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 - повышение КПД и быстродействия транзисторного ключа. Устройство содержит составной транзистор 1, транзисторы 2,3,4, тип проводимости которых соответствует типу проводимости составного транзистора 1, три транзистора 5,6,7 другого типа проводимости , диод, датчик тока и резисторы . Соединение указанных элементов определенным образом {введение новых взаимосвязей) позволяет снизить суммарные тепловые потери и уменьшить степень насьщения составного транзистора и ток нагрузки. 1 ил. о ё (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5и 4 Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3933570/24-21 (22) 26.07.85 (46) 15.01.87, Бюл. Р 2 (71) Владимирский политехнический институт и Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.В, Машуков и В.В. Сергеев (53) 621 382(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1129735, кл. Н 03 К 17/60, 1984.

Электронная техника в автоматике/

Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1984, вып. 15, с. 191, рис.2. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. Цель изобретения— повышение КПД и быстродействия транзисторного ключа. Устройство содержит составной транзистор 1, транзисторы 2,3,4, тип проводимости которых соответствует типу проводимости составного транзистора i> три транзистора 5,6,7 другого типа проводимости, диод, датчик тока и резисторы. Соединение указанных элементов определенным образом (введение новых взаимосвязей) позволяет снизить суммарные тепловые потери и уменьшить степень насьпцения составного транзи- 3 стора и ток нагрузки. 1 ил.

1283960

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве силового ключа в преобразовательных устройствах различного назначения. 5

Цель изобретения — п КПД и быстродействия транзисторного ключа за счет уменьшения степени насьпцения составного транзистора при уменьшении тока нагрузки.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит со-, ставной транзистор 1, первый 2, вто15

-рой 3 и третин 4 транзисторы, тип проводимости которых соответствует типу проводимости составного тран- „ зистора 1, четвертый 5, пятый 6 и шестой 7 транзисторы другого типа про20

Hодимости, пер»bIH диод 8, датчик 9 тока и девять резисторов 10-18, причем первый выход составного транзистора i соединен с первой выходной шиной 19 и через первый диод 8 с первым выводом первого резистора 10 и базой первого транзистора 2, эмит-! тер которого подключен к входу составного транзистора 1 и эмиттеру четвертого транзистора 5, коллектор которого через в" îðîé резистор 11 соединен с первой шиной 20 источника питания, а база подключена к базе первого транзистора 2, коллектор которого через третий резистор 12 сое35 дине» с второй шиной 21 источника питания и первыми выводами четвертого 13„ пятого 14 и шестого 15 резисторов., второй выход составного транзистора 1 подключен к общей шине

22 и через датчик 9 тока к второй выходной шине 23 и первому выводу седьмого резистора !6, второй вывод которого соединен с первым выводом восьмого резистора 17 и эмиттером второго транзистора 3, база которого подключена к базе и коллектору тре, тьего транзистара 4, эмиттер которого соединен с общей шиной 22, второй вывод пятого резистора 14, подключен к эмиттеру пятого транзистора 6, база которого соединена с базой и коллектором шестого транзистора 7, эмиттер которого подключен к второму выводу шестого резистора 15, первый вывод девятого резистора 18 соединен с входной шиной 24, второй вывоД первого резистора 10 подключен к первой шине 20 источника питания и второму выводу восьмого резистора 17, второй вывод четвертого резистора 13 соединен с коллектором третьего транзистора 4, база четвертого транзистора

5 подключена к коллектору пятого, транзистора 6, коллектор второго транзистора 3 соединен с коллектором шестого транзистора 7 и вторым выводом девятого резистора 18.

Кроме того, составной транзистор

1 содержит седьмой 25 и восьмой 26 транзисторы, второй диод 27, десятый

28 и одиннадцатый 29 резисторы, причем коллекторы седьмого 25 и восьмого 26 транзисторов соединены с первым выходом составного тра»зистора, 1, вход которого подключен к базе седьмого транзистора 25 и через десятый резистор 28 и второй диод 27, которые соедине»ы параллельно, к первому выводу одиннадцатого рези— стара 29, эмиттеру седьмого транзистора 25 и базе восьмого транзистора 26, эмиттер которого соединен с вторым выводом одиннадцатого резистора 29 и вторым выходом составного транзистора 1.

Транзисторный ключ работает сле— дующим образом.

При сигнале "!" на входной шине 24 (входная шина 24 подключена к второй шине 21 источника питания) заперты транзисторы 2, 6 и 7, транзисторы

3,4 и 5 открыты, состав»ой транзистор 1 заперт отрицательным смеще»нем на эмиттерном переходе. Ключ разомкнут.

При поступлении си1»ела "0 па входную шину 24 (замыкание входной шины 24 на общую шину 22) включаются транзисторь: 6 и 7, транзистор 5 запирается, транзистор 2 насыщается и обеспечивает форсированное включение составного транзистора 1. Ток .агрузки начинает протекать по цепи: выходная шина 19 — цегь коллектор эмиттер составного транзистора 1 датчик тока 9 — выходная шина 23.

Ключ переходит в открытое состояние, По окончании процесса включения составного транзистора 1 (2-3 мкс) входную шину 24 необходимо отключить (отсутствие сигнала управления на входной шине 24). В открытом состоянии ключа во всем диапазоне тока нагрузки коллекторный ток транзистора

6 поддерживается пропорциональ»ым току нагрузки с начальпьпr смещением

1283960

15

Цб Ъдп 15 4. (1б н 9 i5 б 14 Н где U „ — напряжение запирающего источника, подключенного к шине 20 и общей шине 22, R — сопротивление резистора.

Здесь и в дальнейшем изложении цифровые индексы при R, У . и Ь, относятся к соответственно обозначенным на чертеже элементам. При этом исключается перенасыщение составного транзистора 1 при малых токах нагрузки, что позволяет увеличить быстродействие при выключении и уменьшить суммарные тепловые потери в ключе.

Величина тока I определяется при минимальном токе нагрузки

Для обеспечения экономического режима работы (малых суммарных тепловых потерь) ключа необходимо, чтобы прямое напряжение диода 8 превышало напряжение база — эмиттер транзистора 2, что достигается применением диода 8 с большим прямым напряжением или последовательным включением двух диодов (пунктир на чертеже).

При поступлении сигнала "1" на входную шину 24 запираются транзисторы 2, 6 и 7, включается транзистор 5, и отрицательным напряжением на эмиттерном переходе отключается составной транзистор 1. Ключ пере,ходит в запертое состояние, КПД и быстродействие предлагаемого транзисторного ключа вьппе, чем у известных за счет уменьшения степени насьпцения составного транзистора при уменьшении тока нагрузки, 45

Формула иэ обретения

1. Транзисторный ключ, содержащий составной транзистор, первый, второй и третий транзисторы, тип проводимости которых соответствует типу про50 водимости составного транзистора, четвертый, пятый и шестой транзисторы другого типа. проводимости, первый диод, датчик тока и девять резисторов, первый выход составного транзистора соединен с первой выходной шиной и через первый диод с первым выводом первого резистора и базой первого транзистора, эмиттер которого подключен к входу составного транзистора и эмиттеру четвертого транзистора, коллектор которого через второй резистор соединен с первой шиной источника питания, а база подключена к базе первого транзистора, коллектор которого через третий резистор соединен с второй шиной источника питания и первыми выводами четвертого, пятого и шестого резисторов, второй выход составного транзистора подключен к общей шине и через датчик тока к второй выходной шине и первому выводу седьмого резистора, второй выход которого соединен с первым выводом восьмого резистора и эмиттером второго транзистора, база которого подключена к базе и коллектору третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, второй вывод пятого резистора подключен к эмиттеру пятого транзистора, база которого соединена с базой и коллектором шестого транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу шестого резистора, первый вывод девятого резистора соединен с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и быстродействия, второй вывод первого резистора подключен к первой шине источника питания и второму выводу восьмого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с коллектором третьего транзистора, база четвертого транзистора подключена к коллектору пятого транзистора, коллектор второго транзистора соединен с коллектором шестого транзистора и вторым выводом девятого резистора.

2. Ключ по п. 1, отличающийся тем, что составной транзистор содержит седьмой и восьмой транзисторы, второй диод, десятый и одиннадцатый резисторы, коллекторы седьмого и восьмого транзисторов соединены с первым выходом составного транзистора, вход которого подключен к базе седьмого транзистора и через десятый резистор и второй диод, которые соединены параллельно, к первому выводу одиннадцатого рези« стора, эмиттеру седьмого транзистора и базе восьмого транзистора, эмиттер которого сОединен с вторым выводом одиннадцатого резистора и вторым вы" ходом составного транзистора.