Силовой транзисторный ключ
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республмк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (u>860312 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 230180 (2t) 2872778/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 3008.81,Бюллетень ¹ 32
Дата опубликования описания 300881 м)м. к.
Н 03 К 17/60
Н 02 М 7/537
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 314. .58(088.8) (72} Автор изобретения
A.Н.Усачев ь
Новосибирский электротехнически,институт (71) Заявитель (54) СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания.
Известен транзисторный ключ, содержащий дроссель, включенный в коллекторную цепь транзистора, конденсатор, подключенный одной обкладкой к змиттеру транзистора, а другой — к выводу обмотки дросселя, не имеющей общей точки с коллектором транзистора, кроме того, дроссель снабжен дополнительной обмоткой, которая подключена через диод к источнику питания.
Цепь разряда конденсатора в таком 15 устройстве включают в себя дроссель, в результате чего потери в транзисторе при включении уменьшаются практически до нуля 513.
Наиболее близким по техническому 20 существу к предлагаемому является силовой транзисторный ключ, содержащий транзистор, последовательно с которым включен дроссель, шунтированный цепочкой, состоящей иэ после повательно соединенных резистора и диода, включенного встречно с направлением проводимости транзистора,причем диодом цепочка подключена к общей точке соединения транзистора и дрос- 30 сели, и конденсатор, подключенный одной из обкладок к выводу транзистора, не имеющего общей точки с дросселем Е23
Недостаток известного транзисторного ключа - выделение большой мгновенной мощности при его переключениях, так как при включении и выключении транзистора ток нарастает и спадает соответственно при напряжении на нем равном напряжению источника питания, что приводит к снижению надежности работы транзистора и увеличению общих потерь в нем.
Цель изобретения - упрощение и снижение потерь в ключе.
Иоставленная цель достигается тем, что в силовом транзисторном ключе, содержащем транзистор, последовательно с которым включен дроссель, шунтированный цепочкой, состоящей иэ последовательно соединенных резистора и диода, включенных встречно с направлением проводимости транзистора, причем диодом цепочка подключена к обшей точке транзистора и дросселя, и конденсатор, одной из обкладок подключенный к выводу транзистора, не имеющего общей точки с дросселем. Вторая обкладка конденсатора подклю860 312
Формула изобретения
Уха си
Та
z ta t,ttqt,tt
64и. g (0ув. 1
ВНИИПИ Заказ 7573/86 Тираж 988 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чена к точке соединения резистора и диода.
На фиг. 1 представлена схема силового транзисторного ключа; на фиг. 2а,б,в — диаграммы напряжений и токов в ней.
Устройство состоит иэ транзистора
1, дросселя 2, нагрузки 3, источника
4 питания, резистора 5, диодов 6 и 7 и конденсатора 8. Элементы 1-4 включены последовательнб и согласно. Диодом 7 шунтирована нагрузка 3.
Диод 6 и резистор 5 включены последовательно и шунтируют дроссель 2. Конденсатор 8 подключен к эмиттеру транзистора 1 и к точке соединения диода 6 и резистора 5„ 15
Ключ работает следующим образом.
При включении транзистора 1 (момент времени е фиг. 2) образуется контур протекания тока 4-7-2-1-4, скорость нарастания которого опреде- щ() ляется величиной индуктивности дросселя .и напряжением источника 4 питания. В момент t< заканчивается рассасывание избыточных носителей н диоде
7 и происходит восстановление его обратного сопротивления (фиг. 26), На интернале -t > происходит разряд конденсатора в контуре 8-5-2-1-8 и спад тока коллектора до тока нагрузки (фиг..2б,в). На этом заканчивается этап включения ключа. На всем 30 интервале с -t5 транзистор находится в насыщении, так как В(, ) (фиг.26) .
В результате потери н транзисторе при включении снодятся к минимуму, При включении транзистора на ин- З5 тервале -е ток коллектора транзистора 1 спадает до нуля, а конденсатор заря>кается по контуру 8-4-2-6-8.
Остаточные потери мощности в транзис- торе определяются величиной емкости @) конденсатора. Далее на интервале происходит дозаряд конденсатора до напряжения источника питания током нагрузки тем же контуром (фиг. 2в) . В момент t открывается шунтирующий диод 7, и ток нагрузки замыкается в контуре 3-7-3. На интервале t6-t7 происходит спад тока дросселя до нуля в контурах 2-6-8-4-7-2 и 2-6-5-2. Энергия, запасенная в дросселе, частично перекачивается в конденсатор и частично рассеивается на резисторе. На интервале происходит разряд конденсатора до напряжения U в контуре 8-5-7-4-8 и этап выключения ключа заканчивается.
Таким образом, потери мощности в ключе при его нключении и выключении сведены до минимума при существенном упрощении схемы.
Силовой транзисторный ключ, содержащий транзистор, последовательно с которым включен дроссель, шунтиронанный цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резистора и диода, включенного встречно с направлением проводимости транзистора, причем диодом цепочка подключена к общей точке соединения транзистора и дросселя, и конденсатор, подключенный одной из обкладок к силовому выводу транзистора, не имеющего общей точки с дросселем, отличающийся тем, что, с целью упрощения, вторая обкладка конденсатора подключена к точке соединения резистора и диода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Электронная техника в автоматике. Сб. под ред. Ю,И.Конева, вып.2, N., "Сов.радио", 1971, с. 75, рис.16 °
2. Глазенко T.A, Полупроводниковые преобразонатели в электроприводах постоянного тока. Л., "Энергия", 1973, с. 7, рис. 1-1.