SU1403309A1 - Gate-type voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель - повышение КПД и расширение диапазона частот коммутации путем уменьшени  времени выключени  силового транзистора. Устр-во содержит силовой транзистор 1, вход которого через базовый резистор 4, зашун- тированный первым диодом 5, подсоединен к основной вторичной обмотке 2 управл ющего трансформатора 3. Дополнительна  вторична  обмотка 7 управл ющего трансформатора 3 через конденсатор 9 и второй диод 6 подсоединен к базо-коллекторному переходу силового транзистора 1. В момент времени , когда индуцированное напр жение на основной вторичной обмотке 2 достигает уровн  пр мого падени  напр жени  на диоде 5, он открываетс  и проводит импульс запирающего тока базы, формируемого основной вторичной обмоткой 2. В результате этого происходит форсированное запирание силового транзистора 1. 2 ил. 6 с S (ЛThe invention relates to electrical engineering. The goal is to increase efficiency and expand the range of switching frequencies by reducing the turn-off time of the power transistor. The device contains a power transistor 1, whose input through the base resistor 4, shunted by the first diode 5, is connected to the main secondary winding 2 of the control transformer 3. The additional secondary winding 7 of the control transformer 3 is connected through a capacitor 9 and the second diode 6 is connected to the base-collector junction of the power transistor 1. At the point in time when the induced voltage on the main secondary winding 2 reaches the level of the direct voltage drop across the diode 5, it opens and conducts a pulse closing pulse The base formed by the main secondary winding 2. As a result of this, there is a forced locking of the power transistor 1. 2 Il. 6 with S (L

Description

со со о with so about

5five

ФаИFAI

Изобретение относитс  к электротехнике и может .быть использовано в системах вторичного электропитани , автоматики и электропривода дл  пре- образовани  посто нного напр жени  путем его коммутации.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems, automation, and electric drives to convert a constant voltage by switching it.

Цель изобретени  - повышение КПД и расширение диапазона частот коммутации путем уменьшени  времени выклю чени  силового транзистора.The purpose of the invention is to increase efficiency and expand the range of switching frequencies by reducing the turn-off time of the power transistor.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема предложенного устройства| на фиг.2 - крива  напр жени  управлени , индуцируемого в основной и допол- нительной вторичной обмотке управл ющего трансформатора (а); крива  то- .ка, протекающего через конденсатор (б); крива  тока коллектора силового транзистора (в),Figure 1 is a schematic diagram of the proposed device | Fig. 2 shows the control voltage curve induced in the main and additional secondary windings of the control transformer (a); curve of current flowing through capacitor (b); current curve of the power transistor (v),

Преобразователь напр жени  содержит силовой транзистор 1, основную вторичную обмотку 2 управл юще го трансформатора 3, конец которой соединен с эмиттером транзистора 1. Параллельно соединенные базовьпг резистор 4 и диод 5 включены мелоду началом основной обмотки 2 и базой транзистора 1. Диод 6 соединен катодом с коллектором транзистора 1, а анодом с концом до тголнительной вторичной обмотки-7 трансформатора 3 и с выводом резистора 8. Начало дополнительной обмотки 7 соединено с выводом конденсатора 9. Вторые вьюоды конденсатора 9 и резистора 8 соединены ме}кду собой и подключены к базе транзистора 1 .The voltage converter contains a power transistor 1, the main secondary winding 2 of the control transformer 3, the end of which is connected to the emitter of the transistor 1. Parallelly connected base resistor 4 and diode 5 are switched on by the beginning of the main winding 2 and the base of transistor 1. The diode 6 is connected by a cathode to the collector of transistor 1, and the anode with the end to the secondary secondary winding-7 of the transformer 3 and with the output of the resistor 8. The beginning of the additional winding 7 is connected to the output of the capacitor 9. The second views of the capacitor 9 and the resistor 8 are connected to each other and connected to the base of transistor 1.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

В насьш;ен 1ом состо нии транзистора 1 к переходу база-эмиттер приложено отрицательное напр жение от основной вторичной обмотки 2 трансформатора 3. При этом,, величина отпирающего тока базы определ етс  напр жением на ос- новной вторичной обмотке 2 трансформатора 3 и сопротивлением резистора 4 в цепи базы транзистора 1. При этом диод 5 заперт и оба перехода транзистора смещены в пр мом направлении, Ди од 6 заперт напр жением на дополнителной вторичной обмотке 7 трансформатора 3. Во врем  насыщенного состо ни  транзистора 1 происходит зар д конденсатора 9 напр жением на дополнительной обмотке 7 по цепи замыкаемой резистором 8. Резистор 8 выбирают таким, чтобы к моменту смены пол рности напр жени  на вторичных обмоткахIn the current state of transistor 1 to the base-emitter junction, a negative voltage is applied from the main secondary winding 2 of transformer 3. In this case, the value of the base opening current is determined by the voltage on the main secondary winding 2 of transformer 3 and the resistance of the resistor 4 in the base circuit of the transistor 1. In this case, the diode 5 is locked and both transitions of the transistor are displaced in the forward direction, the diode 6 is locked by the voltage on the additional secondary winding 7 of the transformer 3. During a saturated state of the transistor 1, a charge occurs 9 ndensatora voltage on the secondary winding 7 of a chain terminating resistor 8. Resistor 8 is selected so that the time of changing the polarity of the voltage across the secondary windings

2 и 7 конденсатор 9 зар дилс  до напр жени , трансформируемого на вторичной обмотке 7.2 and 7, the capacitor 9 charges to the voltage transformed on the secondary winding 7.

При смене пол рности напр жени  на вторичных обмотках 2 и 7 трансформатора 3 в момент времени, когда разность напр жений на конденсаторе 2 и на дополнительной обмотке 7 станет равна пр мому падению напр жени  на диоде 6,он открываетс  и происходит импульсный перезар д база-коллекторного перехода -транзистора 1 энергией зар женного конденсатора 9 (фиг.2в). В дальнейшем в процессе спада коллекторного тока транзистора 1 сумма напр жений на конденсаторе 9 и дополнительной обмотке 7 приложена К база- коллекторному переходу. При этом в момент времени, когда индуцированное напр жение на основной обмотке 2 достигнет уровн  пр мого падени  напр жени  на диоде 5, он открываетс  и приводит импульс запирающего тока базы , формируемого основной обмоткой 2. В результате, этого происходит форсированное запирание транзистора 1 (фиг.2в).When changing the polarity of the voltage on the secondary windings 2 and 7 of the transformer 3 at the time when the voltage difference across the capacitor 2 and the additional winding 7 becomes equal to the direct voltage drop across diode 6, it opens and a pulse recharge occurs. the collector junction of transistor 1 with the energy of a charged capacitor 9 (Figure 2b). Subsequently, during the fall of the collector current of transistor 1, the sum of the voltages on the capacitor 9 and the additional winding 7 is applied to the base-collector junction. At the same time, at the time when the induced voltage on the main winding 2 reaches the level of the direct voltage drop across the diode 5, it opens and causes a pulse of the blocking current of the base formed by the main winding 2. As a result, the forced locking of the transistor 1 occurs (FIG. .2c).

Применение предлагаемой импульсной цепочки дл  перезар да база-коллекторного перехода транзистора 1 позвол ет с максимально возможной скоростью выводить нaкaJIЛивaющийc  на база-коллек- торном переходе зар д предварительно и во врем  запирани  транзистора. Процесс вывода зар да из базы транзистора ведетс  интенсивно и практически одновременно по двум переходам. Это позвол ет повысить предельную частоту использовани  предлагаемого устройства, КПД и надежность.The application of the proposed impulse chain for recharging the base-collector junction of transistor 1 allows you to remove the charge on the base-collector junction as a pre-charge and during the locking of the transistor as fast as possible at the base-collector junction. The process of removing the charge from the base of the transistor is intensive and almost simultaneously through two transitions. This makes it possible to increase the limiting frequency of use of the proposed device, efficiency and reliability.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ключевой преобразователь напр жени , содержащий силовой транзистор и управл ющий трансформатор с основной вторичной обмоткойJ подключенной концом к эмиттеру силового транзисто- .ра, а началом через параллельно соединенные базовый резистор и шунтируто- щий его первый диод,включенный.встречно по отношению проводимости входной цепи силового транзистора, - к базе силового транзистора, и с дополнительной вторичной обмоткой, подключенной концом через второй диод к коллектору силового транзистора, причем направление проводимости второго диода совпадает с направлением проводимости си 1403309A key voltage converter containing a power transistor and a control transformer with a primary secondary winding j connected to the emitter of the power transistor, and its beginning through a parallel-connected base resistor and shunting its first diode, which is switched on in relation to the conductivity of the power input circuit transistor, - to the base of the power transistor, and with an additional secondary winding connected by an end through the second diode to the collector of the power transistor, and the direction of conduction of the second the diode coincides with the direction of conduction Si 1403309 левого транзистора, о т л и ч а ю- ны конденсатор и зар дный резистор,при- щ и и с   тем, что, с целью повышени  чем база силового транзистора соединена КПД и расширени  диапазона частот коммутации путем уменьшени  времени выключени  силового транзистора,введе- ный резистор с концом этой обмотки.the left transistor, the capacitor and the charging resistor, is connected with the fact that, in order to increase the base of the power transistor, the efficiency is connected and the switching frequency range is extended by reducing the turn-off time of the power transistor - ny resistor with the end of the winding. через конденсатор с началом дополнительной , вторичной обмотки и через зар дны конденсатор и зар дный резистор,при- чем база силового транзистора соединена ный резистор с концом этой обмотки.through a capacitor with the beginning of an additional, secondary winding and through a charge capacitor and a charging resistor, with the base of the power transistor connected to the end of this winding. через конденсатор с началом дополнительной , вторичной обмотки и через зар дФиг . 2through the capacitor with the beginning of the additional, secondary winding and through the charge dfig. 2