Транзисторный ключ с защитой от перегрузки

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано, например, при построении блоков питания электронной аппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит транзисторы 1, 2, 3, резисторы 4, 5, 1, 8, 9, 10, 14, 17, диод 6, конденсатор 15, элемент 2 И-НЕ 16, ключевой элемент 18, входную шину 11, выходную шину 12, управляющую щину 13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 СО

1С» (2 1,) 4878314/21 (22) 26,10,90 (46) 07.12.92. Бюл, М 45 (71) Львовский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) О. Л. Сидорович и А. И. Черников (56) Патент Франции М 2231.140, кл. Н 02 Н 9/02, 1974, Авторское свидетельство СССР

М 777821, кл. Н 03 К 17/60, 1978. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ С ЗАЩИТОЙ..

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, Ы,, 1780178 Al (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано, например, при построении блоков питания электронной аппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит транзисторы 1, 2, 3, резисторы 4, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 17, диод 6, конденсатор 15, элемент 2 И-НЕ

16, ключевой элемент 18, входную шину 11, выходную шину 12, управляющую шину 13.

1 ил.

1780178

25

50

55 первым входом логического элемента 2И—

НЕ и с вторым выводом резистора 14, первый вывод которого подкл ючен к управляющей шине, первому выводу резистора 5, катоду диода 6. Анод диода 6 соединен с базой транзистора 3 и с первым выводом резистора 9, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 1, выходной шиной 12 и с эмиттером транзистора 2. Коллектор последнего соединен с выходом ключевого элемента 18, вход которого соединен с вторым выводом резистора

4, а управляющий вход — с.вторым выводом резистора 17, Первый вывод резистора 17 подключен к выходу логического элемента

2И-НЕ 16. Второй вывод резистора 5 соединен с базой транзистора 2, Ключевой элемент 18 реализован по известной схеме.

Ключ работает следующим образом.

В исходном состоянии, т.е. при подаче нулевого относительно общей шины напряжения на управляющую шину 13, транзисторы 2 и 3 закрыты. Следовательно, коммутирующий транзистор 1 также закрыт, и на выходную шину 12 напряжение не поступает, на первом входе логического элемента 2И-НЕ 16 присутствует нулевой потенциал, на втором входе-потенциал высокого уровня, а на выходе — потенциал высокого уровня, который является открывающим для ключевого элемента 18 и через резистор 17 поступает на его управляющий вход.

Рассмотрим рабату ключа при отсутствии перегрузки по току, При поступлении положительного сигнала на управляющую шину 13 на первом входе логического элемента 2И-НЕ 16сохраняется нулевой потенциал в течение времени, определяемого параметрами RC-цепочки, состоящей из резистора 14 и конденсатора 15, на втором входе логического элемента 2И-НЕ 16 сохраняется потенциал высокого уровня, Таким образом, в момент включения ключа на выходе логического элемента 2И-НЕ 16 присутствует потенциал высокого уровня, который является открывающим для ключевого элемента 18, транзистор 2 открывается и в нагрузку начинает протекать ток по цепи, входная шина 11, резистор 4, вход-выход ключевого элемента 18, коллекторно-эмиттерный переход транзистора 2. выходная шина 12, Напряжение на нагрузке возрастает и через резистор 9 поступает на базу транзистора 3, открывая его. При этом коммутирующий транзистор 1 открывается, шунтируя цепь. содержащую резистор 4, ключевой элемент 18 и транзистор 2. Напряжение на нагрузке еще более возрастает, что приводит к дальнейшему открыванию транзисторов 3 и 1, Через открытый транзистор 1 напряжение с входной шины 11 полностью поступает на выходную шину 12 ключа.

При возникновении перегрузки по току ключ работает следующим образом. В этом случае напряжение на выходной шине 12 ключа уменьшается. Следовательно, уменьшается определяемый этим напряжением базовый ток транзистора 3. Запирание транзистора 3 ведет к запиранию транзистора 1 и дальнейшему уменьшению напряжения на выходной шине 12.

Коммутирующий транзистор 1 полностью запирается, в результате чего на втором входе логического элемента 2И-НЕ 16 появляется потенциал высокого уровня. На первом входе логического элемента 2И-НЕ 16 изменений не происходит — сохраняется потенциал высокого уровня, так как на управляющей шине 13 присутствует положительный сигнал. Следовательно, на выходе логического элемента 2И-НЕ 16 появляется потенциал низкого уровня, который является запирающим для ключевого элемента 18, последний запирается и разрывает цепь про гекания тока через резистор 4 и открь;тый транзистор 2. Ток перегрузки ограничивается до минимума, определяемого в основном током утечки коммутирующего транзистора 1, После устранения перегрузки необходимо кратковременно на время, определяемое параметрами RC-цепочки, снять управляющий сигнал и повторно подать его.

Таким образом, введенный в цепь первого управляющего транзистора ключевой элемент, а также введенные логический элемент 2И вЂ” НЕ, два дополнительных резистора и конденсатор для его управления позволяют повысить КПД ключа в режиме перегрузки на 80%.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий коммутирующий транзистор, первый и второй управляющие транзисторы, диод и шесть резисторов, эмиттер коммутирующего транзистора непосредственно, а коллектор первого управляющего транзистора через первый резистор подключены к входной шине устройства, эмиттер первого управляющего транзистора, база которого через второй резистор соединена с управляющей шиной, и коллектор коммутирующего транзистора объединены и подключены к выходной шине устройства. база второго управляющего транзистора, эмиттер которого через третий резистор, а коллектор через четвертый резистор соединен с общей шиной и базой ком1780178

Составитель О. Сидорович

Техред M.Óîðãåíòàë Корректор M. Демчик

Редактор

Заказ 4441 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, ул.Гагарина, 101 мутирующего транзистора соответственно, через диод соединена с управляющей шиной, а через пятый резистор — c выходной шиной, база коммутирующего транзистора через шестой резистор соединена с входной шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены логический элемент 2И вЂ” НЕ, два дополнительных резистора, конденсатор и ключевой элемент, первый вход логического элемента через первый дополнительный резистор соединен с катодом диода и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, второй вход логического элемента соединен с коллектором

5 второго управляющего транзистора, а выход через второй дополнительный резистор соединен с управляющим входом ключевого элемента, вход которого подключен к второму выводу первого резистора, а выход — к

10 коллектору первого управляющего транзистора,