Транзисторный ключ

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных коммутационных устройствах. Цель изобретения - повышение надежности транзисторного ключа за счет обеспечения его защиты при возникновении перегрузки по току. При токовой перегрузке происходит насыщение трансформатора 6 тока, в результате чего напряжение на его обмотках 14 и 15 падает до нуля. Это приводит к пропаданию тока базы транзистора 1 и появлению сигнала с положительным фронтом на С-входе Д-триггера 7. На его инверсном выходе появляется логический "0", который устанавливает на выходе элемента 2И 8 логический "0". В результате транзисторы 2 и 1 закрываются. Одновременно на прямом выходе Д-триггера 7 устанавливается логическая "1", показывающая, что произошла перегрузка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„4 0114

А1 (51)4 H 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4331525/24-21 (22) 20.11.87 (46) 15.05.89. Бюл. N - 18 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (72) Г.В.Кожуховский (53) 621.382 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1! 485562, кл. Н 03 К 17/60, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1!56248, кл. H 03 К !7/60, 1985 ° (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных коммутационных уст.ройствах. Цель изобретения — повышение надежности транзисторного ключа за счет обеспечения его защиты при возникновении перегрузки по току.

При токовой перегрузке происходит насыщение трансформатора 6 тока, в результате чего напряжение на его обмотках 14 и 15 падает до нуля. Это приводит к пропаданию тока базы транзистора 1 и появлению сигнала с положительным фронтом на С-входе D-триггера 7. На его инверсном выходе появляется "0", который устанавливает на выходе элемента 2И 8 "0". В результате транзисторы 2 и 1 закрываются.

Одновременно на прямом выходе D-триггера 7 устанавливается "1", показы- ф вающая, что произошла перегрузка.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1480!14

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных коммутационных устройствах.

Цель изобретения — повышение надежности транзисторного ключа за счет обеспечения его защиты при возникновении перегрузки по току.

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит силовой и управляющий транзисторы ) и 2 разного типа проводимости, первый, второй и третий диоды 3, 4 и 5, трансформатор 6 тока, D-триггер 7, логический элемент 2И 8, блок 9 гальванической развязки и инвертор 10.

Коллектор силового транзистора 1 через первичную обмотку ll трансформатора 6 тока подключен к первой выходной шине 12, а эмиттер соединен с второй выходной шиной 13 и с одним выводом первой вторичной обмотки 14 трансформатора 6 тока, другой вывод которой подключен к первому выводу первого диода 3 и через второй диод

4 к базе силового транзистора 1. Вто— рой вывод первого диода 3 соединен с эмиттером управляющего транзистора 2 и через третий диод 5 с коллектором силового транзистора 1. Первый вывод второй вторичной обмотки 15 трансформатора 6 тока подключен к общей шине

16. База силового транзистора 1 соединена с коллектором управляющего транзистора 2, база которого подключена к первому выходу блока 9 гальванической развязки, второй выход которого соединен с второй выходной шиной 13. Вход блока 9 гальванической развязки подключен к выходу логического элемента 2И 8, первый вход которого соединен с управляющей шиной 17 и D-входом D-триггера 7, инверсный выход которого подключен к второму входу логического элемента 2И 8. Второй вывод второй вторичной обмотки

15 трансформатора 6 тока соединен с входом инвертора 10, выход которого подключен к С-входу D-триггера 7, R-вход которого соединен с шиной 18 установки. Кроме того, прямой выход

D-триггера 7 подключен к дополнительной выходной .пине 19, Резисторы 20 и 21 подключены параллельно база эмиттерным переходам соответственно силового и унравляюшего транзисторов

l и2.!

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При подаче на управляющую шину 16

11 1! сигнала ) и при наличии на втором входе логическ ro элемента 2И 8 curfl tl нала 1 на его выходе также появляется "1", которая через блок 9 гальванической развязки приводит к открыванию управляющего транзистора 2.

При открывании управляющего транзистора 2 через обмотку 11, диод 5 и транзистор 2 в базу силового транзистора 1 поступает ток, открывающий

его. Это приводит к появлению усиленного тока коллектора силового транзистора l в обмотке 11 трансформатора 6 тока, а в обмотКе 14 появляется напряжение, которое в первый момент меньше напряжения на эмиттере транзистора 2. Дальнейшее открывание силового транзистора 1 током по указанной цепи происходит до тех пор, пока напряжение на обмотке 14 не станет равным напряжению на коллекторе транзистора 1. В этот момент открывается диод 3 и в базу транзистора 1 с обмотки 14 через диод 3 и транзистор 2 поступает ток, который вводит транзистор 1 в режим насыщения, при котором диод 5 закрывается, так как напряжение насыщения перехода коллектор эмиттер всегда меньше напряжения насыщения перехода база — эмиттер, Благодаря трансформатору 6 тока базовый ток транзистора 1 пропорцио— нален току нагрузки.

В обмотке 15 также появляется напряжение, которое поступает на вход инвертора 10, с выхода которого сигнал "0" прикладывается к С-входу Dтриггера 7, который не изменяет своеro состояния, так как D-триггер 7 по

С-входу срабатывает от положительного фронта сигнала.

При снятии сигнала "1" с управляющей шины 17 снимается отпирающий сиг— нал с транзистора 2, который начинает закрываться. Закрывание транзистора 2 приводит к уменьшению базового тока транзистора 1 и выходу его из режима насыщения. Это приводит к уменьшению тока через обмотку 11 и изменению знака напряжения на обмотках 14 и 15. В результате открывается диод 4 и в базу транзистора 1 поступает запирающий ток от обмотки 14, который уменьшает время запирания.

Изменение знака напряжения на обмот1480114 ке 15 приводит к появлению на входе инвертора 10 низкого уровня напряжения, а на С-вход D-триггера 7 поступ пает 1, т ° е. положительный фронт.

Однако это не вызывает изменения состояния D-триггера ", так как сиг— нал "1 уже снят с era D-входа.

Если при работе транзисторного ключа ток, проходящий через обмотку

11 и транзистор 1, достигает величины, при которой происходит насыщение трансформатора 6 тока, напряжение на его обмотках падает до нуля. Это приводит к исчезновению тока базы тран- 15 зистора 1 и переводу его в режим запирания, при котором запирающий ток равен нулю. Падение напряжения на обмотке 15 до нуля (низкого уровня) приводит к появлению на С-входе D- 20 триггера 7 положительного фронта, по которому на его инверсном выходе появляется сигнал "0", который приво— дит к появлению сигнала "0" на выходе логического элемента 2И 8 и сня- 25 тию отпирающего сигнала с базы транзистора 2, в результате чего транзистор 2 закрывается до окончания процесса рассасывания заряда в базе транзистора l. По окончании про- 30 цесса рассасывания транзистор 1 ,выходит иэ режима насыщения и его ток начинает уменьшаться, а это приводит к изменению знака напряжения на его обмотках 14 и 15. В результате открывается диод

4 и в базу транзистора 1 поступает запирающий ток. Возрастание напряжения на коллекторе транзистора 1 не приводит к открыванию диода 5, так Ар как транзистор 2 к этому времени уже закрыт.

Таким образом, после перегрузки транзисторного ключа силовой транзис- 5 тор l закрывается и в таком положении ключ может находиться любое время, так как сигнал "0 с инверсного выхода D — триггера 7 удерживает логический элемент 8 в закрытом состояS0 нии. Для установки ключа в рабочее состояние необходимо подать на шину

18 установки сигнал, устанавливающий на инверсном выходе D-триггера 7 сигнал I После закрывания ключа при перегрузке по току сигнал "1" с прямого выхода D — триггера 7, поступая на дополнительную выходную шину 19, показывает, что произошла перегрузка.

Надежность предлагаемого транзисторного клЮча выше, чем у известных за счет обеспечения его защиты при возникновении перегрузки по току. На дополнительном выходе транзисторного ключа формируется сигнал, показывающий возникновение перегрузки по току.

Формул а и э о б р е т е н и я

1. Транэисторый ключ, содержащий силовой и управляющий транзисторы, первый, второй и третий диоды, трансформатор тока, коллектор силового транзистора через первичную обмотку трансформатора тока подключен к первой выходной шине, а эмиттер соединен с второй выходной шиной и с одним выводом первой вторичной обмотки трансформатора тока, другой вывод которой подключен к первому выводу первого диода и через второй диод к базе силового транзистора, второй вывод первого дИода соединен,с эмиттером управляющего транзистора и через третий диод с коллектором силового транзистора первый вывод второй вторичной обмотки трансформатора тока подключен к общей шине, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, введены D-триггер, логический элемент 2И, блок гальванической развязки и инвертор, причем управляющий транзистор имеет тип проводимости, обратный типу проводимости силового транзистора, база которого соединена с коллектором угравляющего транзистора, база которого подключена к первому выходу блока гальванической развязки, второй выход которого соединен с второй выходной шиной, вход блока гальванической развязки подключен к выходу логического элемента 2И, первый вход которого соединен с управляющей шиной и

D-входом D-триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу логического элемента 2И, второй вывод второй вторичной обмотки трансформатора тока соединен с входом инвертора, выход которого подключен к

С-входу D-триггера, R-вход которого соединен с шиной установки.

2. Ключ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, прямой выход D-триггер" подключен к дополнительной выходной шине.