[go: up one dir, main page]

SU1658319A1 - Transistor switch control device - Google Patents

Transistor switch control device Download PDF

Info

Publication number
SU1658319A1
SU1658319A1 SU894697618A SU4697618A SU1658319A1 SU 1658319 A1 SU1658319 A1 SU 1658319A1 SU 894697618 A SU894697618 A SU 894697618A SU 4697618 A SU4697618 A SU 4697618A SU 1658319 A1 SU1658319 A1 SU 1658319A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
control
transistor
output
base
current
Prior art date
Application number
SU894697618A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Волков
Борис Михайлович Верлинский
Модест Николаевич Горбачев
Анатолий Юрьевич Довгалевский
Станислав Иванович Закревский
Александр Петрович Коба
Юрий Иванович Стародумов
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Предприятие П/Я В-8764
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср, Предприятие П/Я В-8764 filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU894697618A priority Critical patent/SU1658319A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1658319A1 publication Critical patent/SU1658319A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротех нике и может быть использовано в устройствах силовой коммутации. Цель - повышение КПД. Устр-во содержит выходной транзистор 1 и транзистор управлени  2, базы которых соединены через низковольтный источник напр жени  3 и подключены к выходу источника тока 4, шунтированного управл ющим ключом 5 блока управлени  6. При размыкании управл ющего ключа 5 блока управлени  6 отпираетс  транзистор 2 и выходной транзистор 1. Благодар  наличию низковольтного источника напр жени  3 транзистор управлени  2 работает на границе насыщени , что позвол ет снизить потери на управление транзистором управлени  2 и уменьшить потери на переключение выходного транзистора 1. 4 з и ф-лы, 5 ил. Ј (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in power switching devices. The goal is to increase efficiency. The device contains an output transistor 1 and a control transistor 2, the bases of which are connected via a low-voltage source 3 and connected to the output of a current source 4 shunted by control key 5 of control unit 6. When control key 5 of control unit 6 is opened, transistor 2 opens and the output transistor 1. Due to the presence of a low-voltage source of voltage 3, the control transistor 2 operates at the saturation limit, which reduces the control losses of the control transistor 2 and reduces switching losses the output transistor 1. 4 g and f-ly, 5 Il. Ј (L

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах силовой транзисторной коммутации систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.The invention relates to electrical engineering and can be used in power transistor switching devices of radio engineering, automation and computer systems.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД.The aim of the invention is to increase efficiency.

На фиг I приведена функциональна  схема устройства управлени ; на фиг. 2-4 - варианты практического выполнени  устройства управлени ; на фиг. 5 - диаграммы токов и напр жений на элементах устройства.Fig I shows a functional diagram of the control device; in fig. 2-4 are practical embodiments of the control device; in fig. 5 - diagrams of currents and voltages on the elements of the device.

Устройство управлени  транзисторным ключом содержит выходной транзистор 1, транзистор управлени  2, низковольтный источник напр жени  3, источник тока 4 и управл ющий ключ 5 блока управлени  6. Источник, тока 4 может быть выполнен вThe transistor switch control unit contains an output transistor 1, a control transistor 2, a low voltage source 3, a current source 4 and a control key 5 of the control unit 6. The source current 4 can be made

виде трансформатора тока 7, перва  8 и втора  9 обмотки которого включены между эмиттером транзистора управлени  2 и вторым выходным выводом, а обмотка управлени  10 шунтирована управл ющим ключом 5 блока управлени  6. При этом соединение базы выходного транзистора 1 с обмотками трансформатора тока 7 может быть осуществлено через дополнительную обмотку 11, а блок управлени  6 состоит из двухфазного генератора импульсов 12 и тиристора 13, шунтирующего обмотку управлени  10. Низковольтный источник напр жени  3 может быть выполнен на двух диодах 14, шунтированных конденсатором 15.the current transformer 7, the first 8 and the second 9 windings of which are connected between the emitter of the control transistor 2 and the second output terminal, and the control winding 10 are bridged by the control switch 5 of the control unit 6. The connection of the output transistor 1 base to the windings of the current transformer 7 made through an additional winding 11, and the control unit 6 consists of a two-phase pulse generator 12 and a thyristor 13 that shunts the control winding 10. A low-voltage source 3 can be made on two diodes 14, 15 shunted capacitor.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

ОЭ СПOE SP

0000

со соwith so

При разомкнутом ключе 5 ток от источника тока 4 через источник напр жени  3 поступает в базу транзистора управлени  2 При этом напр жение на его коллекторе снижаетс  и устанавливаетс  на уровне, равном сумме напр жений источника 3 и падени  напр жени  на базоэмиттерном переходе выходного транзистора 1, обеспечива  транзистору 2 режим с малой глубиной насыщени  Транзистор 1 открываетс  Ток источника 4 выбираютс  таким, чтобы обеспечить насыщение транзистора 1 При замыкании ключа 5 к базоэмиттерному переходу транзистора 2 прикладываетс  отрицательное напр жение источника 3, вызывающее форсированное запирание При этом ток кол лектора транзистора 1 начинает проходить через базовую область, вызыва  форсированное рассасывание зар да из области базы и выключение транзистора 1When the key 5 is open, the current from the current source 4 through the voltage source 3 enters the base of the control transistor 2. At the same time, the voltage on its collector decreases and is set at a level equal to the sum of the voltages of source 3 and the voltage drop at the base-emitter junction of the output transistor 1, providing the transistor 2 with a mode of low saturation. Transistor 1 is opened. The source current 4 is chosen so as to ensure the saturation of transistor 1. When the key 5 is closed, the base-emitter junction of transistor 2 is applied from Acceptable voltage of source 3 causing forced shutdown. At the same time, the collector current of transistor 1 begins to pass through the base region, causing a forced dissipation of charge from the base region and turning off transistor 1

В практической схеме устройства управ лени  (см фиг 2) источник тока 4 целе сообразно выполнить на трансформаторе тока 7, а ключ 5 - на высокочастотном ти ристоре 13 В этом случае управление им пульсным преобразователем может осу ществл тьс  от генератора импульсов 12, причем импульсы дл  отпирани  транзис тора 1 (см фиг 5а) подаютс  на анод ти ристора 13, а дл  запирани  (фиг 56) - на его управл ющий электрод При поступ лении импульса на управл ющий электрод тиристора 13 (см фиг 56) последний откры ваетс  и напр жени  на всех обмотках трансформатора 7 резко уменьшаютс , что эквивалентно замыканию ключа 5 в схеме на фиг 1 Транзистор 2 закрываетс  и ток на начинав проходить по цепи коллек тор транзистора 1, его база, втора  обмот ка 9 трансформатора 7 Протекание тока чере вторую обмотку 9 трансформатора 7 вызывает протекание тока через его обмотку управлени  10 и открытый тиристор 13 Та ким обраюм, тиристор 13 надежно блокирует входные цепи транзисторов 2 и 1 от поступ лени  помехи в течение всего времени, пока из базы транзистора 1 не будет выведен зар дIn the practical scheme of the control device (see FIG. 2), the current source 4 is suitably performed on the current transformer 7, and the key 5 on the high frequency thyristor 13. In this case, the pulse converter can be controlled from the pulse generator 12, and the pulses for unlocking of the transistor 1 (see Fig. 5a) is supplied to the anode of the thyristor 13, and for locking (Fig. 56) to its control electrode. When a pulse arrives at the control electrode of the thyristor 13 (see Fig. 56), the voltage is opened on all windings of the transformer 7 r is reduced, which is equivalent to the closure of the key 5 in the circuit of FIG. 1 The transistor 2 closes and the current begins to pass through the collector circuit of transistor 1, its base, the second winding 9 of the transformer 7 Current flow through the second winding 9 of the transformer 7 causes the current to flow through it control winding 10 and open thyristor 13 As it is, the thyristor 13 reliably blocks the input circuits of transistors 2 and 1 from receiving interference during the entire time that the charge is removed from the base of transistor 1

При этом ток через выходной транзис тор 1 и обмотку управлени  10 трансфер матора 7 станет равным нулю, на всех об мотках (см фиг 5s, г) происходит измене ние знака напр жени  (запирающее дл  транзисторов 1 и 2) и начинаетс  вывод энергии, накопленной в сердечнике трансформатора 7 Ток размагничивани  протекает через тиристор 13, вызыва  его форсиро ванное закрывание, и через выходные цепи генератора импульсов После размагничивани  сердечника трансформатора 7 устройство ютово к поступлению следующего открывающего импульсаIn this case, the current through the output transistor 1 and the control winding 10 of the transfer of the mator 7 becomes zero, on all windings (see Fig. 5s, d) the voltage sign changes (blocking for transistors 1 and 2) and the energy accumulated in the core of the transformer 7 The demagnetization current flows through the thyristor 13, causing it to be forcedly closed, and through the output circuits of the pulse generator. After demagnetizing the core of the transformer 7, the device is flowing to the next opening pulse.

Диаграммы, иллюстрирующие работу преобразовател , показаны на фиг 5 В момент времени t благодар  импульсу отпирани The diagrams illustrating the operation of the converter are shown in Fig. 5

(см фиг 5а) производитс  открывание транзисторов 2 и 1 В момент времени /2 благодар  импульсу на управл ющем электроде тиристора 13 (см фиг 56) открываетс  тиристор 13 и напр жение на обмотке снижаетс  до нул  (см. фиг 5в) Благодар  индуктивности рассе ни  обмоток трансформатора и зар ду, накопленному в базе транзистора 2, ток базы этого транзистора спадает линейно с изменением знака (см(see fig. 5a) the opening of the transistors 2 and 1 is performed at time 2 /, due to the pulse on the control electrode of the thyristor 13 (see fig. 56), the thyristor 13 opens and the voltage on the winding decreases to zero (see fig. 5c) the transformer windings and the charge accumulated in the base of transistor 2, the base current of this transistor decreases linearly with a change in sign (see

фиг Ьд) на интервале /2- зFIG. LD) on the interval / 2- 3

В момент времени t3 переход база-эмит тер транзистора 2 резко восстанавливает свое обратное сопротивление, вызыва  спад (и небольшой отрицательный выброс) напр  жени  на обмотке 8 (см фиг 5в) Тран зистор 2 выключаетс , обрыва  эмиттер тран зистора 1 Ток коллектора последнего пере ключаетс  в базу (см фиг 5е) На интерва ле /з-1 происходит рассасывание зар да из области база-коллектор транзистора 1,At time t3, the base-emit transition of transistor 2 abruptly restores its reverse resistance, causing a drop (and a small negative surge) of the voltage on the winding 8 (see Fig. 5c). Transistor 2 turns off and the emitter of the transistor 1 turns off. to the base (see FIG. 5e). In the interval / s-1, charge is absorbed from the base-collector region of transistor 1,

0 последний выключаетс  (см фиг 5ас), а напр жение на его коллекторе возрастает (см фиг 5 з)0, the latter is turned off (see Fig. 5ac), and the voltage on its collector increases (see Fig. 5h)

5five

00

5five

На интервале /4-is происходит пере магничивание или в данном случае размаг ничивание токового трансформатора 7 Вид диаграммы этого напр жени  зависит от цепей , шунтирующих обмотки токового транс форматора Если такие цепи отсутствуют, (см фиг 2 и 3), то за счет энергии, накоп ленной в сердечнике токового трансформа тора, напр жение на обмотке 8 (см фиг 5г) мен ет знак (запира  тиристор 13) и увели чиваетс  до тех пор, пока переход база эмиттер транзистора 2 не войдет в состо ние лавинного пробо  К моменту времени /, энерги , накопленна  в сердечнике, пол ностью выводитс , трансформатор ра (магни чиваетс  - преобразователь подготовлен к поступлению очередного запускающего им пульса (см фиг 5а)On the / 4-is interval, reimagining occurs or, in this case, demagnetization of the current transformer 7. The diagram of this voltage depends on the circuits shunting the windings of the current transformer. If there are no such circuits (see Fig. 2 and 3), accumulated in the core of the current transformer, the voltage on the winding 8 (see Fig. 5d) changes sign (lock thyristor 13) and increases until the junction base of the emitter of the transistor 2 enters the avalanche breakdown state , energy stored in the core, ol NOSTA outputted transformer pa (magnesium chivaets - inverter is prepared for receipt of the next triggering of the pulse (see Figure 5a)

Пол рность подключени  обмоток трансPolar connection of trans windings

0 форматора 7 (см фиг 2 и 3) должна быть такой, чтобы при протекании тока через нагрузку и вторую обмотку 9 трансформато ра 7 на первой его обмотке 8 формирова лось напр жение (см фиг 5г) с пол рностью0 of the formatter 7 (see Figs 2 and 3) must be such that when current flows through the load and the second winding 9 of the transformer 7 on its first winding 8, a voltage is formed (see Fig 5g) with polarity

g обеспечивающей открывание транзисторов 2 и 1 Схемы фиг 2 и 3 с этой точки зрени  идентичны схеме фиг 4а и эквивалентны ши роко распространенной схеме магнитотран- зисторного ключа фиг 46 Разделение обмо ток, как показано на фиг 2, 3 (см фиг 4а) св зано с удобством конкретной реализации Напр жение источника 3 выбираютс  таким, чтобы обеспечить надежное закрыва ние транзистора 2 Дл  снижени  напр  жени  коллектор-эмиттер транзистора 2 (и при необходимости введени  его в режим с большей глубиной насыщени ) последова тельно с базой транзистора 1 может быть включена дополнительна  обмотка 11 токо вого трансформатора 7 Целесообразно ееFrom this point of view, the gs providing opening transistors 2 and 1 of the Circuit of FIGS. 2 and 3 are identical to the circuit of Fig. 4a and are equivalent to the widespread circuit of the magnetotransistor switch of Fig. 46 The separation of the windings, as shown in Figs. 2, 3, see Fig. 4a with the convenience of a specific implementation, the source voltage 3 is chosen so as to ensure reliable closing of the transistor 2 to reduce the collector-emitter voltage of transistor 2 (and, if necessary, to put it into a mode with greater depth of saturation) sequentially with the base of transistor 1 t be included additional winding 11 current transformer 7 It is advisable to

00

5five

выполнить в виде отвода от первой обмот ки 8 трансформатора 7 (см фиг 3)perform in the form of a tap from the first winding 8 of the transformer 7 (see Fig 3)

Таким образом, в предлагаемом устрой стве осуществл етс  нормирование глубины насыщени  низковольтного транзистора за счет нелинейной обратной св зи между ба зой и коллектором этого транзистора При чем в предложенном источнике роль элемен тов обратной св зи выполн ют переход ба за - эмиттер высоковольтного транзистора и низковольтный источник Кроме того, применение трансформатора тока и тиристо ра в качестве управл ющих элементов поз волило снизить потерн на управление и по тери в моменты переключени  транзистор ного ключа, что позволило повысить КПД устройстваThus, the proposed device normalizes the saturation depth of a low-voltage transistor due to non-linear feedback between the base and collector of this transistor. Moreover, in the proposed source the role of feedback elements is performed by switching the base-emitter of the high-voltage transistor and low-voltage source In addition, the use of a current transformer and thyristor as control elements made it possible to reduce the loss of control and loss at the time of switching the transistor key, which allowed it possible to improve efficiency of the device

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 1 Устройство управлени  транзисторным ключом, содержащее выходной транзистор, коллектор которого присоединен к первому выходному выводу, а эмиттер подключен к коллектору транзистора управлени , эмит тер которого св зан с вторым выходным вы водом, низковольтный источник напр жени , источник тока, управл ющий ключ блока уп равлени , отличающеес  тем, что с целью по вышени  КПД, база транзистора управлени  соединена через низковольтный источник напр жени  с базой выходного транзис тора, соединенной через источник тока шунтированный управл ющим ключом бло1 A transistor switch control device containing an output transistor, the collector of which is connected to the first output terminal, and the emitter is connected to the collector of the control transistor, the emitter of which is connected to the second output terminal, a low-voltage source, a current source, the control switch of the unit pack This is characterized by the fact that in order to increase the efficiency, the base of the control transistor is connected via a low-voltage source to the base of the output transistor connected by a current source l yuschim key blo 00 ка управлени , с эмиттером транзистора уп равлени control, with the emitter of the control transistor 2Устройство по п 1, отличающеес  тем что источник тока выполнен в виде транс2 The device according to claim 1, characterized in that the current source is made in the form of trans форматора тока, обмотка управлени  кото рого шунтирована управл ющим ключом блока управлени , а св зь эмиттера транзис тора управлени  с вторым выходным выво дом осуществлена через первую и вторую обмотки трансформатора тока, включенные встречно последовательно, точка соединени  которых подключена к базе выходного тран зистораcurrent format transformer, the control winding of which is shunted with the control key of the control unit, and the control transistor emitter is connected to the second output terminal through the first and second current transformer windings connected in series with the connection point of which is connected to the output transistor base 3Устройство по пп 1 и 2, отличающеес  тем, что соединение базы выходного тран3 Device in PP 1 and 2, characterized in that the connection of the base of the output tran 5 зистора с точкой соединений первой и вто рой обмоток трансформатора тока выполнено через дополнительную обмотку трансфер матора5 resistors with the connection point of the first and second windings of the current transformer are made through the additional winding of the transfer of the mator 4Устройство по пп 1-3, отличающеес  тем, что низковольтный источник напр же4 The device according to claims 1-3, characterized in that the low-voltage source is 0 ни  выполнен в виде двух диодов включен ных согласно последовательно и шунтиро ванных конденсатором0 neither is made in the form of two diodes connected in series according to and shucked by a capacitor 5Устройство по пп 1-4 отличающеес  тем, что блок управлени  содержит ДВУ5 The device according to claims 1-4, characterized in that the control unit contains a TLD 5 фазный генератор импульсов первый выхоа ной вывод которого присоединен к управ л ющему электроду тиристора шунтирую щего обмотку управлени  трансформатора тока, первый вывод которой подключен к об щему выходному выводу генератора им5 phase pulse generator the first output terminal of which is connected to the control electrode of the thyristor of the shunt control winding of the current transformer, the first output of which is connected to the common output terminal of the generator 0 пульсов, второй выходной вывод которого присоединен к второму вывод обмотки vn равлени  трансформатора тока0 pulses, the second output of which is connected to the second output of the winding vn of the current transformer ФигFig оabout aZiaZi toto oo Zi 2iZi 2i DD о бabout b вat гg 77 ГR ЪB / " жwell 1one нn II Фиг.44
SU894697618A 1989-04-20 1989-04-20 Transistor switch control device SU1658319A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894697618A SU1658319A1 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Transistor switch control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894697618A SU1658319A1 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Transistor switch control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1658319A1 true SU1658319A1 (en) 1991-06-23

Family

ID=21450547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894697618A SU1658319A1 (en) 1989-04-20 1989-04-20 Transistor switch control device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1658319A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1320889, кл. Н 03 К 17/60, 17.07.85. Электронна техника в автоматике./Под. ред. Конева Ю. И. - М.. Радио и св зь. Вып. 17. 1986, с. 194, рис. 3. Патент US № 4408270, кл. Н 02 М 7/537, 363/132, 04.10.83. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1658319A1 (en) Transistor switch control device
SU1676024A1 (en) Device for controlling power transistor switch
SU1457114A1 (en) Single-end d.c. voltage converter
SU1624683A1 (en) Transistor switch
SU1336172A1 (en) Single-cycle voltage converter
SU1181080A1 (en) Voltage converter
SU1488942A1 (en) Single-ended dc voltage converter
SU1415359A2 (en) Device for controlling power transistor gate
SU1690147A1 (en) Self-excited oscillator
SU1584100A1 (en) Transistor switch
SU1739463A1 (en) Transistorized inverter
SU1742955A1 (en) Voltage converter
SU1758796A1 (en) Single-ended constant voltage converter
SU1401574A1 (en) Pulse shaper
SU1661938A1 (en) Single-cycle converter of dc voltage
SU1536490A1 (en) Single-ended dc voltage converter
SU1601712A1 (en) Pulsed d.c. voltage controller
SU1374421A1 (en) Transistor-type switching device
SU1555849A1 (en) Transistor switch
SU1417136A1 (en) D.c. voltage single-ended transistor converter
SU1742988A1 (en) Transistor-magnetic key
SU1723647A1 (en) Dc voltage converter
SU1091343A1 (en) Transistor switch
SU1403309A1 (en) Gate-type voltage converter
SU1746527A1 (en) Electronic transistor key