FR2559322A1 - Electronic circuit for protecting a power transistor. - Google Patents
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Abstract
Description
"Circuit électronique pour la protection d'un transistor de puissance"
La présente invention se rapporte à un circuit électronique destiné à la protection d'un transistor de puissance contre les courtscircuits ou les surcharges pouvant apparaître du côté de la sortie de ce transistor de puissance, donc sur le circuit d'utilisation dont l'alimentation est contrôlée au moyen dudit transistor. Ce circuit de protection est associé à des éléments de commande électroniques, pour former un ensemble qui constitue un "relais statique"."Electronic circuit for the protection of a power transistor"
The present invention relates to an electronic circuit intended for the protection of a power transistor against short-circuits or overloads which may appear on the side of the output of this power transistor, therefore on the use circuit whose power supply is controlled by said transistor. This protection circuit is associated with electronic control elements, to form an assembly which constitutes a "static relay".
Le but de cette invention est d'empêcher la destruction des transistors de puissance par un court-circuit ou une surcharge à leur sortie, en cours de fonctionnement, en fournissant un dispositif de disjonction simple et efficace, et ne s'opposant pas au démarrage de l'alimentation de la charge, ou à son redémarrage après suppression du défaut. The object of this invention is to prevent the destruction of the power transistors by a short circuit or an overload at their output, during operation, by providing a simple and effective circuit breaker, and not opposing the starting. of the load supply, or when it is restarted after the fault has been rectified.
A cet effet, le circuit électronique selon l'invention pour la protection d'un transistor de puissance comprend essentiellement un limiteur de courant, formé par une résistance en série avec le transistor de puissance et par un transistor qui relie cette résistance à un condensateur associé à un circuit de décharge, le condensateur étant relié aussi à un autre transistor qui avec le transistor de puissance constitue un muscleur. To this end, the electronic circuit according to the invention for the protection of a power transistor essentially comprises a current limiter, formed by a resistor in series with the power transistor and by a transistor which connects this resistor to an associated capacitor to a discharge circuit, the capacitor also being connected to another transistor which, together with the power transistor, constitutes a muscle.
Grâce à ce montage, on obtient qu'en cas de court-circuit pendant le fonctionnement, la tension aux bornes du circuit d'utilisation baisse fortement, ce qui fait conduire le limiteur de courant qui charge le condensateur et coupe le muscleur constitué par le transistor de puissance et par un autre transistor. Thanks to this arrangement, it is obtained that in the event of a short circuit during operation, the voltage at the terminals of the operating circuit drops sharply, which causes the current limiter to charge the capacitor and cut the muscular element constituted by the power transistor and by another transistor.
Le même condensateur permet par ailleurs le démarrage, en commençant par se charger lors de la mise sous tension. The same capacitor also allows start-up, starting with charging when power is applied.
Ce condensateur est relié de préférence par l'intermédiaire d'une diode à un point situé entre le transistor de puissance et une borne sur laquelle est branché le circuit d'utilisation. This capacitor is preferably connected via a diode to a point located between the power transistor and a terminal to which the user circuit is connected.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le circuit de protection comprend en outre deux résistances reliées entre elles ainsi qu'à la base du transistor du limiteur de courant. Ces deux résistances se mettent en parallèle au moment d'un court-circuit et aident le transistor du limiteur de courant à se saturer ; le condensateur se charge ainsi plus rapidement et lton obtient une disjonction plus rapide. According to an advantageous embodiment of the invention, the protection circuit further comprises two resistors connected together as well as at the base of the transistor of the current limiter. These two resistors are put in parallel at the time of a short-circuit and help the transistor of the current limiter to saturate; the capacitor is thus charged more quickly and lton obtains a faster disjunction.
Le circuit de l'invention peut, dans une réalisation particulière, comprendre encore un transistor relié par l'intermédiaire d'une diode au condensateur, et relié également à la base du transistor qui avec le transistor de puissance constitue le muscleur. C'est ce transistor supplémentaire qui, au moment d'un court-circuit, étant rendu immédiatement non-conducteur par la baisse de la tension aux bornes du circuit d'utilisation, provoque la conduction du limiteur de courant. The circuit of the invention may, in a particular embodiment, also comprise a transistor connected by means of a diode to the capacitor, and also connected to the base of the transistor which, with the power transistor, constitutes the muscular element. It is this additional transistor which, at the time of a short circuit, being made immediately non-conductive by the drop in the voltage across the terminals of the operating circuit, causes the current limiter to conduce.
Dans une variante de l'invention, conservant le même principe, le circuit comprend encore un amplificateur opérationnel ayant l'une de ses entrées reliée au condensateur et sa sortie reliée, par l'intermédiaire d'un transistor, à la base du transistor qui avec le transistor de puissance constitue le muscleur. In a variant of the invention, keeping the same principle, the circuit also comprises an operational amplifier having one of its inputs connected to the capacitor and its output connected, via a transistor, to the base of the transistor which with the power transistor constitutes the muscular.
Pour assurer une protection en cas de surcharge, notamment dans l'application particulière à la commande de moteurs, le circuit électronique selon l'invention peut en outre comprendre un second limiteur de courant, formé de résistances et d'un transistor, qui est réglé à une intensité plus élevée que le premier limiteur, et est associé à un transistor supplémentaire par l'intermédiaire duquel peuvent être provoquées la charge du condensateur et la coupure du muscleur. To provide protection in the event of an overload, in particular in the particular application to motor control, the electronic circuit according to the invention may also comprise a second current limiter, formed of resistors and of a transistor, which is regulated at a higher intensity than the first limiter, and is associated with an additional transistor by means of which the charge of the capacitor and the switching off of the muscle can be caused.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de ce circuit électronique pour la protection d'un transistor de puissance
Figure 1 est un schéma électrique du circuit selon l'invention, dans sa réalisation la plus simple;
Figure 2 montre une variante du circuit de la figure I
Figure 3 est un schéma électrique d'une autre forme de réalisation du circuit de l'invention ;
Figure 4 montre encore un autre circuit conforme à l'invention, applicable plus particulièrement à la commande d'un moteur.Anyway, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of nonlimiting examples, some embodiments of this electronic circuit for the protection of a power transistor
Figure 1 is an electrical diagram of the circuit according to the invention, in its simplest embodiment;
Figure 2 shows a variant of the circuit of Figure I
Figure 3 is an electrical diagram of another embodiment of the circuit of the invention;
Figure 4 shows yet another circuit according to the invention, more particularly applicable to the control of an engine.
Le circuit électronique représenté sur la figure I permet la commande et la protection d'un transistor de puissance (1), monté entre deux bornes (A,B) sur un circuit d'utilisation et commandé par un signal positif ou négatif appliqué en l'un ou l'autre de deux points (C,D), reliés à un pont redresseur à diodes (2) qui permet de commander un même transistor (3) quelle que soit la polarité du signal de commande. The electronic circuit shown in Figure I allows the control and protection of a power transistor (1), mounted between two terminals (A, B) on a user circuit and controlled by a positive or negative signal applied in l one or the other of two points (C, D), connected to a diode rectifier bridge (2) which makes it possible to control the same transistor (3) whatever the polarity of the control signal.
Le circuit comprend notamment
- un transistor (4) qui avec le transistor de puissance (1) constitue un muscleur (montage dit en "faux Darlington") ;
- un limiteur de courant constitué par une résistance (5), en série avec le transistor de puissance (1), et par un autre transistor (6);
- un condensateur (7) relié d'une part au dernier transistor (6), et d'autre part, de préférence par l'intermédiaire d'une diode (8), à un point situé entre le transistor de puissance (1) et la borne (B) ;
- un dernier transistor (9) relié par l'intermédiaire d'une diode (10) à une borne du condensateur (7);;
- un circuit de décharge de ce condensateur (7), avec une autre diode (11) et une résistance (12)
- une diode de puissance (13) montée en parallèle avec le transistor de puissance (1), et protégeant ce dernier contre les inversions de polarité;
- un condensateur (14) associé au transistor (4).The circuit includes
- a transistor (4) which, together with the power transistor (1), constitutes a muscularity (assembly known as "false Darlington");
- a current limiter constituted by a resistor (5), in series with the power transistor (1), and by another transistor (6);
- a capacitor (7) connected on the one hand to the last transistor (6), and on the other hand, preferably by means of a diode (8), at a point located between the power transistor (1) and terminal (B);
- a last transistor (9) connected via a diode (10) to a terminal of the capacitor (7) ;;
- a discharge circuit of this capacitor (7), with another diode (11) and a resistor (12)
- a power diode (13) mounted in parallel with the power transistor (1), and protecting the latter against reverse polarity;
- a capacitor (14) associated with the transistor (4).
Le circuit comprend en outre un certain nombre de résistances non repérées, notamment de résistances de polarisation des différents transistors, déterminées et branchées d'une manière connue de l'homme de métier. The circuit further comprises a number of resistors not identified, in particular of polarization resistors of the various transistors, determined and connected in a manner known to those skilled in the art.
A la mise sous tension, donc à la commutation du transistor (3), le transistor de puissance (1) est normalement amorcé par le début de la charge du condensateur (7), d'une durée et d'intensité limitées, développant aux bornes (A,B) du circuit d'utilisation commandé par le transistor (1) une tension qui maintient le transistor (9) à l'état conducteur et qui envoie une tension positive à travers la diode (8) pour bien décharger le condensateur (7). On power-up, therefore on switching of the transistor (3), the power transistor (1) is normally started by the start of the charging of the capacitor (7), of a limited duration and intensity, developing at terminals (A, B) of the operating circuit controlled by the transistor (1) a voltage which maintains the transistor (9) in the conductive state and which sends a positive voltage through the diode (8) to properly discharge the capacitor (7).
Si un court-circuit existe au moment de la mise sous tension, il passe bien un courant par le transistor de puissance (1), mais sa durée et son intensité sont suffisamment limitées par la résistance (5) et le transistor (6) pour éviter l'endommagement du transistor (1). If a short circuit exists at the time of power-up, it does pass a current through the power transistor (1), but its duration and its intensity are sufficiently limited by the resistor (5) and the transistor (6) to avoid damage to the transistor (1).
En cas de court-circuit pendant le fonctionnement, la tension entre les bornes (A,B) du circuit d'utilisation baisse fortement, ce qui rend immédiatement non-conducteur le transistor (9); le limiteur de courant (résistance 5 et transistor 6) se met à conduire, charge le condensateur (7) et coupe le muscleur (transistors 1 et 4). In the event of a short circuit during operation, the voltage between the terminals (A, B) of the operating circuit drops sharply, which immediately renders the transistor (9) non-conductive; the current limiter (resistor 5 and transistor 6) starts to conduct, charges the capacitor (7) and cuts off the muscle generator (transistors 1 and 4).
Pour faire redémarrer le montage, après élimination du courtcircuit, il suffit de couper l'alimentation sur l'une des bornes (A,B) pour que le condensateur (7) se décharge à travers la diode (11) et
la résistance (12).To restart the assembly, after elimination of the short circuit, it is enough to cut the power supply on one of the terminals (A, B) so that the capacitor (7) discharges through the diode (11) and
the resistance (12).
La diode (10) permet de faire conduire le transistor (6). Le
condensateur (14) supprime une oscillation au démarrage.The diode (10) allows the transistor (6) to be driven. The
capacitor (14) suppresses an oscillation at start-up.
La figure 2 montre un circuit similaire à celui de la figure
1, les éléments correspondants étant indiqués par les mêmes repères,
mais complété par deux résistances (15,16) reliées entre elles ainsi
qu'à la base du transistor de limitation (6), pour une disjonction plus
rapide. Les résistances (15,16) se mettent en parallèle au moment d'un
court-circuit et aident le transistor (6) à se saturer, le condensateur
(7) se chargeant ainsi plus rapidement.Figure 2 shows a circuit similar to that of Figure
1, the corresponding elements being indicated by the same references,
but completed by two resistors (15,16) linked together thus
than at the base of the limiting transistor (6), for a more
fast. The resistors (15,16) are put in parallel at the time of a
short-circuit and help the transistor (6) to saturate, the capacitor
(7) thus charging more quickly.
La figure 3, où les éléments correspondants sont toujours indi
qués par les mêmes repères, montre une autre forme de réalisation
dans laquelle le transistor (9) est remplacé par un amplificateur opérationnel (17) dont une entrée est reliée au condensateur (7), dont l'autre
entrée est reliée à un pont de résistances (18,19), et dont la sortie
est reliée à la base du transistor (3), le montage comprenant encore
un condensateur de découplage (20). Le pont de diodes (2) est ici suppri
mé et la commande est prévue uniquement par l'application d'un signal
négatif en un point (E). A la mise sous tension, en début de charge
du condensateur (7), la sortie de l'amplificateur opérationnel (17) est
rendue conductrice, faisant reconduire le transistor (3) et faisant ainsi
conduire le transistor (4) du muscleur.En cas de court-circuit, comme
précédemment, le condensateur (7) se décharge par le pont de résistances
(18,19) et/ou par les circuits d'alimentation.Figure 3, where the corresponding elements are always shown.
by the same references, shows another embodiment
in which the transistor (9) is replaced by an operational amplifier (17), one input of which is connected to the capacitor (7), the other of which
input is connected to a resistance bridge (18,19), and whose output
is connected to the base of the transistor (3), the assembly further comprising
a decoupling capacitor (20). The diode bridge (2) is removed here
mé and the command is provided only by the application of a signal
negative at a point (E). At power up, at the start of charging
of the capacitor (7), the output of the operational amplifier (17) is
made conductive, driving the transistor (3) and doing so
drive the muscular transistor (4). In the event of a short circuit, such as
previously, the capacitor (7) discharges through the resistance bridge
(18,19) and / or via the supply circuits.
Le circuit selon l'invention, dont divers exemples de réalisation
ont été décrits ci-dessus, constitue un "relais statique" permettant
de commander des lampes, des résistances, des selfs-inductances ou
toutes autres charges. Dans une application particulière à la commande
de moteurs, ce circuit est avantageusement complété de la manière
représentée sur la figure 4, pour assurer aussi la disjonction en cas
de surcharge du moteur
Il est prévu, à cet effet, un second limiteur de courant constitué
par deux résistances (21,22) et par un transistor (23), avec un condensa
teur (24) en parallèle sur la résistance (21) pour couper ce limiteur pendant la mise sous tension, afin d'éviter toute coupure intempestive à ce moment.Ce limiteur supplémentaire (résistances 21,22 et transistor 23) est réglé à une intensité plus élevée que le premier limiteur (résistance 5 et transistor 6). Le circuit est encore complété par un pont de résistances (25,26), en série avec le transistor (23) et relié à la base d'un dernier transistor (27). En cas de surcharge, le transistor (23) se met à conduire et fait conduire le transistor (27) qui a une fonction d'inverseur et met la base du transistor (9) à la masse, donc coupe le transistor (9); le condensateur (7) est alors chargé et le transistor (4) est rendu non-conducteur.The circuit according to the invention, including various embodiments
have been described above, constitutes a "static relay" allowing
to order lamps, resistors, inductors or
all other charges. In a specific application to the order
of motors, this circuit is advantageously completed in the manner
shown in Figure 4, to also ensure the disjunction in case
motor overload
A second current limiter is provided for this purpose.
by two resistors (21,22) and by a transistor (23), with a condensa
tor (24) in parallel on the resistor (21) to cut this limiter during power-up, in order to avoid any unintentional cut at this time. This additional limiter (resistors 21,22 and transistor 23) is set to an intensity higher than the first limiter (resistor 5 and transistor 6). The circuit is further completed by a resistance bridge (25,26), in series with the transistor (23) and connected to the base of a last transistor (27). In the event of an overload, the transistor (23) starts to conduct and causes the transistor (27) to act as an inverter and puts the base of the transistor (9) to ground, therefore switches off the transistor (9); the capacitor (7) is then charged and the transistor (4) is made non-conductive.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce circuit électronique pour la protection d'un transistor de puissance qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur le même principe et c'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas de l'esprit de l'invention en remplaçant certains composants du circuit par des équivalents. Of course, the invention is not limited to the sole embodiments of this electronic circuit for the protection of a power transistor which have been described above, by way of examples; on the contrary, it embraces all the variant embodiments and applications based on the same principle, and it is thus, in particular, that one would not depart from the spirit of the invention by replacing certain components of the circuit by equivalents.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8402174A FR2559322B1 (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | ELECTRONIC CIRCUIT FOR THE PROTECTION OF A POWER TRANSISTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8402174A FR2559322B1 (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | ELECTRONIC CIRCUIT FOR THE PROTECTION OF A POWER TRANSISTOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2559322A1 true FR2559322A1 (en) | 1985-08-09 |
| FR2559322B1 FR2559322B1 (en) | 1989-04-28 |
Family
ID=9300994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8402174A Expired FR2559322B1 (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | ELECTRONIC CIRCUIT FOR THE PROTECTION OF A POWER TRANSISTOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2559322B1 (en) |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |