(54) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ Изобретение относитс к области магч нитно-транзисторных ключей посто нного тока, предназначенных дл использовани в качестве силовых ключей усилителей мсмцности статических преобразователей, регул торов напр жени и в устройствах, использующих силовые травзисторьь рабо тающие в ключевом режиме. Известен магнитно транзисторный клю Qlj , обеспечивающий с помощью транс-. форматора положительное смещение силово го транаистора в схеме составного транзистора , но трансформатор, обеспечивающий это смещение, работает на вькодно.й частоте ключа и поэтому при низкой вели чине последней, например 50, 4ОО, 1ООО Гц, имеет большие вес и габариты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс магнитнотранзисторный ключ посто нного тока, содержащий магнитную систему с обмотками , силовой и вспомогательный трансферы торы, включенные по схеме составного транзистора, причем участок база-коллек- ПОСТОЯННОГО ТОКА тор силового транзистора шунтирован ц&;почкой , образованной из шслюченнных последовательно участка эмиттер-коллектор вспомогательного транзистора и первой обмотки смещени магнитной системы, и цепь управлени вспомогательным транзистором 2 . Недостатками этого ключа вл ютс неудовлетворительные весЬгабаритные показатели ,- так как введение дополнительного трансформатора дл обеспечени положительного смещени силовых транзисторов увеличивает вес и габариты ключа вследствие относительно низкой выходной частоты современных статических преобразователей (в специальной аппаратуре 40О, 1000 Гц); Цель изобретени - улучщение весогабаритных показателей ключа путем обеспечени работы трансформаторного источника смещени на высокой частоте. Поставленна цель достигаетс тем, что в магнитно-транзисторном ключе посто нного тока введена дополнительна цв- 374 почка, образованна из включенных последовательно участка эмиттер коллектор вве денного вспомогательного транзистора-и второй обмотки смещени магнитной системы , подключенна параллельно основной аналогичной цепочке, дополнительна цепь упра.влени этим вспомогательным транзистором и задающий генератор, выход которого магнитно св зан с обмотками сме щени , На фиг. 1 приведена принципиальна схема предлагаемого ключа; на фиг, 2 даны эпюры напр жений и токов. Ключ содержит силовой транзистор 1, Пбрвь й и второй вспомогательные транзисторы 2, 3, задающий генератор 4, магни ную систему 5 с первой обмоткой смещени 6 и второй обмоткой смещени 7. Цепь управлени пер1зым вспомогательным транзистором состоит из диода 8, резистора 9 и обмоток 1О, 11. Цепь управлени вторым вспомогательным транзистором выполнена на диоде 12, резисторе 13 и об мотках 14 и 15 магнитной системы. Принцип работы магнитно-транзисторно™ го ключа посто нного тока зшслючаетс в следующем. Напр жение цепи управлени первого вспомогательного транзистора 2 открывает его. Через этот транзистор и обмотку сме щени 6 -магнитной системы S ггро1 е)сает ток, отпирающий силовой транзистор 1. Че рез Т1занзистор 1 протекает ток нагрузки В данный период транзистор 1 работает в режиме насыщени , обеспечивающемс на пр жением на обмотке смещени 6. Транзистор 3 при этом закрыт напр жением своей цепи управлени . Дл искгаочени пр текани тока через база-коллекторный переход транзистора 3 напр жение на обмо ках 14 и 15 должно превыщать сумыарное напр жение на обмотках смещени 6 и 7 (практически это требование выпoлн eтc достаточно просто - напр жение смещени современных силовых традаисторов равно , В, таким образом напр жение обмо ток 14 и 15 должнобыть 7/ 2 В). При изменении пол рности напр жени на обмотках магнитной системы 5 открываетс транзистор 3, Ток управлени силовым транзистором 1 протекает чер( эт транзистор 3 и обмотку смещени 7. Все дальнейшие процессы в схеме аналогичшл описанным выше. Размеры и вес магнитной системы 5 (трансформатора) не завис т от частсхгы работы ключа, так как частота работы задающего генератора выбираетс незаЕЛСвМО ОТ частот1 работы кгаоча и может достигать (ограничение частоты определ ет с параметрами транзис1Х)ров 2, 3 и материалом сердечника трансформатора) 100 кГц и более. Указанное качество схемы определ ет меньшие вес и габарнаы предлагаемой схе-; мы по Сравнению с известной. В предлагаемс кллоче можно обеспер ить пропорциональность тока базы току , коллектора силового транзхготора 1, если в цепи транзисторов 2 и 3 включить вт-оу ричные обмотки 16, 17 токовых трансформаторов 18, 19, первичные обмотки 20, 21 KOTopijix Бюпочепы последовательно в цепь нагрузки. Ключ работает в этом случае таким образом; открыт транзистор 2, токовый трансформатор 18 работает в режиме огран1-г1ен ш тока в базовой пени силового транзистора 1 ( и, беретс больше транзистора 1). Э1 ерги через токовый трансформатор 18 поступает из базовой цепи транзистора 1 в цепь нагрузки. Ток управлени транзистором 1 равен / 3ц. „ где К - коэ хЬициент трансформации обмоток 15 и 20 токового трансформатора Из формулы видно, что ток базы траноформатора 1 пропорционален току нагрузки независимо от величины тока нагрузки (нарущевие пропорциональности наступает только в режиме малых токов нагрузки). iCoraa открыт транзистор 3, прсшорционалыгость тока Jfj току J достигаетс описанным выше способом с помощью токового трансформатора 19. Размагничивание сердечников токовых трансформаторов 18, 19 происходит в нерабочий такт по первичной обмотке соответствующего токового трансформатора током нагрузки. Диод1з1 22, 23 служат дл ограничени напр жени на обмотках токовых трансформаторов в тшсте размагничивани Сердечников. При конкретном выполнении магнитнотранзисторного ключа посто ш: ого тока его магнитна система может быть выполнена с использованием двух и более трансформаторов . Использование TOKOBJ IX арансформаторов позвол ет уменьшить статические потери в силовом транзисгоре 1 из-за перевода это574 го транзистора в более оптимальный режим насыщени . Таким образом, в предлагаемом магнитно-транзисторном ключе посто иного тока размеры и вес токовых траноформаторов невелики из-чза высокой часто ты источника смещающего напр жени , что и позвол ет улучшить весогабаритные показатели ключа. изобретени Формул Магнитно-транзисторный ключ посто ного тока, содержащий магнитную систему с обмотками, силовой н вспомогательный транзисторы, включенные по схеме составного транзистора, причем участок базаколлектор снлового транзистора шунтирован цепочкой, образованной из включенных последовательно учас-пка эмиттер-коллектор вспомогательного транзистора и nefvвой обмотки смещени магнитной системы, цепь управлени вспомогательным транзис84 отличающийс тем, что, тором с целью улучщени весогабаритных показателей ключа путем обеспечени работы трансформаторного источника смещени на высокой частоте, в него введена дополнительна цепочка, образованна из включенных последовательно участка эмиттер-коллектор введенного вспомогательного транзистора н второй обмотки смещени мао:нитной системы, подключенна параллельно основной аналогичной цепочке, дополнительна цепь управлени этим вспомогательным транзистором и задающий Генер&тор , выход которого магнитно св зан с обмотками смещени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 318161, кл. Н 03 К 17/60, 19,05,69, 2,Патент США № 3497820, кл, ЗЗО-15, опублик. 1970 (прототип).(54) MAGNETIC-TRANSISTOR KEY The invention relates to the field of magneto-transistor switches of direct current, intended for use as power switches of amplifiers of static converters, voltage regulators and in devices using power trazistory operating in a key mode. Known magnetically transistor club Qlj, which provides using trans-. The formatter has a positive bias in the composite transistor circuit, but the transformer providing this bias operates at a single key frequency and therefore with a low value of the latter, for example 50, 4OO, 1OOO Hz, has a large weight and size. The closest to the invention to the technical essence is a magnet-transistor switch of direct current, which contains a magnetic system with windings, power and auxiliary transfer tori, connected according to the composite transistor circuit, with the base of the collector DC voltage of the power transistor shunted by the circuit; an emitter-collector portion of the auxiliary transistor and the first bias winding of the magnetic system, and the control circuit of the auxiliary transistor 2. The disadvantages of this key are unsatisfactory weight parameters, since the introduction of an additional transformer to provide a positive bias for the power transistors increases the weight and dimensions of the key due to the relatively low output frequency of modern static converters (in special equipment 40 O, 1000 Hz); The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters of the key by ensuring the operation of the transformer source bias at high frequency. This goal is achieved by the fact that in a magnetically-transistor dc switch, an additional color-374 kidney is formed, formed from an emitter connected in series to the emitter collector of the input auxiliary transistor and the second bias winding of the magnetic system, connected in parallel to the main analogous chain, an additional control circuit. this auxiliary transistor and the master oscillator, the output of which is magnetically coupled to the bias windings, FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed key; Fig. 2 shows diagrams of voltages and currents. The key contains a power transistor 1, a terminal and a second auxiliary transistors 2, 3, a master oscillator 4, a magnet system 5 with a first bias winding 6 and a second bias winding 7. The control circuit of the first auxiliary transistor consists of a diode 8, a resistor 9 and windings 1O 11. The control circuit of the second auxiliary transistor is made on the diode 12, the resistor 13 and the windings 14 and 15 of the magnetic system. The principle of operation of a DC magneto-transistor key is described in the following. The voltage of the control circuit of the first auxiliary transistor 2 opens it. Through this transistor and the bias winding of a 6-magnet system S gpro1 e), a current is triggered by the power transistor 1. A load current flows through T1 anzistor 1. In this period, transistor 1 operates in the saturation mode provided by a voltage on the bias winding 6. Transistor 3 is then closed by the voltage of its control circuit. To interrupt the flow of current through the base-collector junction of the transistor 3, the voltage on the windings 14 and 15 should exceed the sumyarny voltage on the windings of bias 6 and 7 (practically this requirement is fulfilled for the ectc simply enough - the bias voltage of modern power tradaistor is equal, V, thus, the winding voltage 14 and 15 should be 7/2 V). When the polarity of the voltage on the windings of the magnetic system 5 is changed, the transistor 3 opens. The control current of the power transistor 1 flows black (this transistor 3 and the bias winding 7. All further processes in the circuit are similar to those described above. The dimensions and weight of the magnetic system 5 (transformer) are not depends on the frequency of the key operation, since the frequency of operation of the master oscillator is chosen unequally from the frequencies 1 of operation and can reach (frequency limit determines with transis1X parameters) 2, 3 and the core material is transformer pa) 100 kHz or more. The indicated quality of the scheme determines the lower weight and weight of the proposed scheme; we Compared with the famous. In the proposed list, the proportional current of the base current to the collector of the power transistor 1 can be depreciated if the transistor 2 and 3 circuits incorporate the t-shaped windings 16, 17 of the current transformers 18, 19, the primary windings 20, 21 KOTopijix Bupochpami sequentially in the load circuit. The key works in this case in this way; transistor 2 is open, the current transformer 18 is operating in the current-limiting mode in the baseline of the power transistor 1 (and, taking more transistor 1). The power through the current transformer 18 is supplied from the base circuit of transistor 1 to the load circuit. The control current of the transistor 1 is equal to 3c. Where K is the conversion rate of windings 15 and 20 of the current transformer. From the formula it is clear that the base current of the transformer 1 is proportional to the load current regardless of the load current (proportionality occurs only in the mode of small load currents). iCoraa is open transistor 3, the current Jfj current J is achieved by the method described above using a current transformer 19. The demagnetization of the cores of current transformers 18, 19 occurs during the off-cycle time of the primary winding of the corresponding current transformer by the load current. Diode 22, 23 serves to limit the voltage on the windings of current transformers in the course of demagnetization of the cores. With a specific implementation of a magnetic transistor key of a constant current: its magnetic system can be made using two or more transformers. The use of TOKOBJ IX aransformers makes it possible to reduce static losses in the power transistor 1 due to the transfer of this 554th transistor to a more optimal saturation mode. Thus, in the proposed magneto-transistor switch of the direct current, the dimensions and weight of the current transformers are small due to the high frequency source of the bias voltage, which allows to improve the weight and dimensions of the key. Inventions Formulas A magnetically-transistor dc switch containing a magnet system with windings, a power n auxiliary transistors connected in a composite transistor circuit, with the base of the collector of the drain transistor shunted by a chain made of an auxiliary transistor connected in series with the emitter-collector of the auxiliary transistor and the nef winding displacement of the magnetic system, the control circuit of the auxiliary transistor 84 characterized in that, with a torus in order to improve the weight and dimensions of the key, to ensure the operation of the transformer source of bias at a high frequency, an additional chain is inserted in it, formed from an emitter-collector connected in series to the input of the auxiliary transistor on the second bias winding of the maithic system, connected in parallel to the main analogous chain, and an additional circuit controlling this auxiliary transistor and setting the Generator &; a torus whose output is magnetically coupled to the bias windings. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 318161, cl. H 03 K 17/60, 19,05,69, 2, US Patent No. 3497820, Cl, ZZO-15, published. 1970 (prototype).
3d3d
1L1L