RU1812631C - Transistor switch - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в источниках питани  и высоковольтных коммутаторах. Сущность изобретени  - устройство содержит: 3 транзистора (1,2, 19), 3 конденсатора (12, 13, 14), ограничитель тока (8), 3 диода (9,10,11), 4 резистора Usage: the invention relates to a pulse technique and can be used in power supplies and high voltage switches. The inventive device comprises: 3 transistors (1,2, 19), 3 capacitors (12, 13, 14), current limiter (8), 3 diodes (9,10,11), 4 resistors

Description

КTO

V9V9

(f(f

СWITH

13thirteen

- -

. 8 4Z. 8 4Z

QQ

СWITH

55

flfl

II

соwith

ND ОNd o

АAND

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в источниках питани  и высоковольтных коммутаторах ..The invention relates to pulse technology and can be used in power supplies and high voltage switches.

Цель изобретени  - повышение надеж.- ности транзисторного ключа.The purpose of the invention is to increase the reliability of a transistor switch.

По сравнению с известным транзисторным ключом введены два конденсатора, четыре резистора, два диода, транзистор. Использование вновь введенных элементов не имеет особенностей по сравнению с использованием в известных устройствах. Совокупность св зей второго, третьего диодов, первого, второго, третьего, четвертого резисторов, второго конденсатора, третьего транзистора позвол ет регулировать задержку открывани  силовых транзисторов в зависимости оттока, протекавшего в выходной шине в момент закрывани  силовых транзисторов в предшествующем такте. Введение третьей управл ющей шины и третьего конденсатора позвол ет дополнительно регулировать задержку открывани . Кроме этого, указанна  совокупность св зей позвол ет ограничить ток базы второго силового транзистора в момент его закрывани  на безопасном уровне.. Тем самым повышаетс  надежность ключа.Compared with the known transistor switch, two capacitors, four resistors, two diodes, and a transistor are introduced. The use of newly introduced elements has no features compared with use in known devices. The combination of connections of the second, third diodes, the first, second, third, fourth resistors, the second capacitor, the third transistor allows you to adjust the delay in opening the power transistors depending on the current flowing in the output bus at the time of closing the power transistors in the previous cycle. The introduction of a third control bus and a third capacitor allows further control of the opening delay. In addition, this set of connections allows limiting the base current of the second power transistor when it is closed at a safe level. This increases the reliability of the key.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.The drawing shows a diagram of a transistor switch.

Транзисторный ключ содержит первый 1 и второй 2 силовые транзисторы, первую 3, вторую 4, третью 5 управл ющие шины, выходную шину 6, общую-шину 7, ограничитель тока 8, первый 9, второй 10, третий 11 диоды, первый 12, второй 13, третий 14 конденсаторы , первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 резисторы, третий транзистор 19. Ограничитель тока 8 может быть выполнен как на резисторе, так и в виде стабилизатора тока,The transistor switch contains the first 1 and second 2 power transistors, the first 3, second 4, third 5 control buses, output bus 6, common bus 7, current limiter 8, first 9, second 10, third 11 diodes, first 12, second 13, the third 14 capacitors, the first 15, the second 16, the third 17, the fourth 18 resistors, the third transistor 19. The current limiter 8 can be performed both on the resistor and in the form of a current stabilizer,

Эмиттер, коллектор первого силового транзистора 1 соединены соответственно с общей шиной 7, эмиттером второго силового транзистора 2, база второго силового транзистора 2 соединена соответственно через первый диод 9 со второй управл ющей шиной А и через ограничитель тока 8 с первым выводом первого конденсатора 12, а его коллектор - с выходной шиной 6. Первый вывод первого конденсатора 12 соединен через третий конденсатор 14 с третьей управл ющей шиной 5 и через второй резистор 16, подключенный параллельно второму конденсатору 13, с коллектором третьего транзистора 19. Эмиттер третьего транзистора 19 соединен с общей шиной 7, база - через четвертый резистор 18 с первой уп- . равл ющей шиной 3, второй ввод первого конденсатора 12 соединен с анодом второгоThe emitter, collector of the first power transistor 1 are connected respectively to a common bus 7, the emitter of the second power transistor 2, the base of the second power transistor 2 is connected respectively through the first diode 9 to the second control bus A and through the current limiter 8 to the first output of the first capacitor 12, and its collector is connected to the output bus 6. The first output of the first capacitor 12 is connected through the third capacitor 14 to the third control bus 5 and through the second resistor 16 connected in parallel with the second capacitor 13 to the collector the third transistor 19. The emitter of the third transistor 19 is connected to a common bus 7, the base through the fourth resistor 18 with the first unit. bus 3, the second input of the first capacitor 12 is connected to the anode of the second

диода 10, катодом третьего диода Т1 и через первый резистор 15 с общей шиной 7. Катод второго Диода 10 соединен с общей шиной 7, анод третьего диода 11 соединен с базойdiode 10, the cathode of the third diode T1 and through the first resistor 15 with a common bus 7. The cathode of the second diode 10 is connected to a common bus 7, the anode of the third diode 11 is connected to the base

первого силового транзистора 1 и через третий резистор 17 с первой управл ющей шиной 3.the first power transistor 1 and through the third resistor 17 with the first control bus 3.

Транзисторный ключ работает следующим образом.The transistor switch operates as follows.

0 Ко второй управл ющей шине 4 подключаетс  внешний источник положительного смещени .0 An external positive bias source is connected to the second control bus 4.

Пусть на третью управл ющую шину 5 подано напр жение, пропорциональное на5 пр жению на коллекторе второго силового транзистора 2, При подаче на первую управл вшую шину 3 закрывающего тока закрываетс  первый силовой транзистор 1 и третий транзистор 19. При этом возникаетLet the voltage proportional to voltage to the collector of the second power transistor 2 be applied to the third control bus 5. When a closing current is applied to the first control bus 3, the first power transistor 1 and the third transistor 19 are closed.

0 режим обрыва цепи эмиттера второго силового транзистора 2 и ток выходной шины 6 начинает протекать через переход коллектор-база второго силового транзистора 2, ограничитель тока 8, первый конденсатор0 the open circuit mode of the emitter of the second power transistor 2 and the current of the output bus 6 begins to flow through the collector-base junction of the second power transistor 2, current limiter 8, the first capacitor

5 12, второй диод 10 и первый резистор 15 на общую шину. При этом напр жение на первом конденсаторе 12 увеличиваетс  пропор- ционально току выходной . шины 6. Ограничителем тока 8 устанавливаетс  без0 опасный уровень базового тока второго силового транзистора 2. После рассасывани  зар да в базе, второй силовой транзистор 2 начинает закрыватьс , при этом на пр же-. ние на его коллекторе начинает увеличи5 ватьс , следовательно увеличиваетс  и напр жение на третьей управл ющей шине 5. Первый конденсатор 12 дополнительно зар жаетс  по цепи; треть  управл юща  шина 5, третий конденсатор 14, первый кон0 денсатор 12, второй диод 10 и первый резистор 15.5 12, a second diode 10 and a first resistor 15 to a common bus. In this case, the voltage at the first capacitor 12 increases in proportion to the output current. bus 6. Current limiter 8 sets the safe base current level of the second power transistor 2. After the absorption of the charge in the base, the second power transistor 2 starts to close, while on the other. the voltage on its collector begins to increase5, hence the voltage on the third control bus 5 also increases. The first capacitor 12 is additionally charged through the circuit; a third control bus 5, a third capacitor 14, a first capacitor 12, a second diode 10, and a first resistor 15.

Таким образом, напр жение на первом конденсаторе 12 пропорционально току выходной шины б и напр жению на коллектореThus, the voltage at the first capacitor 12 is proportional to the current of the output bus b and the voltage at the collector

5 второго силового транзистора 2. До подачи открывающего тока на управл ющую шину 3 зар д на первом конденсаторе 12 сохран етс . При подаче открывающего тока на первую управл ющую шину 3 открываетс 5 of the second power transistor 2. Until the opening current is applied to the control bus 3, the charge on the first capacitor 12 is stored. When an opening current is applied to the first control bus 3, it opens

0 третий транзистор 19, При этом начинаетс  разр д первого конденсатора 12 на второй конденсатор 13 по цепи: первый вывод первого конденсатора 12, второй конденсатор 13, переход коллектор - эмиттер третьего0 third transistor 19, In this case, the discharge of the first capacitor 12 to the second capacitor 13 starts along the circuit: the first output of the first capacitor 12, the second capacitor 13, the collector-emitter junction of the third

5 транзистора 19, первый резистор 15, второй вывод первого конденсатора 12. Падение напр жени , возникающее при этом на пер: вом резисторе 15, приводит к открыванию третьего диода 11. При этом переход база- эмиттер первого силового транзистора 15 of the transistor 19, the first resistor 15, the second terminal of the first capacitor 12. The voltage drop that occurs on the first resistor 15 leads to the opening of the third diode 11. In this case, the base-emitter junction of the first power transistor 1

оказываетс  зашунтированным диодом 11, поэтому он не открываетс , По мере разр да первого конденсатора 12 падение напр жени  на первом резисторе 15 уменьшаетс , что приводит к закрыванию третьего диода 11. С этого момента открываетс  первый силовой транзистор 1, Врем  задержки от подачи открывающего тока на первую управл ющую шину 3 до открывани  первого силового транзистора 1 про- порционально току в выходной шине 6 и напр жению коллектор - эмиттер транзистора 1 в предшествующем такте. После открывани  первого силового транзистора 1 начинает протекать открывающий ток по цепи: втора  управл юща  шина 4, первый диод 9, переход база-эмиттер второго силового транзистора 2, переход коллектор - эмиттер первого силового транзистора 1, об ща  шина 7. Первый 12, второй 13 конден- саторы разр жаютс  через второй силовой транзистор 2, и способствуют его форсированному открыванию.It turns out to be a shunted diode 11, so it does not open. As the first capacitor 12 discharges, the voltage drop across the first resistor 15 decreases, which leads to the closing of the third diode 11. From this moment, the first power transistor 1 opens. The delay time from supplying the opening current to the first control bus 3 before opening the first power transistor 1 in proportion to the current in the output bus 6 and the collector-emitter voltage of the transistor 1 in the previous cycle. After opening the first power transistor 1, an opening current begins to flow through the circuit: the second control bus 4, the first diode 9, the base-emitter junction of the second power transistor 2, the collector-emitter junction of the first power transistor 1, common bus 7. The first 12, the second 13, the capacitors are discharged through the second power transistor 2, and contribute to its forced opening.

Далее все процессы повтор ютс .Further, all processes are repeated.

Повышение надежности достигаетс  уменьшением времени открытого состо ни  ключа за счет увеличени  задержки включени  первого силового транзистора 1 при увеличении тока в выходной шине б и напр жени  коллектор-эмиттер второго си- лового транзистора 2, а так же ограничением на безопасном уровне базового тока второго силового транзистора 2 на этапе его закрывани . Кроме этого повышаетс  экономичность ключа за счет использовани  энергии на конденсаторах дл  открывани  второго силового транзистора 2. Дальнейшее повышение надежности возможно путем подачи на третью управл ющую шину 5 напр жени , пропорционального напр жению входного источника питани .Improving reliability is achieved by decreasing the open state of the switch by increasing the turn-on delay of the first power transistor 1 with increasing current in the output bus b and the collector-emitter voltage of the second power transistor 2, as well as by limiting the base current of the second power transistor to a safe level 2 at the stage of closing it. In addition, the efficiency of the key is improved by using energy on the capacitors to open the second power transistor 2. A further increase in reliability is possible by applying a voltage proportional to the voltage of the input power supply to the third control bus 5.

Claims (1)

Формула изобретени  Транзисторный ключ, содержащий первый силовой транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, второй силовой транзистор, коллектор которого соединен с выходной шиной, эмиттер - с коллектором первого силового транзистора, база через первый диод соединена с второй управл ющей шиной и через ограничитель тока - с первым выводом первого конденсатора, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, введены второй, третий конденсаторы, третий транзистор, первый, второй, третий, четвертый резисторы, второй , третий диоды, треть  управл юща  ши- на, причем первый вывод первого конденсатора через третий конденсатор соединен с третьей управл ющей шиной и через вторые резистор и конденсатор, соединенные между собой параллельно, подключен к коллектору третьего транзистора , эмиттер которого соединен с общей шиной, база через четвертый резистор - с первой управл ющей шиной, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом и катодом соответственно второго и третьего диодов и через первый резистор с - общей шиной, катод второго диода соединен с общей шиной, анод третьего диода соединен с базой первого силового транзистора и че-, рез третий резистор - с первой управл ющей шиной.SUMMARY OF THE INVENTION A transistor switch containing a first power transistor whose emitter is connected to a common bus, a second power transistor whose collector is connected to an output bus, an emitter to a collector of a first power transistor, and a base through a first diode connected to a second control bus and through a current limiter - with the first output of the first capacitor, which means that, in order to increase reliability, the second, third capacitors, the third transistor, the first, second, third, fourth resistors, the second, third diodes, a third control bus, and the first output of the first capacitor through the third capacitor is connected to the third control bus and through the second resistor and capacitor connected in parallel, connected to the collector of the third transistor, the emitter of which is connected to the common bus, the base through the fourth resistor is with the first control bus, the second terminal of the first capacitor is connected to the anode and cathode of the second and third diodes, respectively, and through the first resistor to the common bus, the cathode of the second diode is connected to the common otherwise, the anode of the third diode is connected to the base of the first power transistor and che Res third resistor - to the first control bus.