CS219232B1 - Zapojení na spínání induktivní zátěže - Google Patents

Abstract

Cílem vynálezu je zjednodušit zapojení na spínání induktivní zátěže, umožnit rychlejší opakované spínání induktivní zátěže a usnadnit připojování dalších induktivních zátěží. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením na spínání induktivní zátěže, v němž je k prvnímu pólu zdroje stejnosměrného- napětí připojen jedním koncem vybíjecí člen, -sestávající z vybíjecího odporu a vybíjecí diody v sérii, jehož druhý konec je připojen jednak přes kondelnzátor a dále přes spínač v sérii na druhý pól zdroje stejnosměrného napětí, jednak přeis nabíjecí odpor případně v sérii s nabíjecí diodou na bázi budicího tranzistoru. 'Emitor budicího tranzistoru je připojen n-a první pól zdroje stejnosměrného napětí a jeho kolektor je připojen jednak na bázi vstupního tranzistoru výkonového emitorového sledovače, jednak přes zatěžovací odpor na druhý pól zdroje stejnosměrného napětí. Kolektor výstupního tranzistoru výkonového emitorového sledovače je připojen na první pól zdroje stejnosměrného napětí a jeho emitor přes induktivní zátěž mezí spínač a kondenzátor, přičemž -mezi emitor *a kolektor budicího tranzistoru je zapojena Zenerdva dioda.

Description

Vynález se týká zapojení na spínání induktivní zátěže, například elektromagnetů, krokových elektromotorů a podobně.

Při spínání induktivní zátěže je v mnohých případech požadováno, aby počáteční proud, tekoucí indukčnosti, dosahoval vyšších hodnot a jeho nárůst při zapnutí byl co nejrychléjší 'a aby po uplynutí přechodového- děje, to je například po- přitažení kotvy elektromagnetu, provedení kroku krokového· elektromotoru a podobně, tento proud poklesl na udržovací úroveň. Jedno· 'ze známých cp-atření ke splnění tohoto požadavku jo zapojit do každé induktivní zátěže odpor s paralelním kondenzátorem. Toto opatření je sice jednoduché, avšak rozměrné a hlavní jeho nevýhodou je, že poměrně velká časová konstanta odporu a kondenzátoru brání rychlejšímu opakovanému spínání induktivní zátěže.

U dalšího známého opatření se používá přepínání dvo-u zdrojů napětí výkonovými tranzistory a jejich ovládání je odvozeno od monostabilního klopného obvodu, pro jehož spuštění je zapotřebí, aby ovládací signál byl synchronizován se signálem ovládajícím spínač induktivní zátěže. Nevýhodou tohoto •opatření je složitost zapojení, v mnohých případech obtížnost vytvoření ovládacího signálu pro spuštění klopného obvodu. Je totiž nutné, aby použitý klopný obvod byl konstruován s prodlužovanou dobou kyvu a v případě použití integrovaného· monostabilního klopného- obvodu je zapotřebí dalšího napájecího zdroje.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení na spínání induktivní zátěže podle vynálezu, jehož podstatou je, že k prvnímu pólu zdroje stejnosměrného napětí je připojen jedním koncem vybíjecí člen, sestávající z vybíjecího odporu a vybíjecí diody v sérii, jehož druhý konec je připojen jednak přes kondenzátor a dále přes spínač v sérii na druhý pól zdroje stejnosměrného· napětí, jednak přeis nabíjecí odpor případně v sérii s nabíjecí diodou na bázi budicího tranzistoru, jehož emitor je připojen na první pól zdroje stejnosměrného napětí a jehož kolektor je připojen jednak na bázi vstupního tranzistoru výkonového· emitorového- sledovače, jednak přes zatěžovací odpor na druhý pól zdroje stejnosměrného napětí, kdežto kolektor výstupního tranzistoru výkonového emitorové ho- sledovače je připojen ,na první pól zdroje stejnosměrného· napětí a jeho emitor přes induktivní zátěž mezi spínač a kondenzátor, přičemž mezi emitor a kolektor budicího tranzistoru je zapojena Zenerova dioda.

Výhodou zapojení podle vynálezu, kromě toho, že odstraňuje uvedené nevýhody, je jeho jednoduchost a možnost snadného připojování dalších induktivních zátěží.

Příklad zapojení na spínání induktivní zátěže je znázorněn na připojeném výkresu schematicky.

Ke kladnému polu+zdroje stejnosměrného naipětí U je připojena přeis první vybíjecí odpor Rvi katoda první vybíjecí diody Dvl, jejíž anoda je připojena jednak přes první kondenzátor Cl a dále přes první spínač Sl v Sérii na záporný pól — zdroje U stejnosměrného napětí, jednak na katodu první nabíjecí diody Dni, jejíž anoda je připojena přes nabíjecí odpor Rn na bázi budicího tranzistoru TI typu pnp·. Emitor budicího tranzistoru TI je připojen na kladný pól + zdroje U stejnosměrného napětí, kdežto jeho kolektor je připojen jednak přes zatěžovací odpor Rz na kladný pól + zdroje U stejnosměrného napětí, jednak na bázi vstupního tranzistoru T2 typu npn výkonového emitorového sledovače VES. Výstupní tranzistor T3 typu npn výkonového emitorového Sledóvače VES je se vstupním tranzistorem T2 v Darlingtonově zapojení a oba spolu tvoří zesilovač zapojený jako výkonový emitoro-vý sledovač VES. Kolektor výstupního tranzistoru T3 je připojen na kladný pól + zdroje U stejnosměrného napětí, kdežto jeho emitor je připojen pře's první induktivní zátěž LI mezi první kondenzátor Cl a první spínač Sl. K emitoru budicího tranzistoru TI je připojena katoda Zenerovy diody Dz, jejíž anoda je připojena ke kolektoru budicího tranzistoru TI. Stejným způsobem jsou zapojeny druhá nabíjecí dioda Dn2, druhý vybíjecí odpor Rv2, druhá vybíjecí dioda Dv2, druhý kondenzátor C2, druhý spínač S2 pro druhou induktivní zátěž L2 a rovněž třetí nabíjecí dioda Dn3, třetí vybíjecí odpor Rv3, třetí vybíjecí dioda Dv3, třetí kondenzátor C3 a třetí spínač S3 pro třetí induktivní zátěž L3. Induktivních zátěží může být připojeno stejným spůsobem i více, přičemž pro každou nabíjecí diodu Dni, Dn2, Dn3, případně další může být použito samostatného nabíjecího odporu místo společného nabíjecího odporu Rn.

Jako výkonového emitorového sledovače VES lze použít i jiného vhodného zapojení, například i s jedním tranzistorem. V tomto případě je tento· tranzistor současně vstupním i výstupním. Při použití tranzistorů jiného· typu je samozřejmě nutné přizpůsobit polaritu zdroje U stejnosměrného napětí a diod. Použije-li se nabíjecího odporu Rn, případně samostatných nabíjecích odporů, které jsou mnohem větší než první, druhý a třetí vybíjecí odpor Rvi, Rv2, Rv3, může první, druhá a třetí dioda Dni, Dn2, Dn3 odpadnout.

Ve stavu klidu, kdy není zapnut žádný spínač Sl, S2, S3, protéká budicím tranzistorem pouze zbytkový proud a hodnota napětí na zatěžovacím odporu Rz je dána velikostí stejnosměrného· napětí U a použitou Zenerovou diodou Dz. Po zapnutí prvního spínače Sl začne být buzen budicí tranžiistor TI proudem, který protéká z kladného pólu + zdroje U stejnosměrného napětí emitorem budicího tranzistoru TI přes nabíjecí odpor Rn, nabíjecí diodu Dni, první kondenzátor Cl a první spínač Sl k zápornému pólu — zdro219 2 je U stejnosměrného napětí. Budicí tranzistor TI se otevře a na zatěžovacím odporu Rz se objeví napětí U, zmenšené pouze o úbytek napětí na otevřeném budicím tranzistoru TI. Tímto napětím je buzen výkonový emitorový sled ov ač VES. Po jeho vybuzení se na první induktivní zátěži Ll objeví napětí U, tedy spouštěcí napětí. Jakmile se mezitím nabije první kondenzátor Cl, přestane být budicí tranzistor TI buzen, uzavře se a na zatěžováním odporu Rz se objeví napětí dané statickými hodnotami stejnosměrného napětí U a použité Zenerovy diody Dz. Výkonový emítorový sledovač VES je buzen od tohoto okamžiku jen tímto napětím a na první induktivní zátěži Ll se objeví napětí, které odpovídá napětí na zatěžovacím odporu Rz zmenšeném o úbytek napětí na výkonovém emitorovém sledovací VES, tedy udržovacímu napětí. Zaipne-li se další spínač S-2, případně i S3, proběhne popsaný cyklus zno-

Claims (1)

1. pRedmět

   Zapojení na spínání induktivní zátěže, vyznačené tím, že k prvnímu pólu zdroje (U J stejnosměrného napětí je připojen jedním koncem vybíjecí člen, sestávající z prvního, druhého a třetího vybíjecího odporu (Rvi, Rv2, Rv3) a první, druhé a třetí vybíjecí diody (Bvjl, Dvá, DV3) v sérii, jehož druhý konec je připojen jednak ipřes první, druhý a třetí kondenzátor (iQl, C2, C3) a dále přes první, druhý a třetí spínač (Sl, S2,S3) v sérii na druhý pól zdroje (4) stejnosměrného napětí, jednak přeis nabíjecí odpor (Rn) případně v sérii s první, druhou a třetí nabíjecí diodou (Dni, Dn2, Dn3) na bázi budicího tranzistoru (Ti ), jehož emitor je připojen na.

   vu, přičemž na první induktivní zátěži Ll se objeví opět napětí U, aby po krátké době bylo vystřídáno- napětím menším, udržovacím, jako na druhé a třetí induktivní zátěži L2, L3. Po vypnutí prvního, druhého a třetíhó spínače Sl, S2, S3 se první, druhý a třetí kondenzátor Cl, C2, C3 vybije přes první, druhou a třetí vybíjecí diodu Dvl, Dv2, Dv3 a první, druhou a třetí vybíjecí odpor Rvi, Rv2, Rv3 jako Vybíjecí členy. Zapojení belz první, druhé .a třetí nabíjecí diody Dni, Dn2, Dn3 pracuje stejným způsobem. Velký poměr nabíjecího odporu Rn, případně samostatných nabíjecích odporů k prvnímu, druhému a třetímu vybíjecímu odporu Rvi, Rv2, Rv3 se požaduje proto, aby vybíjecí proud prvního kondenzátoru Cl neovlivňoval příliš nabíjecí proud druhého a třetího kondenzátoru C2, C3 v sousedních větvích.

   první pól zdroje (U) stejnosměrného napětí a jehož kolektor je připojen jednak na bázi vstupního tranzistoru [T2j výkonového emitorového sledovače (VES), jednak přes zatěžovací odpor (Rz) na druhý pól zdroje (U) stejnosměrného napětí, kdežto kolektor výstupního tranzistoru (T3) výkonového emitorového sledovače (VES) je připojen na první pól zdroje (U) stejnosměrného napětí a jeho emitor pres první, druhou a třetí induktivní zátěž (Ll, L2, L3) melzi první, druhý a třetí spínač (Sl, S2, S3) a první, druhý a třetí kondenzátor (Cl, C2, C3), přičemž mezi emitor a kolektor budicího tranzistoru (TI) je zapojena Zenerova dioda (Dz).