Транзисторный ключ переменного тока. Транзистор переменныйТранзисторный ключ переменного тока | Все своими руками
Для коммутации нагрузок в цепях переменного тока в последнее время все чаще стали применяться схемы с использованием мощных полевых транзисторов. Этот класс приборов представлен двумя группами. К первой отнесены биполярные транзисторы с изолированным затвором – БТИЗ. Западная аббревиатура – IGBT. Во вторую, самую многочисленную вошли традиционные полевые (канальные) транзисторы. К этой группе относятся и транзисторы КП707 (см. таблицу 1), на которых и собран коммутатор нагрузки для сети 220 вольт.
Первична сеть переменного тока очень опасная вещь во всех отношениях. Поэтому существует много схемных решений, позволяющих избежать управления нагрузками в сети напрямую. Ранее для этих целей использовались разделительные трансформаторы, в настоящее время им на смену пришли разнообразные оптроны. Схема, ставшая уже типовой, показана на рисунке 1. Вся схема выполнена в виде функционально законченного блочка. Элементы схемы установлены на небольшой П-образной печатной плате, показанной на рисунке 2. Скачать рисунок печатной платы. Скачать “Транзисторный ключ переменного тока” Klych_707.rar – Загружено 554 раза – 9 KB Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".Просмотров:15 484 www.kondratev-v.ru мир электроники - Знакомство с полевым транзисторомЗнакомство с полевым транзисторомкатегория Практическая электроника начинающимматериалы в категории Журнал "Радио", номер 11, 1998г.Автор: Б.Иванов
Известно, что входное сопротивление биполярного транзистора зависит от сопротивления нагрузки каскада, сопротивления резистора в цепи эмиттера и коэффициента передачи тока базы. Порою оно бывает сравнительно небольшим, усложняя согласование каскада с источником входного сигнала. Эта проблема полностью отпадает, если использовать полевой транзистор, - его входное сопротивление достигает десятков и даже сотен мегаом. Чтобы поближе познакомиться с полевым транзистором, проделайте предлагаемые эксперименты. Устройство и характеристики полевых транзисторовКак и у биполярного, у полевого три электрода, но называют их иначе: затвор (аналогичен базе), сток (коллектор), исток (эмиттер). По аналогии с биполярными полевые транзисторы бывают разной "структуры": с р-каналом и n-каналом. В отличие от биполярных они могут быть с затвором в виде p-n перехода и с изолированным затвором. Наши эксперименты коснутся первых из них.
Основой полевого транзистора служит пластина кремния (затвор), в которой имеется тонкая область, называемая каналом (рис. 1,а). По одну сторону канала расположен сток, по другую - исток. При подключении к истоку транзистора плюсового, а к стоку минусового выводов батареи питания GB2 (рис. 1,б) в канале возникает электрический ток. Канал в этом случае обладает максимальной проводимостью. Стоит подключить еще один источник питания - GB1 - к выводам истока и затвора (плюсом к затвору), как канал "сужается", вызывая увеличение сопротивления в цепи сток-исток. Сразу же уменьшается ток в этой цепи. Изменением напряжения между затвором и истоком регулируют ток стока. Причем в цепи затвора тока нет, управление током стока осуществляется электрическим полем (вот почему транзистор называют полевым), создаваемым приложенным к истоку и затвору напряжением. Сказанное относится к транзистору с р-каналом, если же транзистор с n-каналом, полярность питающего и управляющего напряжений изменяется на обратную (рис. 1,в). Чаще всего можно встретить полевой транзистор в металлическом корпусе - тогда, кроме трех основных выводов, у него может быть и вывод корпуса, который при монтаже соединяют с общим проводом конструкции.
Один из параметров полевого транзистора - начальный ток стока (Iс нач ), т. е. ток в цепи стока при нулевом напряжении на затворе транзистора (на рис. 2,а движок переменного резистора в нижнем по схеме положении) и при заданном напряжении питания. Если плавно перемещать движок резистора вверх по схеме, то по мере роста напряжения на затворе транзистора ток стока уменьшается (рис. 2,б) и при определенном для данного транзистора напряжении снизится практически до нуля. Напряжение, соответствующее этому моменту, называют напряжением отсечки (UЗИотс ). Зависимость тока стока от напряжения на затворе достаточно близка к прямой линии. Если на ней взять произвольное приращение тока стока и поделить его на соответствующее приращение напряжения между затвором и истоком, получим третий параметр - крутизну характеристики (S). Этот параметр нетрудно определить и без снятия характеристики или поиска его в справочнике. Достаточно измерить начальный ток стока, а затем подключить между затвором и истоком, скажем, гальванический элемент напряжением 1,5 В. Вычитаете получившийся ток стока из начального и делите остаток на напряжение элемента - получите значение крутизны характеристики в миллиамперах на вольт. Знание особенностей полевого транзистора дополнит знакомство с его стоковыми выходными характеристиками (рис. 2,в). Снимают их при изменении напряжения между стоком и истоком для нескольких фиксированных напряжений на затворе. Нетрудно заметить, что до определенного напряжения между стоком и истоком выходная характеристика нелинейна, а затем в значительных пределах напряжения практически горизонтальна. Конечно, для подачи напряжения смещения на затвор отдельный источник питания в реальных конструкциях не применяют. Смещение образуется автоматически при включении в цепь истока постоянного резистора нужного сопротивления. А теперь подберите несколько полевых транзисторов серий КП103 (с р-каналом), КП303 (с n-каналом) с разными буквенными индексами и потренируйтесь в определении их параметров, пользуясь приведенными схемами. Эксперименты с полевым транзисторомПолевой транзистор - сенсорный датчик Слово "сенсор" означает чувство, ощущение, восприятие. Поэтому можем считать, что в нашем эксперименте полевой транзистор будет выступать в роли чувствительного элемента, реагирующего на прикосновение к одному из его выводов.
Помимо транзистора (рис. 3), например, любого из серии КП103, понадобится омметр с любым диапазоном измерений. Подключите щупы омметра в любой полярности к выводам стока и истока - стрелка омметра покажет небольшое сопротивление этой цепи транзистора. Затем коснитесь пальцем вывода затвора. Стрелка омметра резко отклонится в сторону увеличения сопротивления. Произошло это потому, что наводки электрического тока изменили напряжение между затвором и истоком. Увеличилось сопротивление канала, которое и зафиксировал омметр. Не отнимая пальца от затвора, попробуйте коснуться другим пальцем вывода истока. Стрелка омметра вернется в первоначальное положение - ведь затвор оказался соединенным через сопротивление участка руки с истоком, а значит, управляющее поле между этими электродами практически исчезло и канал стал токопроводящим. Эти свойства полевых транзисторов нередко используют в сенсорных выключателях, кнопках и переключателях. Полевой транзистор - индикатор поля. Немного измените предыдущий эксперимент - приблизьте транзистор выводом затвора (либо корпусом) возможно ближе к сетевой розетке или включенному в нее проводу работающего электроприбора. Эффект будет тот же, что и в предыдущем случае - стрелка омметра отклонится в сторону увеличения сопротивления. Оно и понятно - вблизи розетки или вокруг провода образуется электрическое поле, на которое и среагировал транзистор. В подобном качестве полевой транзистор используется как датчик устройств для обнаружения скрытой электропроводки или места обрыва провода в новогодней гирлянде - в этой точке напряженность поля возрастает. Удерживая транзистор-индикатор вблизи сетевого провода, попробуйте включить и выключить электроприбор. Изменение электрического поля зафиксирует стрелка омметра. Полевой транзистор - переменный резистор Подключив между затвором и истоком цепь регулировки напряжения смещения (рис. 4), установите движок резистора в нижнее по схеме положение. Стрелка омметра, как и в предыдущих экспериментах, зафиксирует минимальное сопротивление цепи сток-исток.
Перемещая движок резистора вверх по схеме, вы можете наблюдать плавное изменение показаний омметра (увеличение сопротивления). Полевой транзистор превратился в переменный резистор с очень широким диапазоном изменения сопротивления независимо от номинала резистора в цепи затвора. Полярность подключения омметра значения не имеет, а вот полярность включения гальванического элемента придется изменить, если будет использоваться транзистор с n-каналом, например, любой из серии КП303. Полевой транзистор - стабилизатор тока Для проведения этого эксперимента (рис. 5) понадобится источник постоянного тока напряжением 15...18 В (четыре последовательно соединенные батареи 3336 или сетевой блок питания), переменный резистор сопротивлением 10 или 15 кОм, два постоянных резистора, миллиамперметр с пределом измерения 3-5 мА, да полевой транзистор.
Вначале установите движок резистора в нижнее по схеме положение, соответствующее подаче на транзистор минимального питающего напряжения - около 5 В при указанных на схеме номиналах резисторов R2 и R3. Подбором резистора R1 (если это понадобится) установите ток в цепи стока транзистора 1,8...2,2 мА. Перемещая движок резистора вверх по схеме, наблюдайте за изменением тока стока. Может случиться, что он вообще останется прежним либо незначительно увеличится. Иначе говоря, при изменении питающего напряжения от 5 до 15...18 В ток через транзистор будет автоматически поддерживаться на заданном (резистором R1) уровне. Причем точность поддержания тока зависит от первоначально установленного значения - чем оно меньше, тем выше точность. Утвердиться в этом выводе поможет анализ стоковых выходных характеристик, приведенных на рис. 2,в. Подобный каскад называют источником тока или генератором тока. Его можно встретить в самых разнообразных конструкциях. radio-uchebnik.ru Работа транзистора на малом переменном сигнале
Одним из важных свойств биполярного транзистора является усиление малых переменных сигналов. При этом в транзисторе протекают постоянные и малые по сравнению с ними переменные токи. Под малыми переменными напряжениями и токами будем понимать такие, при которых связь между ними остается линейной, как это было показано при рассмотрении В отличие от стационарного режима на переменном сигнале в
так как полезный диффузионный ток коллектора может только уменьшаться с ростом частоты. Кроме того, выходной ток коллектора будет запаздывать относительно входного тока эмиттера (схема ОБ) или входного тока базы (ОЭ). Временное запаздывание обусловлено инерционностью заряда зарядной емкости эмиттера С ростом частоты разность фаз между выходным и входным токами будет увеличиваться,
Рассмотрим каскад простейшего усилителя по схеме с общим эмиттером (рисунок 7.60). Пусть входной ток базы изменяется по следующему закону:
Тогда входное напряжение будет отставать по фазе во времени в связи с емкостным характером комплексного сопротивления эмиттерного p-n перехода (рисунок 7.60, б).
Рисунок 7.60 - Каскад усилителя (а) и векторная диаграмма тока базы (б)
Рисунок 7.61 - Векторные диаграммы токов в транзисторе: а – стационарный режим; б – переменный сигнал
Ток эмиттера будет несколько опережать напряжение эмиттера по фазе, но отставать от тока базы. Прежде, чем начнется инжекция в базу, необходимо понизить потенциальный барьер эмиттера. Следовательно, требуется время на перезаряд зарядной емкости эмиттера, что и вызывает отставание по фазе тока эмиттера относительно тока базы. Ток коллектора будет отставать по фазе от вызвавшей его активной составляющей (дырочной) тока эмиттера. Это запаздывание обусловлено временем пролета базы, что очевидно, и временем перезаряда емкости коллекторного перехода. Ток в коллекторной цепи не может измениться, пока не изменится напряжение коллектор-база, т.е. пока не перезарядится базовым током емкость
где Отражение фазовых сдвигов между токами в транзисторе осуществляется с помощью векторных диаграмм токов транзистора (рисунок 7.61). На одинаковых частотах сдвиг по фазе между выходным и входным токами в схеме с ОЭ всегда больше, чем в схеме с ОБ. Временные эпюры токов базы, эмиттера и коллектора отражены на рисунке 7.62. Уменьшение модуля коэффициента усиления транзистора с ростом частоты описывается амплитудно-частотной характеристикой АЧХ, а рост фазы выходного тока относительно входного – фазочастотной характеристикой ФЧХ. Частота, на которой модуль коэффициента усиления уменьшается на три децибела (в
Рисунок 7.62 - Временные эпюры токов Рисунок 7.63 - Амплитудночастотная (а) и транзистора фазочастотная (б) характеристики транзистора
В зависимости от конструкции транзистора диапазон рабочих частот простирается от нуля до 200 ГГц. Мощные высоковольтные транзисторы, имеющие толстую базу и коллектор, большие площади переходов, а следовательно, зарядные емкости будут иметь низкую граничную частоту. У маломощных транзисторов с гетеропереходом в качестве эмиттера с субмикронными толщинами базы и эмиттера максимальная частота генерации составляет сотни ГГц.
Похожие статьи:poznayka.org Транзисторный ключ переменного тока
Применение: электротехника, коммутационная аппаратура переменного тока. Сущность: устройство содержит два транзистора разного типа проводимости, два диода, трансформатор питания, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, включенные определенным образом. 1 ил. Изобретение относится к коммутационной аппаратуре переменного тока и может быть использовано при построении устройств, в составе которых необходим ключевой элемент переменного тока. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2. 1 г. выполненный на двух параллельных ветвях последовательно и встречно включенных транзисторов и диодов. Схема управления таким ключом имеет два выхода, каждый из которых подключен к соответствующему транзистору, причем выходы имеют общий провод. В случае применения схемы управления с трансформаторным выходом из-за необходимости вывода средней (нулевой) точки вторичной обмотки трансформатора, приходится усложнять схему управления. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, д] выполненный на основе мостовой схемы выпрямления, в диагональ постоянного тока которой включен транзистор, работающий в режиме ключа. Схема управления для данного ключа проще, поскольку осуществляется управление только одним транзистором. Недостатком такого ключа является уменьшение выходной мощности из-за применения большего количества диодов и увеличения рассеиваемой мощности на транзисторе. Известен транзисторный ключ переменного тока [1, с. 33, рис. 2.1, в] содержащий два биполярных транзистора и два диода, включенных встречно-параллельно. В случае применения для управления ключом схемы с трансформаторным выходом трансформатор должен иметь две гальванически не связанные вторичные обмотки, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или необходимо применение двух трансформаторов. Недостатком известного устройства в случае применения схемы управления с трансформаторным выходом является ее усложнение, связанное с необходимостью применения выходного трансформатора с двумя гальванически не связанными между собой вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему транзистору ключа, или применения двух трансформаторов. Наиболее близким к предлагаемому устройству является коммутатор переменного тока [2] содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной и вторичной обмотками, резистор и ключ управления, который включен между объединенными базами первого и второго транзисторов и общей шиной, первичная обмотка трансформатора питания подключена к шинам питания, а вторичная обмотка включена между общей шиной и вторым выводом нагрузки, объединенные базы первого и второго транзисторов через резистор подключены к промежуточному выводу вторичной обмотки трансформатора питания. Недостатком такого устройства является сравнительно низкий КПД, что объясняется потерями мощности в резисторе цепи управления в режимах замкнутого и разомкнутого транзисторного ключа. Изобретение направлено на упрощение схемы управления транзисторным ключом переменного тока и повышение КПД устройства. Поставленная задача решена благодаря тому, что в известном устройстве исключен резистор и изменено соединение ключа управления с элементами устройства. Ключ управления включен между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, выражается в помещении КПД устройства за счет существенного уменьшения потерь в схеме управления в режиме разомкнутого транзисторного ключа из-за прекращения протекания тока в базовых цепях транзисторов при размыкании ключа управления. Кроме того, упрощается устройство управления ключом путем исключения резистора в цепи управления, который принципиально необходим в схеме известного коммутатора переменного тока. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит транзистор 1 n-p-n типа проводимости, транзистор 2 p-n-p типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, диод 3, катод которого соединен с коллектором транзистора 1, диод 4, анод которого соединен с коллектором транзистора 2, нагрузку 5, трансформатор питания 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, ключ управления 9, включенный между объединенными базами транзисторов и промежуточным выводом вторичной обмотки 8 трансформатора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении устройства к сети переменного тока и разомкнутом ключе управления 9 ток через нагрузку не протекает (транзисторы закрыты), так как на переходах база эмиттер транзисторов создается напряжение, близкое к нулю. Ток от промежуточного вывода вторичной обмотки 8 трансформатора не протекает, так как ключ управления 9 разомкнут. При замыкании ключа управления ток от промежуточного вывода обмотки 8 через ключ 9 поступает в базу транзистора 1 (положительная полуволна) или в базу транзистора 2 (отрицательная полуволна). Этот ток попеременно открывает транзисторы 1 и 2 и через нагрузку 5 начинает протекать переменный ток. Положительная полуволна этого тока протекает через диод 3 и открытый транзистор 1, а отрицательная через диод 4 и открытый транзистор 2. Таким образом, в представленном транзисторном ключе переменного тока нет необходимости замыкания объединенных баз и эмиттеров между собой через ключ управления для обеспечения закрытого состояния транзисторов, как это сделано в известном устройстве (при этом вся мощность рассеивается на резисторе). Применение последовательно включенного ключа управления позволяет улучшить энергетические показатели схемы управления и всего устройства. 56. 1. Миловзоров В.П. Муcолин А.K. Диcкретные cтабилизаторы и формирователи напряжения. М. энергоатомиздат, 1986, c. 33. 2. Авторcкое cвидетельcтво СССР N 1499476, кл. HОЗK 17/68, 1987.Формула изобретения ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий первый транзистор n-p-n-типа проводимости, второй транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых подключены к общей шине, первый диод, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, второй диод, анод которого соединен с коллектором второго транзистора, базы транзисторов объединены, первый вывод нагрузки подключен к объединенным аноду первого диода и катоду второго диода, трансформатор питания с первичной обмоткой, подключенной к входным выводам устройства для подключения к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, имеющей промежуточный вывод и включенной между вторым выводом нагрузки и общей шиной, управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью, отличающийся тем, что управляемый ключевой элемент с двусторонней проводимостью включен между промежуточным выводом вторичной обмотки трансформатора и объединенными базами транзисторов.РИСУНКИ Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к электронной технике, в частности к импульсной технике, и может быть использовано в модуляторах импульсных передатчиков РЛС
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации высоких напряжений, например, во вторичных источниках электропитания
Изобретение относится к коммутации силовых электрических сигналов, например в устройствах автоматики или преобразовательной техники
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактной защиты вторичных источников электропитания
Изобретение относится к коммутационной технике
Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам коммутации сильноточных электрических сигналов, и может быть использовано в устройствах электропривода и преобразователях энергии постоянного напряжения
Изобретение относится к области передачи информации и может быть использовано для передачи информационных сигналов по линии связи с гальванической развязкой
Изобретение относится к схеме возбуждения емкостной нагрузки, которая возбуждает емкостную нагрузку на основании входного напряжения, и к устройству отображения, включающему в себя схему возбуждения емкостной нагрузки
Изобретение относится к области электронной схемотехники, в частности к переключающему устройству. Достигаемый технический результат - ограничение скорости изменения напряжения на переключателях или задание определенного уровня этого напряжения. Переключающее устройство для переключения тока между первым выводом (1) и вторым выводом (2) содержит каскодную схему с последовательным включением первого полупроводникового переключателя (М) и второго полупроводникового переключателя (J), оба полупроводниковых переключателя (М, J) соединены друг с другом через общую точку (13), при этом управление первым полупроводниковым переключателем (М) производится посредством первого управляющего входа в соответствии с напряжением между первым управляющим входом и первым выводом (1), а управление вторым полупроводниковым переключателем (J) производится посредством второго управляющего входа (4) в соответствии с напряжением между вторым управляющим входом (4) и общей точкой (13), а между вторым выводом (2) и по меньшей мере одним из управляющих входов подключена управляющая схема, оснащенная емкостью (С), выполненной с возможностью предварительной установки ее величины. 12 з.п. ф-лы. 7 ил.
Изобретение относится к переключающимся схемам. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки на схему формирователя сигналов управления затвором. Переключающая схема включает в себя: первый переключающий элемент; резистор, вставленный между управляющим электродом первого переключающего элемента и схемой управления, которая выполняет управление переключением для первого переключающего элемента; и первый конденсатор и второй переключающий элемент, подключенные между управляющим электродом первого переключающего элемента и электродом на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Электрод на стороне с высоким потенциалом второго переключающего элемента подключен к управляющему электроду первого переключающего элемента. Электрод на стороне с низким потенциалом второго переключающего элемента подключен к одному электроду первого конденсатора. Другой электрод первого конденсатора подключен к электроду на стороне с низким потенциалом первого переключающего элемента. Управляющий электрод второго переключающего элемента подключен к электроду резистора, подключенного к схеме управления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
Использование: для соединения/отсоединения электрооборудования. Сущность изобретения заключается в том, что переключающее устройство содержит схему изоляции и схема управления переключением выполнена с возможностью включать двунаправленный полупроводниковый переключатель (M1, M2) в ответ на появление напряжения питания, поданного через схему источника напряжения смещения, полученного из энергосети, или по меньшей мере одного управляющего сигнала, поданного через схему изоляции; при этом упомянутая схема управления переключением содержит схему защелки, и упомянутая схема изоляции содержит сигнальный преобразователь или оптронную пару для подачи упомянутого по меньшей мере одного управляющего сигнала схеме обработки сигналов для формирования команд управления, которые будут поданы упомянутой схеме защелки. Технический результат: обеспечение возможности создания двунаправленного полупроводникового переключателя (M1, M2) с чрезвычайно низким потреблением энергии управления и цепью компенсационной обратной связи, которая дает возможность надежного запуска работы переключателя и главного устройства после неограниченных по продолжительности перерывов в подаче питания от электрической сети. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Устройство энергоснабжения для нагрузки (1) имеет источник (2) постоянного напряжения, некоторое число ступеней (3) переключения и управляющее устройство (4). Ступени (3) переключения соединены с источником (2) постоянного напряжения, нагрузкой (1) и управляющим устройством (4), так что нагрузка (1) является подключаемой на основе соответствующего управления ступенями (3) переключения посредством управляющего устройства (4) к источнику (2) постоянного напряжения. Ступени (3) переключения содержат соответственно полевой транзистор (5) и некоторое число безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5). Полевые транзисторы (5) имеют предельную частоту (fG), до которой они максимально могут эксплуатироваться. Каждый безынерционный диод (9, 9') имеет время (Т) восстановления. Для каждой ступени (3) переключения времена (Т) восстановления всех безынерционных диодов (9, 9'), включенных встречно-параллельно соответствующему полевому транзистору (5), приблизительно корреспондируются с обратной величиной предельной частоты (fG) соответствующего полевого транзистора (5). Управляющее устройство (4) управляет ступенями (3) переключения, по меньшей мере временами, таким образом, что на основе неточного согласования мощность отражается назад в ступени (3) переключения. Технический результат - возможность эксплуатации вблизи предельной частоты. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве преобразования мощности, переключающем устройстве, устройстве возбуждения двигателя, нагнетателе воздуха, компрессоре, кондиционере воздуха, холодильнике и морозильном аппарате. Задачей настоящего изобретения является обеспечение переключающего устройства в устройстве преобразования мощности, которое расположено между источником питания и нагрузкой, причем устройство преобразования мощности включает в себя шунтирующее сопротивление и переключающий элемент и способно к выполнению стабильного управления переключающим устройством. Переключающее устройство включает в себя переключающий элемент (21a), который включает в себя вывод затвора, схему (51a) возбуждения затвора, которая подает напряжение Vcc возбуждения на вывод затвора переключающего элемента (21a), и блок (8) управления, который генерирует сигнал возбуждения для подачи на схему (51a) возбуждения затвора, и причем значение, получаемое вычитанием порогового напряжения Vth переключающего элемента (21a) из напряжения Vcc возбуждения для подачи на вывод затвора переключающего элемента (21a), больше, чем произведение значения Rsh+Rdc сопротивления от эмиттера переключающего элемента (21a) до отрицательного электрода схемы (51a) возбуждения затвора и максимального значения Ipeak тока, который протекает через переключающий элемент (21a). 31 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к устройствам управления и защиты силовых ключей, используемых для преобразования энергии в инверторах напряжения и тока. Технический результат заключается в повышении устойчивости к перегрузкам по току и помехам в цепях управления. Устройство управления и защиты силового ключа содержит: дискретный импульсный вход, логический элемент «НЕ», логический элемент «ИЛИ» на два входа, логический элемент «И» на два входа, RS-триггер, первый и второй одновибраторы формируют импульсы заданной длительности по фронту импульса на входе каждого из одновибраторов, импульс положительной полярности с фиксированной длительностью появляется на прямом выходе одновибратора, а импульс отрицательной полярности с той же длительностью появляется на инверсном выходе одновибратора, логический элемент «И» на три входа. Линия задержки по входу соединена с выходом логического элемента «И» на три входа, по выходу соединена с выходом устройства и предназначена для блокирования импульсов с длительностями, меньшими заданного времени, компаратор положительным входом соединен с аналоговым токоизмерительным входом устройства, отрицательным входом соединен с источником опорного напряжения, выходом соединен со вторым входом логического элемента «ИЛИ» на два входа и предназначен для ограничения тока силового ключа. 7 ил. Изобретение относится к коммутационной аппаратуре переменного тока и может быть использовано при построении устройств, в составе которых необходим ключевой элемент переменного тока www.findpatent.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Данная схема позволяет гальванически развязать управляющие цепи и цепь первичной сети 220 вольт. В качестве развязывающего элемента применен оптрон TLP521. Можно применить и другие импортные или отечественные транзисторные оптроны. Схема простая и работает следующим образом. Кода напряжение на входных клеммах равно нулю, светодиод оптрона не светится, транзистор оптрона закрыт и не шунтирует затвор мощных коммутирующих транзисторов. Таким образом, на их затворах присутствует открывающее напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона VD1. В этом случае транзисторы открыты и работают по очереди, в зависимости от полярности напряжения в данный момент времени. Допусти, на выходном выводе схемы 4 присутствует плюс, а на клемме 3 – минус. Тогда ток нагрузки потечет от клеммы 3 к клемме 5, через нагрузку к клемме 6, далее через внутренний защитный диод транзистора VT2, через открытый транзистор VT1 к клемме 4. При смене полярности питающего напряжения, ток нагрузки потечет уже через диод транзистора VT1 и открытый транзистор VT2. Элементы схемы R3, R3, C1 и VD1 не что иное, как безтрансформаторный источник питания. Номинал резистора R1 соответствует входному напряжению пять вольт и может быть изменен при необходимости.
Сама плата одним винтом крепится к пластине из алюминия с размерами 56×43х6 мм, являющейся первичным теплоотводом. К ней же через теплопроводную пасту и слюдяные изолирующие прокладки с помощью винтов с втулками крепятся и мощные транзисторы VT1 и VT2. Угловые отверстия сверятся и в плате и в пластине и служат, при необходимости, для крепления блока к другому более мощному теплоотводу. 
перехода (5.86).
,
, инерционностью пролета базы 
(заряд диффузионной емкости базы) и инерционностью перезаряда емкости коллекторного перехода 
.
.
.
.
(рисунок 7.60, а). Постоянная времени перезаряда емкости коллектора в цепи коллекторного источника питания 
будет определяться выражением:
,
– емкость Миллера, отражает факт заряда емкости не коллекторным током, а током основных носителей заряда – током базы, в В раз меньшим, чем ток коллектора, а следовательно, требуется в В раз больше времени. Для отражения этого факта и вводится емкость Миллера. В схеме эмиттерного повторителя емкость 
раз), носит название граничной частоты в схеме с ОБ 
. Это приборная частота, определяющая диапазон частот, в котором может использоваться транзистор как усилительный элемент (рисунок 7.63). Кроме этих граничных частот для описания частотных свойств используют частоты единичного усиления в схеме ОЭ ( 
), при которой модуль В равен единице, 
, а также максимальную частоту генерации ( 
), при которой коэффициент усиления по мощности равен единице, 
.
