцатого транзистора ;1, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора 20, база двенадцатого транзистора 12 подключена к первому выводу тринадцатого резистора 27, база первого транзистора 1 соедлнена с эмиттером четвер— того транзистора 4, база которого подключена к второму выводу девято30, го резистора 23 и эмиттеру седьмого транзистора 7, база которого соединена с коллектором девятого транзистора 9, а коллектор подключен к вторым выводам одиннаццатого 25 и тринадцатого 27 резисторов, первой шине 35 источника питания и через

35 . четырнадцатый резистор 28 к эмиттеру двенадцатого транзистора 12 и эмиттеру девятого транзистора 9, база

40 которого соединена с коллектором одиннадцатого транзистора 11 и = ерез второй диод 14 с коллектором шестого транзистора б, база которого подключена к входной шине 31,второ45 му выводу первого диода 13 и базе пятого транзистора 5, эмиттер котоно в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения.

Цель изобретения — повьш|ение КПД транзисторного ключа за счет поддерживания напряжения коллектор-эмиттер открытого выходного транзистора пропорциональным току через ключ б с начальным смещением.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый

4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 транзисторы одного типа проводимости, восьмой 8, девятый 9, десятый 10, одиннадцатый 11 и двенадцатый 12 транзисторы другого типа проводимости, первый 13 и второй 14 диоды,пят надцать резисторов 15-29, датчик 30 тока и входную шину 3 1, причем коллектор первого транзистора 1 соединен с первым вт.подом первого диода

13 и первой выходной шиной 32, а эмиттер соединен с первьп выводами первого 15 и второго 16 резисторов, общей шиной 33 и первым выводом датчика 30 тока, второй вывод которого подключен к второй выходной шине

34 и через третий резистор 17 к эмиттеру второго транзистора 2, база которого соединена с коллектором и базой третьего транзистора 3, эмит— тер которого подключен к общей шине

33, второй вывод первого резистора

15 соединен с базой первого тран— зистора 1, коллектор четвертого транзистора 4 через четвертый резистор 18 подключен к первой шине 35 источника питания и первым вывсдем пятого 19, шестого 20 и седьмого 21 резисторов, базы и эмиттер четвертого транзистора 4 соединены состветдатчик 30 тока, два диода 13, 14 и пятнадцать резисторов. Введение новых взаимосвязей между элементами, а именно подключение базы транзистора 9, который совместно с транзистоИзобретение относится к импульсной технике и может быть использоваром 12 образует дифференциальный каскад, к коллектору транзистора 6 позволяет повысить КПД при изменении тока нагрузки в широком диапазоне. 1 ил.

1283957 рого соединен с вторым выводом второго резистора 16, первый вывод которого подключен к второму выводу двенадцатого резистора 26 и коллектору двенадцатого транзистора 12, база которого через пятнадцатый резистор 29 соединена с базой второго транзистора 2, коллектор которого подключен к коллектору десятого транзистора 10.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При сигнале "0" на входной шине

31 (входная шина 31 замкнута на общую шину 33; транзистор, показанный пунктиром на чертеже, без позиционного обозначения насьпцен) заперты транзисторы 2, 4, 6, 7, 9, 11, транзисторы 8 и 12 открыты, выходной транзистор 1 заперт отрицательным напряжением на эмиттерном переходе.

Ключ разомкнут.

При отключении входной шины 31 (запирание транзистора без позиционного обозначения на чертеже, показанного пунктиром) открывается транзистор 6, что приводит к отпиранию транзисторов 9 и 7. Запирается транзистор 8, транзистор 4 открывается и обеспечивает форсированное включение выходного транзистора 1.

Ток нагрузки протекает по цепи: выходная шина 32 — цепь коллекторэмиттер выходного транзистора 1 датчик тока 30 — выходная шина 34.

Ключ переходит в открытое состояние.

При этом на первый вход дифференциального каскада, образованного транзисторами 12 и 9 (транзистор 12) поступает фиксированное опорное напряжение, равное (U — U ) R» / (R 2, + R29 ), где U — напряжение . на первой шине 35 источника питания; U и В. — напряжение базаэмиттер и сопротивление резистора.

Здесь и в дальнейшем изложении цифровые индексы при U I u R относятся к соответственно обозначенным элементам на чертеже.

На второй вход дифференциального каскада (транзистор 9) поступает напряжение, пропорциональное разности напряжения кдллектор-эмиттер выходного транзистора ? Пк, и напряжения, пропорционального току через ключ (коллекторному току выходного транзистора 1 I«): (Пкз< I„< зо

R<9 R

При этом во всем диапазоне тока нагрузки напряжение коллектор-эмйттер выходного транзистора 1 поддерживается равным кэ< 3О 26 <9

Прямое напряжение разделительного первого диода 13 компенсируется напряжением на эмиттерном переходе транзистора 5, диод 14 служит для создания рабочего режима транзистора 9.

Коэффициент К2 в рабочем диапазоне тока нагрузки численно равен отстаточному выходному сопротивлению транзистора

К К У

2 о кэ! нас к<

На величину коэффициента К, большое влияние оказывает величина напряжения на первой шине 35 источника питания U, при этом с увеличением напряжения U коэффициент К, возрастает. Для напряжения U = 5 — 9 В

30 можно рекомендовать К< = О, l5

0,25 В. При использовании в качестве выходного двухкаскадного составного транзистора (СТ) коэффициент К, определяется выражением

< сТ < БЭ <<ы<<

Где U Бз < и минимальное напряжение база-эмиттер выходного транзистора.

40 При поступлении сигнала "0" на входную шину 3 1 запирается транзистор 6, транзисторы 9,7 и 4 тоже запи" раются, включается транзистор 8 и отрицательным напряжением на эмиттер45 ном переходе отключается выходной транзистор 1. Ключ переходит в запертое состояние.

КПД предлагаемого транзисторного ключа вьппе, чем у известных транзис50 торных ключей за счет поддерживания напряжения коллектор-эмиттер открытого выходного транзистора пропорциональным току через ключ с начальным смещением при изменении тока нагруз55 ки в широком диапазоне.

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий первый, второй, третий, четвертый,пя1283957

Составитель Д.Иванов

Редактор И.Сегляник Техред Н.ГлущенкоКорректор В.Бутяга

Заказ 7458/57 Тираж 899 Подписное

БНИИПИ Государстьенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Е-35, Раушская наб., д.

4/5

Производственно-пОлиграфическое предприятие, Г. УжгОрод, ул. Проектная, 4 тый, шестой и седьмой транзисторы одного типа проводимости, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы другого типа проводимости, первый и второй диоды, пятнадцать резисторов, датчик тока и входную шину, коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого диода и первой выходной шиной, а эмиттер соединен с 10 первыми выводами первого и второго резисторов, общей шиной и первым выводом датчика тока, второй вывод которого подключен к второй выходной шине и через третий резистор к 15 эмиттеру второго транзистора, база котОрого соединена о колнектОром и базой третьего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, второй вывод первого резистора соединен 20 с базой первого транзистора, коллектор четвертого транзистора через четвертый резистор подключен к перBoH IllIlHe HcIo IíHêà питанич и первым выводам пятого, шестого и седьмого резисторов, база и эмиттер четверто-. го транзистора соединены соответственно с базой и эмиттером восьмого транзистора, коллектор ко" îðîãî через восьмой резистор подключен к 30 второй шине источника питания и первому выводу девятoI o резистора, база .четвертого транзистора через десятый резистор соединена с коллектором девятого транзистора, база которого подключена к второму выводу седьмого резистора, коллектор пятого транзистора соединен с первым выводом оциннадцатого резистора и базой шестого транзистора, эмиттер которого подклю- 40 чен к первому выводу двенадцатого резистора, второй вывод пятого резистора соединен с эмиттером десятого транзистора, база и коллектор которого подключены к базе одиннадцатого транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом шестого резистора, база двенадцатого транзистора подключена к первому выводу тринадцатого резистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, база первого транзистора соединена с эмиттером четвертого транзистора, база которого подключена к второму выводу девятого резистора и эмиттеру ,седьмого транзистора, база которого

1 соединена с коллектором девятогo транзистора, а коллектор подключен к «торым вь:,водам одиннадцатого и тринадцатого резисторов,гервой шине ис— точника питания через четырнадцатый резистор к эмиттеру двенадцатого транзистора и эмиттеру девятого транзистора,база которого соединена с коллектором одиннадцатого транзистора и через второй диод с коллектором шестого транзистора, база которого подключена к входной шине, второму выводу первого диода и базе. пятого транзистора., эмиттер которого соединен с вторым выводом второго резистора, первый вывод которого подключен к второму выводу двенадцатого резистора и I коллектору двенадцатого транзис-. тора, база которого через пятнадцатый резистор соединена с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к коллектору десятого транзистора.