SU1259400A1

SU1259400A1 - Device for protection of power transistor against overload and short-circuit

Info

Publication number: SU1259400A1
Application number: SU853882424A
Authority: SU
Inventors: Валентин Павлович Елгин; Геннадий Нефедович Усольцев
Original assignee: Специальное Проектное Конструкторское Бюро Промышленной Автоматики
Priority date: 1985-04-08
Filing date: 1985-04-08
Publication date: 1986-09-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики, вычислительной техники, в частности в устройствах управлени электроприводами . Цель изобретени - повышение надежности защиты силового транзистора . При включении устройства в пер- Н)1й момент через резистор 18 и конденсатор 17 на базу транзистора 7 по-h даетс бросок тока. В результате че То транзистор 7 открываетс , а транзистор 6 закрываетс . Врем действи сброса тока задаетс посто нной вре- мени цепи, состо щей из резистора 18 и конденсатора 17. За это врем схема защиты оказываетс подготовленной к выполнению своих функций и по окончанию броска тока она вступает в действие. Таким образом устройство защиты обеспечивает включение схемы на короткое замыкание. При перегрузке или коротком замыкании в цепи нагрузки величина напр жени на датчике 1 тока оказываетс достаточной дл закрывани транзистора 3. Транзисторы 9, 15 и 7 открываютс . Транзистор 6 закрываетс и исключает протекание тока в силовой цепи. Тиристор 9 предотвращает режим генерации срабатывани защиты, т.е. транзистор 6 оказываетс закрытым после срабатывани защиты до тех пор, пока не будет сн то напр жение питани . 1ил. (Л го ел со 4The invention relates to electrical engineering and can be used in automation devices, telemechanics, computer technology, in particular, in electric drive control devices. The purpose of the invention is to increase the reliability of protection of the power transistor. When the device is turned on in the per-N) 1st moment, a current rush is given across the resistor 18 and the capacitor 17 to the base of transistor 7 in -h. As a result, the transistor 7 is opened and the transistor 6 is closed. The time of the current reset is defined by the constant time of the circuit consisting of the resistor 18 and the capacitor 17. During this time, the protection circuit is prepared to perform its functions and at the end of the inrush current it takes effect. Thus, the protection device ensures that the circuit is turned on for a short circuit. In the event of an overload or short circuit in the load circuit, the magnitude of the voltage on the current sensor 1 is sufficient to close the transistor 3. The transistors 9, 15 and 7 open. Transistor 6 closes and prevents current from flowing in the power circuit. Thyristor 9 prevents the generation of protection tripping, i.e. the transistor 6 is closed after the protection is triggered until the supply voltage is removed. 1il (L go ate with 4

Description

10ten

1515

2020

2525

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики, телемеханики и и 1числительной техники, в частности в устройствах управлени электроприводами .The invention relates to electrical engineering and can be used in automation devices, telemechanics, and numerical engineering, in particular, in electric drive control devices.

Цель изобретени - повьппение надежности защиты силового транзистораThe purpose of the invention is to increase the reliability of protection of a power transistor.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема устройства защиты силового транзистора.The drawing shows a circuit diagram of a protection device for a power transistor.

Устройство защиты силового,транзистора содержит включенный в сило- вую цепь устройства датчик 1 тока, один вывод которого срединен с эмиттером первого транзистора 2 защиты, а другой - с эмиттером второго транзистора 3 защиты, база и коллектор которого через первый 4 и второй 5 резисторы соединены с положительной шиной питани , а эмиттер подключен к эмиттеру силового транзистораThe protection device of the power transistor contains a current sensor 1 connected to the power circuit of the device, one output of which is central to the emitter of the first transistor 2 of protection, and the other to the emitter of the second transistor 3 of protection, the base and collector of which are connected through the first 4 and second 5 with a positive power bus and the emitter is connected to the emitter of the power transistor

6,эмиттеру шунтирующего транзистора6, shunt transistor emitter

7,аноду первого диода 8, катоду тиристора 9 и к одним из выводов третьего 10 и четвертого 1 резисторов, при этом коллектор и база транзистора 2 через подстроечный резистор 12 соединены с первым резистором 4, коллектор транзистора 3 подключен к другому выводу резистора 10 и управл ющему электроду тиристора 9, анод которого соединен через п тый резистор 13 с одним из выводов шестого резистора 14 и базой транзистора 15, эмит- 35 тер которого и другой вывод резистора 14 подключены к положительной шине питани , а коллектор транзистора7, the anode of the first diode 8, the cathode of the thyristor 9 and one of the terminals of the third 10 and fourth 1 resistors, the collector and the base of the transistor 2 through the trimming resistor 12 connected to the first resistor 4, the collector of the transistor 3 is connected to another output of the resistor 10 and the thyristor electrode 9, the anode of which is connected through a fifth resistor 13 to one of the terminals of the sixth resistor 14 and the base of the transistor 15, whose emitter and other terminal of the resistor 14 are connected to the positive power line, and the collector of the transistor

15 через седьмой резистор 16 соединен с другим выводом резистора 11, катодом диода 8, базой транзистора 7 и одним выводом конденсатора 17, другой вывод которого через восьмой резистор 18 и второй диод I9 подключен к положительной шине питани , а коллектор транзистора 7 соединен с базой транзистора 6.15 through the seventh resistor 16 is connected to another output of resistor 11, the cathode of diode 8, the base of transistor 7 and one output of capacitor 17, the other lead of which is connected to the positive power line through the eighth resistor 18 and second diode I9, and the collector of transistor 7 is connected to the base of transistor 6

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Дл согласованной пары транзисторов 2 и 3 разность падений напр жений на эмиттерных переходах AU определ етс логарифмом отношени их коллекторных токов. Поэтому при определенном отношении, коллекторных токов величина л U всего в несколько милливольт оказываетс достаточной дл срабатывани . Отсюда высо30For a matched pair of transistors 2 and 3, the difference in voltage drops across the emitter transitions AU is determined by the logarithm of their collector currents. Therefore, at a certain ratio, the collector currents, a value of L U of just a few millivolts, is sufficient to operate. From here

4040

4545

5050

5555

00

5five

00

5five

35 35

30thirty

4040

4545

5050

5555

кий кпд при использовании датчика тока в области больших токов.Cue efficiency when using a current sensor in the field of large currents.

В нормальном режиме работы, т.е. когда нет перегрузки по току или отсутствует короткое замыкание (к.з.), транзистор 3 открыт, так как величина напр жени на датчике 1 тока оказываетс недостаточной дл запирани транзистора 3. Вследствие этого тиристор 9 и транзисторы 15 и, 7 закрыты и транзистор 6 выполн ет свою функцию регулировани .In normal operation, i.e. when there is no overcurrent or no short circuit (cs), transistor 3 is open because the voltage on current sensor 1 is insufficient to close transistor 3. As a result, the thyristor 9 and transistors 15 and 7 are closed and transistor 6 performs its regulation function.

При превьш1ении тока заданной величины по причине перегрузки или к.з. в цепи нагрузки величина напр жени на датчике 1 тока оказываетс достаточной дл закрывани транзистора 3. Тиристор 9, транзистор 15 и соответственно транзистор 7 открываютс и последний шунтирует база-эмиттерный переход регулирующего транзистора 6. Последний закрываетс и исключает протекание тока в силовой цепь.When exceeding the current of a given value due to overload or short-circuit. In the load circuit, the voltage on the current sensor 1 is sufficient to close the transistor 3. The thyristor 9, transistor 15 and, accordingly, transistor 7 open and the latter shunts the base-emitter junction of the regulating transistor 6. It closes and prevents current from flowing into the power circuit.

Тиристор 9 предотвращает режим генерации срабатывани .защиты, т.е. транзистор 6 оказываетс закрытым после срабатывани защиты до тех пор, пока не будет сн то напр жение питани .The thyristor 9 prevents the generation of the protection actuation, i.e. the transistor 6 is closed after the protection is triggered until the supply voltage is removed.

При включении устройства, т.е. при подаче на схему напр жени питани в первый момент через резистор 18 и конденсатор 17 на базу транзистора 7 подаетс бросок тока, в результате чего транзистор 7 открываетс , а транзистор 6 закрываетс . Врем действи броска тока задаетс посто нной времени цепи, состо щей из резистора 18 и конденсатора 17. За это врем схема защить оказываетс подготовленной к выполнению своих функций и по окончании броска тока она вступает в действие, таким образом устройство защиты обеспечивает включение схеьш на к.з. Диоды 8 и 19, обеспечива св зь конденсатора 17 с источником энергии, создают цепь разр да ко1зденсатора 17 с цепью подготовки его к следующему включению.When the device is turned on, i.e. when applied to the power supply circuit at the first moment, a resistor 18 is applied to the base of transistor 7 and resistor 18 and capacitor 17, causing transistor 7 to open and transistor 6 to close. The time of the inrush current is set by the time constant of the circuit consisting of resistor 18 and capacitor 17. During this time, the protection circuit is prepared to perform its functions and at the end of the inrush current it takes effect, thus the protection device ensures that the circuit is turned on to. h Diodes 8 and 19, providing a connection between the capacitor 17 and the energy source, create a discharge circuit of the condenser 17 with a circuit preparing it for the next switching on.

Дл обеспечени возможности установки и регулировани тока срабатывани защиты предусмотрен подстроеч- ный резистор 12.A trimming resistor 12 is provided to enable installation and control of the tripping current.

Таким образом, предлагаемое уст- -. ройство по сравнению с известным- позвол ет повысить надежность срабатывани защиты силового транзистораThus, the proposed mouth - -. Solving compared to the known-allows to increase the reliability of the protection operation of the power transistor

от перегрузок и к.з. за счет обеспечени защиты силового транзистора при включении на заведомое к.з., а также исключени режима генерации работы защиты, так как после ее срабатывани силовой транзистор удерживаетс в закрытом состо нии до тех пор, пока полностыо не будет сн то напр жение питани с устройства, сохран при этом такие же высокие КПД и точность, как у известного устройства .from overloads and short circuit by ensuring protection of the power transistor when switched on to a notorious short-circuit, and also by excluding the generation mode of the protection operation, since after its operation the power transistor is kept in the closed state until the power supply voltage is removed from the device while maintaining the same high efficiency and accuracy as in the known device.

Claims

In addition, the exclusion of the operation generation mode protect allows use. The proposed device for protecting the power transistor not only in the linear mode, but also in the switching mode, and the use of a tuning resistor makes it possible to set and control the protection actuation current. Invention Formula

A device for protection of the power transistor against overloads and a short 25 e scan containing a current sensor included in the power circuit of the device, one output of which is connected to the emitter of the first protection transistor, another output connected to the emulator 30 of the second protection transistor, the base and collector of which The first and second resistors are respectively connected to the positive power supply busbar, and the emitter is intended for I. Derbak's connector.

Order 5132 / 53Tirage.612 Subscription

VShPI State Committee of the USSR

for inventions and discoveries 113035i Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

O

five

nor with a power transistor emitter, distinguished by the fact that, in order to increase the protection reliability of the power transistor, a transistor, a shunting transistor, a thyristor, two diodes, a capacitor, a trimming resistor and mectb resistors are inserted into the device, the emitter of the second protection transistor is connected to a shunt emitter the transistor, the anode of the first diode, the cathode of the thyristor and one out of the terminals of the third and fourth resistors, and the collector and the base of the first protection transistor through the trimmer. the resistor is connected to the first resistor, while the collector of the second protection transistor is connected to another terminal of the third resistor and to the control electrode of the thyristor, the anode of which is connected through the fifth resistor to one of the terminals of the sixth resistor and the base of the transistor whose emitter and another terminal of the sixth resistor are connected to positive power supply terminal, and the collector of the transistor through the seventh resistor is connected to another output of the fourth resistor, the cathode of the first diode, the base of the on-board transistor and one cause Ora, the other terminal of which is connected via the eighth resistor and the second diode to the positive power supply, and the collector of the shunt transistor is designed to be connected to the base of the power transistor.

Compiled by O. Mescher Kova

Tehred K. Khodanich Proofreader V. But ha