SU1229912A2 - Устройство дл управлени силовым транзисторным ключом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и  вл етс  дополнительным к авт. св. № 1127053. Цель изобретени - расширение диапазона регулировани  и повышение помехоустойчивости. Устройство содержит основной транзистор- ньй ключ (ТК) .4, источник 5 смещени , ключевой элемент 6, источник 8 управл ющих импульсов, трасформатор управлени  (ТУ) 9, формирукжий узел tO, помехоподавл ющий блок (ПВ) 24. ПолоW с: и- со СО tvD К

Description

жительное напр жение пр мосмещенного Ьазоэмиттерного перехода ТК 4, тран- зистора 28 и ПБ 24 не вли ет на работу всего устройства. На данном интервале времени с начала интервала паузы на ТК 4 форсирующий импульс напр жени  на первичной обмотке ТУ 9 по величине превьшГает напр жение параметрического стабилизатора, состо щего из резистора 2, конденсатора (К) 25 и стабистора 26, и запирает диод (Д) 27. По окончании формирующего импульса возникает положительный

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  управлени  силовыми транзисторными ключами в преобразовател х напр жени  и тока, и  вл етс  усовершенствованием устройства по основному авт. св. № 1127053.

Целью изобретени   вл етс  расшире ние диапазона регулировани  и повышени  помехоустойчивости устройства дл  управлени  силовым транзисторным

ключом.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства дл  управлени  силовым транзисторным ключом на фиг.2 - временные диаграммы, илюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 питани , подключенный через коллекторный 2 и базовый 3 резисторы соответственно к коллектору и базе основного транзисторного ключа 4, источник 5 смещени , ключевой элемент 6, пер- вый силовой электрод, которого подключен к резистору 7, источник 8 управл ющих импульсов, соединенный с общей шиной питани  обоих источников 1 и 5, трансформатор 9 управлени , форсирующий узел 10, первый диод 11, зашунтированньй конденсатором 12, к катоду которого подключены два резистора 13 и 14 и второй диод 15, причем первый силовой вьшод форсирующего узла 10, соединенньй с источником 5 смещени , через первый резистор 13 подключен к управл ющему входу форсирующего узла 10 и кЛтоду первого

выброс напр жени , вызванньй ЭДС самоиндукции, при этом Д 37 открываетс  и положительный выброс напр жени  подавл етс  отрицательным напр жением К 25. Таким образом, подавл ютс  импульсы помехи. ПБ 24 отключаете по окончании интервала паузы ТК 4. Введение ПБ 24 позвол ет повысить помехоустойчивость устройства, дает возможность применить принцип пропорционально-токового управлени  силовыми транзисторами с повышенным КПД. 2 ил.

диода 11, второй силовой вывод форсирующего узла 10 соединен с резистором 7 ключевого элемента 6, катодом второго диода 15, базой основного транзисторного ключа 4 и его базовым резистором 3, при этом ключевой элемент 6 вторым силовым электродом соединен - с анодом первого диода 11, а управл ющим электродом - с вторым резистором

14 и выводом источника 8 управл ющих импульсов, другой, вывод которого через первичную обмотку трансформатора 9 управлени  подключен к аноду второго диода 15 и эмиттеру основного транзисторного ключа 4, вторична  обмотка трансформатора 9 управлени  подключена к базоэмиттерному переходу силового ключа 16.

Форсирутощий узел 10 выполнен на

транзисторе 17, эмиттер .которого, соединенный с анодом обратного диода 18,  вл етс  первым силовым вьшодом форсирующего узла 10, коллекторный резистор 19 образует второй силовой

вывод форсирующего узла 10, а база подключена к катоду обратного диода 18 и конденсатору 20 RC-цепочки 21,  вл ющейс  управл ющим входом узла 10, резистор 22 которой защунтирован

разр дным диодом 23.

Помехоподавл кнций блок 24 содержит параллельно соединенны конденсатор 25 и стабистор . 26, диод 27, транзистор 28 и два резистора 29 и 30, причем стабист.ор 26 анодом подключен к положительному зажиму источника 5 смещени ,а катодом- к катоду диода 27 ,

и через т ррвьй резистор 29 помехопо- давл ющего блока 24 к отрицательному залсиму источника 5 смещени , анод диода 27 соединен с коллектором транзитора 28, база которого через второй резистор 30 помехоподавл ющего блока 24 подключена к катоду второго диода 15, а эмиттер - к его аноду,

На фиг. 2 прин ты следующие обозначени : 31 - напр жение на первично обмотке трансформатора управлени  без помехоподавл ющего блока, 32 - ток базы силового ключа без помехоподавл ющего блока, 33 - напр жение на первичной обмотке трансформатора управлени  с помехоподавл ющим блоком , 34 - ток базы силового ключа с помехоподавл ющим блоком.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании транзисторного ключ источника 8 (управл ющих импульсов открьшаетс  ключевой элемент (транзитор ) 6, что, в свою очередь, приводит к отпиранию транзистора 17 благодар  падению напр жени  на резисторе 13, причем длительность провод щего состо ни  транзистора 17 определ етс  параметрами конденсатора 20 и резистора 22 RC-цепочки 21 и выбираетс  по величине большей, чем врем  рассасывани  носителей в базе силового ключа 16. При этом через диод 15, и первичную обмотку трансформатора 9 управлени  протекает ток, величина которого зависит от величины сопротивлени  резистора 19 и должна быть достаточной дл  быстрого запирани  силового ключа 16. Величина напр жени  33 на первичной обмотке трансформатора 9 управлени  в данный момент близка к напр жению источника 5 смещени , что достигаетс  выбором величины сопротивлени  резистора 19, много меньшей величины сопротивлени  резистора 7. Транзисторный ключ 4 надежно закрыт напр жением открытого диода 15. На вторичной обмотке трансформатора 9 управлени  индуцируетс  напр жение,  вл ющеес  запиранхцим дл  силового транзисторного ключа 16, причем скорость его нарастани , величина и мала  индуктивность рассе ни  обмоток трансформатора 9 определ ют высокую скорость нарастании и величину (в пределах допустимого дл  данного типа транзистора) обратного базового тока 34, т.е. его

j

ю 15

20

25 JQ 5

5

форсирование, что ведет к быстрому рассасыванию носителей из области базы силового транзисторного ключа 16 и значительному уменьшению времени его переключени  из области насыщени  в область отсечки.

По окончании зар да конденсатора 20 транзистор 17 закрьгоаетс , напр жение на первичной и вторичной обмотках трансформатора 9 управлени  уменьшаетс , остава сь запирающим дл  силового транзисторного ключа 16. При размыкании транзисторного ключа источника управл кицих импульсов 8 ключевой элемент 6 закрьгоаетс , ток через диод 15 прерываетс , что приводит к отпиранию транзисторного ключа 4 током базового резистора 3. При этом конденсатор 12, зар женньй до напр жени  пр мосмещенного диода t1, начинает разр жатьс  через резистор 14 на базоэмиттерный переход ключевого элемента 6, что способствует увеличению скорости его переключени  и надежному запиранию. От источника 1 питани  через резистор 2 и открытый транзисторный ключ 4 протекает ток первичной обмотки трансформатора 9 управлени , которьй индуцирует во вторичной обмотке ток 34,  вл ющийс  отпирающим дл  силового транзисторного ключа 16, причем запас по индукции, созданный предварительным намагничиванием сердечника в предыдущем полупериоде, обеспечивает горизонтальность полки импульса базового тока силового транзисторного ключа 16 при минимальной индуктивности рассе ни  обмоток трансформатора 9. Б это же врем  конденсатор 20 форсирующего узла 10 разр жаетс  через диоды 18 и 23 и резистор 13, обеспечива  подготовку форсирующего узла 10 к следукицему включению. Положительным напр жением пр мосмещен-. ного базоэмиттерного перехода транзисторного ключа 4 транзистор 28 по- мехоподавл ющего блока 24 заперт и помехоподавл ющий блок 24 не вли ет на работу всего устройства в целом на данном интервале времени. С началом интервала паузы на базоэмиттерный переход транзистора 28 через резистор 30 поступает отрицательный отпираклций импульс напр жени  с пр мосмещенного диода 15, привод  помехоподавл ющий блок 23 в состо ние готовности. Форсирующий импульс нап

р жени  на первичной обмотке трансформатора 9 управлени  по величине превышает напр жение стабилизации параметрического стабилизатора,.состо щего из резистора 29, конденсатора 25 и стабистора 26, и запирает диод 27. По окончании форсирукицего импульса в услови рс уменьшений коэффициента з11полнени  инвертора на первичной обмотке трансформатора 9 управлени  возникает ,положительньй выброс напр жени  31, вызванный ЭДС самоиндукдаи, при этом диод 27 открываетс  и положительное напр жение выброса подавл етс  отрицательным напр жением конденсатора 25. Таким ж образом подавл ютс  и импульсы помехи . По окончании интервала паузы транзистор 28 закрьшаетс  и помехо- подавл ишр1й блок 24 отключаетс .

Предлагаемое устройство дл  управ,- лени  силовым транзисторным ключом позвол ет значительно расширить диапазон регулировани  инверторов при одновременном снижении коммутационных потерь в силовых транзисторах, кроме того, усовершенствование позвол ет повысить помехоустойчивость преобразовател , дает возможность

ВНИИ1Ш

фиг. 2 Заказ 2457/56 Тираж 631

Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

примен ть принцип пропорционально- токового управлени  силовьпчи транзисторами инверторов с высокой степенью надежности, что, в свою очередь, поз-г вол ет увеличить КПД преобразовател  в целом.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  силовым транзисторным ключом по авт. св. № 1127053, отлич ающе е с  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  и повьш ени  помехоустойчивости , в него введен помехоподав- блок, состо щий из параллельно соединенных конденсатора и стабистора , диода, транзистора и двух резисторов, причем стабистор анодом подключен к положительному зажиму источника смещени , катодом - к катоду диода и через первый резистор по- мехоподавл ющего блока - к отрицательному зажиму источника смещени , анод диода подключен к коллектору транзистора помехоподавл ющего блока, база которого через второй резистор - подключена к базе основного транзисторного ключа, а эмиттер - к эмиттеру основного транзисторного ключа.

   Подписное