Коммутатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпии (61) Дополнительное к авт. -вил-ву— (22) Заявлено 21.03.77 (21) 2465275/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.08:78Бюллетень № 31 (46) Дата опубликования описания 30.06,78. Гасударственных комктет

Советв Мкнкотроо СССР оо делам кзооретеккй н открытий (72) Автор изобретения

В. В. Андрущук

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. N. И. Калинина (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в коммутационной аппаратуре для регулирования напряжения постоянного тока, подаваемого на активно-индуктивную нагрузку, например электродвигатель и другие устройства.

Известны коммутирующие устройс-.ва на последовательно соединенных транзисторах с подключенной параллельно одному нв ннв нвгрувной (11

Недостатками этих устройств являются наличие сквозных токов, которые возникают в переходной период переключения транзисторов, и низкая надежность.

Бель изобретения - устранение сквозных токов и повышение надежности.

Бель достигается тем, что в коммутатор, содержащий соединенные последовательно силовые транзисторы, диоды и нагрузку, подключенную между колллектором и эмиттером одного из силовых трййзисторов, введены датчики тока, ключи и модулятор длительности, вход которого подключен к управляющей шине, а выходы через ключи соединены с базами соответствующих силовых транзисторов, переход коллектор-эмиттер каждого из которых эашунтирован соединенными последовательно диодом и датчиком тока, причем другие выходы датчиков тока подключены к другим входам ключей.

На чертеже представлена блок-схема коммутатора., Она содержит силовые транзисторы 1 и 2, которые соединены между собой последовательно и выходными зажимами подключены к источнику питания. К коллектору и эмиттеру транзистора 2 подключена активно-индуктивная нагрузка Э„например якорь двигателя. Нагрузка шунтирована целочкой, состоящей из последовательно соединенных обратного диода 4 и датчика 5 тока. .Параллельно силовому транзистору 1 включена цепочка, состоящая иэ последовательно соединенных обратнот о диода 6 и датчика 7 тока. Первый выход модулятора 8 длительности соеди« нен через ключ 9 с базой силового транзистора 1. Второй выход модулятора 8

621095 длительности соединен через ключ 10 с базой силового транзистора 2. Импульсы управления, вырабатываемые модулятором

8 длительности по первому и второму выходу, находятся в противофазе. Выход датчика 5 тока соединен с управляющим входом ключа 10. Выход датчика 7 тока соединен с управляющим входом ключа 9 °

Коммутатор работает следующим образом.

При подаче на вход модулятора 8

10 длительности управляющего сигнала )3 на его выходах появляется импульс продолУ жительностью, пропорциональной сигналу управления. Импульсы управления, формируемые на первом и втором выходах модуf5 лятора 8 длительности находятся в противофазе и обеспечивают поочередную коммутацию силовых транзисторов 1 и 2.

Рассмотрим двигательный режим работы, когда от источника потребляется ток при открытии транзистора 1 и происходит замыкание тока нагрузки через диод 4 при закрытии транзистора 1.

Пусть транзистор 1 открыт, в транзистор 2 закрыт.,Нагрузка 3 будет под ключена к источнику питания. Обратные диоды 4 и 6 закрыты. Выходной сигнал с датчиков 5 и 7 тока отсутствует. Ключи 9 и 10 открыты. Поэтому на базу транзистора 1 проходит импульс управления, а на базе транзистора 2 сигнал отсутствует. Такое состояние схемы длится до тех пор, пока не переключится модулятор 8 длительности и на первом его выходе амплитуда импульса управления не станет равной нулю. Транзистор 1 закроется и тут же под действием ЭЙС самоиндукции нагрузки 3. откроется диод

4 и через датчик 5 тока пойдет,ток.

Сигнал с выхода датчика 5 тока закроет 40 ключ 10 и не разрешит подачу отпирающего импульса с выхода модулятора 8 длительности на базу транзистора 2. Транзистор 2 останется закрытым в течение этого интервала времени. 45

При переходе в тормозной режим работы распределение токов в схеме изменится. Тормозной режим начинается с момента, когда в период закрытия транзистора 1 ток нагрузки,, протекающий через диод 4, спадает до нуля. При этом . выходной сигнал датчика 5 тока становится равным нулю и ключ 10 открывается. Импульс управления, который в этот период времени поступает с выхода модулятора 8 длительности, попадает на бвэу транзистора 2 и открывает его. Под действием противо ЭДС самоиы дукции чер транзистор 2 потечет тормозной ток. При последующей коммутации транзистор 2 закрывается, а транзистор 1 должен открыться. Но при закрытии транзистора 2 под действием ЭДС самоиндукции нагрузки 3 откроется обратный диод 6 и на выходе датчика 7 тока появится сигнал, который закроет ключ

9 и не пропустит отпирающий импульс нв базу транзистора 1. Транзистор 1 останется закрытым в течение всего ин- . тервала коммутации. С приходом очередного отпирающего импульса нв базу транзистора 2, последний открывается и через него вновь потечет ток динамического торможения. Лиод 6 в этот момент закрывается, сигнал на выходе датчика 7 тока станет равным нулю, ключ 9 открывается. Однако транзистор 1 остается закрытым, так как к этому времени отпирающий импульс на выходе модулятора 8 длительности станет равным нулю.

Таким образом, в результате воздействия сигналов с датчиков 5 и 7 токе на управляющие входы ключей 10 и 9 силовые транзисторы 1, 2 включаются только в тех случаях, когда это требуется в зависимости от режима работы.

В коммутаторе исключается поочередное переключение транзисторов 1 и 2, благодаря наличию дополнительных связей с датчиков 5, 7 тока н дополнительных ключей 9, 10. Это приводит к устранению сквозных токов через транзисторы и повышению надежности работы устройства.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий соединенные последовательно силовые транзисторы, диоды и нагрузку, подклеенную между коллектором и эмиттером одного иэ силовых транзисторов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью устранения сквозных токов и повышения надежности, введены датчики тока, ключи и модулятор длительности, вход которого подключен к управляющей шине, а выходы через ключи соединены с базами соответствующих силовых транзисторов, переход коллекторэмиттер каждого иэ которых зашунтирован соединенными последовательно диодом и датчиком тока, причем другие выходы датчиков тока подключены к другим в ходам ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Конев Ю, Н. Транзисторные импульсные устройства управления электродвигателями и электромагнитными механизмами. изд, Энергия, 1964, с. 32-33.

621095

Составитель Л. Закарова

Редактор Н. Хлудова Техред 3. Фанта Корректор Н. Тупида

Заказ 4675/52 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР !ho делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4