SU1661988A1

SU1661988A1 - Inductive load current switch

Info

Publication number: SU1661988A1
Application number: SU894728724A
Authority: SU
Inventors: Александр Валентинович Коломенцев; Сергей Анатольевич Курбат; Валентин Владимирович Хрен; Александр Иванович Атрашкевич
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управлени электроприводами посто нного тока. Цель изобретени - повышение надежности переключател тока в индуктивной нагрузке за счет устранени сквозных токов при работе переключател в режиме обрыва нагрузки. При обрыве нагрузки 19 на врем открывани транзистора 1 положительным напр жением с шины 20 блокировка транзистора 3 осуществл етс сигналом с выхода датчика 14 состо ни ключа. Разблокировка его происходит тогда, когда транзистор 1 закрываетс . При открывании транзистора 3 транзистор 1 заблокирован через пороговый элемент 9 положительным сигналом с выхода датчика 13 состо ни ключа. Разблокировка его происходит аналогично транзистору 3. 1 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in control devices of direct current electric drives. The purpose of the invention is to improve the reliability of a current switch in an inductive load by eliminating through-currents when the switch is operated in a load-break mode. When the load 19 is broken at the time of the opening of the transistor 1 by a positive voltage from the bus 20, the blocking of the transistor 3 is effected by a signal from the output of the key state sensor 14. Unlocking it occurs when transistor 1 is closed. When opening the transistor 3, the transistor 1 is blocked through the threshold element 9 with a positive signal from the output of the sensor 13 of the state of the key. Unlocking it is similar to the transistor 3. 1 Il.

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах.управления электроприводами постоянного тока.The invention relates to a pulse technique and can be used in devices. Control of DC electric drives.

Цель изобретения - повышение надежности переключателя тока в индуктивной нагрузке за счет устранения сквозных токов при работе переключателя в режиме обрыва нагрузки.The purpose of the invention is to increase the reliability of the current switch in the inductive load by eliminating the through currents during the operation of the switch in the load break mode.

На чертеже представлена схема пере• ключателя тока в индуктивной нагрузке.The drawing shows a diagram of a current • switch in inductive load.

Переключатель тока в индуктивной нагрузке содержит первые силовой и управляющий транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, вторые силовой'И управляющий транзисторы 3 и 4 другого типа проводимости. первый 5 и второй 6 блокирующие диоды, первый 7 и второй 8 диоды обратной связи, первый 9 и второй 10 пороговые элементы. первый 11 и второй 12 резисторы, первый 13 и второй 14 датчики состояния ключа, коллекторы первого 1 и второго 3 силовых транзисторов подключены соответственно к первой 15 и второй 16 шинам первого источника питания,, коллекторы первого 2 и второго 4 управляющих транзисторов соединены соответственно с первой 17 и второй 18 шинами второго источника питания, база первого силового транзистора 1 подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора 2, база которого соединена с первым выводом первого резистора 11 и через первый диод 7 обратной связи с коллектором первого силового транзистора 1, эмиттер которого подключен к первому выводу активно-индуктивной нагрузки 19 и эмиттеру второго силового транзистора 3, база которого соединена с эмиттером второго управляющего транзистора 4. база которого подключена к первому выводу второго резистора 12 и через второй диод 8 обратной связи к коллектору второго силового транзистора 3, параллельно переходам коллектор - эмиттер первого 1 и второго 3 силовых транзисторов соответственно включены первый 5 и второй 6 блокирующие диоды, коллектор и эмиттер первого силового транзистора 1 соединены соответственно с первым и вторым входами первого датчика 13 состояния ключа, третий вход которого подключен к коллектору второго силового транзистора 3 и первому вхо. ду втрого датчика 14 состояния ключа, второй и третий входы которого сединены соответственно с эмиттером и коллектором первого силового транзистора 1, первые входы первого 9 и второго 10 пороговых элементов подключены к входной шине 20, выходы первого 13 и второго 14 датчиков состояния ключа соединены соответствен но с вторыми входами первого 9 и второго 10 пороговых элементов, выходы которых соответственно подключены к вторым выводам первого 11 и второго 12 резисторов, второй вывод активно-индуктивной нагрузки 19 соединен с общей шиной 21.The current switch in the inductive load contains the first power and control transistors 1 and 2 of one type of conductivity, the second power and control transistors 3 and 4 of another type of conductivity. the first 5 and second 6 blocking diodes, the first 7 and second 8 feedback diodes, the first 9 and second 10 threshold elements. the first 11 and second 12 resistors, the first 13 and second 14 key state sensors, the collectors of the first 1 and second 3 power transistors are connected respectively to the first 15 and second 16 buses of the first power supply, the collectors of the first 2 and second 4 control transistors are connected respectively to the first 17 and the second 18 buses of the second power source, the base of the first power transistor 1 is connected to the emitter of the first control transistor 2, the base of which is connected to the first output of the first resistor 11 and through the first diode 7 feedback from the count lecturer of the first power transistor 1, the emitter of which is connected to the first output of the active inductive load 19 and the emitter of the second power transistor 3, the base of which is connected to the emitter of the second control transistor 4. whose base is connected to the first output of the second resistor 12 and through the second feedback diode 8 to the collector of the second power transistor 3, parallel to the collector-emitter junctions of the first 1 and second 3 power transistors, respectively, the first 5 and second 6 blocking diodes, the collector and the emitter are connected Vågå power transistor 1 are connected respectively to the first and second inputs of the first sensor 13, the key state, the third input of which is connected to the collector of the second power transistor 3 and the first WMOs. two second key state sensors 14, the second and third inputs of which are connected to the emitter and collector of the first power transistor 1, the first inputs of the first 9 and second 10 threshold elements are connected to the input bus 20, the outputs of the first 13 and second 14 key state sensors are connected respectively with the second inputs of the first 9 and second 10 threshold elements, the outputs of which are respectively connected to the second terminals of the first 11 and second 12 resistors, the second terminal of the active-inductive load 19 is connected to a common bus 21.

Переключатель тока в индуктивной нагрузке работает следующим образом.The current switch in inductive load operates as follows.

В начальный момент времени t_o на переключатель тока в индуктивной нагрузке подается напряжение питания, а на входную шину 20 поступает напряжение U_Bx положительной полярности. В момент времени t₀ первый 1 и второй 3 силовые транзисторы закрыты, а ток в активно-индуктивной нагрузке 19 равен нулю. В результате этого на выходе первого датчика 13 состояния ключа сформировано положительное напряжение Ки_КЭ1, не превышающее по модулю U_Bx, а на выходе второго датчика 14 состояния ключа - отрицательное напряжение К11кэ2, которое также по абсолютному значению меньше ΙΙ_Βχ, где Цкэ1 и и_КЭ2 - напряжения между коллекторным и эмиттерным выводами соответственно первого 1 и второго 3 силовых транзисторов: К - коэффициент пропорциональности. Сигналом положительной полярности с входной шины 20 через второй пороговый элемент 10 удерживается в закрытом состоянии второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3, а через первый пороговый элемент 9-открывается первый управляющий транзистор 2. В результате этого базовый вывод первого силового транзистора 1 подключается к плюсовой шине 17 второго источника питания, что обеспечивает форсированное включение первого силового транзистора 1. При открывании первого силового транзистора 1 открывается первый диод 7 обратной связи, за счет которого первый управляющий транзистор 2 поддерживает величину базового тока первого силового транзистора 1 на границе зоны насыщения. В результате этого активно-индуктивная нагрузка 19 подключается к положительной шине 15 первого источника питания, и через нее начинает протекать ток. При увеличении поабсолюггномузначениюнапряженияикэ2Д0 величины на выходе второго датчика 14 состояния ключа формируется напряжение отрицательной по-» лярности, превышающее по абсолютному значению амплитуду импульсов с входной шины 20, что приводит к формированию сигнала, удерживающего в закрытом состоянии второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3. В это время на выходе первого датчика 13 состояния ключа сформирован сигнал, по абсолютному значению меньше U_Bx, который позволяет поступать импульсам с входной шины 20 на базовый вывод первого управляющего транзистора 2. При появлении сигнала отрицательной полярности на входной шине 20 закрывается первый'силовой транзистор 1, а второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3 удерживаются в закрытом состоянии положительным сигналом с выхода второго порогового элемента 10.At the initial time t _o , a supply voltage is supplied to the current switch in the inductive load, and a positive polarity voltage U _B x is supplied to the input bus 20. At time t _{0, the} first 1 and second 3 power transistors are closed, and the current in the active-inductive load 19 is zero. As a result, the output of the first sensor 13 of the key state generates a positive voltage Ki _KE 1, which does not exceed modulo U _B x, and the output of the second sensor 14 of the key state generates a negative voltage K11ke2, which is also less than the absolute value ΙΙ _Β χ, where Tske1 and _KE 2 - voltage between collector and emitter terminals of the first 1 and second 3 power transistors, respectively: K is the proportionality coefficient. The signal of positive polarity from the input bus 20 through the second threshold element 10 is held closed by the second control transistor 4 and the second power transistor 3, and through the first threshold element 9-opens the first control transistor 2. As a result, the base terminal of the first power transistor 1 is connected to the positive bus 17 of the second power source, which ensures the forced inclusion of the first power transistor 1. When you open the first power transistor 1, the first feedback diode 7 opens due to which the first control transistor 2 supports the value of the base current of the first power transistor 1 at the boundary of the saturation zone. As a result of this, the active-inductive load 19 is connected to the positive bus 15 of the first power source, and current flows through it. With an increase in the absolute value of the voltage and ke2D0 value at the output of the second key state sensor 14, a negative polarity voltage is generated that exceeds the absolute value of the pulse amplitude from the input bus 20, which leads to the formation of a signal that keeps the second control transistor 4 and the second power transistor 3 closed. At this time, a signal is generated at the output of the first key state sensor 13, the absolute value is less than U _B x, which allows pulses from the input bus 20 to arrive at the bases the first output of the first control transistor 2. When a signal of negative polarity appears on the input bus 20, the first power transistor 1 closes, and the second control transistor 4 and the second power transistor 3 are kept closed by the positive signal from the output of the second threshold element 10.

При закрывании первого силового транзистора 1 ток активно-индуктивной нагрузки 19 за счет ЭДС самоиндукции начинает протекать через второй блокирующий диодWhen the first power transistor 1 is closed, the current of the active-inductive load 19 due to the self-induction EMF begins to flow through the second blocking diode

6. При этом происходит разблокировка второго силового транзистора 3, но он удерживается в закрытом состоянии за счет диода 8 обратной связи. В это время на выходе первого датчика 13 состояния ключа сформирован сигнал. Uo, соединяющий входную шину 20 с выводом первого резистора 11. В момент времени, когда ток в активно-индуктивной нагрузке 19 равен нулю, закрывается второй блокирующий диод 6 и на базовый вывод второго управляющего транзистора 4 подается открывающее напряжение отрицательной полярности. Процесс открывания второго силового транзистора 3 аналогичен процессу открывания первого силового транзистора 1. В результате этого активно-индуктивная нагрузка 19 подключается к минусовой шине 16 первого источника питания, и в ней изменяется направление тока. При достижении напряI 1 U_BX жения и_Кэ2 уровня на выходе первого датчика 13 состояния ключа формируется положительное напряжение, по абсолютному значению превышающее U_Bx. которое через первый пороговый элемент 9 удерживает первый управляющий транзистор 2 и первый силовой транзистор 1 в закрытом состоянии. При поступлений с входной шины 20 напряжения положительной полярности переключатель тока в индуктивной нагрузке работает аналогично описанному.6. In this case, the second power transistor 3 is unlocked, but it is kept closed due to the feedback diode 8. At this time, a signal is generated at the output of the first key state sensor 13. Uo, connecting the input bus 20 to the output of the first resistor 11. At the time when the current in the active-inductive load 19 is zero, the second blocking diode 6 is closed and the opening voltage of the negative polarity is applied to the base terminal of the second control transistor 4. The process of opening the second power transistor 3 is similar to the process of opening the first power transistor 1. As a result, the active-inductive load 19 is connected to the negative bus 16 of the first power source, and the current direction changes in it. Upon reaching the voltage I 1 U _B X and _K e2 level at the output of the first sensor 13 of the key state, a positive voltage is formed, the absolute value exceeding U _B x. which through the first threshold element 9 holds the first control transistor 2 and the first power transistor 1 in the closed state. Upon receipt of positive polarity voltage from the input bus 20, the current switch in the inductive load operates as described.

В режиме обрыва нагрузки 19 на время открывания первого силового транзистора 1 положительным напряжением с входной шины 20 блокировка второго силового транзистора 3 осуществляется отрицательным сигналом с выхода второго датчика 14 состояния ключа. Разблокировка его происходит только тогда, когда первый силовой транзистор 1 закрывается. При открывании второго силового транзистора 3 первый силовой транзистор 1 заблокирован через первый пороговый элемент 9 положительным сигна>лом с выхода первого датчика 13 состояния ключа. Разблокировка его происходит аналогично второго силовому транзистору 3.In the load break mode 19 at the time of opening the first power transistor 1 by positive voltage from the input bus 20, the second power transistor 3 is blocked by a negative signal from the output of the second key state sensor 14. Unlocking it occurs only when the first power transistor 1 is closed. When the second power transistor 3 is opened, the first power transistor 1 is blocked through the first threshold element 9 with a positive signal> scrap from the output of the first key state sensor 13. Unlocking it occurs similarly to the second power transistor 3.

Надежность предлагаемого переключателя тока в индуктивной нагрузке выше, чем у известных, за счет устранения сквозных токов при работе переключателя в режиме обрыва нагрузки.The reliability of the proposed current switch in the inductive load is higher than that of the known ones due to the elimination of through currents during the operation of the switch in the open circuit mode.

Claims

An inductive load current switch comprising the first power and control transistors of one type of conductivity, the second power and control transistors of another type of conductivity, the first and second blocking diodes, the first and second feedback diodes, the first and second threshold elements, the first and second resistors, collectors the first and second power transistors are connected respectively to the first and second buses of the first power source, the collectors of the first and second control transistors are connected respectively to the first by the second and second buses of the second power source, the base of the first power transistor is connected to the emitter of the first control transistor, the base of which is connected to the first output of the first resistor and through the first feedback diode to the collector of the first power transistor, the emitter of which is connected to the first output of the active-inductive load and the emitter of the second power transistor whose base is connected to the emitter of the second control transistor, the base of which is connected to the first output of the second resistor and through the second diode fraternal communication to the collector of the second power transistor, parallel to the collector-emitter junctions of the first and second power transistors, respectively, the first and second blocking diodes are included, characterized in that, in order to increase reliability, the first and second key state sensors are introduced, and the collector and emitter of the first power transistors are connected respectively to the first and second inputs of the first key state sensor, the third input of which is connected to the collector of the second power transistor and the first input of the second yes a key state sensor, the second and third inputs of which are connected respectively to the emitter and collector of the first power transistor, the first inputs of the first and second threshold elements are connected to the input bus, the outputs of the first and second key state sensors are connected respectively to the second inputs of the first and second threshold elements, the outputs of which are respectively connected to the second terminals of the first and second resistors, the second terminal of the active-inductive load is connected to a common bus.

Compiled by D. Ivanov . Editor Oh, Golovach Tehred M. Morgenthal Corrector M. Pozho