Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова

силовой ключ на мдп-транзисторе

В настоящее время трудно найти более часто используемые устройства, чем источники вторичного электропитания. Они встроены в компьютеры, магнитофоны, телевизоры, радиоприемники и телефоны (рис.1).

Рис.1. Области применения ключевых полупроводниковых приборов

Основными узлами, определяющими надежность импульсных источников питания, являются силовые ключи. Применение мощных МДП-транзисторов в импульсных преобразователях позволяет получить следующие преимущества:

1.        Уменьшение динамических потерь.

2.        Повышение частоты переключения и ,как следствие, снижение массогабаритных показателей трансформаторов и фильтров.

3.        Упрощение схемы управления.

4.        Повышение нагрузочной способности по току и тепловой стабильности.

МДП-транзисторы находят наибольшее применение при коммутации напряжения до 600…1000 В при токах до 50 А.

На базе МДП-транзисторов был собран силовой электронный ключ, предназначенный для коммутации мощных нагрузок там, где требуется гальваническая развязка цепей нагрузок от цепей управления. Коммутируемый ток, напряжение и сопротивление ключа в открытом состоянии определяются типом примененного полевого транзистора и могут варьироваться, соответственно, в пределах от единиц до сотен ампер, от десятков до сотен вольт и от сотых долей до единиц Ом.

Напряжение гальванической развязки определяется типом использованного или спроектированного импульсного трансформатора и может составлять десятки или сотни вольт.

Данный ключ, в принципе, является аналогом электромагнитного реле с одним контактом, работающим на замыкание, но превосходящим аналог по числу коммутаций, быстродействию, надежности и, кроме того, он является совместимым по управлению с логическими микросхемами.

Устройство состоит из схемы управления ключом и собственно ключа.

Схема управления содержит:

1.         генератор прямоугольных импульсов с частотой 500 Гц;

2.         формирователь коротких положительных импульсов τ =4мкс со скважностью Q≈500;

3.         селектор импульсов;

4.         ключевые каскады.

Силовой электронный ключ содержит:

1.         разделительный повышающий трансформатор Т1 с коэффициентом трансформации 1:1:2;