SU1767648A1

SU1767648A1 - Current regulator

Info

Publication number: SU1767648A1
Application number: SU904850698A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Болотов; Владимир Андреевич Гордовой; Ян Игнатьевич Волкомирский
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит силовой транзистор (1), включенный через датчик тока (2) между входным и выходным выводами. Источник двупол рного напр жени подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора (8) и выводу резистора смешени (12). База силового транзистора The essence of the invention: the device contains a power transistor (1) connected through a current sensor (2) between the input and output pins. The source of the bipolar voltage is connected to the emitter of the key transistor (8) and the output of the mixing resistor (12). Power transistor base

Description

Устройство относитс к технике регулировани посто нного тока в активно-индуктивный нагрузке и может быть использовано в электроприводах.The device relates to a technique of direct current control in an active-inductive load and can be used in electric drives.

Известно устройство дл регулировани тока, протекающего через индуктивную нагрузку по за вке ФРГ Ms OS 3529742, G 05 F 1/46, содержащее измерительный резистор , компаратор, триггер, источник внешних управл ющих импульсов, транзисторный ключ. A device is known for controlling the current flowing through the inductive load of the FGM application Ms OS 3529742, G 05 F 1/46, containing a measuring resistor, a comparator, a trigger, a source of external control pulses, a transistor switch.

Недостатком устройства вл етс повышенные пульсации тока, т.к. контролируетс только их верхний уровень.The disadvantage of the device is increased current ripple, since only their upper level is controlled.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс стабилизатор напр жени посто нного тока с защитой от токовых перегрузок (а.с. № 1553964, G 05 F 1/573), содержащий регулирующий элемент, датчик тока, узел обратной св зи, ключевой элемент, компаратор, конденсатор и резисторы.The closest in technical essence and the achieved result is a DC voltage regulator with current overload protection (AS No. 1553964, G 05 F 1/573) containing a regulating element, a current sensor, a feedback node, a key element, comparator, capacitor and resistors.

Недостатком устройства вл етс увеличение потерь на силовом транзисторе при увеличении тока нагрузки, что снижает к.п.д, а также недостаточна надежность из- за отсутстви цепи протекани тока нагрузки при отключении силового транзистора.The drawback of the device is an increase in losses in the power transistor with an increase in the load current, which reduces the efficiency, as well as a lack of reliability due to the absence of a load current flow circuit when the power transistor is disconnected.

Целью изобретени вл етс повышение к.п.д, и надежности путем улучшени динамики схемы.The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability by improving the dynamics of the circuit.

Сущность изобретени заключаетс в том, что регул тор тока содержит силовой транзистор, включенный через датчик тока между входным и выходным выводами, первый вывод датчика тока, соединенный с выходным выводом подключен к первому входу компаратора, второй вход которого присоединен к выводу источника управл ющего напр жени , а выход соединен с управл ющим входом ключевого транзистора, коллектор которого подключен к базе силового транзистора,The essence of the invention is that the current regulator contains a power transistor connected through a current sensor between the input and output pins, the first output of the current sensor connected to the output output is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the control voltage source and the output is connected to the control input of the key transistor, the collector of which is connected to the base of the power transistor,

Новым вл етс введение источника двухпол рного напр жени , первый вывод которого подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора, коллектор которого через резистор смещени подсоединен ко второму выводу источника двухпол рно го напр жени и непосредственно к базе запирающего транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу источника двухпол рного напр жени , а эмиттер присоединен к базе силового транзистора, при этом подключение коллектора ключевого транзистора к базе силового транзистора осуществлено через введенный раздел ющий диод, причем выходные выводы и датчик тока зашу.нтиро- ваны обратным диодом.New is the introduction of a two-pole voltage source, the first output of which is connected to the emitter of the key transistor, whose collector is connected to the second output of the dual-pole voltage source through the bias resistor and directly to the base of the blocking transistor, the collector of which is connected to the second output of the two-pole voltage, and the emitter is connected to the base of the power transistor, while the connection of the collector of the key transistor to the base of the power transistor is made through a separating diode, with the output pins and the current sensor fitted with a reverse diode.

На чертеже приведена схема устройства , где обозначены: 1 - силовой транзистор,The drawing shows a diagram of the device, where indicated: 1 - power transistor,

2- датчик тока, 3 - активно-индуктивна нагрузка, 4 - обратный диод, 5 - компаратор , 6 - источник управл ющего напр жени , 7 - схема управлени транзистором 1, содержаща ключевой транзистор 8, запирающий транзистор 9 с раздел ющим диодом 10, резисторы 11, 12, 13, конденсатор2 is a current sensor, 3 is an active-inductive load, 4 is a reverse diode, 5 is a comparator, 6 is a control voltage source, 7 is a control circuit of transistor 1 containing a key transistor 8, a blocking transistor 9 with a separating diode 10, resistors 11, 12, 13, capacitor

0 14, источники двухпол рного напр жени 15,16.0 14, two-pole voltage sources 15.16.

Нагрузка 3 с датчиком 2 включены в эмиттерную цепь транзистора 1 и зашунти- рованы диодом 4. Неинвертирующий входLoad 3 with sensor 2 is included in the emitter circuit of transistor 1 and is bridged by diode 4. Non-inverting input

5 компаратора 5 соединен с источником 6 управл ющего напр жени , а второй вход - с датчиком тока 2. Открытый выход компаратора 5 соединен через резистор 13с базой транзистора 8, коллектор которого подклю0 чен к базе транзистора 1 через диод 10 и резистор 11. Последние зашунтированы конденсатором 14 и переходом база-эмиттер транзистора 9, коллектор которого подключен к источнику 15 и через резистор 125 of the comparator 5 is connected to the control voltage source 6, and the second input is connected to the current sensor 2. The open output of the comparator 5 is connected via a resistor 13 with the base of the transistor 8, the collector of which is connected to the base of the transistor 1 through a diode 10 and a resistor 11. The latter are bridged the capacitor 14 and the base-emitter junction of the transistor 9, the collector of which is connected to the source 15 and through a resistor 12

5 к его базе.5 to its base.

Работает устройство следующим образом . При включении питани , отсутствии тока в нагрузке 3 и низком уровне напр жени на выходе компаратора 5, переход база0 эмиттер транзистора 8 смещаетс в пр мом направлении и он открываетс . Базовый ток транзистора 1 начнет протекать по цепи: источник 16, транзистор 8, диод 10, резистор 11, переход база-эмиттер транзистораThe device works as follows. When the power is turned on, there is no current in the load 3, and the voltage level at the output of the comparator 5 is low, the base0 transition of the emitter of the transistor 8 shifts in the forward direction and it opens. The base current of transistor 1 will begin to flow through the circuit: source 16, transistor 8, diode 10, resistor 11, base-emitter junction of the transistor

5 1, обща точка схемы (источников 15, 16) и транзибтор 1 открываетс , а ток в нагрузке5 1, the common point of the circuit (sources 15, 16) and transient 1 opens, and the current in the load

3начнет увеличиватьс При достижении им заданного значени , когда напр жение на датчике тока 2 достигнет напр жени источ0 ника 6, компаратор срабатывает, а на его выходе устанавливаетс высокий уровень напр жени . Переход база-эмиттер транзистора 8 смещаетс в обратном направлении и он запираетс . В этом случае ток базы3 will begin to increase. When it reaches a predetermined value, when the voltage on current sensor 2 reaches the voltage of source 6, the comparator is activated, and a high voltage level is set at its output. The base-emitter junction of transistor 8 is shifted in the opposite direction and it is locked. In this case, the base current

5 транзистора 1 уменьшаетс до нул , но конденсатор 14, перед этим зар женный, будет разр жатьс некоторое врем , что определ ет задержку на включение транзистора 9 после прекращени упом нутого тока базы.5, the transistor 1 is reduced to zero, but the capacitor 14, previously charged, will be discharged for some time, which determines the delay in the switching on of the transistor 9 after termination of the mentioned base current.

0 После разр да конденсатора 14 переход база-эмиттер транзистора 9 освобождаетс от запирающего напр жени и он отпираетс под действием тока, протекающего по цепи: плюс источника 15, переход база-эмиттер0 After capacitor 14 is discharged, the base-emitter transition of the transistor 9 is released from the blocking voltage and it is unlocked by the current flowing through the circuit: plus source 15, base-emitter transfer

5 транзистора 1, резистор 11, переход эмиттер-база транзистора 9, резистор 12, минус источника 15. При отпирании транзистора 9 эмиттерный переход транзистора 1 подключаетс на напр жение отрицательной пол рности источника 15 и происходит5 transistor 1, resistor 11, emitter-base junction of transistor 9, resistor 12, minus source 15. When unlocking transistor 9, emitter junction of transistor 1 is connected to the negative voltage of source 15 and occurs

интенсивное рассасывание избыточного зар да в базе транзистора 1 и он надежно запираетс .чintense absorption of excess charge in the base of transistor 1 and it is locked securely .h

Таким образом, отпирание транзистора 9 с задержкой относительно запирани транзистора 8 обеспечивает прекращение базового тока положительной пол рности транзистора 1,. а значит и снижение его эмиттерного тока. И только после этого отпирание транзистора 9 не приводит к чрезмерной концентрации эмиттерного тока в кристалле силового транзистора, что уменьшает эффект вторичного пробо транзистора , повышает надежность его работы.Thus, unlocking the transistor 9 with a delay relative to the locking of the transistor 8 ensures the termination of the base current of the positive polarity of the transistor 1 ,. and hence a decrease in its emitter current. And only after that the unlocking of the transistor 9 does not lead to an excessive concentration of the emitter current in the power transistor crystal, which reduces the effect of the secondary sample of the transistor, increases the reliability of its operation.

По сравнению с прототипом предложенный регул тор тока позвол ет повысить к.п.д, устройства за счет снижени потерь в силовом транзисторе, увеличить надежное ь, в том числе за счет расширени обла- сти безопасной работы силового транзистора, а также упростить настройку регул тора и повысить помехозащищенность схемы, т.к. датчик тока имеет общую точку со схемой управлени силовым транзистором .Compared to the prototype, the proposed current controller allows increasing the efficiency of the device by reducing losses in the power transistor, increasing the reliability, including by expanding the safe operation of the power transistor, and also simplifying the setting of the controller. and increase the noise immunity of the circuit, since The current sensor has a common point with the control circuit of the power transistor.

Claims

Claims of the Current Regulator containing a power transistor connected via a current sensor

between the input and output pins, the first output of the current sensor connected to the output output is connected to the first input of the comparator, the second input of which

connected to the output of the control voltage source, and the output is connected to the control input of the key transistor, the collector of which is connected to the base of the power transistor, which differs

In order to increase efficiency and reliability by improving the dynamics of the circuit, a bipolar voltage source is introduced, the first output of which is connected to the emitter of the key transistor, the collector of which is connected to the second output of the bipolar voltage source and directly to the base of the input locking transistor

the collector of which is connected to the second output of a bipolar voltage source, and the emitter is connected to the base of the power transistor, and the connection of the key collector

the transistor to the base of the power transistor is implemented through the inserted separating diode, and the output terminals and the current sensor are shunted by a reverse diode.