SU1283958A1 - Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в различньк устройствах управлени  в качестве коммутационного элемента дл  включени  нагрузки с большой кратностью пускового тока и ограниченным временем включени . Цель изобретени расширение функциональных возможностей путем обеспечени  различных уставок защиты в пусковом и установившемс  режимах. Устройство содержит последовательно соединенные составной транзисторный ключ 3 и измери- . тельный резистор 2 между потенциальной шиной питани  и цепью нагрузки 5, вспомогательный транзистор 8 и два управл ющих транзистора 11,12, токо- ограничивающие резисторы 13,14, пер-, вые диод 9 и пороговый элемент 10. В устройство введены элемент задержки 19, второй пороговый элемент 17, второй диод 16 и третий токоограничи- вающий резистор 18. За счет введени  этих элементов и св зей возможно расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил. i (Л

Description

rtOrS

в11игадна 

to

СХ) 00

;о

СП

00

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах управлени  в качестве коммутационного элемента дл  включени  нагрузки с.боль- шой кратностью пускового тока и ограниченным временем включени .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  различных уставок защиты в пус- ковом и установившемс  режимах работы

На чертеже изображена электрическа  схема предлагаемого устройства.

YcTpoficTBO содержит последовательно включенные потенциальную шину 1 источника питани 5 измерительный резистор 2, составной транзисторный ключ 3, выполненный, например на транзисторах п-р-п типа, и выходную шину 4, подключенную к одному из выводов ;агрузки 5; а также общую uJHHy 6

источника питани ,, подключенную ко второму выводу нагрузки З, делитель 7 напр жени , выполненный, например, ъ виде цепочки последовательно вклю- ченньк резисторов, подключенный параллельно измерительному резистору 2, вспомогательный транзистор 8,эмит тер которого соединен с потенцршль- , ной шиной 1 источника питани , база - с выходом делител  7 напр жени  S коллектор с управл ющим входом составного транзисторного ключа 3, первый диод 9, первым электродом под ключенный квыходной шине 4, первьш лороговьш элемент 10 выполненный например, в виде цепочки последрва- тельно соединенкьк диодов и соединен НЬЕ входом со вторьз- электродом пер- вого диода 9,а вых.одом - с базой зсп ьюгательного тратазистора 8, первый и второй управл ющие транзисторы 11 и 12, эмиттерами подключенные к об

щей шкне 6, 1сточника питани , первый токоограничивающий резистор 13, вклвдченньй между базой составного транзисторного ключа 3 и коочлегстором первого управл ющего транзистора 11 второй токоогран5гчивающий резистор 14, включенньш ме;кду коллектором второго упраВо шющего транзистора 12 и входом первого порогового элемента 10, блок управлени  15, выполненный, например, в виде транзисторного ключа , выход.которого соединен с базой первого управл ющего транзистора 11;, второй диод 16, подклгоченньй первьм электродом к выходной шине 4, вто

5

эл . п

0

5

45

50

55

рой пороговый элемент 17, выполненный например, в виде цепочки последовательно включенньсх: диодов, вьсход которого соединен с базой вспомогательного транзистора 8, а вход - со вторым электродом второго диода 16, третий токоограничивающий резистор 18, включенный между коллектором первого управл ющего транзистора 1 1 и входом второго порогового элемента 17, а также элемент задержки 19, выполненньш например, на основе интегрирующей R-C цепочки и стабилитрона , вход которого подключен к выходу блока управлени  15, а выход - к базе второго управл ющего транзистора 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства с выхода блока управлени  15 на базу первого управл ющего транзистора 11 и вход элемента задержки 19 подаетс  отпирающее напр жение, при этом первый управл ющий транзистор 11 от- крываетс , а элемент задержки 19 начинает отрабатывать заданную величину задержки. Через открытый первьм управл ющий транзистор 11 к общей шине 6 питини  подключаютс  первый и токоограничивающие резисторы 13 и 18, соответственно. Это приводит к открываншо составного транзисторного ключа 3, и начинаетс  процесс включени  нагрузки 5, при котором через нагрузку 5 протекает пусковой ток5 величина которого может в несколько раз превьшшть номинальный ток нагрузки 5, Параметры делител  7 напр жени  и измерительный резистор 2 выбираютс  так1Ф-; образом ,, что при превышении током нагрузки 5 номинального значени , напр жением с выхода делител  7 напр жени  , вспомогательньй транзистор 8 пачинает открыватьс  рае5ота  в активном режиме. Это приводит к снижению фовн  отпирающего напр жени  на шравл ющем входе составного транзисторного ключа 3 и увеличению падени  напр жени  на его эмиттерно- коллекторном переходе, Тем самым увеличиваетс  падение напр жени  на входе второго порогового элемента 17 относительно потенциальной шины 1 питанач. Порог срабатывани  второго порогового элемента 17 выбираетс  такимд чтобы ов срабатывал при превышении током нагрузки 5 допустимого дл  пускового режима значени . При этом, второй пороговый элемент 17 срабатывает, и на базу вспомогательного транзистора 8 через второй пороговый элемент 17, третий токоогра- ничивающкй резистор 18 и открытый первый управл ющий транзистор 11 подаетс  отпирающее напр жение. Вспомогательный таризистор 8 переводитс  в режим насыщени , что приводит к отключению нагрузки 5. В пусковом режиме первьй пороговый элемент 10, первый диод 9 и второй токоограничи- вающий резистор 14 на работу схемы вли ни  не оказывают, так как второй управл ющий транзистор 12 закрыт При нормальном протекании процесса включени  срабатывание второго порогового элемента 17 не происходит и, через врем , определ емое длительностью переходного процесса в нагрузке 5, ток в последней становитс  равным номинальному. Врем  задержки элемента задержки 19 выбираетс  равным или несколько большим времени переходного процесса. Таким образом, по окончании переходного процесса включени  нагрузки 5 сигнал с выхода блока управлени  15 поступает через элемент задержки 19 на базу второго управл ющего транзистора 12. Происходит отпирание второго управл ющего транзистора 12, и через него .к общей шине 6 питани  подключаетс  второй токоограничивающий резистор 14, тем caivHiiM подготавлива  цепь включени  вспомогательного транзистора 8 через первый пороговьй элемент 10. При этом, работа цепей, образованных первым пороговым элементом 10, первым диодом 9, вторым токоограни- чивающим резистором 14 и вторым упрал ющим транзистором 12, аналогична работе цепей, образованных вторым пороговым элементом 17, вторым диодо 16, третьим токоограничивающим резистором 18 и первым управл ющим транзистором 11, рассмотренной ранее, с той разницей, что порог срабатывани  первого порогового элемента 10 выбираетс  таким образом, чтобы его срабатьшание а значит, и отключение нагрузки 5 , поисходило при Заданном дл  установившегос  ре - жима работы превышении током нагрузки 5 номинального зна - чени .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом, транзисторный ключ обеспечивает включение нагрузки 5 со значительным броском пускового тока и одновременную защиту от превышени  пусковым током допустимой величины , а в установившемс  режиме осуществл ет защиту цепи нагрузки 5 на заданном уровне превьш1ени  током нагрузки 5 номинального значени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содержащий последовательно соединенные измерительный резистор и составной транзисторный ключ, включенные между потенциальной шиной источника питани  и выходной шиной, соединенной через нагрузку с общей шиной источника питани , делитель напр жени , подключенный крайними вьшодами к измерительному резистору , а средним - к базе вспомогательного транзистора, эмиттер которого соединен с потенциальной шиной источника питани , коллектор - с уп-. равл ющим входом составного транзисторного ключа и через первьй токо- ограничительный резистор - с коллектором первого управл ющего транзистора , база которого соединена с выходом блока управлени , эмиттер - с общей шиной источника питани  и эмиттером второго управл ющего .транзистора , коллектор которого через второй токоограничительный резистор соединен с одним электродом первого диода и входом первого порогового элемента, выход которого соединен с базой вспомогательного транзистора, второй электрод первого диода соединен с выходной шиной, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  различных уставок защиты в пусковом и установившемс  режимах работы в негЪ дополнительно введены вторые диод и.пороговьй элемент, элемент задержки и третий токоограничительный резистор, причем выход блока управлени  через элемент задержки соединен с базой второго управл ющего транзистора, коллектор первого управл ющего транзистора подключен через третий токоограничивающий резистор к первому электроду второго диода и входу второго порогового элемента, выход которого соединен

   512839586

   с базой вспомогательного тра - второго диода подключен к вы- нзистора , а второй электрод ходной шине.