183900. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés tranzisztor meghajtására
1 183 900 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés tranzisztor meghajtására, elsősorban kapcsolóüzemben működő teljesítménytranzisztor — vagy Darlington tranzisztorok - fojtótekercsben tárolt energiával történő kapcsolására, ahol a fojtótekercs a tranzisztor bázisa és emittere közé van kötve, és a bázisvezérlés egyetlen tápforrása abázisemitter körre csatlakozik. Hasonló kapcsolási elrendezés ismeretes a Handbuch Schalttransistoren (THOMSON-CSF, 1979, 30. oldal) című kézikönyvből, ahol a fojtótekercsben tárolt energia a teljesítménytranzisztor kikapcsolását végzi, a bázisvezérlés egyetlen tápforrása pedig vezetőirányban kapcsolódik a bázis-emitter körre. Az idézett oldal 6. ábrája összefoglalja a bázisvezérlés alapeseteit : a) A bázis-emitter záróréteg mindig vezetési állapotban van, ekkor npn tranzisztor esetén a tranzisztor be van kapcsolva, ha az egyetlen tápforrás pozitív kapcsát a bázisra kötjük, és a tranzisztor ki van kapcsolva, ha a tápforrás pozitív kapcsát a bázisról lekapcsoljuk. A tápforrás negatív kapcsa állandóan össze van kötve az emitterrel. A bázis és emitter közé állandóan RBE ^RBemin ellenállás van kötve. A b—e) esetekben npn tranzisztor kikapcsolt állapotában a bázis-emitter záróréteg mindig lezárt állapotban van, tehát az UBE feszültség negatív. A negatív UBE feszültség előállítása különbözteti meg az egyes eseteket: b) A bázisvezérlésnek kétféle előjelű tápfeszültsége van, a tranzisztor bekapcsolásához a pozitívat kapcsolják a bázisra, a kikapcsolásához pedig a negatívat. c) Az egyetlen tápforrás negatív sarka állandóan az emitterrel van összekötve, a tranzisztor be van kapcsolva, ha a pozitív kapcsot a bázisra kapcsoljuk, és ki van kapcsolva, ha a pozitív kapcsot a bázisról lekapcsoljuk. A bázis és emitter között állandóan az RBE <Ruemjn ellenállás van bekötve. d) Az egyetlen tápforrás negatív kapcsa állandóan az emitterre csatlakozik. A tranzisztor bekapcsolt állapotában a pozitív kapocs párhuzamosan kötött ellenálláson és kondenzátoron át csatlakozik a bázisra. Kikapcsoláskor a pozitív kapcsot lekapcsolják, és a szabadon maradt ellenállás-kondenzátor véget az emitterre kapcsolják. így a bekapcsoláskor feltöltődött kondenzátor szolgáltatja a negatív UBE feszültséget. e) Az egyetlen tápforrás negatív kapcsa állandóan az emitterre csatlakozik. A bázis-emitter közé állandóan egy fojtótekercs (esetleg ellenállással sorbakötve) van kötve. A tranzisztor bekapcsolt állapotában a tápforrás pozitív kapcsa a bázisra és a fojtótekercsre kapcsolódik. Kikapcsoláskor a tápforrás pozitív kapcsát lekapcsolják a bázis és a fojtótekercs közös pontjáról, ekkor a negatív UBE-t a fojtótekercsben tárolt energia biztosítja. Az ismert megoldások hátránya, hogy több tápfeszültséget kell alkalmazni, illetve a negatív UBE mindig csak a bekapcsolást követően áll rendelkezésre, és akkor is csak korlátozott ideig. Jelen találmány célkitűzése, hogy egyrészt a bázisvezérléshez csak egyetlen tápfeszültséget kelljen alkalmazni, másrészt a negatív UBE feszültség akár korlátlan ideig is rendelkezésre álljon, és ehhez ne legyen szükség a bekapcsolásra. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben egy fojtótekercs a tranzisztor bázisa és emittere közé van kapcsolva, továbbá egy tápforrás csatlakozik a tranzisztor bázis-emitter körére. A tápforrás feszültsége záróirányban kapcsolódik a bázis-emitter köréhez, továbbá i a tápforrás és a tranzisztor bázisa és/vagy emittere között kapcsoló van sorosan elhelyezve. A találmány tárgyát kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1-4. ábrák a javasolt kapcsolási elrendezés különböző kiviteli alakjai. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben ( 1. ábra) egyetlen UBB tápforrást alkalmazunk a T tranzisztor bázisvezérléséhez. Az UBB tápforrás záróirányban csatlakozik a bázis-emitter körre, így a közbeiktatott félvezetős vagy impulzustranszformátoros K kapcsoló bekapcsolt helyzetében a T tranzisztor bázis-emitter körén negatív feszültség van, akár korlátlan ideig is,a T tranzisztor ekkor kikapcsolt állapotban van, a bázis-emitter körrel állandóan párhuzamosan kötött F fojtótekercsben az UBB tápforrás által létrehozott iE áram folyik, míg a K kapcsoló kikapcsolásával az UBB tápforrás záróirányú feszültsége lekapcsolódik a bázis-emitter körről, az F fojtótekercs iF árama azonban ugyanolyan irányban tovább folyik, és bekapcsolja a T tranzisztort. Az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak akkor alkalmazható egyszerűen, amikor a T tranzisztor bekapcsolási időtartama kisebb, vagy egyenlő a kikapcsolási időtartamánál. Ha a T tranzisztor hosszabb ideig van bekapcsolt állapotban, mint kikapcsolt állapotban, akkor kétféle módon is biztosíthatjuk a fojtótekercs megfelelő „feltöltését” (2. és 3. ábrák). A találmány szerinti 2. ábra elrendezésében az F fojtótekercsnek csak egy rövid áramimpulzust kell a T tranzisztor bekapcsolásához szolgáltatnia, a T tranzisztor további pozitív bázisáramát az ismert módon a kollektor körben lévő ÁV áramváltó szolgáltatja. A D dióda megakadályozza az ÁV áramváltó szekunder tekercsének rövidrezáródását. Az F fojtótekerccsel sorbakötött R ellenállás a negatív bázis-emitter feszültség megfelelő beállítását célozza, az F fojtótekercsben ebben az esetben ugyanis nagyon kis feszültség esik. A találmány szerinti 3. ábra elrendezésében minimum két Fl, F2 fojtótekercs alkalmazásával biztosítható az Fl, F2 fojtótekercsek megfelelő „feltöltése”, mivel az FI és F2 fojtótekercsek felváltva működnek. Például mialatt az FI fojtótekercs a KI kapcsoló „ki”helyzetében az ij.j árammal bekapcsolt állapotban tartja a T tranzisztort, addig az F2 fojtótekercs a K2 kapcsolón keresztül az UBB tápforrásra van kötve,és töltődik. A diódákat vagy más félvezetőket, ellenállásokat, induktivitásokat vagy transzformátortekercseket, illetve ezek kombirációit tartalmazó VI és V2 elválasztó áramkörök biztosítják, hogy a KI és K2 kapcsolók egyidejű „be helyzetében az UBB tápforrás negatív kapcsa a B bázisra van kötve, viszont a KI és K2 kapcsolók közül bármelyik ,ki helyzetében a megfelelő FI vagy F2 fojtótekercs bekapcsolást előidéző árama folyhat a B bázisba. A találmány szerinti 4. ábra elrendezésében két, TI és T2 tranzisztor felváltva üzemel, azaz a TI tranzisztor „be” állapotában a T2 tranzisztor ,Jci állapotban van és fordítva. A váltakozó működés miatt mindig elegendő idő áll rendelkezésre az FI és F2 fojtótekercsek „feltöltéséhez’ és ebben az elrendezésben a VI és V2 elválasztó áramkörökre sincs szükség. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés tranzisztor meghajtására, elsősorban kapcsolóüzemben működő teljesítménytranzisz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
