POWER TRANSISTOR SWITCH

Abstract: 1. A power switch consisting of a cascade having a bipolar transistor, an MOS field-effect transistor and a transformer whose primary winding is arranged in the controlled section of the bi-polar transistor and whose secondary winding as a feedback loop is connected to the control input of the bipolar transistor and to a capacitor, characterized in that the bipolar transistor (T1) is arranged in the feedback loop such that a secondary winding's (Ls ) terminal with a given polarity is connected to the control input of the bipolar transistor (T1) and the primary winding's (Lp ) terminal with the same polarity is connected to one of the other terminals of the bipolar transistor (T1).

Description: Transistorleistungsschalter Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter, bestehend aus einer Kaskadenschaltung eines bipolaren Transistors. und eines MOS-Feldeffekttransistors und aus einem Transformator, dessen Primärwicklung in der gesteuerten Strecke des bipolaren Transistors liegt, und dessen Sekundärwicklung als Rückkopplung parallel mit dem Steuereingang des bipolaren Transistors und mit einem Kondensator verbunden ist. Zum Schalten von hohen krbeitsspannungen bei gutem Wirkungsgrad ist eine Transformator-gekoppelte Kaskadenschaltung aus einem bipolaren Transistot und einem MOS-Feldeffekttransistor (MOS-FET)aus der Zeitschrift Markt und Technik, Nr.28, vom 3.12.1982, Seite 66 bis 68,bekannt, Zur Rückkopplung sind die gleichpoligen Enden der Wicklungen auf der Primärseite mit dem Kollektor eines bipolaren Transistors und auf der Sekundärseite mit einem Bezugspotentialleiter verbunden, während das zweite Ende der Sekundärwicklung über eine Gleichrichterdiode an die Basis des bipolaren Transistors geführt ist. Für manche Einsatzfälle, beispielsweise zum Ansteuern einer Horizontalendstufe eines Datensichtgerätes, sind auch bei kurzen Einschaltzeiten die Speicherund Abfallzeiten zu lang. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der oben genannten Art anzugeben, mit welchem die Schaltzeiten auch bei hohen Schaltfrequenzen verkürzt sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelost, dass der bipolare Transsistor derart in den Rückkopplungskreis geschaltet ist, dass die Wicklungsanschlüsse gleicher Polarität der Sekun där- bzw. PrimSrwicklung mit dem Steuereingang bzw. mit einem der anderen Anschlüsse des bipolaren Transistors verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Verkürzung der Speicherzeit auf etwa 1/io der bekannten Schaltung erreicht werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Die Figur zeigt ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen Leistungsschalters zur Ans teuerung einer Horizontalendstufe eines Datenslchtgerfltes. Die Schaltung besteht aus einer Kaskadenschaltung eines mit einem Transformator T rückgekoppelten bipolaren Transistors TI und eines Leistungs-sMOS-FET T2 in Basisschaltung, wobei der witter-und Drainanschluss zusammengeschaltet sind. Die Primärwicklung Lp des Transformators T liegt am Kollektoreingang in der gesteuerten Strecke des bipolaren Transistors T1. Die Sekundärwicklung Ls ist über eine Diode D7 parallel mit dem Steuereingang des bipolaren Transistors T1 und über einen Kondensator C1 mit einem Bezugspotential verbunden. Am zweiten Ende der Primärwicklung g liegt eine Betriebs spannung Uv an. Das zweite Ende der p Sekundärwicklung Ls ist auf das Bezugspotential gelegt. Die Wicklungsanschlüsse des Transformators T sind so geschaltet, dass die Anschlüsse gleicher Polarität mit dem Kollektoreingang bzw. dem Basiseingang des bipolaren Transistors T1 verbunden sind. Der Ablenkkreis der Horizontalendstufe besteht aus einer Parallelschaltung einer weiteren Diode DR eines weiteren Kondensators CR und aus einer hinter einem Koppelkondensator geschalteten Ablenkspule LA Diese Parallelschaltung liegt am Verbindungspunkt der beiden Transistoren. Die Funktion der Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung deutlich: Ein vom Ablenkkreis erzeugter Zeilenrückschlagimpuls der Spannung UR, der beispielsweise sinusförmig ist, lädt über den Transformator T den Kondensator C1 auf die Spannung UB auf. Die Grösse der Rondensatorspannung UB ist abhängig von der Höhe des Zeilenrückschlagimpulses und vom Ubersetzungsverhältnis des Transformators T. Der Emitter des bipolaren Transistors T1 liegt offen, da der MOS-FET T2 gesperrt ist. Unterschreitet die abfallende Flanke des Zeilenrückschlagimpulses die Spannung UB, so entlädt sich der Kondenstor C1 über die Basis Rollektorstrecke des bipolaren Transistors T1 und macht diese für eine Zeitdauer leitend, die von der Grösse des Kondensators C1 abhängt. Dabei überschwmitit ein Ladungsstoss die Basis-Kollektor-Strecke mit Ladungsträgern und bringt sie stationär in den leitenden Zustand, da die Ladung nicht über den offenliegenden Emitter abfliessen kann. Nun wird der MOS-FET T2 durchgeschaltet. Durch die Ladungsträger in der Basis-Kollektorstrecke ist der bipolare Transistor T1 leitend, obwohl der Steuereingang gesperrt ist, weil die Spannung UDI am Eingang der Diode D1 aufgrund des Wicklungssinnes der Sekundärspule L- negativ ufer ist.una aer Kondensator c-t/ le basls-olleKtorstrecKe von T1 entladen ist. Das Ausschalten erfolgt durch eine Unterbrechung des Emit terstroms IE mittels des MOS-FET T2. Da in der Schaltphase kein Basisstrom geflossen ist, wird dabei nur die Basis Kollektorstrecke des bipolaren Transistors Ti ausgeräumt. Der entstehende Rückschlagimpuls UR lädt den Kondensator C1 auf UB, und der Anfangszustand ist wieder hergestellt. Der Widerstand R dient zum einmaligen Aufladen des Kondensators C1 auf die Betriebsspannung Uv, damit die Schaltung anlaufen kann. 1 Patentanspruch 1 Figur

Claims: Patentanspruch Leistungsschalter, bestehend aus einer Kaskadenschaltung eines bipolaren Transistors und eines MOS-Feldeffekttran- sistors und aus einem Transformator, dessen Primärwicklung in der gesteuerten Strecke des bipolaren Transistors liegt, und dessen Sekundärwicklung als Rückkopplung parallel mit dem Steuereingang des bipolaren Transistors und mit einem Kondensator verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der bipolare Transistor (T1) derart in den Rückkopplungskreis geschaltet ist, dass die Wicklungsanschlüsse gleicher Polarität der Sekundär- bzw. Primärwicklung (Ls, L ) mit dem Steuereingang bzw. mit einem P der anderen Anschlüsse des bipolaren Transistors (T1) verbunden sind.

Inventors: KLAUCK, BERND, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H03K17
IPC codes: H03K17