RU2236745C1 - Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией - Google Patents
Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236745C1 RU2236745C1 RU2003105583/09A RU2003105583A RU2236745C1 RU 2236745 C1 RU2236745 C1 RU 2236745C1 RU 2003105583/09 A RU2003105583/09 A RU 2003105583/09A RU 2003105583 A RU2003105583 A RU 2003105583A RU 2236745 C1 RU2236745 C1 RU 2236745C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- transistor
- source
- base
- field
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике для использования в преобразователях, вторичных источниках электропитания. Технический результат заключается в уменьшении мощности источника постоянного напряжения управления, повышении кпд и упрощении его схемы. Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией состоит из последовательно включенных высоковольтного биполярного транзистора (ВБТ) (1) и низковольтного полевого транзистора (НПТ) (2), затвор которого соединен с выводом для подключения источника управляющих импульсов. Между базой ВБТ (1) и истоком НПТ (2) включена параллельная цепь, состоящая из первого стабилитрона (СТ) (3), конденсатора (7) и второго СТ (5), последовательно соединенного анодом с началом вторичной обмотки трансформатора тока (6.2), первичная обмотка (6.1) которого включена в коллекторную цепь ВБТ (1) началом к источнику питания. Резистор включен между базой ВБТ (1) и источником управляющего напряжения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных преобразователях, вторичных источниках электропитания.
Известны схемы транзисторных ключей, состоящих из последовательно включенных высоковольтного и низковольтного транзисторов, конденсатора, резисторного ограничителя тока и диода (а.с. №1320889, кл. Н 03 К 17/60, 1320890, кл. Н 03 К 17/60).
Недостатком этих аналогов является необходимость в мощном источнике управления, питающем базовую цепь высоковольтного транзистора. Как правило, высоковольтный биполярный транзистор имеет низкий коэффициент усиления по току, поэтому для удержания его в открытом состоянии требуется достаточно мощный источник управления. Кроме того, ток управления в этих схемах не зависит от изменения нагрузки транзисторного ключа, что создает избыточный ток базы при малых нагрузках ключа и понижает его кпд.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является ключевой транзисторный преобразователь напряжения (а.с. №1390752, кл. Н 02 М 7/538), который содержит последовательно соединенные биполярный и полевой транзисторы, а также дроссель (трансформатор тока) для форсированного запирания биполярного высоковольтного транзистора.
Этому ключевому транзисторному преобразователю напряжения присущи те же недостатки, также для управления ключом требуется мощный источник питания, рассчитанный на полный ток базы биполярного транзистора. Кроме того, в схеме требуется подбор количества диодов, соединенных последовательно и параллельно обмоткам дросселя (трансформатора тока), необходимых для безопасного накопительного заряда в базе высоковольтного биполярного транзистора, а также уверенного его запирания.
Цель изобретения - уменьшение мощности источника постоянного напряжения (управления), повышение кпд и упрощение его схемы.
Указанная цель достигается тем, что в транзисторный ключ введено пропорционально-токовое управление, осуществляемое с помощью трансформатора тока.
Предлагаемый транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией, показанный на чертеже, может быть выполнен как из последовательно включенных высоковольтного биполярного транзистора, так и транзистора со статической индукцией 1, низковольтного полевого транзистора 2 с изолированным затвором, стабилитрона 3, соединенного катодом к базе (или затвору) высоковольтного транзистора, а анодом - к истоку полевого транзистора, резистора 4 в базовой цепи высоковольтного транзистора и конденсатора 7. Между базой (или затвором) высоковольтного транзистора и истоком полевого транзистора включена цепь из последовательно соединенных стабилитрона 5, обращенного катодом к базе (или затвору) и началу вторичной обмотки трансформатора тока 6.2, первичная обмотка 6.1 которого включена в основную токовую цепь транзисторного ключа.
Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией работает следующим образом.
При подаче управляющего импульса на затвор транзистора 2 последний отпирается. По цепи от “+” источника постоянного напряжения через резистор 4 переход база-эмиттер (затвор-исток) транзистора 1 и открытый транзистор 2 к “-” источника начинает проходить небольшой начальный базовый ток высоковольтного транзистора, что приводит к появлению тока в первичной обмотке трансформатора тока 6.1. Ток вторичной обмотки 6.2., пропорциональный току нагрузки ключа, суммируется с начальным базовым током и создает общий базовый ток высоковольтного транзистора. Поскольку величина начального базового тока составляет всего 5-10% от тока базы при максимальной нагрузке ключа, то основная доля тока управления при работе ключа поступает из силовой цепи, а не от источника напряжения.
При запирании транзистора 2 разрывается цепь эмиттера высоковольтного транзистора 1, что приводит к быстрому рассасыванию неосновных носителей и запиранию коллекторного перехода транзистора. Ток его быстро спадает до нуля, напряжение на вторичной обмотке 6.2. реверсируется и ограничивается стабилитронами 3 и 5, причем первый работает в прямую, а второй - в обратную сторону.
В предлагаемом транзисторном ключе с эмиттерной коммутацией пропорциональное изменение тока базы транзистора 1 в зависимости от тока нагрузки позволяет лучше использовать транзистор, уменьшить потери переключения, а значит повысить расчетную частоту его переключений при уменьшении мощности источника постоянного напряжения по сравнению с известной схемой.
Суммарное падение напряжения на обоих транзисторах в открытом состоянии ключа может составлять величину порядка одного вольта.
Кроме того, в схеме транзисторного ключа с эмиттерной коммутацией отсутствует явление вторичного пробоя, т.к. при его отключении обрывается эмиттер силового высоковольтного транзистора и расширяется область его безопасной работы, а также практически отсутствует отрицательная обратная связь из-за негативного влияния емкости сток-затвор полевых транзисторов (эффект Миллера), т.к. полевой транзистор работает на малых напряжениях.
Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый транзисторный ключ повышает кпд устройства в следствии пропорционально-токового управления за счет положительной обратной связи по току.
Claims (1)
- Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией, состоящий из последовательно включенных высоковольтного биполярного транзистора или транзистора со статической индукцией и низковольтного полевого транзистора, затвор которого соединен с выводом для подключения источника управляющих импульсов, и резистора, отличающийся тем, что между базой высоковольтного транзистора и истоком полевого транзистора включена параллельная цепь, состоящая из первого стабилитрона, соединенного анодом с истоком полевого транзистора, конденсатора и второго стабилитрона, последовательно соединенного анодом с началом вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь транзисторного ключа началом к источнику питания, а резистор включен между базой высоковольтного транзистора и источником управляющего напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003105583/09A RU2236745C1 (ru) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003105583/09A RU2236745C1 (ru) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003105583A RU2003105583A (ru) | 2004-09-20 |
RU2236745C1 true RU2236745C1 (ru) | 2004-09-20 |
Family
ID=33433573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003105583/09A RU2236745C1 (ru) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236745C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101686018B (zh) * | 2008-09-23 | 2011-08-10 | 洋鑫科技股份有限公司 | 单向金属氧化物半导体场效应晶体管及其应用 |
CN102315758A (zh) * | 2010-07-07 | 2012-01-11 | 英飞特电子(杭州)有限公司 | 一种提高器件耐压的电路 |
CN104682696A (zh) * | 2012-11-05 | 2015-06-03 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种自供电的源极驱动电路及应用其的开关电源 |
RU207070U1 (ru) * | 2021-07-23 | 2021-10-11 | Акционерное общество "Морион" | Кварцевый резонатор с частичным внутренним размещением элементов термостата генератора |
-
2003
- 2003-02-26 RU RU2003105583/09A patent/RU2236745C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
International reectifier Hexfet Databook, 1982-1983, p.A-112, fig.2. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101686018B (zh) * | 2008-09-23 | 2011-08-10 | 洋鑫科技股份有限公司 | 单向金属氧化物半导体场效应晶体管及其应用 |
CN102315758A (zh) * | 2010-07-07 | 2012-01-11 | 英飞特电子(杭州)有限公司 | 一种提高器件耐压的电路 |
WO2012003685A1 (zh) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | 英飞特电子(杭州)有限公司 | 一种提高器件耐压的电路 |
CN104682696A (zh) * | 2012-11-05 | 2015-06-03 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种自供电的源极驱动电路及应用其的开关电源 |
CN104682696B (zh) * | 2012-11-05 | 2019-07-16 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种自供电的源极驱动电路及应用其的开关电源 |
RU207070U1 (ru) * | 2021-07-23 | 2021-10-11 | Акционерное общество "Морион" | Кварцевый резонатор с частичным внутренним размещением элементов термостата генератора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8810287B2 (en) | Driver for semiconductor switch element | |
US6201713B1 (en) | Switching power supply unit having sub-switching element and time constant circuit | |
US6580626B2 (en) | Switching power supply | |
US7596003B2 (en) | Electric power converter | |
JP2000333442A (ja) | 安定化ゲートドライバ | |
US10951122B2 (en) | Electronic converter and related method of operating an electronic converter | |
EP3324707A1 (en) | Isolated single-ended primary inductor converter with voltage clamp circuit | |
US11489451B1 (en) | Power conversion apparatus and synchronous rectification controller thereof | |
US7148668B1 (en) | Completely isolated synchronous boost DC-to-DC switching regulator | |
RU2236745C1 (ru) | Транзисторный ключ с эмиттерной коммутацией | |
US9722599B1 (en) | Driver for the high side switch of the cascode switch | |
US20230275526A1 (en) | Rectifying element and voltage converter comprising such a rectifying element | |
US7894217B2 (en) | DC to DC converter | |
US7542309B2 (en) | Voltage stabilizer circuit of forward converter | |
US20210143739A1 (en) | Power conversion device | |
CN111799998B (zh) | 一种适用于高压电子设备的变换器 | |
US11329548B2 (en) | Voltage clamp circuit for use in power converter | |
US11532983B2 (en) | Systems and methods for reducing power loss of power converters | |
JP2018153037A (ja) | 直流変換装置 | |
US20230179084A1 (en) | Controllers configured to detect demagnetization with external bipolar transistors and internal mos transistors and methods thereof | |
US10454473B2 (en) | Optical-control driving circuit for high utility power | |
Wang et al. | Comparison of two types of single gate drivers for SiC MOSFET stacks in flyback converters | |
SU1725352A1 (ru) | Преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
RU2017202C1 (ru) | Источник питания | |
SU1721766A1 (ru) | Транзисторный инвертор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060227 |