CZ124695A3 - Switching circuit - Google Patents

Switching circuit Download PDF

Info

Publication number
CZ124695A3
CZ124695A3 CZ951246A CZ124695A CZ124695A3 CZ 124695 A3 CZ124695 A3 CZ 124695A3 CZ 951246 A CZ951246 A CZ 951246A CZ 124695 A CZ124695 A CZ 124695A CZ 124695 A3 CZ124695 A3 CZ 124695A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fet
control
switching circuit
voltage
line
Prior art date
Application number
CZ951246A
Other languages
English (en)
Inventor
Dennis Malcolm Pryor
Michael Challis
Original Assignee
Raychem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raychem Ltd filed Critical Raychem Ltd
Publication of CZ124695A3 publication Critical patent/CZ124695A3/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/025Current limitation using field effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

Vynález se týká ochrany elektrických obvodu před. nadprbudyJ například před nadproudy vzniklými chybou zařízení, elektrostatickými výboji a jinými možnostmi ohrožení.
Uspořádání spínacího obvodu je obvykle dvousměrné, což znamená, že se zabývá proudy, které jím protékají kterýmkoliv směrem, a zvláště pak střídavým proudem. Obecně lze říci, že zařízení pracuje jako spínač, který je za normálních podmínek sepnutý, a rozepíná se jako odezva na chybu vzniklou nadproudem. Toto zařízení je zvláště užitečné na komunikačních linkách, které mají stejnosměrné předpětí, ze kterého může být generováno napětí.
Dosavadní stav techniky
Jedno uspořádání relativně jednoduchého spínacího obvodu, je popsáno v německé patentové přihlášce 37 25 390, podané na jméno Wichmann-Werke GmbH, dne 31.července 1987. U tohoto uspořádání je použita řada spínacích tranzistorů, které řídí proud obvodu, a dále řídící tranzistory, které ovládají bázové a hradlové napětí spínacích tranzistorů. Bázové nebo hradlové napětí řídících tranzistorů je nastaveno napěťovým děličem, který přemosťuje spínací tranzistor tak, že zjistí-li zařízení nadproud,na řídícím tranzistoru vznikne předpětí, stane se vodivým a vypne spínací tranzistor. Ačkoliv je toto zařízení jednoduché, není dvousměrné a má nevýhodu v tom, že při normálním provozu vzniká na zařízení pokles napětí, ještě před tím, než zařízením protéká proud, kdy tento pokles napětí je způsoben napětím na přechodu báze-emitor spínacího tranzistoru, a je spojen s poklesem napětí na odporu báze, v případě bipolárního uspořádání.
Navrhli jsme zařízení na ochranu obvodu, které je dvousměrné, a které může v provedení, kterému dáváme přednost, poskytnout ochranu v obvodech se střídavým proudem. Zvláštní důraz jsme při navrhování zařízení věnovali ochrannému spínači, který má dvojici tranzistorů s efektem pole (FET), které jsou uspořádány tak, že při jakémkoliv napětí na zařízení, mají oba opačné předpětí.
Podstata vynálezu
Tento vynález poskytuje zařízení pro spojení v elektrickém obvodu, které zahrnuje:
1) dvojici tranzistorů FET, zapojených sériově do linky obvodu se vzájemným spojením zdrojů nebo vývodů, a jejichž stav se může měnit obecně pomocí napětí (obecně pomocí náhrady jednoho napětí druhým napětím), které se nachází na jejich hradlech,
2) ovládání spojené s hradly alespoň jednoho z tranzistorů FET, kdy ovládání je citlivé na nadproud v lince, čímž způsobuje změnu stavu FET.
Toto zařízení neomezuje pouze proud (t.j. dovoluje narůstajícímu proudu s narůstajícím poklesem napětí na zařízení dosáhnout jisté hodnoty poklesu napětí, při které zůstává proud konstantní), ale spíše způsobuje omezení proudu, jestliže se na zařízení dosáhlo prahového napětí. Pokles napětí je obecně výsledkem průchodu proudu odporem zařízení, přičemž nadproud vyvolá významné snížení hodnoty následujícího toku proudu. Toto chování může být považováno za foldback (zpětný ohyb,přehyb), kdy stupeň foldbacku může být menší jak 100%.
Chování samotného FET se může považovat za omezování proudu, t.j., jeho křivka I (proud na výstupu) proti Vds (napětí výstup-zdroj) ukazuje vzestup od νθΞ~° k jisté prahovém hodnotě, při které se hodnota I vyrovnává. Série takových křivek existuje pro různé hodnoty Vqs (napětí hradlo-zdroj).
Funkcí ovládání je dosáhnout toho, aby hodnota Vgs byla více záporná ( v případě FET s n-kanálem), tak jak se zvětšuje Vds ( a jak se proud procházející zařízením zvětšuje), a tím posunuje provozní bod z jedné křivky Id-Vds do druhé podle toho, jak se zvyšuje proud. Výsledkem je chování foldback.
Způsob, jakým se toho dosahuje se obecně liší od n-kanálového FET, pracujícího ve zvýšeném nebo sníženém režimu. Zvýšený režim FET vyžaduje předpětí pro normální vedení, a proto funkcí řízení bude toto předpětí odstranit, například omezením Vcs z hodnoty 5 voltů na hodnotu 0 voltů. Snížení režim FET vede na druhé straně proud při Vcs = 0 voltů, a proto zde řízení má funkci snížit V na hodnotu -5 voltů.
GS
Ovládání může zahrnovat spínač, který používá záporné napětí (v případě n-kanálového FET ve sníženém režimu), nebo který zkratuje nebo jinak odstraňuje kladné napětí (v případě n-kanálového FET ve zvýšeném režimu), a který to může provést okamžitě s postupnou závislostí na požadovaném foldbacku. Ovládání může obsahovat tranzistor, jehož odpor zahrnuje spínač
Opačná situace je u p-kanálového FET, kde použití napětí s mnohem kladnější hodnotou na hradle ( od -5V do OV pro zvýšený režim FET, a od OV do +5V pro snížený režim FET) způsobí vypnutí FET.
Napětí na hradle nebo bázi tranzistoru, jehož hodnota určuje zmíněný odpor, se může automaticky stát závislým na poklesu napětí na zařízení, a tím na proudu, jehož hodnota se má ovládat. Proces foldback může zahrnovat kladnou zpětnou vazbu, a tím se stát velmi rychlým. Obecně platí, že kanálový odpor FET se zvyšuje, jestliže se napětí na hradle stává zápornějším, v případě n-kanálového FET, nebo kladnějším v případě p-kanálového FET, Rovněž je to pokles napětí na FET, který je sám o sobě funkcí odporu kanálu, který tvoří vstup do ovládání, a jehož výstupem je hodnota Vqs. Nadproud je tím registrován jako pokles napětí na FET, což způsobuje změnu Vgs. Změna Vas má za následek větší kanálový odpor, což zvyšuje pokles napětí na FET, což střídavě dále zvyšuje hodnotu Vgs atd.
Jestliže se zmiňujeme o tom, že FET jsou navzájem spojeny, zahrnujeme tím možnost, že jsou mezi ně zapojeny i jiné komponenty, jako například odpory. Každý takový odpor má hodnotu menší jako 100ΚΩ , nejlépe však 0Ω.
Přednost dáváme tomu, aby byly tranzistory FET uspořádány tak, aby byly spojeny zdroje místo výstupů, jelikož to dovoluje, aby jejich hradla byla navzájem spojena pro ovládání jedním napěťovým signálem. Je to tak proto, že napětím na hradle-zdroji (spíše než na hradle-výstupu) se ovládá odpor na zdroji-výstupu, a tím odpor zařízení. Jsou li výstupy navzájem spojeny, mají zdroje navzájem různá napětí, a má-li být napětí na hradle-zdroji správné, pak napětí na hradlech budou obecně rozdílná.
Zařízení je přednostně používáno pro ochranu před nadproudem a/nebo pro dálkové přepínání v telekomunikačních linkách, například v telefonních linkách. Toto zařízení může obsahovat první pár FET (1) a ovládání (2) zapojených do jednoho vodiče linky a druhý pár FET (1) a ovládání (2) zapojených do druhého vodiče linky. Kromě toho je možné použít bočníkový spínač, který vodiče linky navzájem spojí, čímž například přemostí přepětí nebo jiné zatížení na lince telefonu, nebo spojí kterýkoliv vodič se zemí. Bočníkový spínač může být aktivován tímto nebo jiným ovládáním.
Vynález rovněž poskytuje telekomunikační systém nebo i jiný systém, který obsahuje komunikační linku a zařízení podle tohoto vynálezu, ve kterém je napětí generováno předpětím stejnosměrného proudu na lince. Vynález dále poskytuje koncové zařízení, například telefon, počítač, interface sítě nebo spínač ústředny, vše včetně zařízení podle tohoto vynálezu.
Obecně platí, že každý FET z páru může zahrnovat zvýšený režim, nebo každý z nich může zahrnovat snížený režim, přičemž každý z nich může být typu n-kanálu nebo p-kanálu. Zvýšený režim bude normálně vypnutý, a bude zapotřebí mít k dispozici napětí k vytvoření předpětí ve vedení. Ovládání může sloužit k odstranění tohoto předpětí, vzniklému jako odezva na nadproud, a volitelně rovněž jako odezva na oddělený signál hradla.Dá se to realizovat otevřením spínače, který připojuje předpětí k FET, nebo zkratováním hradel a zdrojů FET.
Snížený režim FET je normálně zapnutý, v tomto případě může ovládání sloužit k připojení předpětí k FET jako odezva na nadproud, a volitelně jako odezva oddělený signál hradla.
Kombinace jednoho zvýšeného a jednoho sníženého režimu FET není v současné době preferována, jelikož požadované ovládání musí pracovat v opačném smyslu pro každý FET, a je z tohoto důvodu příliš složité.
Provedení, kterému se dává přednost, poskytuje zařízení, které může být sériově připojeno k lince elektrického obvodu pro ochranu tohoto obvodu proti nadproudu, přičemž toto provedení zahrnuje:
i) dvojici FET se zvýšeným režimem (přednostně n-kanálové), které jsou sériově připojeny v lince ke svým zdrojům, které jsou navzájem propojeny, a mohou být předpětím zapojeny do vedení pomocí napěťového zdroje působícího na hradlech, ii) dvojici řídících tranzistorů, přičemž každý z nich je zapojen mezi hradlem a zdrojem jednoho z FET, kde řídící tranzistory jsou předpětím zapojeny do vedení, a kdy v zařízení existuje nadproud, a tím jsou FET vypnuty.
Vynález má tu výhodu, že pokles napětí, které se u zařízení vyskytuje, může být nízké, že zařízení může pracovat s proudem v obou směrech, a u provedení ,kterému se dává přednost, může být spínač aktivován dálkově změnou výstupu napěťového zdroje.
Je možné vytvořit zařízení, které nemá pokles napětí větší než IV, 0,6V, a zvláště 0,5V, při proudu v lince o hodnotě 50mA. Pokles napětí je způsoben odporem kanálu u FET s předpětím v propustném směru a poklesem napětí u nenapájené (parazitické) diody, která je u FET s předpětím v závěrném směru. Je zřejmé, že FET, který má nízký kanálový odpor, bude mít rovněž, při stejném proudu, i nízký pokles napětí. Nenapájené diody jsou relativně propustné, takže při 50mA je pokles napětí na nenapájené diodě pouze O,1V. Přinejmenším v případě FET se zvýšeným režimem, kdy je na hradle předpětí v propustném směru a proud výstup-zdroj je v závěrném směru, vykazuje nenapájené dioda spíše lineární charakteristiku, než jak bývá pro diodu typické, nelineární charakteristiku.
Zařízení může být rovněž použito v obvodech se střídavým proudem, což umožňuje vyhnout se rektifikaci můstku (což by zvýšilo pokles napětí o dalších 1,3V).
Jak již bylo uvedeno, vykazuje toto zařízení vlastnost foldback, což znamená, že proud, který prochází zařízením se zvyšuje se vzrůstajícím rozdílem napětí na zařízení, až do chvíle , kdy se dosáhne jistého napětí, nazývaného prahové napětí, načež proud procházející zařízením poklesne na nižší hodnotu. Poměr mezi maximálním svodovým proudem zařízení při vypnutém stavu a maximální proudem při zapnutém stavu (spouštěcí proud), není větší jak 0,5, lépe 0,1, a nejlépe 0,01. Poměr může být v mnoha případech nižší jak 10-4. Je možné, že v závislosti na mechanismu činnosti zařízení, že předpětí FET by mělo mít rychlou nebo pomalou charakteristiku foldback.Jestliže se zařízení rychle přepíná ze stavu zapnuto do stavu vypnuto, například během 100 mikrosekund, hovoří se o rychlé charakteristice foldback, jestliže přenos mezi oběma stavy trvá déle, jde o pomalou charakteristiku foldback. Které charakteristice se dá přednost,záleží na způsobu použití okruhu. Tak například zařízení, které vykazuje rychlou charakteristiku foldback, bude k zátěži propouštět méně energie, bude-li zatíženo proudovými tranzienty, zatímco zařízení s pomalejší charakteristikou se dá přednost tehdy, jestliže má obvod zátěž se značným indukčním odporem, nebo má-li být zařízení necitlivé vůči tranzientům zkratového proudu, což může být způsobeno vypnutím zařízení.
Řídící tranzistor může být bipolárním, nebo to může být FET. Báze, nebo hradlo každého řídícího tranzistoru je obvykle ovládáno napěťovým děličem, který přemosťuje zařízení. Tímto způsobem, bude napětí, které se na zařízení objeví vlivem odporu kanálu spínacího FET, přivedeno na bázi, nebo hradlo každého řídícího tranzistoru.
Jestliže se přechodové napětí emitoru zvedne nad 0,6V, nebo zdrojové napětí hradla se zvedne nad prahové napětí řídícího tranzistoru, sepne se a zkratuje se hradlo a zdroj spínacího FET, který se tím vypne.
Zařízení může být podle uvážení ovládáno dálkově, nebo může být připojeno k pevnému zdroji napětí, v tomto případě bude zařízení fungovat pouze jako ochranný spínač proti nadproudu. Zdroj napětí se stane pevným tím, že se například připojí k napětí linky (nebo ke zlomku napětí linky) a podle volby se obrátí pomocí zdvojeného napěťového obvodu a pod.
Ačkoliv shora popsané zařízení má být pouze zařízení s dvěma terminály, je možné, podle tohoto vynálezu, i uspořádání se třemi koncovými spínači,na kterých se objevuje nadproud, s úkolem přemostit odbočníkem proud přes zátěž, nebo ho svést do země. Pět koncových ochranný zařízení pro ochrnu dvojice linek, jak se obecně používá v průmyslu ochrany telefonů, může být vytvořeno tak, že se použije dvojice zařízení pro ochranu proti nadproudu, tak jak to bylo popsáno již dříve, kde jsou použity buďto dvě zařízení pro svedení nadproudu do země, a/nebo jedno zařízení s bočníkem pro přemostění linek. Zařízení podle tohoto vynálezu je zvláště vhodné pro použití jako sériový spínač v koncových údržbových jednotkách (MTU).Jedna z forem MTU, jejíž prvky by se daly použít v tomto vynálezu, je popsána v britské patentové přihlášce 9223770 pod názvem Testovací zařízení přenosových linek, jejíž některé zveřejněné údaje jsou zde s odkazem zahrnuty.
Přihláška nárokuje spínací zařízení, které může být připojeno ke komunikačnímu kanálu, který zahrnuje dvojici linek mezi přístroji koncového zařízení, které obsahuje:
1) sériový spínač pro zapojení do každé linky, který je ovládán generátorem napětí, který získává energii z napětí mezi linkami, kde je generátor ovládán řídícím obvodem.
2) bočníkový spínač zapojený mezi linky, který může být umístěný u ústředny, nebo na účastnické straně sériových spínačů, a
3) řídící obvod, který je schopný aktivovat sériové spínače a bočníkový spínač, a to na příjmu signálu vyslaného kanálem, kde řídící obvod může aktivovat jak bočníkový spínač, tak i sériové spínače na příjmu jednotlivého signálu, ale kde bočníkový spínač zůstává po určitou dobu zavřený, zatím co jsou v této době sériové spínače otevřené, a to proto,aby se mohly na kanálu provádět různé testy.
Jestliže je bočníkový spínač na straně sériových spínačů směrem k ústředně, potom se po aktivaci spínačů řídícím obvodem bočníkový spínač otevře, a to před tím, než se sériové spínače zavřou.
Jestliže je bočníkový spínač na straně sériových spínačů směrem k účastníkovi, potom se po aktivaci sériových spínačů řídícím obvodem sériové spínače zavřou, a to před tím, než se bočníkový spínač otevře.
Přehled obrázků na výkrese
Tento vynález bude dále popsán pomocí příkladu a přiložených výkresů, kde obr.l znázorňuje schéma obvodu zařízení, které má dva FET se zvýšeným režimem, obr.2 znázorňuje schéma obvodu zařízení, které má dva FET se sníženým režimem, obr.3 znázorňuje schéma obvodu zařízení , které má dvě dvojice FET a dvě ovládací zařízení, obr.4 znázorňuje schéma obvodu s nabíjecími čerpadly.
Příklady provedeni vynálezu
Podle obr. 1 zahrnuje spínací zařízení dvojici tranzistorů Q1 a Q2 s efektem pole, s n-kanálem a se zvýšeným režimem, které jsou uspořádané tak, že mají zdroje navzájem spojené, a to tak, že jeden z tranzistorů má vždy předpětí v propustném směru, a druhý má vždy předpětí v závěrném směru (který má předpětí v propustném směru a který v závěrném směru, závisí na polaritě napětí v lince). Má-li jeden FET předpětí v závěrném směru, poteče proud přes nenapájenou vývod-zdroj diodu, a poskytne velmi malý úbytek napětí. Umožní to obvodu vykazovat lineární charakteristiku střídavého proudu.
Hradla obou FET 01 a 02 jsou navzájem propojeny a tento uzel je připojen ke kladnému zdroji napětí 2. Uzel je rovněž připojen ke zdrojům obou FET Q1 a Q2 přes 10Ω odpor Rl, aby se zabránilo posunu na hradlových kolíčcích.
Dvojice NPN bipolárních řídících tranzistorů Q3 a Q4 má navzájem spojené emitory, takže každý tranzistor 03 a 04 je zapojen mezi hradlové a zdrojové kolíčky tranzistoru FET Ql a Q2. Báze bipolárních tranzistorů jsou v páru napěťových děličů vytvořených z odporů R2, R3, R4, R5, kde každý dělič přemosťuje jeden z FET 01 a 02.
Je-li během provozu napěťový zdroj 2 napájen, dodávají tranzistory FET a Ql do vedení předpétí, takže proud může téci linkami, může téci přes nenapájenou diodu tranzistoru FET s předpětím v závěrném směru. Objeví-li se nadproud, zvýší se napětí báze-emitoru řídících tranzistorů 03 a Q4 na 0,7V a tyto tranzistory se sepnou, čímž zkratují hradla a zdroje tranzistorů FET a 01 a 02 a rozepne je, a tím přeruší proud v lince a ochrání tak jakékoliv připojené zařízení. Proud může být rovněž ovládán změnou napětí napěťového zdroje 2.·
Zařízení zůstane ve vypnutém stavu dokonce i tehdy, když nadproud prošel, protože celý napěťový systém na zařízení poklesne, čímž zajistí, že řídící tranzistor zůstane sepnut. V tomto stavu je zde pouze svodový proud, a to díky čtyřem odporům R2 až R5 zapojených sériově. Tento svodový proud se může zredukovat na malou hodnotu velkým odporem, např. 1ΜΩ pro každý odpor R2 až R5. Toto uspořádání se může jednoduše znovu nastavit odstraněním napětí na lince, což způsobí, že se tranzistory Q3 a Q4 rozpojí.
Kondenzátory (nejsou zobrazeny) se mohou připojit paralelně s odpory R2 a R4 . aby se zabránilo vypnutí zařízení po zavedení proudu a vzniku rušivých proudových špiček, které se běžně na lince objevují během aktivace řídících tranzistorů nadproudu 03 a 04 .
Ačkoliv bylo zařízení popsáno jako zařízení s bipolárními řídícími tranzistory nadproudu 03 a 04, je možné použít místo nich jiné prvky, například tranzistory s efektem pole, relé, komparátory a jiné soustavy obvodů.
Na obr.2 je znázorněno zařízení, které má dva FET 02 a Q3 se sníženým režimem a ovládání. Zařízení je na obr. vloženo do linky 1. Ovládání 3. zahrnuje usměrňovač Dl,D2,D3,D4 a regulátor 4 a záporný generátor napětí, který je založen na integrovaném obvodu 7660 plus kondenzátorech Cl a C2 . Je zařazen i otočný kondenzátor RVI, takže je možné vybrat určitý stupeň foldback, a to regulací negativního napětí přivedeného na hradla FET Q2 a 03. Proud prochází přes FET 02 a 03 ze zdroje, který je připojen k JI a k zátěži připojené k J2 (zpětná linka není znázorněna). Tento proud způsobuje pokles napětí na 02 a 03, který je poměrný k proudu, jelikož odporová charakteristika dvojice FET je lineární. Stejně jako na obr.l, má jeden FET předpětí v propustném směru, a druhý má nenapájenou diodu, která dovoluje proudu procházet v opačném směru.
Chyba, jejíž výsledkem je nadproud, způsobí nárůst napětí na FET 02 a 03 . a toto je dodáno na generátor záporného napětí 2. Vlivem usměrňovače Dl, D2, D3, D4, pracuje generátor záporného napětí bez ohledu na to, kterým směrem proud v lince 1 prochází, a zařízení bude pracovat na linkách se střídavým proudem.
Je-li dosaženo spouštěcí hodnoty zařízení, generátor záporného napětí 5 dodá hradlu FET 02 a 03 požadované záporné předpětí a vypne je. Tím je linka 1 přerušena a je k ní připojeno ochranné zařízení.
Na obr.3 je zobrazen obvod se dvěma zařízeními jako na obr.l, jedno na každé ze dvou linek, například na spouštěcí a vyzváněcí linku telekomunikačního systému. Předpětí pro FET jsou v obvodu generována optoelektronickým zařízením 6. Za jistých okolností povedou tímto optoelektronickým zařízením značné linkové proudy, a tam kde je to problém, dáváme přednost tomu, aby byla předpětí poskytovaná použitím napěťového zdvojovače (přepínače), nebo nabíjecího čerpadla, a bude-li to nutné, potom ve spojení děličem napětí atd. Vhodný obvod, který splňuje naše současné požadavky na nízkou spotřebu proudu, je znázorněný na obr.4, kde je znázorněno i nabíjecí čerpadlo 7.
Mohou se použít komponenty s různou jmenovitou hodnotou, ale dáváme přednost následujícím.
FET mají jmenovitou hodnotu proudu větší než ImA, lépe větší než lOmA, zejména větší než lOOmA, a menší než 500A, obvykle menší než 10A, a často menší než 1A. Mohou se použít různé typy FET včetně MOSFET a JFET n-kanálového a p-kanálového typu, a jejich kombinace.
Kanálový odpor při zapnutí by měl být menší než 1ΚΩ, lépe menší než 10Ω. Odpor bude obvykle větší než 2ιηΩ, často bude větší než ΙΟιηΩ.
Preferovaná jmenovitá hodnota napětí je 1500V do 10V, zejména 400V - 20V a ztráty výkonu mezi 1KW a 200mW, obvykleji od 1W do lOOmW.
Prahová hodnota hradla je mezi 10V a 0.8V, zejména od IV do 4V.
Bipolární tranzistory pro řízení mají následující charakteristiky:
V 20 - 400V c«bo ( max )
I lOOmA - 500mA c ζmax) h 10 - 100 £ a

Claims (15)

PATENTOVÉ NÁROKY
1) Dvojici tranzistorů FET, které jsou sériově zapojeny ďq) f* }; /, č 0 linky se svými zdroji spojenými navzájem, nebo se svýjni vývody spojenými navzájem, a jejichž stav může být měněn ’f’2_ napětím na hradlech,
1.Spínací obvod pro zapojení do elektrického obvodu
2. Spínací obvod podle nároku 1,vyznačující se tím, že každý FET je tranzistorem FET se zvýšeným režimem, na který může být ve vedení přivedeno předpětí pomocí napětí na hradle, a toto napětí může být ovládáním odstraněno.
2) ovládání připojené alespoň k jednomu tranzistoru FET, kde ovládání je citlivé na nadproud v lince, a tím mění stav alespoň jednoho tranzistoru FET.
3. Spínací obvod podle nároku 1,vyznačující se tím, že každý FET je tranzistorem FET se sníženým režimem, který může být ovládáním rozpojen.
4. Spínací obvod podle kteréhokoliv z předchozích nároků, u kterého je ovládání napájeno poklesem napětí na zařízení.
5. Spínací obvod podle nároku 4,vyznačující se tím, že ovládání zahrnuje dvojici řídících tranzistorů, přičemž každý tranzistor je propojen mezi hradlem a zdrojem jednoho z tranzistorů FET, a kde na řídící tranzistor ve vedení je přivedeno předpětí, objeví-li se u zařízení nadproud.
6. Spínací obvod podle nároku 5,vyznačující se tím, že každý FET je tranzistorem FET se zvýšeným režimem, a řídící tranzistory jsou uspořádány tak, že pokud vedou proud, zkratují hradla a zdroje FET.
7. Spínací obvod podle nároku 5,vyznačující se tím, že každý FET je tranzistorem se sníženým režimem, a řídící tranzistory jsou uspořádány tak, že pokud vedou proud, spojují napěťový zdroj mezi hradly a zdroji FET.
8. Spínací obvod podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se t í m, že báze nebo hradlo jednoho z řídících tranzistorů je ovládáno napěťovým děličem, který přemosťuje toto zařízení.
9. Spínací obvod podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ovládání je dále citlivé na vnější signál na hradle, který mění napětí na hradle, a tím mění stav FET.
10.Spínací obvod podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je určený pro zapojení v komunikační lince, a zahrnuje první pár FET 1 a ovládání 2, které jsou zapojené v jednom vodiči linky, a druhý pár FET 1 a ovládání 2 , které jsou zapojené v druhém vodiči linky.
11.Spínací obvod podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je určený pro zapojení v komunikační lince, a který dále zahrnuje bočníkový spínač, který navzájem spojí vodiče linky, nebo vodič linky a zem po aktivaci jedním z ovládání.
12.Spínací obvod podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ovládání způsobí pokles Vqs u alespoň jednoho FET s n-kanálem, žatíco VDS u tohoto FET se zvyšuje, což má za následek, že FET se chová jako foldback , nebo kde ovládání způsobí zvýšení Vgs alespoň u jednoho FET s p-kanálem, kdy Vds se u tohoto FET rovněž zvyšuje, což vede k tomu, že tento FET se chová jako foldback.
13.Spínací obvod podle nároku 12,vyznačující se tím, že proces foldback zahrnuje kladnou zpětnou vazbu, jako výsledek nárůstu kanálového odporu FET při změně hodnoty
V .
GS
14. Komunikační systém zahrnující komunikační linku a spínací obvod podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že napětí se generuje ze stejnosměrného předpětí v lince.
15. Koncové zařízení pro komunikační systém, které je u spínacího obvodu podle kteréhokoliv nároku 1 až 14.
CZ951246A 1992-11-12 1993-11-02 Switching circuit CZ124695A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929223773A GB9223773D0 (en) 1992-11-12 1992-11-12 Switching arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ124695A3 true CZ124695A3 (en) 1995-12-13

Family

ID=10725000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ951246A CZ124695A3 (en) 1992-11-12 1993-11-02 Switching circuit

Country Status (21)

Country Link
EP (1) EP0669049A1 (cs)
JP (1) JPH08503357A (cs)
KR (1) KR950704844A (cs)
CN (1) CN1089403A (cs)
AU (1) AU5375094A (cs)
BG (1) BG99627A (cs)
BR (1) BR9307421A (cs)
CA (1) CA2148362A1 (cs)
CZ (1) CZ124695A3 (cs)
FI (1) FI952317A7 (cs)
GB (1) GB9223773D0 (cs)
HU (1) HUT73624A (cs)
IL (1) IL107573A (cs)
MX (1) MX9307078A (cs)
NO (1) NO951862L (cs)
PL (1) PL308764A1 (cs)
RU (1) RU95112565A (cs)
SK (1) SK62695A3 (cs)
TR (1) TR28861A (cs)
TW (1) TW280046B (cs)
WO (1) WO1994011936A1 (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9223770D0 (en) * 1992-11-12 1992-12-23 Raychem Ltd Communication channel testing arrangement
IL115797A0 (en) * 1994-11-02 1996-01-19 Raychem Corp Solid state resettable overcurrent protection device
US5684663A (en) * 1995-09-29 1997-11-04 Motorola, Inc. Protection element and method for protecting a circuit
FI102993B (fi) * 1997-06-10 1999-03-31 Lexel Finland Ab Oy Puolijohdekytkimen oikosulkusuoja
GB9820132D0 (en) 1998-09-16 1998-11-11 Raychem Ltd Battery over-discharge protection
DE102008001114A1 (de) * 2008-04-10 2009-10-15 Robert Bosch Gmbh Steuerschaltung und Steuerverfahren für Glühstiftkerzen zum Schutz vor Verpolung
US8169763B2 (en) * 2008-06-26 2012-05-01 Bourns, Inc. Transient blocking unit having an enhancement mode device in the primary current path
US9537326B2 (en) * 2009-04-16 2017-01-03 Valence Technology, Inc. Batteries, battery systems, battery submodules, battery operational methods, battery system operational methods, battery charging methods, and battery system charging methods
CN103280996B (zh) * 2013-06-28 2016-04-27 上海坤锐电子科技有限公司 多电荷泵结构的整流电路
WO2015022017A1 (en) * 2013-08-13 2015-02-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Protection of communication lines against short circuits
TWI497867B (zh) * 2014-02-24 2015-08-21 台達電子工業股份有限公司 輸出電源保護裝置及其操作方法
JP6309855B2 (ja) * 2014-07-31 2018-04-11 株式会社東芝 レギュレータ回路
EP3041103A1 (en) * 2014-12-29 2016-07-06 Rockwell Automation Limited Circuit protection
CN106611945A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 天地融科技股份有限公司 一种线路保护电路及通信设备
CN109462328B (zh) * 2018-10-30 2020-09-08 深圳市航天新源科技有限公司 一种具有多种输入保护功能的低损耗双向开关电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3340927A1 (de) * 1983-11-11 1985-05-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur ableitung von ueberspannungen
US4618743A (en) * 1984-11-27 1986-10-21 Harris Corporation Monolithic transient protector

Also Published As

Publication number Publication date
TW280046B (cs) 1996-07-01
PL308764A1 (en) 1995-08-21
HUT73624A (en) 1996-08-28
SK62695A3 (en) 1996-01-10
NO951862D0 (no) 1995-05-11
IL107573A0 (en) 1994-02-27
AU5375094A (en) 1994-06-08
CN1089403A (zh) 1994-07-13
RU95112565A (ru) 1996-12-27
BR9307421A (pt) 1999-08-31
FI952317A0 (fi) 1995-05-12
MX9307078A (es) 1994-05-31
WO1994011936A1 (en) 1994-05-26
GB9223773D0 (en) 1992-12-23
TR28861A (tr) 1997-07-28
NO951862L (no) 1995-05-11
JPH08503357A (ja) 1996-04-09
FI952317L (fi) 1995-05-12
KR950704844A (ko) 1995-11-20
CA2148362A1 (en) 1994-05-26
IL107573A (en) 1996-09-12
BG99627A (en) 1996-01-31
FI952317A7 (fi) 1995-05-12
HU9501359D0 (en) 1995-06-28
EP0669049A1 (en) 1995-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ124695A3 (en) Switching circuit
EP0552273B1 (en) Circuit protection arrangement
US6807039B2 (en) Inrush limiter circuit
EP0783787B1 (en) Power cut-off device
US10270240B2 (en) Surge protective device with abnormal overvoltage protection
US6066979A (en) Solid-state high voltage linear regulator circuit
KR970003191B1 (ko) 비상 상태가 극성 반전으로 표시되는 비상 d.c. 전원 공급기
US6465999B2 (en) Current-limited switch with fast transient response
KR960000796B1 (ko) 직류스위칭회로용 전류제한 전력제어기
CN1764049A (zh) 为应用电路提供启动电压的启动电路
EP0593588B1 (en) Circuit protection arrangement
US20050024798A1 (en) Enhanced method and apparatus for protecting against bolted short, open neutral, and reverse polarity conditions in an electronic circuit
WO2007067361A1 (en) Power switch with simple overload protection
US5146100A (en) High voltage solid-state switch with current limit
WO1995023455A1 (en) Switching device for telecommunications channel
CN222735868U (zh) 一种电流防倒灌电路、双电源电流防倒灌电路及电子设备
CN114069559B (zh) 安全关断装置、其自驱控制方法及电源供应系统
CN218771305U (zh) 一种带有过压保护功能的防反接电路
CN114257225A (zh) 功率开关管的保护电路和负载开关电路
KR20170064299A (ko) 전력 공급 장치