Драйвер для керування транзисторами

Реферат: UA 76392 U UA 76392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі електроніки, а саме до силової перетворювальної техніки, та може бути використана в системах, де потрібне швидке керування ключами на основі транзисторів, та забезпечення їм швидкодіючого захисту від перевищення струму. Відомі пристрої подібного призначення (US2004120090), що мають захист на основі операційного підсилювача. Їхнім недоліком є необхідність використання дорогих операційних підсилювачів для досягнення високої швидкодії. Як прототип вибраний драйвер затвору із забезпеченням захисту транзистора (JP2004201486), що містить систему захисту. Недоліками прототипу є необхідність використання дорогих операційних підсилювачів для досягнення високої швидкодії. В основу корисної моделі поставлено задачу здешевлення драйверів та покращення їх характеристик виконуючи блок захисту на основі каскадного підсилювача. Так як швидкодія захисту драйверу напряму залежить від швидкості перемикання каскаду захисту, виконання його на основі каскадного підсилювача дозволить здешевити драйвер та значно збільшити швидкодію його системи захисту. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на кресленні зображено схему електричну принципову драйверу для керування транзисторами. Драйвер для керування транзисторами складається з вихідного каскаду, вхідного тригеру та системи захисту. Вихідний каскад необхідний для підсилення сигналів керування, які надходять на затвор силового транзистора Q10. Він виконаний по схемі емітерного повторювача на транзисторах Q8 та Q9. Резистори R4 та R5 призначені для обмеження струмів заряду та розряду затвору силового транзистора. Елементи Q6, R6 та R7 призначені для узгодження рівнів сигналу. Вхідний тригер необхідний для покращення фронтів сигналу та вимикання вихідного каскаду при спрацюванні системи захисту. Він побудований на трьох логічних елементах АБО-HI (NOR). Два з них (U1:С та U1:D) утворюють сам тригер, третій (U1:А) використовується для інверсії сигналу керування. Диференціююча ланка (С2, R1) необхідна для подавання короткого імпульсу, що переводить тригер в стан логічної "1". В стан логічного "0" він переводиться сигналом керування, поданим через діод D1, або сигналом від системи захисту. Діоди D1 та D3 необхідні для розв'язки керуючого сигналу та сигналу захисту. Ланка С1, R2 підвищує завадостійкість входу. На четвертому логічному елементі (U1:В) та стабілітроні D2 побудована система, яка при зниженні напруги живлення подає логічну "1" на вхід R, тим самим блокуючи імпульси керування. Система захисту може бути виконана у двох варіантах: тільки з швидкодіючим захистом, або з швидкодіючим та інтегральним захистом. Швидкодіючий захист запобігає перевищенню максимального струму силового транзистора, а інтегральний захист, оцінюючи час ввімкненого стану силового транзистора та струм через нього, запобігає перегріву кристала. У системі захисту були використані польові транзистори з керуючим p-n переходом (JFET) зі включенням по схемі генератора струму. Два таких генератора (Q2, Q3, R4 та Q4, Q5, R5), налаштовані на однаковий струм, включені послідовно. Відповідно, в середній точці напруга буде складати половину напруги живлення. Проте, зміна напруги на шунті R9, включеного в силове коло, або інтегруючій ланці (R8, С3) змінює напругу на затворах нижніх транзисторів (Q4 або Q5), в результаті чого напруга в середній точці теж буде змінюватись. Через резистор R3, що обмежує базовий струм та емітерний повторювач, виконаний на транзисторі Q1, вона потрапляє на вхід "R" тригера, блокуючи тригер при перевищенні струму, або досягненні порогової напруги на конденсаторі С3. Стабілітроном D4 задається поріг спрацьовування захисту. Транзистор Q7 потрібен для скидання інтегратора на етапі вимкнутого стану силового транзистору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Драйвер для керування транзисторами, що містить систему захисту, який відрізняється тим, що система захисту побудована на основі каскадного підсилювача. 1 UA 76392 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2