Пристрій управління силовим транзисторним ключем

УКРАЇНА (19) UA (11,44847 (із) С 2 (51)6Н02М1/08 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ПРИСТРІЙ УПРАВЛІННЯ СИЛОВИМ ТРАНЗИСТОРНИМ КЛЮЧЕМ (21)98115949 (22)10 11 1998 (24)15 03 2002 трансформатора струму підключений до бази силового транзистора, кінець вторинної обмотки підключений до навантаження, а середній вивід - до емітера силового транзистора, який відрізняється тим, що пристрій містить додаткову блокуючу обмотку трансформатора струму, додатковий блокуючий транзистор, емітер якого з'єднаний із загальною шиною живлення, а база підключена до блока управління, його колектор підключений до початку блокуючої обмотки трансформатора струму, кінець блокуючої обмотки трансформатора струму через діод підключений до загальної шини живлення, до якої також підключений і початок контрольної обмотки трансформатора струму, кінець якої підключений до блока управління Винахід стосується перетворювальній техніці і може бути використаний для управління силовим транзисторним ключем Відомо пристрій для управління силовим транзисторним ключем, який має широтно-імпульсний модулятор, три комутуючих транзистори, трансформатор з двома первісними і однією вторинною обмотками, які підключені через обмежувальний резистор до входу силового транзисторного ключа (див авторське свідоцтво СРСР №760330, M m H 02 М 1/08, I960 р ) Аналог збігається з винаходом у тому, що обмотки трансформатора струму Кінець запираючої обмотки через обмежувальний резистор з'єднаний з джерелом живлення, база запираючого транзистора підключена до блока керування, а початок вторинної обмотки трансформатора струму підключений до бази силового транзистора Кінець вторинної обмотки трансформатора струму підключений до навантаження, а середній вивід підключений до емітера силового транзисто* ра (див авторське свідоцтво СРСР №1464268, М кл Н 02 М 1/08, 1989 р) Дане рішення обрано прототипом Прототип збігається з винаходом у тому, що містить СПІЛЬНІ ознаки - запираючий транзистор, - трансформатор струму з запираючою і вторинною обмотками, - загальна шина живлення, - джерело живлення, - обмежувальний резистор, - силовий тразистор, - блок управління, - схема з'єднання деяких деталей Але ККД прототипу не високий і обумовлений втратами потужності, які виникають в обмежувальному резисторі в періоди насиченого стану сер (46) 15 03 2002, Бюл № 3, 2002 р (72) Володін Валентин Якович (73) Володін Валентин Якович (56) А С А1 №1464268 Н02М1/08 07 03 1989 (57) Пристрій управління силовим транзисторним ключем, що містить запираючий транзистор, емітер якого з'єднаний із загальною шиною живлення, а колектор запираючого транзистора підключений до початку запираючої обмотки трансформатора струму, кінець запираючої обмотки через обмежувальний резистор підключений до джерела живлення, база запираючого транзистора підключена до блока управління, початок вторинної обмотки включає СПІЛЬНІ ознаки -транзистор, -трансформатор, - обмежувальний резистор, - джерело живлення, -Діод Але внаслідок втрат потужності на обмежувальнім резисторі в базовому ланцюгу силового транзисторного ключа, пристрій має низький коефіцієнт корисної дії (ККД) Найбільш близьким технічним рішенням є пристрій управління силовим транзисторним ключем, який містить запираючий транзистор, емітер якого з'єднаний з загальною шиною, живлення, колектор, який з'єднано з початком запираючої О 00 44847 дечника трансформатора струму Це можна пояснезмінному рівні за допомогою додаткової блокунити слідуючим В період насиченого стану сердеючої обмотки, яка замикається за допомогою блочника трансформатора струм в колекторному ланкуючого транзистора Це ліквідує необхідність поцюгу запираючого транзистора визначається стійного намагнічування сердечника омічним опором запираючої обмотки трансформатрансформатора струму в паузах між замикаючим тора струму та обмежувального резистора, які і відмикаючим імпульсами силового транзисторвключені послідовно Струм має величину близьку ного ключа до максимально можливої, що приводить до доНа кресленні зображений пристрій управління даткових втрат активної потужності в обмежувальсиловим транзисторним ключем ному резисторі , запираючій обмотці трансформафіг 1 - принципова схема пристрою, фіг 2 - чатора струму та колекторно-емітерному переході сові діаграми запираючого транзистора Пристрій управління силовим транзисторним ключем містить силовий транзистор 1, емітер якоВ основу винаходу поставлена задача створиго включенийв середню точку вторинної обмотки ти пристрій управління транзисторним ключем, в 2 трансформатора струму 3, початок якої підклюякому шляхом введення додаткової блокуючої чений до бази силового транзистора 1, а кшец - до обмотки трансформатора струму, додаткового клеми навантаження 4 Емітери запираючого 5 і блокуючого транзистора, діода, блока управління, блокуючого 6 транзісторів підключені до загальної контрольної обмотки, а також іншої схеми з'єднаншини живлення 7, колектор запираючого транзисня відомих і нових деталей, забезпечити підвитора 5 підключений до початку запираючої обмотщення ККД за рахунок уеднення додаткових втрат ки 8 трансформатора струму 3 Кінець запираючої в обмежувальному резисторі в періоди насиненобмотки 8 через обмежувальний резистор 9 підного стану сердечника трансформатора струму ключений до джерела живлення 10 Кслектор блоПоставлена задача вирішена у пристрої куючого транзистора 6 підключений до початку управління силовим транзисторним ключем, що блокуючої обмотки 11 трансформатора струму З містить запираючий транзистор, емітер якого з'єдКінець блокуючої обмотки 11 через діод 12 піднаний із загальною шиною живлення, а колектор ключений до загальної шини живлення 7 До загазапираючого транзистора підключений до початку льної шини живлення 7 також підключений початок запираючої обмотки трансформаторе, струму, а контрольної обмотки 13, кінець якої підключений кшец запираючої обмотки через обмежувальний до блока управління 14 (БУ) U у 1 та U у 2, які надрезистор підключений до джерела живлення, база ходять на бази запираючого 5 і блокуючого 6 транзапираючого транзистора підключена до блока зисторів формуються в залежності від стану на управління початок вторинної обмотки трансфорвході широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) та наматора струму підключений до бази силового трапруги на контрольній обмотці 13 у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ нзистора,кінець вторинної обмотки підключений до часовою діаграмою (фіг 2) На часовій діаграмі навантаження, а середній вивід - до емітера силочерез І/ІЗ показана напруга на контрольній обмотці вого транзистора тим, що, на відміну від відомого, 13, а через В - індукція у сердечнику трансформапристрій містить додаткову блокуючу обмотку тора струму 3, через +Bs та -Bs -позитивна і негатрансформатора струму, додатковий блокуючий тивна індукція насичення сердечника трансформатранзистор, емітер якого з'єднаний із загальною тора струму З шиною живлення, а база підключена до блока управління його колектор підключений до початку Пристрій працює слідуючим чином блокуючої обмотки трансформатора струму, кіВ час, попередній моменту часу to, силовий нець блокуючої обмотки трансформатора струму транзистор 1 є відкритим, а запираючий 5 і блокучерез діод підключений до загальної шини живючий 6транзистори закриті Сигнал ШІМ має висолення, до якої також підключений і початок конткий рівень В момент часу to сигнал ШІМ перехорольной обмотки трансформатора струму, кінець дить на низький рівень, після чого блок управління якої підключений до блока управління 14 за допомогою сигналів U У 1 та U У 2 відкриває транзистори 5 і 6, що приводить до швидкого розНовим в заявляемому винаході є наявність сисання заряду в області бази силового транзис- додаткової блокуючої обмотки трансформатора 1 і його запиранню тора струму, - додаткового блокуючого транзистора, В момент часу t-i, сердечник трансформатора струму 3 досягає насичення, напруга на контроль- Діода, ній обмотці 13 знижується, після чого блок управ- контрольної обмотки трансформатора ління 14 закриває запираючий транзистор 5 струму Новою також є схема з'єднання відомих ( по Обмежувальний резистор 9 у ланцюгу запивідношенню до прототипа) і нових деталей прираючого транзистора 5 обмежує величину колекстрою торного струму в момент насичення сердечника трансформатора струму 3 Після закриття запираПричинио-наслідковий зв'язок між сукупністю ючого транзистора 5 намагнічуємий струм циркуознак, що заявляється і досягненим технічним релює у контурі блокуючий транзистор 6 - блокуюча зультатом можна пояснити слідуючим Введення обмотка 11 - діод 12, індукція в сердечнику трансдодаткової блокуючої обмотки трансформатора форматора струму 3 залишається практично неструму, додаткового блокуючого транзистора, конзмінною, завдяки чому до бази силового транзистрольної обмотки трансформатора струму, діода, тора 1 докладається низька напруга, яка є а також нова схема підключення деталей применшою від напруги ВІДСІЧКИ, В момент часу Ь на строю дозволили забезпечити фіксацію індукції вході ШІМ встановлюється високий рівень і блок сердечника трансформатора струму на практично 5 44847 6 управління 14 закриває блокуючий транзистор 6 припиняється у слідуючий момент to, коли відкриНамагнічуючий струм починає протікати у баваються запираючий 5 і блокуючий 6 транзистори зовому ланцюгу силового транзистора 1, який відПісля цього весь процес повторюється кривається і починається блокінг-процес, який HIV1 ФІГ. 1 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90