Транзисторный импульсный ключ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>9?0691 л.

7ф

4 Фф .,4, ф ;-..

ЬФР.4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3assneно 14. 04. 81 (21) 327730б/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.1082. Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 30.10 ° 82 (И) М.Кл.з

Н 03 К 17/56

Н 02 М 1/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314.. 925 (088. 8) 4 (72} Автор изобретения

В.А. Коровин ч у 4 t 1

I (71) Заявитель

4

I (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ КЛЮЧ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами, тиристорными преобразователями и другими устройствами,с защитой от токов перегрузок.

Известны дискретные транзисторные усилители, содержащие входной и вы- .ходной транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером, и защитную ячейку на дополнительном транзисторе и диодах (1).

Недостатком известных устройств является невысокая надежность, обус- ловленная инерционностью срабатывания защитной ячейки.

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный импульсный ключ, содержащий датчик тока, один вывод которого подсоединен через нагрузку к клемме для подключения минусового вывода первого источника тока, а второй через коллекторнозмиттерный переход соединен с клеммой для,подключения плюсового вывода второго источника тока, при этом змиттер силового транзистора подсоединен через первый резистор к его . базе и к первому выводу второго резистора, управляющий транзистор, эмиттер которого подсоединен к клемме для подключения минусового вывода первого источника тока и через третий резистор к его коллектору, четвертый резистор, один из выводов которого подсоединен к клемме для подключения источника управляющего напряжения ().

Недостаток такого устройства за«ключается в невысокой надежности, обусловленной инерционностью срабатывания защиты и отсутствием аварийного режима в цепи нагрузки.

Цель изобретения — повьыение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что известный ключ. снабжен резистивным делителем напряжения, компаратором и дополнительным транзистором, коллектор и база которого подсоединены соответственно ко второму выводу второго и четвертого резисторов, и эмиттер связан с коллектором управляющего транзистора, база которого соединена с выходом компаратора, входы которого подсоединены соответственно к точке соединения датчика тока с нагрузкой .и к средней точке резистивного делителя, крайние выводы которого связаны с коллекто970691 ром силового транзистора и с клеммой для подключения минусового вывода первого источника тока.

На чертежа показана принципиальнал электрическая схема транзистор-. ного импульсното ключа. 5

Т ран з и ст орный импульсный ключ содержит силовой транзистор 1, включенный последовательно с источниками питания, датчиком 2 тока и нагрузкой

3„ четыре резисторы 4-7, первый 4 10 иэ которых включен между эмиттером и базой силового транзистора 1, предоконечный транзистор 8, коллектор, база и эмиттер которого через второй 5, четвертый б, третий 7 ре- 15 зисторы подключены соответственно к базе силового транзистора 1, к клемме для подключения источника управляющего напряжения и к клемме для подключения минусового вывода первого источника питания, управляющий транзистор 9, коллектор-эмиттерный переход которого включен параллельно третьему резистору 7, компаратор 10, выход которого подключен к базе управляющего транзистора 9, делитель 11 напряжения, включенный между коллектором силового транзистора 1 и клеммой для подключения минусового вывода первого источника питания, причем первый и второй входы компаратора 10 подключены соответственно к точке соединения датчика 2

I тока с нагрузкой 3 и к среднему выводу делителя 11 напряжения.

Транзисторный импульсный ключ работает следующим образом.

При отсутствии сигнала управления устройством предоконечный транзистор

8 заперт независимо от состояния управляющего транзистора 9. При этом 40 базовый ток силового транзистора 1 равен нулю, силовой транзистор 1 заперт и напряжение на.нагрузке 3 равно нулю.

При поступлении сигнала управле- 45 ния через четвертый резистор 6 начинает протекать базовый ток предоконечного транзистора 8. Величина этого тока, а следовательно, и коллекторного тока предоконечного транзистора 8 зависит от состояния управляющего транзистора 9 ° При насыщенном состоянии управляющего транзистора

9 предоконечный транзистор 8 насыщен, и его коллекторный ток ограничивается вторым резистором 5. Запирание управляющего транзистора 9 приводит к введению в цепь эмиттера предоконечного транзистора 8 третьеzo резистора 7, который ограничивает эмиттерный, а следовательно, и кол: лекторный ток предоконечного транзистора 8. Уменьшение коллекторного тока предоконечного транзистора 8 приводит к уменьшению коллекторного тока силового транзистора 1. Сопро- 65 тивление резистора 7 выбирается таким, чтобы уменьшить величину коллекторного тока транзистора 1 при коротком замыкании нагрузки до величины, безопасной с точки зрения перегрева этого транзистора.

Датчик 2 тока, нагрузка 3 и делитель 11 напряжения образуют мостовую схему, знак напряжения на диагонали которого зависит от величины сопротивления нагрузки 3. Отношение резисторов в делителе 11 напряжения равно отношению сопротивления датчика 2 тока к минимальному сопротивлению нагрузки 3.

Если сопротивление нагрузки 3 больше или равно номинальному значению, напряжение на первом входе компаратора 10 больше, чем на втором, что приводит к.появлению .на выходе компаратора 10 высокого уровня потенциала, насыщению управляющего 9, а следовательно, и силового 1 транзистора.

Если сопротивление нагрузки 3 меньше минимального значения, то напряжение на первом входе компаратора

10 меньше, чем на втором, на выходе компаратора 10 устанавливается уровень низкого потенциала, управляющий транзистор 9 заперт, и по силовому транзистору 1 протекает небольшой по величине ток, удерживающий компаратор

l0 в состоянии низкого выходного потенциала.

После устранения аварийного режима в цепи нагрузки 3 знак напряжения на диагонали мостовой схемы изменяется на противоположный, управляющий транзистор 9 переходит в насыщенное состояние, что обеспечивает автоматическое возвращение устройства в рабочее состояние.

Предлагаемое устройство не содержит элементов задержки, т.е. имеет предельно высокое быстродействие срабывания защиты. Это обеспечивает существенное увеличение надежности устройства за счет исключения бросков тока силового транзистора при первоначальном включении устройства на короткозамкнутую нагрузку, а также при коротком замыкании нагрузки при включенном состоянии ключа.

Автоматическое возвращение устройства в рабочее состояние после устранения аварийного режима в цепи нагрузки позволяет исключить необходимость переключения сигнала управления или источника питания, что значительно упрощает управление устройства и расширяет область его применения.

Формула изобретения

Транзисторный импулЬсйый ключ, содержащий датчик тока, один вывод

970691

+En

Составитель B. Костюхин

Редактор Н.Безродная ТехредЖ.Кастелевич Корректор А.Гриценко

Заказ 8426/76 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосквар Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого подсоединен через нагрузку к клемме для подключения минусового вывода первого источника тока и второй вывод через коллекторно-эмиттерный переход соединен с клеммой для подключения плюсового вывода второго источника тока, при этом эмиттер силового транзистора подсоединен через первый резистор к его базе и к первому выводу второго резистора, управляющий транзистор, эмиттер которого подсоединен к клемме для подключения минусового вывода первого источника тока и через третий резистор к его коллектору, четвертый резистор один из выводов которого подсоединен к клемме для подключения источника управляющего напряжения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен резистивным делителем напряжения, 6 компаратором и дополнительным транзистором, коллектор и база которого подсоединены соответственно ко второму выводу второго и четвертого резисторов и эмиттер соединен с коллектором управляющего транзистора, база которого соединена с выходом компаратора, входы которого подсоединены соответственно к точке соединения датчика тока с нагрузкой и к

10 средней точке резистивного делителя, крайние выводы которого соединены с коллектором силового транзистора и с клеммой для подключения минусового вывода первого источника тока.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9344547, кл. Н 02 Н 7/20, 1972. . 2. Авторское свидетельство СССР

2р Р438114, кл. Н 03 К 17/56, 1974.