СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ


RU (11) 2103791 (13) C1

(51) 6 H02M1/08, H03K17/06, H02M1/092 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 96104288/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.03.04 
(45) Опубликовано: 1998.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Техническое описание электропривода ЭПБ2 Чебоксарского электроаппаратного завода, ИГФР.654.683.002 ТО, 1982, схема ГЛЦИ 656.121.093.Э3. 2. Техническое описание электропривода ЭПБЗ Чебоксарского электроаппаратного завода, ИГФР.654.683.003 ТО, 1982, схема ГЛЦИ.656.125.028.Э3. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения" 
(72) Автор(ы): Серков О.А. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения" 

(54) СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ 

Силовой транзисторный ключ, содержит силовой транзистор, вспомогательный источник питания со средней точкой, оптронный транзистор, резистор, выходной каскад промежуточного усилителя, соединенный зажимами питания с положительным и отрицательным зажимами источника питания, выходом - с базой силового транзистора, коллектор оптронного транзистора соединен с резистором, второй вывод которого соединен с положительным полюсом источника питания, эмиттер силового транзистора соединен со средней точкой вспомогательного источника питания, первый диод соединен анодом с базой, а катодом - с коллектором оптронного транзистора и входом выходного каскада, резистор соединен первым выводом с отрицательным выводом источника питания, а вторым выводом - с базой оптронного транзистора, второй диод соединен анодом с эмиттером оптронного транзистора, а катодом - с отрицательным полюсом источника питания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике и может быть использовано при создании силовых транзисторных преобразователей, например для электроприводов.

Известен силовой транзисторный ключ с оптронной развязкой применяемый в серийно выпускаемом Чебоксарским электроаппаратным заводом электроприводе ЭПБ2 [1].

Недостатком такого транзисторного ключа является сравнительно большая сложность схемы, наличие трех промежуточных каскадов усиления сигнала для управления силовым транзистором.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является силовой транзисторный ключ (фиг. 3) содержащий силовой транзистор 1, эмиттер которого соединен с общей точкой вспомогательного источника питания со средней точкой источника питания 2, база транзистора соединена с выходом выходного каскада промежуточного усилителя 3, вход которого соединен с выходом промежуточного усилительного каскада 12, вход промежуточного усилительного каскада 12 соединен с коллектором транзисторного оптрона 4 и резистором 5, второй вывод резистора соединен с положительным полюсом источника питания 2, эмиттер и база оптронного транзистора соединены между собой и со средней точкой источника питания 2, применяемый в серийно выпускаемом электроприводе ЭПБ3 Чебоксарского электроаппаратного завода [2].

Недостатками такого ключа являются его сравнительная сложность, обусловленная наличием промежуточного каскада усиления, а также малая надежность, обусловленная отсутствием существенного запаздывания при включении ключа, что создает возможность кратковременного открывания ключа под воздействием помех.

Технический результат предполагаемого изобретения - упрощение и повышение надежности.

Достигается технический результат тем, что в силовом транзисторном ключе, содержащем силовой транзистор, вспомогательный источник питания со средней точкой, оптронный транзистор, резистор, выходной каскад промежуточного усилителя, соединенный зажимами питания с положительным и отрицательным зажимами источника питания, выходом с базой силового транзистора, коллектор оптронного транзистора соединен с резистором, второй вывод которого соединен с положительным полюсом вспомогательного источника, эмиттер силового транзистора соединен со средней точкой вспомогательного источника питания, введены дополнительно диоды и резисторы, причем первый диод соединен анодом с базой, а катодом с коллектором оптронного транзистора и входом выходного каскада, резистор соединен с отрицательным полюсом источника питания, а вторым выводом с базой оптронного транзистора, второй диод соединен анодом с эмиттером оптронного транзистора а катодом с отрицательным полюсом источника питания; а также введены конденсатор, резистор и диод, причем катод диод соединен с выводами резистора и конденсатора, анод соединен с базой оптронного транзистора, второй вывод конденсатора соединен с коллектором, а второй вывод резистора с эмиттером оптронного транзистора.

Сущность предполагаемого, изобретения заключается в том, что введение в базовую цепь оптронного транзистора второго резистора, позволяет увеличить выходной ток оптрона до величины, достаточной для управления выходным каскадом, без промежуточного усиления, а введение диодов исключает насыщенное состояние оптронного транзистора в открытом состоянии, а следовательно, исключает запаздывание при его выключении. Цепь из конденсатора, третьего резистора и диода обеспечивает плавное открывание оптронного транзистора, по сигналу управления, обеспечивая выдержку времени при открывании силового ключа и не влияет на процесс запирания, так как ток конденсатора протекает помимо базовой цепи оптронного транзистора.

Благодаря этому, достигается повышение надежности работы и упрощение. Анализ известных технических решений (аналогов) позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом СТК и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Схема предлагаемого СТК приведена на фиг. 1 и фиг. 2, где приняты следующие обозначения.

1 - силовой транзистор,

2 - вспомогательный источник питания со средней точкой

3 - выходной каскад промежуточного усилителя,

4 - оптронный транзистор,

5, 8, 11 - (первый) резисторы,

6, 7, 10 - диоды,

9 - конденсатор,

12 - каскад предварительного усилителя.

СТК содержит силовой транзистор 1, эмиттер которого соединен с общим выводом вспомогательного источника питания 2, база транзистора 1 соединена с выходом выходного каскада промежуточного усилителя, зажимы питания выходного каскада соединены с отрицательным и положительным полюсами источника 2, коллектор оптронного транзистора 4 соединен с резистором 5 входом выходного каскада 2 катодом диода 6, выводом конденсатора 9; база оптронного транзистора 4 соединена с анодами диодов 6 и 10 с резистором 8; эмиттер оптронного транзистора 4 соединен с анодом диода 7 и выводом резистора 11, катод диода 10 соединен со вторыми выводами конденсатора 9 и резистора 11.

Схема - работает следующим образом: при подаче на вход оптронного транзистора 4 напряжения происходит отпирание оптронного транзистора 4. Процесс отпирания транзистора происходит плавно, т.к. между его коллектором и базой подключен конденсатор гибкой обратной связи 9, предварительно заряженный по цепи через резисторы 5,11 и диод 7. По окончании разряда конденсатора потенциал коллектора транзистора снижается ниже порога открывания выходного каскада и происходит отпирание силового транзистора 1. В открытом состоянии рабочая точка оптронного транзистора выбирая на грани активного режима, благодаря наличию диода 6, через который излишние носители из базовой области транзистора уходят в коллекторную цепь. При протекании тока через оптронный транзистор создается также падение напряжения на диоде 7 создавая отрицательное смещение на базе оптронного транзистора. Благодаря указанным мерам при исчезновении сигнала на входе оптрона практически мгновенно (запаздывание не превышает 0,6 микросекунды) происходит запирание оптронного транзистора и выходного каскада. На базу силового транзистора подается запирающее напряжение.

По сравнению с прототипом, в котором быстродействие каскада реализовывалось за счет малого перепада напряжения на выходе оптронного транзистора, для чего искусственно последний выводился в режим диодного оптрона закорачиванием базы и эмиттера в описанной схеме оптронный транзистор работает в транзисторном режиме имеет большой коэффициент усиление и позволяет увеличить ток через нагрузочный резистор 5 до уровня достаточного для управления непосредственно выходным каскадом, исключив промежуточные. Это приводит к упрощению схемы. По сравнению с прототипом в схеме дополнительно предусмотрена цепь задающая время запаздывания при включении ключа - конденсатор 9 резистор 11 диод 10. Это позволяет задавать необходимую выдержку времени в зависимости от напряжения питания ключа, типа применяемых силовых транзисторов, особенностей схемы управления. Последнее приводит к повышению надежности. В прототипе выдержка времени при открывании обеспечивалась параметрами применяемых в выходном каскаде транзисторов, что требовало их подбора. Применение предполагаемого изобретения повышает также технологичность изготовления ключей.

Предлагаемый СТК предполагается использовать в новых сериях электроприводов для станкостроения и общепромышленных механизмов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Силовой транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор, вспомогательный источник питания со средней точкой, оптронный транзистор, резистор, выходной каскад промежуточного усилителя, соединенный зажимами питания с положительным и отрицательным зажимами источника питания, выходом - с базой силового транзистора, коллектор оптронного транзистора соединен с резистором, второй вывод которого соединен с положительным полюсом источника питания, эмиттер силового транзистора соединен со средней точкой вспомогательного источника питания, отличающийся тем, что введены дополнительно диод и резисторы, причем первый диод соединен анодом с базой, а катодом с коллектором оптронного транзистора, входом выходного каскада, резистор соединен первым выводом с отрицательным полюсом источника питания, а вторым выводом с базой оптронного транзистора, второй диод соединен анодом с эмиттером оптронного транзистора, а катодом с отрицательным полюсом источника питания.

2. Ключ по п. 1, отличающийся тем, что введены конденсатор, резистор и диод, причем катод диода соединен с выводами резистора и конденсатора, анод соединен с базой оптронного транзистора, второй вывод конденсатора соединен с коллектором, второй вывод резистора с эмиттером оптронного транзистора.




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