Регулятор тока

 

Сущность изобретения: устройство содержит силовой транзистор (1), включенный через датчик тока (2) между входным и выходным выводами. Источник двуполярного напряжения подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора (8) и выводу резистора смешения (12). База силового транзистора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (51)5 Н 02 M 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4850698/07 (22) 16.07.90 (46) 07.10.92. Бюл. N 37 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В.Болотов, В.А.Гордовой и Я.И.Волкомирский (56) Заявка ФРГ N. 3529742, кл. G 05 F 1/46, 1978, Авторское свидетельство СССР

N 1553964, кл, G 05 F 1/573, 1987, (54) РЕГУЛЯТОР ТОКА (57) Сущность изобретения. устройство содержит силовой транзистор (1), включенный

„,532„„1767648 А! через датчик тока (2) между входным и выходным выводами. Источник двуполярного напряжения подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора (8) и выводу резистора смешения (12). База силового транзистора (1) подсоединена через запирающий транзистор (9) к выводу источника двуполярного напряжения. При отпирании ключевого транзистора (9) эмиттерный переход силового транзистора (1) подключается к напряжению отрицательной полярности и силовсй транзистор(1) запирается. В устройстве осуществляется дополнительный контроль нижнего уровня пульсации тока нагрузки, что исключает положение моментов выключения и включения силового транзистора (1) при изменениях тока нагрузки. 1 ил.

1767648

F 1/46, содержащее измерительный резистор, компаратор, т)%ггер, йсточник внешних управляющих импульсов, 10 r4Ä, ф транзисторный ключ.

Недостатком устройства является повышенные пульсации тока, тя; контролируется только их верхний уровень, 15

25 ние к,п.д, и надежности путем улучшения. 30 динамики схемы.

40

Устройство относится к технике регулирования постоянного тока в активно-индуктивный нагрузке и может быть использовано в электроприводах.

Известно устройство для регулирования тока, протекающего через индуктивную нагрузку по заявке ФРГ hL OS 3529742, G 05

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой от токовых перегрузок (а.с. М

1553964, G 05 F 1/573), содержащий регулирующий элемент, датчик тока, узел обратной связи, ключевой элемент, компаратор, конденсатор и резисторы.

Недостатком устройства является увеличение потерь на силовом транзисторе при увеличении тока нагрузки, что снижает к.п.д, а также недостаточная надежность изза отсутствия цепи протекания тока нагрузки при отключении силового транзистора, Целью изобретения является повышеСущность изобретения заключается в том, что регулятор тока содержит силовой транзистор, включенный через датчик тока между входным и выходным выводами, первый вывод датчика тока, соеДиненный с выходным выводом подключен к первому входу компаратора, второй вход которого присоединен к выводу источника управляющего напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого транзистора, -коллектор которого подключен к базе сило-. вого транзистора, Новым является введение источника двухполярного напряжения, первый вывод которого подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора, коллектор которого через резистор смещения подсоединен ко второму выводу источника двухполярного напряжения и непосредственно к базе запирающего транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу источника двухполярного напряжения, а эмиттер присоединен к базе силового транзистора, при этом подключение коллектора ключевого транзистора к базе силового транзистора осуществлено через введенный разделяющий диод, причем выходные выводы и датчик тока зашунтированы обратным диодом.

На чертеже приведена схема устройства, где обозначены: 1 — силовой транзистор, 2 — датчик тока, 3 — активно-индуктивная нагрузка, 4 — обратный диод, 5 — компаратор, 6 — источник управляющего напряжения, 7 — схема управления транзистором 1, содержащая ключевой транзистор 8, запирающий транзистор 9 с разделяющим диодом 10, резисторы 11, 12, 13, конденсатор

14, источники двухполярного напряжения

15, 16.

Нагрузка 3 с датчиком 2 включены в эмиттерную цепь транзистора 1 и зашунтированы диодом 4. Неинвертирующий вход компаратора 5 соединен с источником 6 управляющего напряжения, а второй вход — с датчиком тока 2. Открытый выход компаратора 5 соединен через резистор 13 с базой транзистора 8, коллектор которого подключен к базе транзистора 1 через диод 10 и резистор 11. Последние зашунтированы конден:атором 14 и переходом база-эмиттер транзистора 9, коллектор которого подключен к источнику 15 и через резистор 12 к его базе.

Работает устройство следующим образом. При включении питания, отсутствии тока в нагрузке 3 и низком уровне напряжения на выходе компаратора 5, переход базаэмиттер транзистора 8 смещается в прямом направлении и он открывается. Базовый ток транзистора 1 начнет протекать по цепи: источник 16, транзистор 8, диод 10, резистор 11, переход база-эмиттер транзистора

1, общая точка схемы (источников 15, 16) и транзистор 1 открывается, а ток в нагрузке

3 начнет увеличиваться, При достижении им заданного значения, когда напряжение на датчике тока 2 достигнет напряжения источника 6, компаратор срабатывает, а на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Переход база-эмиттер транзистора 8 смещается в обратном направлении и он запирается, В этом случае ток базы транзистора 1 уменьшается до нуля, но конденсатор 14, перед этим заряженный, будет разряжаться некоторое время, что определяет задержку на включение транзистора 9 после прекращения упомянутого тока базы.

После. разряда конденсатора 14 переход база-эмиттер транзистора 9 освобождается от запирающего напряжения и он отпирается под действием тока, протекающего по цепи; плюс источника 15, переход база-эмиттер транзистора 1, резистор 11, переход эмиттер-база транзистора 9, резистор 12, минус источника 15, При отпирании транзистора 9 эмиттерный переход транзистора 1 подключается на напряжение отрицательной полярности источника 15 и происходит

1767648

Формула изобретения

Регулятор тока, содержащий силовой транзистор, включенный через датчик тока

Составитель В,Болотов

Тех ред М. Мо p re íòàë Корректор M.Êåøåëÿ

Редактор А.Шубина

Заказ 3556 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Гагарина, 101

/? р интенсивное рассасывание избыточного заряда в базе транзистора 1 и он надежно запирается.

Таким образом, отпирание транзистора

9 с задержкой относительно запирания транзистора 8 обеспечивает прекращение базового тока положительной полярности транзистора 1„а значит и снижение его эмиттерного тока, И только после этого отпирание транзистора 9 не приводит к черезмерной концентрации эмиттерного тока в кристалле силового транзистора, что уменьшает эффект вторичного пробоя транзистора, повышает надежность его работы.

По сравнению с прототипом предложенный регулятор тока позволяет повысить к.п.д, устройства за счет снижения потерь в силовом транзисторе, увеличить надежность, в том числе за счет расширения области безопасной работы силового транзистора, а также упростить настройку регулятора и повысить помехозащищенность схемы, т.к. датчик тока имеет общую точку со схемой управления силовым транзистором, между входным и выходным выводами, первый вывод датчика тока, соединенный с выходным выводом, подключен к первому входу компаратора, второй вход которого

5 присоединен к выводу источника управляющего напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого транзистора, коллектор которого подключен к базе силового транзистора, отличающийся

10 тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем улучшения динамики схемы, введен источник двуполярного напряжения, первый вывод которого подсоединен к эмиттеру ключевого транзи15 стора, кол лектор которого через резистор смещения подсоединен ко второму выводу источника двуполярного напряжения и непосредственно к базе введенного запирающего транзистора, 20 коллектор которого подключен к второму выводу источника двуполярного напряжения, а эмиттер присоединен к базе силового транзистора, при этом подключение коллектора ключевого

25 транзистора к базе силового транзистора осуществлено через введенный разделяющий диод, причем выходные выводы и датчик тока зашунтированы обратным диодом.