Магнитно-транзисторный ключ
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматического регулирования различного назначения для формирования импульсов тока с управляемой длительностью. Устройство содержит силовой транзистор 1, трансформатор 3 тока с обмотками 2, 8 и 11, нагрузку 4, шину 5 питающего напряжения,управляющий транзистор 6, общую шину 7, входную шину 9, резисторы 10 и 15, дополнительный трансформатор 13 тока с обмотками 12 и 14. Принцип действия ключа основан на формировании двухстадийного процесса выключения транзистора 1 и характеризуется полным рассасьшанием заряда пассивной области базы транзистора 1 к моменту формирования среза коллекторного тока. Изобретение обеспечивает высокую надежность работы магнитно-транзисторного ключа при воспроизводимости его в массовом производстве. 1 ил. С/ с ОС со о vi
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (5!) 4 Н 03 К !7/60
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 399181 7/24-21 (22) 17.12.85 (46) 15,08.87. Бюл. 1(- 30 (72) В.П. Бражник и Ю,И. Китаев (53) 621.382(088.8) (56) Заявка Японии Ф 58-32533, кл. Н 03 К 17/60, 1977 °
Авторское свидетельство СССР
))- 1069163, кл. Н 03 К 17/60, 1982. (54) МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматического регулирования различного назначения для формирования импульсов тока с управляемой длительностью. Устройство содержит силовой транзистор 1, трансформатор
3 тока с обмотками 2, 8 и 11, нагрузку 4, шину 5 питающего напряжения,управляющий транзистор 6, общую шину 7, входную шину 9, резисторы 10 и 15, дополнительный трансформатор 13 тока с обмотками 12 и 14, Принцип действия ключа основан на формировании двухстадийного процесса выключения транзистора 1 и характеризуется полным рассасыванием заряда пассивной области базы транзистора 1 к моменту формирования среза коллекторного тока.
Изобретение обеспечивает высокую надежность работы магнитно-транзисторного ключа при воспроизводимости его в массовом производстве. 1 ил.
1330747
Изобретение относится к радиотехнике и может испол«угнаться в устройст13ах автома I иче с KI) ãî pl гулиро«àíèÿ различнс го назначения — для получения .)
1)мпульсс в тока с управляемой длитель«остью.
Цель изобретения — повышение належ13ост13 функционирования, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема магнитнотранзисторного ключа.
Магнитно-транзисторый ключ содержит силовой транзистор 1, коллектор которого черс-.з первичнун) обмотку 2 тр l«c(3 .орматора тока 3 подключен к нагрузке 4, шину 5 питающего напряжения, управляющий транзистор 6 и общую 11)пну 7. База транзистора 1 соедин 3 c L HH H« выводов обмотки 8 трансформатора 3 тока, другой вывод которой подключен к общей шине 7.
Входная шина 9 соединена с базой уп равляющего транзистора 6 и подключена также к генератору угравляющих импуль-25 со« (HI. показан), Один вьп3од резистора 10 соедине)3 с шиной 5, а второй вывод — с первым выводом управляющей обмотки !! трансформатора 3. Второй
«ь«3сд управляющей обмотки 11 соеди)3ен с коллектором Tp;lli«èI òîðë 6 чер е з порт 31ч)1ую обмотку 1 2 дополнит ель«ого трс333с1))орматора 13 тока, вторичная о )мотка 14 которого вклю.1ена последо««тельно в цепь нагрузки 4. Па35 ралпел,-) с с бмотке 12 включен дополните))«33«,33 рс.зистор 15, предотвращан— щий черезмерно большой выброс напряжения на 1сол13екторе транзистора 6.
|! !3и))1113п действия предлагаемого . I;! I øIòHî-транзисторного клю-3а основан
:а формпро«знии двухстадийного процесса выключсния силового тоанзистора, 33р. пер«ой стадии которого эмиттерный пспеход транзистора остается открытым, 45 а ток базы линейно умеяъ113ается, причем длительность стадии превышает вр мя рассасывания заряда 13ассивной области базы. Вследствие этого к началу второй стадии силовой транзистор
1 выходи г из насыщения при рассосавшемся заряде пассивной области базы и выключение его коллекторного тока происходит за минимальное время неза«исимо от степени предшествующего на55 сьшц ния. В исходном закрытом состоя3н1и магнитно-транзисторного ключа тран3иcт0p 1 закрь т, а транзистор 6 с)ткрыт током, поступающим на его базу по шине 9 от генератора управляюп)их импульсов. Коллекторный1 ток т1)а),зи тора 6 протекает по обмоткам 12 и 11, вызывая, намагниченное состояние сердечников трансформаторов 13 и 3.Отрицательный фронт управляющего импульса на шине 9 переводит транзистор 6 в закрытое состояние, и начинается перемегничивание сердечников трансформатора 13 и 3 из исходного состояния. Вследствие самоиндукции в обмотках трансформаторов,13 и 3 появляются выбросы напряжения. Выброс напряжения в обмотках 12 и 14 не оказывает существенного влияния на процессы в ключе, поскольку вызывает появление тока в замкнутой цепи; обмотка 12 резистор 15. Выброс напр31жения в обмотке 8 открывает силовой транзистор 1, вследствие чего в обмотке 2 появляется.ток коллектора транзистора 1, который ускоряет перемагничивание сердечника трансфор, матора 3 и вызывает увеличение тока в обмотке 8 и увеличение тока базы транзистора 1. Описанный регенср,3)и ный процесс приводит к полному открыванию транзистора 1 и его насышенин).
Одновременно коллекторный ток транзистора 1 протекает по обмотке 14.
Но при включении обмотки 14 ток пр« останавливает перемегничивание с.рдечника трансформатора 13, начавшееся после выключения коллекторного тока транзистора 6. После достижения насыщения в транзисторе 1 его коллекторный ток определяется только электрическими характеристиками нагрузки 4, а ключ остается в открытом состоянии до поступления положительного фронта управляющего импульса на шину 9, С приходом положительного фронта управляющего импульса на шину 9 транзис\ тор 6 открывается, но коллекторный ток его в первый момент времени ос тается равным примерно нулю благодаря реакции индуктивного сопротивления обмотки 12 трансформатора 13.
С этого момента начинается первая стадия выключения силового транзистора 1, в течение которой транзистор
1 сохраняет состояние насыщения. Поскольку ток коллектора транзистора 1 и обмотки !4 на рассматриваемой стадии процесса остается неизменным, трансформатор 13 выполняет на этой стадии роль индуктивности, формирующей линейно нарастающий ток коллекто1330747 ра транзистора g. Протекание линеино нарастаюшего тока коллектора трлнэистора Ь через обмотку 11 при неизменном токе обмотки 2 трансформатора
3 вызывает формирование линейно падающего тока обмотки 8 и базы транзистора 1. Уменьшение тока базы сипово< о транзистора 1 при неизменном коллекторном токе сопровождается уменьшением избыточного заряда базы и главным образом заряда пассивной области базы. Поскольку длительность рассматриваемой первой стадии выключения транзистора 1 превышает длительность рассасывания заряда пассивной области базы транзистора, распределение заряда в базе оказывается близким к распределению установившегося статического режима. Поэтому к моменту выходз о транзистора 1 иэ насьццения избыточный заряд его базы практически отсутствует. В моме«т времени выхода транзистора 1 из состояния насыщения заканчивается первая и начинается вторая 25 стадия выключения силового транзистора 1, для которой характерен регснеративный механизм формирования тока базы. Уменьшение коллекторного тока транзистора 1 вызывает уменьшение то- 30 ка в обмотке 2 трансформатора тока 3 и в обмотке 14 трансформатора 13, который на рассматриваемой стадии процесса выполняет роль дифференциального трансформатора, в течение корот35 кого интервала времени поддерживающего неизменной всличину
40 где 1„ — ток коллектора транзистора 1;
I — ток коллектора транзистора 6;
4<<,4 — количество витков в обмотках
12 и 14 трансформатора 13. а
Вследствие соответствующего включе-45 ния обмоток 14 и 12 при уменьшении тока обмотки 14 ток обмотки 12 увеличивается и протекание этого тока через обмотку 11 трансформатора 3 вызывает уменьшение тока в обмотке 8.Кро- 50 ме того, уменьшение тока в обмотке 2 также уменьшает ток обмотки 8 и базы транзистора 1. Описываемый механизм положительной обратной связи обуславливает лавинообразное уменьшение тока 55 базы транзистора 1 и такое же лавинообраз«ое увеличение тока обмотки
11. Начиная с определенного значения тока обмотки 11, результирующее действие токов всех обмоток трансформатора 3 проявляется в намагничивании его сердечника к исходному с«стоянию, а ток обмотки 8 при этом меняет направление и вызывает полное рассасывание заряда базы силового транзистора 1. После рассасывания заряда базы транзистора 1 завершается выклкчение транзистора 1, а протека<где тока коллектора транзистора 6 через обмотки 12 и 11 спустя еще некоторое время завершает намагничивание сердечников трансформаторов 13 и 3 в исходное состояние и обеспечивает готонность магнитно-транзисторного ключа к поступлению следующего отрицательного фронта управляющего импульса на шину 9, Причем индуктивность L обмотки 12, коэффициент связи К между обмотками и коэффициент трансформации и дополнительного трансформатора 13 определяк<тся соотношениями
0<.
L = (1-3) —; К (0,05-0,7); т, п
Ъ где I — номинальный ток управляющей обмотки; ь — время рассасывания заряда в пассивной области базы сипового транзистора;
I„ — номинальный ток коллектора силов< го транзистора.
Таким образом, магнитно-транзисторный ключ характеризуется полным рассасыванием заряда пассивной области базы силового транзистора к моменту формирования среза коллекторного тока и независимостью длительности среза коллекторного тока от степени насыщения силового транзистора, вследствие чего параметры среза коллекторного тока оказываются нечувствительными к разбросу коэффициента усиления тока базы силового транзистора и достигает< . высокая надежность работы при воспроизводимости в массовом производстве. формула изобретения
Магнитно-транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку трансформатора тока соединен с первым выводом нагрузки, эмиттер — с эмит1330747
Составитель Л. Бегян
Редактор M.Педолуженко Техред М.Ходанич Корректор M. Шароши
Заказ 3592/56 Тираж 901 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 тером управляющего транзистора и общей шиной питающего напряжения, база — с первым выводoM базовой обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к общей шине питаю- 5 щего напряжения, база управляющего транзистора соединена с входной шиной, резистор, один вывод которого подключен к другой шине питающего напряжения, второй вывод соединен с 10 первым выводом управляющей обмотки трансформатора тока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него введен дополнительный трансформатор тока и резистор, причем коллектор управляющего транзистора через первичную обмотку дополнительного трансформатора тока соединен с вторым выводом управляющей обмотки трансфоратора тока, вторичная обмотка дополнительного трансформатора подключена между вторым выводом нагрузки и другой шиной питающего напряжения, а параллельно первичной обмотке дополнительного трансформатора тока включен дополнительный резистор.
