УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ СО СТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИЕЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ СО СТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИЕЙ


RU (11) 2006151 (13) C1

(51) 5 H02M1/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5043187/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.05.22 
(45) Опубликовано: 1994.01.15 
(71) Заявитель(и): Игумнов Д.В.; Масловский В.А.; Боровая И.В. 
(72) Автор(ы): Игумнов Д.В.; Масловский В.А.; Боровая И.В. 
(73) Патентообладатель(и): Московский институт радиотехники, электроники и автоматики 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ СО СТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИЕЙ 

Сущность изобретения: исток и сток транзистора со статической индукцией 1 связаны с минусовой и плюсовой клеммами питающего напряжения соответственно, первичная обмотка трансформатора 2 предназначена для подключения к источнику управляющих импульсов, а первый вывод вторичной обмотки соединен с анодом первого диода 7, катод которого соединен с эмиттером p-n-p-транзистора 3, база которого соединена с первым выводом первого резистора 4, а коллектор соединен с анодом второго диода 8, катод которого предназначен для подключения к затвору транзистора со статической индукцией, для подключения к истоку которого предназначен второй вывод вторичной обмотки трансформатора, соединенный с вторым выводом первого резистора, истоки и подложки первого и второго МДП-транзисторов с индуцированным n-каналом соединены с вторым выводом первого резистора и анодом фотодиода 10 первого оптрона, катод которого соединен с анодом фотодиода 12 второго оптрона, катод которого соединен с катодом второго диода, причем катод первого диода соединен с затвором первого МДП-транзистора 13, сток которого соединен с первым выводом второго резистора и затвором второго МДП-транзистора 14, сток которого соединен с вторым выводом третьего резистора 6, второй вывод которого соединен с катодом светодиода 11 первого оптрона, анод которого соединен с катодом светодиода 9 второго оптрона, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора 5, предназначенным для подключения к стоку транзистора со статической индукцией. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании высокочастотных преобразователей напряжения для вторичных источников электропитания.

Известны устройства управления транзистором со статической индукцией. В одном варианте используется один входной трансформатор, а в другом варианте - два трансформатора, к первичным обмоткам которых подключаются источники управляющих импульсов. В цепях вторичных обмоток трансформаторов включены диодно-транзисторные ячейки, обеспечивающие необходимые режимы работы транзистора со статической индукцией (СИТ) [1] .

Недостатком таких устройств является их низкая надежность, что обусловлено возможностями протекания больших постоянных токов в СИТ при отсутствии сигналов управления.

Наиболее близким техническим решением является устройство управления СИТом, содержащее СИТ, два трансформатора, первичная обмотка первого из которых предназначена для подключения к источнику управляющих импульсов, p-n-p-транзистор, n-p-n-транзистор, четыре резистора, шесть диодов, конденсатор и полевой транзистор, сток которого подключен к первому выводу первичной обмотки второго трансформатора, второй вывод которой подключен к стоку СИТ и плюсовой клемме питающего напряжения, минусовая клемма которого подключена к первым выводам всех четырех резисторов, первым выводам вторичных обмоток трансформаторов, истоку СИТ и первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена к второму выводу четвертого резистора, аноду пятого диода и затвору полевого транзистора, исток которого подключен к второму выводу третьего резистора, второй вывод первого резистора подключен к базе n-p-n-транзистора, коллектор которого подключен к катоду четвертого диода, анод которого подключен к затвору СИТ и катоду третьего диода, анод которого подключен к коллектору p-n-p-транзистора, база которого подключена к второму выводу второго резистора, а эмиттер - к катоду первого диода, анод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки первого трансформатора, катоду пятого диода и катоду второго диода, анод которого подключен к эмиттеру n-p-n-транзистора и аноду шестого диода, катод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки второго трансформатора. С помощью второго трансформатора в таком устройстве обеспечивается подача на затвор СИТ запирающего (отрицательного) напряжения в течение небольшого промежутка времени (до нескольких секунд), если подано напряжение между стоком и истоком СИТ, но отсутствуют сигналы управления. Такое аварийное запирание СИТ предотвращает протекание в нем больших токов, но только в течение относительно небольшого промежутка времени. Если же по истечении этого промежутка времени не начинают поступать управляющие импульсы, то в СИТ протекает большой постоянный ток, в результате чего СИТ может выйти из строя.

Основным недостатком прототипа следует считать его относительно невысокую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

При этом достигается требуемый технический результат путем введения в устройство двух оптронов и двух МДП-транзисторов и устранения при этом возможностей протекания больших постоянных токов в СИТ в течение всего времени наличия рабочего постоянного напряжения в устройстве управления транзистором со статической индукцией, содержащем транзистор со статической индукцией, трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к источнику управляющих импульсов, p-n-p-транзистор, три резистора и два диода, первый из которых своим анодом подключен к первому выводу вторичной обмотки трансформатора, а катодом - к эмиттеру p-n-p-транзистора, база которого подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки трансформатора, истоку транзистора со статической индукцией и минусовой клемме питающего напряжения, плюсовая клемма которого подключена к стоку транзистора со статической индукцией, затвор которого подключен к катоду второго диода, анод которого подключен к коллектору p-n-p-транзистора за счет введения двух оптронов, каждый из которых состоит из светодиода и фотодиода, и двух МДП-транзисторов с индуцированным n-каналом, истоки и подложки которых подключены к истоку транзистора со статической индукцией и аноду фотодиода второго оптрона, катод которого подключен к аноду фотодиода первого оптрона, катод которого подключен к затвору транзистора со статической индукцией, сток которого подключен к аноду светодиода первого оптрона и первому выводу второго резистора, второй вывод которого подключен к стоку первого МДП-транзистора и затвору второго МДП-транзистора, сток которого подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к катоду светодиода второго оптрона, анод которого подключен к катоду светодиода первого оптрона, а затвор первого МДП-транзистора подключен к эмиттеру p-n-p-транзистора.

При подаче напряжения на клеммы питающего напряжения, т. е. на СИТ, и отсутствии сигналов управления нормально открытый СИТ запирается отрицательным напряжением, поступающим на его затвор с последовательно включенных фотодиодов, работающих в фотогальваническом (вентильном) режиме. Это (вентильное) напряжение поддерживает запертое состояние СТИ в течение всего времени (любой протяженности) отсутствия сигналов управления, чем устраняется возможность протекания больших постоянных токов в СИТ, в результате чего и повышается надежность работы устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит СИТ 1, трансформатор 2, p-n-p-транзистор 3, три резистора 4-6, два диода 7 и 8, два оптрона, первый из которых состоит из светодиода 9 и фотодиода 10, а второй - из светодиода 11 и фотодиода 12, и два МДП-транзистора 13 и 14 с индуцированным n-каналом. Трансформатор 2 имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка подключена к источнику входных (управляющих) импульсов. Первый вывод вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к аноду диода 7, катод которого подключен к эмиттеру транзистора 3 и затвору МДП-транзистора 13. Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к истоку СИТ 1, второму выводу резистора 4, аноду фотодиода 12, истокам и подложкам МДП-транзисторов 13 и 14, минусовой клемме питающего напряжения. Плюсовая клемма питающего напряжения подключена к стоку СИТ 1, аноду светодиода 9 и первому выводу резистора 5, второй вывод которого подключен к стоку МДП-транзистора 13 и затвору МДП-транзистора 14. Первый вывод резистора 4 подключен к базе транзистора 3, коллектор которого подключен к аноду диода 8, катод которого подключен к затвору СИТ 1 и катоду фотодиода 10, анод которого подключен к катоду фотодиода 12. Сток МДП-транзистора 14 подключен к первому выводу резистора 6, второй вывод которого подключен к катоду светодиода 11, анод которого подключен к катоду светодиода 9. Резистор 4 обеспечивает необходимый режим работы транзистора 3, резистор 5 с МДП-транзистором 13 обеспечивают режимы работы МДП-транзистора 14, а резистор 6 является токоограничительным элементом.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При поступлении положительного импульса на первичную обмотку трансформатора 2 его работа аналогична прототипу и аналогам. В этом режиме на первом выводе вторичной обмотки появляется положительное, а на втором выводе - отрицательное напряжение. Через диоды 7 и 8, а также транзистор 3 это положительное напряжение поступает на затвор СИТ 1, чем и обеспечивается его форсированно открытое состояние.

Основная особенность предлагаемого устройства состоит в обеспечении сколь угодно длительного запирания СИТ 1 в случае, когда к клеммам между истоком и стоком СИТ 1 приложено напряжение, а на вход устройства (на первичную обмотку трансформатора 2) не поступают еще сигналы управления. Такие случаи могут наблюдаться в начальный период времени при включении всей системы, в которую входит предлагаемое устройство, а также при выходе из строя источника управляющих импульсов и других аварийных ситуациях.

В предлагаемом устройстве появление питающего напряжения между истоком и стоком СИТ 1 приводит к появлению положительного напряжения на стоке закрытого МДП-транзистора 13, а следовательно, на затворе МДП-транзистора 14. В результате МДП-транзистор 14 открыт и через светодиоды 9 и 11 течет ток, вызывая в них генерацию квантов света. Эти кванты света порождают в фотодиодах 10 и 12 фото-ЭДС с напряжением на каждом (кремниевом) фотодиоде примерно равным 0,7 В. Суммарное напряжение фотодиодов 10 и 12 ( 1,4 В) знаком "минус" оказывается приложенным к затвору СИТ 1, обеспечивая его запертое состояние. При необходимости получить большую величину запирающего напряжения следует увеличить число оптронов (при последовательном включении фотодиодов). Таким образом, СИТ 1 заперт сколь угодно долгое время (пока не появляется сигналы управления), т. е. в нем не протекает большой постоянный ток, чем и обеспечивается повышение надежности предлагаемого устройства.

Существенным преимуществом предлагаемого устройства является использование только положительных импульсов управления, что может упростить источник управляющих импульсов. При поступлении положительного управляющего импульса на затвор МДП-транзистора 13 он открывается, напряжение на его стоке уменьшается, что вызывает закрывание MДП-транзистора 14 и обесточивание светодиодов 9 и 11. В результате устраняется отрицательное (вентильное) напряжение на затворе СИТ 1 (образуемое на освещенных фотодиодах 10 и 12). Итак, СИТ 1 всегда находится в закрытом состоянии, за исключением случая поступления на вход предлагаемого устройства положительного импульса управления.

Экспериментальная проверка работы устройства управления транзистором со статической индукцией была проведена на СИТах КП801 и 2П926. По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве наблюдалось сколь угодно длительное запирание СИТ при отсутствии сигналов управления; оно обладает устойчивой работоспособностью при использовании управляющих импульсов лишь одной положительной полярности. (56) Мощные полевые транзисторы в устройствах вторичного электропитания. Киев: Знание, 1989, с. 16, рис. 9а, б.

Авторское свидетельство СССР N 1690119, кл. H 02 M 1/08, 1991. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОМ СО СТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИЕЙ, исток и сток которого связаны с минусовой и плюсовой клеммами питающего напряжения соответственно, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения к источнику управляющих импульсов, а первый вывод вторичной обмотки соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с эмиттером p - n - p-транзистора, база которого соединена с первым выводом первого резистора, а коллектор соединен с анодом второго диода, катод которого предназначен для подключения к затвору транзистора со статической индукцией, для подключения к истоку которого предназначен второй вывод вторичной обмотки трансформатора, соединенный с вторым выводом первого резистора, второй и третий резисторы, отличающееся тем, что в него введены первый и второй оптроны и первый и второй МДП-транзисторы и индуцированным n-каналом, истоки и подложки которых соединены с вторым выводом первого резистора и анодом фотодиода первого оптрона, катод которого соединен с анодом фотодиода второго оптрона, катод которого соединен с катодом второго диода, причем катод первого диода соединен с затвором первого МДП-транзистора, сток которого соединен с первым выводом второго резистора и затвором второго МДП-транзистора, сток которого соединен с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с катодом светодиода первого оптрона, анод которого соединен с катодом светодиода второго оптрона, анод которого соединен с вторым выводом второго резистора, предназначенным для подключения к стоку транзистора со статической индукцией.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru