Транзисторный ключ

 

Транзисторный ключ предназначен преимущественно для использования в импульсных модуляторах радиопередатчиков, а также в преобразователях напряжения/ В ключ введены дополнительные транзисторы 10, 11, диоды 12, 13, 14, конденсатор 15 и резисторы 16, 17, 18, а также датчик 19 тока и тиристор 20 с соответствующими связями. В результате обеспечиваются защитное форсированное запирание ключа при аварийном коротком замыкании нагрузки, выдержка времени запертого состояния ключа и его автоматическое повторив включение. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1774486 А1 (51)5 Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-" ." :::иц1

u Ф О-. . Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Транзисторный ключ предназначен преимущественно для использования в импуль М

4 (21) 4916766/21 (22) 05,03.91 (46) 07.11.92, Бюл. N 41 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (72) В.С. Уманский (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11332200888899,, к л, Н 03 К 17/60, 1985. сных модуляторах радиопередатчиков, а также в преобразователях напряжения. В ключ введены дополнительные транзисторы

10, 11, диоды 12, 13, 14,конденсатор 15 и резисторы 16, 17, l8, а также датчик 19 тока и тиристор 20 с соответствующими связями.

В результате обеспечиваются защитное форсированное запирание ключа при аварийном коротком замыкании нагрузки, вы-,. держка времени запертого состояния, ключа и его автоматическое повторное включение. 1 ил.

1774486

Изобретение может быть использовано главным образом в импульсных модуляторах радиопередатчиков, а также в преобразователях напряжения.

Известен транзисторный ключ, который содержит первый и второй транзисторы, первый диод, первый резистор и первый конденсатор. При этом с первой выходной шиной ключа соединен коллектор первого транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором второго транзистора. База первого транзистора через первый резистор, зашунтированный первым диодом, включенным в непроводящем направлении, подключена непосредственно к первой управляющей шине и.через первый конденсатор к эмиттеру второго транзистора, база которого присоединена к второй управляющей шине, Недостаток транзисторного ключа состоит в том, что в нем отсутствует защита от аварийного короткого замыкания в цепи внешней нагрузки, Целью изобретения является обеспечение защиты от коротких замыканий в цепи внешней нагрузки.

Сущность предложения состоит в том, что в транзисторный ключ введены дополнительные третий и четвертый транзисторы, второй, третий и четвертый диоды, второй конденсатор, второй, третий и четвертый резисторы, а также датчик тока и тиристор.

При этом база второго транзистора через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй и третий диоды соединена с эмиттерами второго и третьего транзисторов. Коллектор последнего соединен через второй резистор с базой четвертого транзистора, которая через третий резистор соединена с его коллектором и с первой управляющей шиной. Змиттер четвертого транзистора соединен с анодом четвертого диода, катод которого через второй конденсатор и четвертый резистор подключен соответственно к аноду третьего. диода и к аноду тиристора. Катод последнего соединен с базой второго транзистора и с первым выходным выводом датчика тока, второй выходной вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора. Вход датчика тока включен последовательно в цепь одной из выходных шин ключа, Благодаря введению в транзисторный ключ дополнительных двух транзисторов, трех диодов, конденсатора, трех резисторов, а также датчика тока и тиристора с указанными выше связями достигается форсированное запирание ключа при возникновении короткого замыкания во внешней нагрузке. Последующее автоматическое повторное включение при этом обеспечивается спустя некоторое время задержки, Признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого технического решения, в иных известных технических решениях не обнаружено. Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого транзисторного ключа, Предлагаемый транзисторный ключ содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, первый диод 3, первый резистор 4, первый конденсатор 5, первую 6 и вторую 7 выходные шины, первую 8 и вторую 9 управляющие шины. В него введены дополнительные третий 10 и четвертый 11 транзисторы, второй 12, третий 13 и четвертый 14 диоды, второй конденсатор 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 резисторы, а также датчик 19 тока (например, трансформатор тока) и тиристор 20.

При этом с первой выходной шиной 6 ключа соединен коллектор первого транзистора 1, эмиттер которого соединен с коллектором второго транзистора 2. База первого транзистора 1 через первый резистор 4, зашунтированный первым диодом 3, включенным в непроводящем направлении, подключена непосредственно к первой управляющей шине 8 и через первый конденсатор 5 к эмиттеру второго транзистора 2, База последнего присоединена к второй управляющей шине 9, Кроме того, в предлагаемом устройстве база второго транзистора 2 через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй 12 и третий 13 диоды соединена с эмиттерами второго 2 и третьего 10 транзисторов, Коллектор транзистора 10 соединен через второй резистор

16 с базой четвертого транзистора 11, которая через третий резистор 17 соединена с его коллектором и с первой управляющей шиной 8. Эмиттер четвертого транзистора

11 соединен с анодом четвертого диода 14, катод которого через второй конденсатор 15 и четвертый резистор 18 подключен соответственно к аноду третьего диода 13 и к аноду тиристора 2О, Катод последнего соединен с базой второго транзистора 10 и с первым выходным выводом 21 датчика 19 тока, второй выходной вывод 22 которого соединен с управляющим электродом тиристора 20. Вход датчика 19 тока включен последовательно в цепь одной иэ выходных шин ключа (например, между эмиттером .транзистора 2 и второй выходной шиной 7).

1774486

Предлагаемый транзисторный ключ работает следующим образом.

На шину 8 поступает постоянное напряжение положительной полярности относительно эмиттера транзистора 2. Этим напряжением заряжается конденсатор 5, При нулевом значении управляющего тока

lynp в шине 9 транзистор 2 остается запертым, соответственно заперт и транзистор 1.

В этих условиях ток во внешней нагрузке, подключенной к шинам 6, 7, не протекает.

Тиристор 20 и транзистор 10 при этом тоже заперты, а транзистор 11 открыт. Через него и диоды 13, 14 заряжается конденсатор 15, диод 12 при этом заперт. B момент подачи на шину 9 управляющего тока tynp происходит отпирание транзистора 2. Транзистор 1 при этом также отпирается ввиду того, что через его база-эмиттерный переход начинает протекать ток по цепи; шина 8 — резистор

4 — транзистор 2. Диод 3 остается в этих условиях запертым, а ток через внешнюю нагрузку и датчик 19 тока протекает. Если ток нагрузки не превышает допустимой величины; то выходное напряжение датчика тока оказывается недостаточным для отпирания тиристора 20. Транзистор 10, как и диод 12, остается запертым.

Если в цепи нагрузки, подключенной к шинам 6, 7, возникает аварийное короткое замыкание, то ток через датчик 19 резко возрастает, что вызывает отпирание тиристора 20. Конденсатор 15 начинает разряжаться по цепи: верхний вывод конденсатора 15, имеющий положительный потенциал, — резистор 8 — тиристор 20 — база-эмиттерный переход транзистора 10. зашунтированный резистором 23,— база-эмиттерный переход транзистора 2, зашунтированн ый резистором 24, — диод 12— нижний вывод конденсатора 5, имеющий отрицательный потенциал. Диод 13, транзистор 11 и диод 14 при этом запираются, а к база-эмиттерному переходу транзистора 2 прикладывается отрицательное напряжение, обеспечивающее защитное форсированное запирание ключа. Транзистор 1 в этих условиях запирается по коллекторнобазовому переходу через диод 3, в результате чего протекание тока в цепи внешней нагрузки прекращается. Запертое состояние ключа продолжается до тех пор, пока конденсатор 15 не разрядится полностью, после чего тиристор 20 и транзистор 10 переходят в запертое состояние, а транзисторы 2 и 11 вновь отпираются. Этим достигается автоматическое повторное включение ключа, Выдержка времени, в течение которого ключ остается запертым, определяется величиной постоянной времени

Т©R18C15, где R18 и C15 — соответственно величины сопротивления резистора 18 и емкости конденсатора 15.

Наличие упомянутой выдержки времени позволяет понизить частоту повторных (" пробных" ) включений при длительном коротком замыкании в цепи нагрузки, Как следствие, уменьшается средняя мощность, рассеиваемая в транзисторах ключа, и тем повышается его надежность.

Итак, положительный технический эф; фект от использования предлагаемого усовершенствованного транзисторного ключа состоит в обеспечении защиты при аварийном коротком замыкании в цепи внешней нагрузки, Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий первый и второй транзисторы, первую и вторую управляющие шины, коллектор первого транзистора подключен к первой выходной шине, а эмиттер соединен с коллектором второго транзистора, база и эмиттер которого подключены соответственно к первой управляющей шине и второй выходной шине, а также конденсатор, ограничитель тока и диод, причем база первого транзистора через ограничитель тока и диод, которые соединены параллельно, подключены к второй управляющей шине и одному выводу конденсатора, другой вывод которого соединен с второй выходной шиной, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью защиты от коротких замыканий, во внешней нагрузке введены дополнительные третий и четвертый транзисторы, второй, третий и четвертый диоды, второй конденсатор, второй, третий и четвертый резисторы, а также датчик тока и тиристор, причем база второго транзистора через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй и третий диоды соединены с эмиттерами второго и третьего транзисторов, коллектор третьего транзистора соединен через второй резистор с базой четвертого транзистора, которая через третий резистор соединена с ега же коллектором и с первой управляющей шиной, эмиттер четвертого транзистора соединен с анодом четвертого диода, катод которого через второй конденсатор и четвертый резистор подключены соответственно к аноду третьего диода и к аноду тиристора, катод . которого соединен с базой третьего транзистора и первым выходным выводом датчика тока, второй выходной вывод которого соединен с убавляющим электродом тиристара, а вход двтчика така включен последовательно в цепь одной из выходных шин ключа,