Транзисторный ключ с защитой от перегрузки

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики для коммутации тока и защиты от короткого замыкания в нагрузке. Сущность изобретения: устройство содержит транзисторы 1,2,7, 9, резисторы 5. 6, 8, 10, .12, датчик 4 тока, диод 11, стабилитрон 3, одновибратор 13, генератор 14 прямоугольных импульсов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Н 03 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В О

Annum

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878315/21 (22) 26.10.90 (46) 07.11,92. Бюл. N 41 (71) Львовский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) О.Л. Сидорович, А.И, Черников, С.П. Гойман и И.Г, Марченко (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 886136, кл, Н 02 Н 7/10. 1980.

2. Шопен Л.В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики: Учебник для вузов, 2-е изд., перераб, и доп. M.: Энергоматиздат, 1986, с. 568, с. 355, рис. 9.5а.

„„. Ж,.„1774480 А1 (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ С ЗАЩИТОЙ

0Т ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики для коммутации тока и защиты от короткого замыкания е нагрузке.

Сущность изобретения: устройство содержит транзисторы 1, 2, 7, 9, резисторы 5, 6, 8, 10, 12, датчик 4 тока, диод 11, стабилитрон

3, одновибратор 13, генератор 14 прямоугольных импульсов. I ил. 4

Фь

06

С

1774480

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики для коммутации тока и защиты от короткого замыкания в нагрузке.

Известен транзисторный ключ, содержащий датчик тока в цепи эмиттера ключевого транзистора и вспомогательный транзистор, база которого через резистор соединена с датчиком тока, а через второй резистор и диодный ключ — с коллектором защищаемого транзистора, причем эмиттер-коллектор вспомогательного транзистора включены параллельно эмиттеру-базе ключевого транзистора, дополнительный резистор, включенный между базами ключевого и вспомогательного транзисторов

М

Известен также транзисторный ключ, содержащий датчик тока в цепи эмиттерэ ключевого транзистора, вспомогательный транзистор, базо-эмиттерный переход которого через резисторный делитель напряжения подключен к датчику тока, а коллектор подключен к базе ключевого транзистора и через резистор соединен с коллектором управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, последовательно соединенные диод и стабилитрон, подключенные между коллектором ключевого и базой вспомогательного транзисторов, э средняя точка их соединения через резистор подключена к коллектору управляющего транзистора (2). Недостатком известного транзисторного ключа является низкая надежность при включении, обусловленная возможностью несрабатывания ключевого транзистора в результате срабатывания защиты ключа вследствие "пробоя" стабилитрона и включения вспомогательного транзистора в момент подачи управляющего сигнала.

Цель изобретения — повышение надежности транзисторного ключа в момент включения.

Использование изобретения позволит повысить надежность транзисторного ключа при одинаковых режимах работы, Для повышения надежности устройства в него введены транзистор, резистор, одновибратор, генератор прямоугольных импульсов и их связи, . На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного ключа.

Ключ содержит транзисторы 1, 2, стабилитрон 3, датчик 4 тока, резисторы 5, 6, транзистор 7, резистор 8, транзистор 9, резистор 10, диод 11, резистор 12, одновибра20

55 тор 13, генератор 14 прямоугольных импульсов.

Транзисторы 1, 2 прямой проводимости подключены коллекторами к аноду диода 11 и к нагрузке, эмиттер транзистора 2 соединен с шиной питания и датчиком 4 тока, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора 1 и первым выводом резистора 5. К второму выводу последнего подключены база транзистора 7, катод стабилитрона 3 и первый вывод резистора 6, второй вывод которого соединен с шиной питания и эмиттером транзистора 7. Коллектор транзистора 7 соединен с базой транзистора 1 и через резистор Р с первым выводом резистора 10 и коллектором транзистора 9, эмиттер которого соединен с общей шиной. Второй вывод резистора 10 соединен с анодом стэбилитрона 3 и катодом диода 11, база транзистора 2 через резистор 12 соединена с выходом одновибратора 13, вход которого соединен с выходом генератора 14 прямоугольных колебаний, запускающий вход которого соединен с базой транзистора 9 и источником управляющего сигнала +Еупр, Транзисторный ключ работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника управляющего сигнала+Еупр на вход ключа открывается транзистор 9, а генератор 14 вырабатывает прямоугольные импульсы, которые преобразуются одновибратором 13 в короткие импульсы низкого уровня, которые через резистор 12 подаются на базу транзи-, стора 2, с коллектора которого снимаются короткие импульсы высокого уровня. Во время включения транзистора 2 потенциал анода диода 11 становится положительным и напряжение между змиттерсм транзистора 2 и катодом диода 11 становится меньше напряжения стабилизации стабилитрона 3 и в этот момент стэбилитрон 3, а следовательно, и транзистор 7 остаются закрытыми, и управляющий сигнал с коллектора открытого транзистора 9, подаваемый на базу транзистора 1, открывает последний и напряжение питания поступает на нагрузку.

При этом транзистор 2 находится в режиме кратковременных включений и не влияет на работу схемы, так как основной ток нагрузки протекает через транзистор 1, Пусть при возникновении перегрузки или короткого замыкания на выходе ключа транзистор 2 закрыт. При этом с датчика 4 тока снимается напряжение, которое через делитель напряжения нэ резисторах 5, 6 поступает на базу транзистора 7 и открывает его, При этом шунтируется база-змиттерный переход транзистора 1 и он

1774480 закрывается. При этом закрывается диод

11, а стабилитрон 3 "пробивается" и удерживает транзистор 7 в открытом состоянии током, протекающим по цепи: стабилитрон 3, резистор 10, открытый транзистор 9. В мо- 5 мент включения транзистора 2 коротким импульсом одновибратора 13 стабилитрон 3 закрывается, так как на время протекания импульса напряжение питания через открытый транзистор 2 поступает на анод диода 10

11 и он, кратковременно открываясь, закрывает стабилитрон 3. При этом транзистор 7 закрывается, а транзистор 1 открывается. Это ведет к росту напряжения на датчике 4 тока и открыванию транзисто- 15 ра 7 и закрыванию транзистора 1. К этому моменту транзистор 2 необходимо закрыть для того, ч го 5ы поддержать открытое состояние транзистора 7, поэтому длительность импульсов одновибратора 13 выбирается из 20 условия

Тимп < Твкл.диода+Тоткл.стаб.+Тоткл.тр.7, где Т вЂ” длительность импульса одновибратора 13;

ТБкл.диода — время включения диода 11; 25

Тоткл.стаь. — время выключения стабилитрона 3;

Тт .тр.т — время выключения транзистора 7, При устранении перегрузки или корот- 30 кого замыкания на выходе ключа он автоматически включается после поступления на базу транзистора 2 первого импульса с одновибратора 13. Таким образом, введение в схему транзисторного ключа дополнитель- 35 ных транзистора 2, резистора 12, одновибратора 13 и генератора 14 прямоугольных импульсов дает возможность устранить нежелательный "пробой" стабилитрона 3 и открывание транзистора 7, что повышает надежность транзисторного ключа при подаче управляющего сигнала +Еу» íà его вход.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки. содержащий ключевой, вспомогательный и управляющий транзисторы, четыре резистора, диод, стабилитрон и датчик тока, который включен между шиной питания и змиттером ключевого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине и-через последовательно соединенные диод и стабилитрон соединен с азой вспомогательного транзистора, база-змиттерный переход которого через резисторный делитель напряжения подключен к датчику тока, а коллектор подключен к базе ключевого транзистора и через резистор соединен с коллектором управляющего транзистора, змиттер которого соединен с общей шиной, а база — c шиной управления, средняя точка соединения диода и стабилитрона через резистор подключена к коллектору управляющего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены дополнительный транзистор, пятый резистор, одновибратор и генератор прямоугольных импульсов, вход которого подключен к шине управления, а выход соединен с входом одновибратора. выход которого через пятый резистор подключен к базе дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с шиной питания, а коллектор — с выходной шиной,