SU1598148A1 - Транзисторный ключ с защитой от перегрузки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  управлени  реле или индикаторами, удаленными от объекта. Цель изобретени  - уменьшение рассеиваемой мощности при перегрузке. Устройство содержит силовой транзистор 1, резисторы 3, 4, 5, диод 7. В устройство введены дополнительный транзистор 2, резистор 6, элемент И 8, оптрон 9, усилитель 10, одновибратор 11 и блок 12 сигнализации. При возникновении перегрузки устройство переходит в режим генерации, за счет чего достигаетс  цель. 1 ил.

Description

сл о

00

Е

00

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  управлени  реле или индикаторами, удаленными от обьекта.

Цель изобретени  - уменьшение рассеиваемой мощности при перегрузке.

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства.

Транзисторный ключ содержит силовой 1 и дополнительный 2 транзисторы, четыре резистора 3-6, диод 7, злемент И 8, оптрон 9, усилитель 10, одновибратор 11, блок 12 сигнализации. Первый вход элемента И 8 соединен с входной шиной 13, выход через резистор 5 - с базой транзистора 1, коллектор которого через нагрузку 14 подключен к шине 15 питани , а также соединен с катодом диода 7 и через резистор 3 и светодиод оптрона 9 - с коллектором транзистора 2, эмиттер которого соединен с общей шиной 16, а база через резистор 6 с эмиттером транзистора 1, который через резистор 4 соединен с общей шиной 16, анод диода 7 соединен с общей шиной 16. Фотодиод оптрона 9 подключен к входу усилител  10, выход которого подключен к входу одновиб- ратора 11, выход которого соединен с входом блока 12 и вторым входом элемента И 8. Блок 12 выполнен на основе светодио- да, который своим свечением сигнализирует о наличии перегрузки в устройстве.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

В исходном состо нии на первый вход элемента И 8 с шины 13 подаетс  напр жение , соответствующее логическому О, на второй вход с выхода одновибратора 11 поступает логическа  Г. Транзистор 1 закрыт (режим отсечки) низким потенциалом, соответствующим логическому О, поступающему с выхода элемента И 8, транзистор 2 закрыт (режим отсчета) и оптрон 9 выключен . С выхода одновибратора 11 напр жение , соответствующее логической 1, поступает на вход блока 12 сигнализации и второй вход элемента И 8.

При подаче на первый вход элемента И 8 с шины 13 логической Г на выходе элемента И 8 формируетс  состо ние Г. отпирающее транзистор 1 (режим насыщени ) а, следовательно, и транзистор 2 (режим насыщени ). Резисторы 5 и 6 ограничивают базовый ток транзисторов 1 и 2 соответственно. Коллекторный потенциал открытого транзистора 1 понижаетс  и равен

UKTl UR4+UK3.

где UM - падение напр жени  на резисторе 4; UKS - напр жение насыщени  транзистора 1.

При этом коллекторный ток транзистора 2 недостаточен дл  включени  оптрона 9. При по влении короткого замыкани  нагрузки 14 (обмотки реле) напр жение на 5 коллекторе транзистора 1 повышаетс  до напр жени  источника питани , при этом увеличиваетс  и коллекторный ток транзистора 2 до величины, необходимой дл  включени  оптрона 9. Коллекторный ток 10 транзистора 2 ограничен резистором 3. Включение оптрона 9 вызывает срабатывание усилител  10, на выходе которого формируетс  перепад напр жени  с высокого уровн  на низкий (отрицательный фронт), 5 запускающий одновибратор 11. на выходе которого формируетс  отрицательный импульс , поступающий на второй вход элемента И 8 и на вход блока 12.

При поступлении отрицательного им- 0 пульса на вход элемента И 8 на его выходе формируетс  логический О, закрывающий транзистор 1, что вызывает закрывание транзистора 2 и выключение оптрона 9, а на выходе усилител . 10 сформируетс  логиче- 5 ека  1. После окончани  отрицательного импульса процесс повтор етс , т.е. включаютс  транзисторы 1 и 2, оптрон 9, сформированный усилителем 10 отрицательный перепад запускает одновибратор 11 и далее 0 процесс повтор етс .

Таким образом, при коротком замыкании нагрузки устройство переходит в режим генерации.

При этом мощность, рассеиваема  на 6 коллекторе транзистора 1. уменьшаетс  согласно формуле

Pk

40

Uklk Q

где Q Y - скважность;

г- период генерации;

ti - длительность отрицательного импульса , вырабатываемого одиовибратором 11;

г - врем  работы транзистора 1 при закороченной нагрузке 14,

r t2+t3+t4+t5.

t2 - врем  задержки включени  оптрона 9; t3- врем  задержки включени  усилител  10;

14 - врем  задержки включени  одно- вибратора 11;

ts - врем  задержки включени  элемента И 8;

UK - напр жение на коллекторе транзитора 1;

IK - ток коллектора транзистора 1,

Причем, измен   длительность отрицательного импульса, вырабатываемого одно- вибратором 11, измен етс  скважность, а следовательно, и мощность, рассеиваема  транзистором 1 в режиме короткого замы- кани .

Генераторный режим позвол ет осуществить сигнализацию, указывающую на наличие короткого замыкани  нагрузки 14,

При этом импульсы генерации с выхода одновибратора 11 поступают на вход блока 12 сигнализации. При поступлении на вход блока 12 сигнализации отрицательного импульса светодиод светитс , тем самым информирует оператора о наличии короткого замыкани  нагрузки.

Таким образом, применение предлагаемого транзисторного ключа позволит сигнализировать наличие короткого замыкани  нагрузки и тем самым быстро локализовать неисправность, а также уменьшить мощность , рассеиваемую на коллекторе силового транзистора.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Транзисторный ключ с защитой от пере- грузки, содержащий силовой транзистор,

   три резистора и диод, катод которого соединен с коллектором силового транзистора и первым выводом первого резистора, коллектор силового транзистора через нагрузку соединен с шиной питани , змиттер через второй резистор - с общей шиной, а база соединена с первым выводом третьего резистора , анод диода соединен с общей шиной, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  рассеиваемой мощности при перегрузке, введены злемент И, дополнительный транзистор, четвертый резистор, оптрон, усилитель, одновибратор и блок сигнализации , первый вход элемента И подключен к входной шине, выход элемента И соединен с вторым выводом третьего резистора , база дополнительного транзистора через четвертый резистор соединена с эмиттером силового транзистора, эмиттер - с общей шиной, а коллектор через светодиод оптрона соединен с вторым выводом первого резистора, фотодиод оптрона подключен к входу усилител , выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с входом блока сигнализации и вторым входом элемента И.