SU1003344A1 - Транзисторный ключ с защитой от перегрузки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в регул торах напр жени , преобразовател х частоты, инверторах тока и напр жени . .

Известен транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий силовой транзистор, конденсатор задержки , резисторные делители напр жени  1.

Данный ключ имеет сложную схему управлени , состо ющую из большого числа логических элементов.

Известен также транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий управл ющий транзистор, эмиттер которого подключен к.одной из шин источника питани  и первым выводам конденсатора задержки и первого резистора, а коллектор через пер вый резисторннй делитель - к второй шине источника питани , первому выводу второго резисторного делител  и эмиттеру силового транзистора, база которого соединена со средним выводом первого резисторного делител  2.

Извeqтный транзисторный ключ с защитой от перегрузки обладает низкой надежностью неограниченно величины и времени действи  тока короткого замыкани .

Цель изобретени  - повышение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий управл ющий транзистор, эмиттер которого подключен к одной из шин источ10 ника питани  и первым выводам конденсатора задержки и первого резистора , а коллектор через первый резисторный делитель - к второй тине источника питани , первому выводу

15 второго резисторного делител  и эмиттеру силового транзистора база которого соединена со средним выводом первого резисторного делител , введены по три дополнительных

20 транзистора и резистора, при этом эмиттер первого дополнительного транзистора подключен через переход коллектор - эмиттер второго дополнительного транзистора к эмит25 теру силового транзистора, коллектор первого дополнительного транзистора соединен с вторым выводом конденсатора задержки и через первый дополнительный резистор с баэой

30 третьего дополнительного транзистоpa и вторым выводом первого резистора , который через второй дополнительный резистор соединен с коллектором управл ющего транзистора, база которого „соединена с входной клеммой, а коллектор через третий дополнительный резистор - с базой первого дополнительного транзистора, кроме того, база второго дополнительного транзистора подключена к среднему выводу второго резисторного делител , второй вывод которого соединен с коллектором силового транзистора .

На фиг. 1 представлена схема транзисторного ключа с защитой от перегрузки j на фиг, 2 - диаграмма токов и напр жений, по сн юща  работу дан ного ключа.

Транзисторный ключ содержит управл ювий транзистор 1, дополнительные первый 2, второй 3 и третий 4 транзисторы , первый резистор 5, дополнительные резисторы 6,7 и 8, резисторные делители 9-12 напр жени , конденсатор 13 задержки, источник 14 питани , силовой транзисторный ключ 15, входную шину 16.

На фиг. 2 изображены; 17 - состо ние (открыт или закрыт } транзистора 1 ; la - состо ние транзис-гора 4 / 19 - состо ниеTpaHsjicTOpa 2/ 20 состо ние транзистора 3 21 - форма базового тока силового транзистора 15; 22 - форма напр жени  на коллекторе силового транзистора 15; 23 напр жение на конденсаторе 13. При графическом изображении состо ни  транзисторов прин то следующее: наличие сигнала - транзистор открьзт, отсутствие сигнала - транзистор закрыт .

Работа устройства дл  управлени  транзисторным.ключом осуществл етс  следующим образом.

В нормальном режиме работы при отсутствии управл ющего сигнала т.е. на интервале О - t транзисторм 1, 4, 2 и 15 закрыты,а транзистор 3 открыт. Затем в момент времени t управл ющий транзистор 1 и первый дополнишельный транзистор 2 открываютс  (17 и 19), и на вход силового транзистора 15 подаетс  базовый ток 21, под действием которо- го спуст  врем  включени  12 открываетс  (22) силовой транзистор 15 и закрываетс  (20) транзистор 3. На интервале tj конденсатор 13 зар жаетс  по цепи 14-13г2-3-14. Напр жение 23 на конденсаторе 13 за врем  12 не успевает достичь напр жени  срабатывани  защиты Чсро15- При; этом транзистор 4 остатс  закрытым (18).

В момент времени t под действием правл ющего сигнала управл ющий первый дополнительный транзисторы

1 и 2 запираютс  и прекращают пос тупление входного тока 21, отпирающего силовой транзистор 15. Спуст  врем  рассасывани  t запираетс  силовой транзистор 15 и на его 5 выходе по вл етс  напр жение 22, под действием которого открываетс  (20) второй дополнительный транзистор 3. При этом на интервале ц третий дополнительный транзистор 4 остает 0 с  закрытым (18). Далее процессы повтор ютс .

При кратковременной помехе на интервале t-,- tg устройство работает так же, как и в нормальном режиме .

В случае внешнего короткого замыкани  в момент времени t силовой транзистор 15 входит в активную область , напр жение 22 на его коллекторе возрастает и второй дополни тельный транзистор 3 открываетс  Д20). С этого мокйнта конденсатор 13 зар жаетс  по цепи 14-13-12 - 14 и за врем  tg- t- gнапр жение 23 на его зажимах достигает к моменту величины порога срабатывани  .

После этого третий дополнительный транзистор 4 открываетс  (18), шунтирует входную цепь управл югде0 го транзистора 1 и запирает (17, 19) транзисторы 1 и 2, при этом поступление входного тока 21 прекращаетс , и силовой транзистор 15 запираетс . Одновременно с запиранием транзисто5 ра 2 начинает разр жатьс  по цепи 13-4-5-6-13 конденсатор 13. Так как транзисто 1 и 4 охвачены положительной обратной св зью, через вто- рой дополнительный резистор 7, то

0 отпускание защиш произс дет достаточно Лыстро при достижении напр жением 23 на конденсаторе 13 величины напр жени  отпускани  ., В момент времени t, закрываетс  (18 Т

С транзистор 4 и открываютс  (17, 19) транзистор 1 и 2, которые прИоткрыг вают (22) силовой транзистор 15. Далее процессы повтор ютс .

Таким образом, устанавливаетс  ав- токолёбательньтй режим с периодом

t iTVpn котором, на интервале импульса t 2 (5-1 Омкс) силовой транзистор 15 находитс  в активной об .ласти И его коллекторный ток ограничиваетс  лишь значением р, а

5 на интервале паузы t.j-t (1-2 мс) .силовой транзисторный ключ 15 закjMJT . Период автоколебаний может быть задан любым, независимо от периода следовани  управл ющих.импу0 льсов. Действующее значение тока, протекающего через силовой транзисторный ключ из-за большой скважности импульсо1а мало, а врем  нахождени  транзисторного ключа в ак5 тивной области недостаточно дл 

развити  вторичного пробо  структуры , и поэтому транзисторный ключ не выходит из стро  при длительной работе в этом режиме.

Транзисторный ключ по сравнению .с прототипом имеет более высокое быстродействие за -счет релейной характеристики цепи управлени  на транзисторах 1 и 4 и резисторах 6 и 7, что позвол ет уменьшить броски тока и потери мощности на переключение и повысить надежность его работы.

Транзисторный ключ позвол ет выбрать наперед заданное врем  работы силового транзистора iS в активной области tg-t.,Q и также врем  его открытого состо ни  t,Q- t,,исход  из условий его безопасной работы, посредством дополнительных транзисторов 2 и 3 и выбора параметров резисторов б и 7 и конденсатора 13 задержки. также позвол ет повысить надежность работы транзисторного ключа.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 762183, KJi. Н 03 К17/60, 07.09.80.

2.Авторское свидетельство СССР № 438144, кл. Н 03 К 17/60, 30.07.74

(прототип).

s