Устройство для управления мощным высоковольтным транзисторным ключом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности. Целью изобретения является повышение КПД. В данном устройстве управление высоковольтным ключом 1 на транзисторах 2 осуществляется с помощью низковольтг ного высокочастотного транзистора 5, что обеспечивает малые потери в цепи рассасывания носителей заряда из высоковольтных транзисторов. Форсированное включение высоковольтных транзисторов осуществляется с использованием энергии, накопленной в конденсаторе 8 на интервале рассасывания, что обеспечивает уменьшение мощности управления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Уиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3896427/24-07 (22) 15.05.85 (46) 07.10.87. Бюл, У 37

{72) И. И, Филиппов (53) 621,316.727(088 ° 8) (56) Сергеев В. В., Машуков Е. В, Энергетические характеристики транзисторных ключей для импульсных регуляторов мощности, 1984, вып. 15, с. 194.

Chen D. 7. Walacleu Х. P. Application of transistor smitter-open turoff scheme to high vortage power

wrieters. — IEEE РЕБЯ 81, 1981, р. 255, fig. 3, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНЫМ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛ)ОЧОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности. Целью изобретения является повышение КПД, В данном устройстве управление высоковольтным ключом 1 на транзисторах

2 осуществляется с помощью низковольтного высокочастотного транзистора 5, что обеспечивает малые потери в цепи рассасывания носителей заряда из высоковольтных транзисторов. Форсированное включение высоковольтных транзисторов осуществляется с использованием энергии, накопленной в конденсаторе 8 на интервале рассасывания, что обеспечивает уменьшение мощности управления. 2 ил.

1343515

Изобретение относится к электротехнике и может быть использована в ключевых усилителях мощности, инверторах, импульсных регуляторах систем электропитания.и электропривода при повышенных напряжениях питания, например, при трансформаторном выпрямлении сетевого напряжения.

Цель изобретения — повышение КПД. 1р

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — схема устройства при использовании управляющего транзистора р — п — р-проводимости.

Мощный высоковольтный ключ 1 со- 1б стоит из N параллельно соединенных высоковольтных транзисторов 2, коллекторы которых подключены к второй выходной клемме 3, а базы — к клеммам 4, 20

Устройство (фиг, 1) для управления мощным BbIcoKQBQJIb THblM транзисторным ключом 1 содержит мощный высокочас— тотный управляющий транзистор 5, эмиттер которого подключен к первой 25 . выходной клемме 6 ключа 1, а коллектор — к клемме 7, с которым соединены эмиттеры высоковольтных транзисторов 2 ключа 1. Конденсатор 8 одним выводом соединен с первой выходной дд клеммой 6, а другим выводом — с клеммами 4 ключа 1 через И цепочек 9., каждая из которых состоит из параллельно соединенных резистора 10 и диода 11, Генератор 12 управляющих импульсов первым выводом 13 подключен к первой выходной клемме 6 ключа а вторым выводом 14 через резистор

15 соединен с базой управляющего транзистора 5 и через диод 16 и N токоограничительных резисторов 17 с клеммами 4 ключа 1, Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В интервалах проводимости ключа 1 когда сигнал на выходных выводах 13 и 14 генератора 12 управляющих импульсов имеет полярность, указанную без скобок, ток управления, протекая по первой последовательной цепи: вывод 14 — диод 16 резисторы 17 — базаэмиттерные переходы высоковольтных транзисторов 2 ключа 1 — коллекторэмиттер управляющеro транзистора 5— вывод 13 генератора 12, и по второй последовательной цепи: вывод 14-резистор 15 — база-эмиттерный переход управляющего транзистора 5 — вывод

13 генератора 1, поддерживает управляющий транзистор 5 и высоковольтные транзисторы 2 ключа 1 в насыщенном состоянии, Ток нагрузки протекает по цепи: вторая выходная клемма 3 — параллельно соединенные высоковольтные транзисторы 2 — управляющий транзистор 5 — первая выходная клемма 6 ключа I, При изменении полярности сигнала на выводах 13 и 14 генератора 12 (полярность указана в скобах) управляющий транзистор закрывается (для уменьшения времени рассасывания он может быть ненасыщенным), отключая эмиттеры высоковольтных транзисторов

2 от выходной клеммы 6. Вследствие того, что высоковольтные транзисторы более инерционны и имеют большее время рассасывания, чем низковольтный и высокочастотный управляющий транзистор 5, они остаются в насыщенном состоянии. Ток нагрузки начинает протекать через база-коллекторные переходы высоковольтных транзисторов 2, диоды 11 цепочек 9, конденсатор 8 и выходные клеммы 6 и 3, В результате под действием тока нагрузки происходит заряд конденсатора 8 и рассасывание носителей заряда из коллекторных и базовых слоев высоковольтных транзисторов ключа 1 при отключенных их база-эмиттерных переходах, т.е. запирание высоковольтных транзисторов происходит по схеме с общей базой. По окончании процесса рассасывания высоковольтные транзисторы 2 запираются, заряд конденсатора 8 прекращается и

его потенциал остается неизменным до конца периода (без учета тока утечек), С появлением отпирающего импульса напряжения на клеммах 13 и 14 генератора 12 (полярность без скобок) управляющий транзистор 5 и высоковольтные транзисторы 2 ключа 1 отпираются и конденсатор 8 разряжается через резисторы 10 цепочек 9 база-эмиттерные переходы высоковольтных транзисторов

2 и управляющий транзистор 5. Происходит форсированное включение высоковольтных транзисторов, которое осуществляется не за счет увеличения потребления энергии от генератора 12, а за счет энергии, накопленной в конденсаторе 8 на интервале рассасывания носителей заряда.

Таким образом, устройство имеет поповышенное КПД вследствие уменьшения

1343515

Составитель В. Бунаков

Редактор А. Козориз Техред М.Ходанич Корректор А. Ильин

Заказ 4834/54

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 потерь в цепи рассасывания носителей заряда из высоковольтных транзисторов.

При применении управляющего транзистора р — n — р-проводимости(фиг. 2)

5 схема устройства упрощается за счет устранения Диода 16 и резистора 15.

Кроме того, уменьшается мощность управления, потребляемая от генератора

12, так как ток управления протекает ð последовательно через база-эмиттерные переходы высоковольтных транзисторов и база-эмиттерный переход управляющего транзистора.

Формула изобретения

Устройство для управления мощным высоковольтным транзисторным ключом, состоящим из Н параллельно соединенных высоковольтных транзисторов, содержащее генератор управляющих импульсов, первый вывод которого предназначен для подключения к выходному зажиму ключа, токоограничительные резисторы, одни выводы которых предна- 2Б значены для подключения к базам высоковольтных транзисторов ключа, мощный высокочастотный управляющий транзистор, эмиттер которого подключен к первому выходному зажиму ключа, а колколлектор предназначен для подключения к эмиттерам высоковольтных транзисторов, ключа, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено конденсатором, N цепочками, каждая из которых состоит из параллельно соединенных резистора и диода, дополнительным диодом и дополнительным резистором, причем одни выводы укаэанных N цепочек предназначены для подключения к базам высоковольтных транзисторов ключа, а другие — к первому выводу конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выходному зажиму ключа, второй вывод генератора управляющих импульсов подключен к вторым объединенным выводам токоограничитеЛьных резисторов через дополнительный диод, а к базе управляющего транзистора— через дополнительный резистор.