SU822363A1

SU822363A1 - Transistorized switch

Info

Publication number: SU822363A1
Application number: SU792801073A
Authority: SU
Inventors: Николай Ильич Дуплин
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1979-07-23
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1981-04-15

Description

1 . Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано gcpiH коммутации и защиты электрических сетей и во вторичных источниках питани . Известен транзисторный клйч, содержащий силовой транзистор, усили«гель мощности и устройство сравнени опорного напр жени с напр жением на ключе llНедостатком такого ключа вл етс возможность токовой перегрузки силового транзистора из-за инерционности цепей защиты и ограниченного вре мени выключени силового транзистора , что снижает надежность работы в услови х коммутации максимальных то ков. Известен другой более совершенный транзисторный ключ, состо щий из силового транзистора, усилител мощности, датчика тока, компаратора и триггера, в котором дл исключени токовых перегрузок последовател но с транзистором включен дроссель. Недостатком такого устройства в л етс снижение массо-габаритных по казателей из-за введени дроссел значительной энергоемкости 2. Цель изобретени - повышение надежности , улучшение массо-габаритных показателей. Поставленна цель достигаетс тем, что в транзисторном ключе, содержащем силовой транзистор, датчик тока, дроссель .с дополнительной обмоткой и блок управлени , состо щий из компаратора , один вход которого соединен с источником опорного напр жени , а другой - с датчиком тока,, триггера, у которого один вход соединен с выходом ксйипаратора, а другой - с источником внешнего сигнала управлени , и усилитель мс цности, у которого вход соединен с выходом триггера, а выход ,с базой силового транзистора, дополнительна обмотка включена между датчиком тока и другимвхЬдом компаратора. На чертеже представлена принципиальна схема транзисторного ключа. Схема транзисторного ключа состоит из силового транзистора 1, усилител 2 мощности, ддаоссел 3, датчика 4 тока, источника 5 опорного напр жени , компаратора б, триггера 7 и нагрузки 8, Транзистор 1 соединен с нагрузкой 8 через основную обмотку дроссел 3t и датчик 4 тока.Выход датчика 4 тока через вспомогатель ую обмотку дроссел 3 и источник 5 опорного напр жени подключен ко входу компаратора б, а выход последнего через триггер 7 соединен со входом усилител 2 мощности, св занного с базой силового транзистора 1. one . The invention relates to power converter technology and gcpiH switching and protection of electrical networks and in secondary power sources can be used. A transistor key is known, which contains a power transistor, a power gel force, and a device for comparing the reference voltage with the voltage on the key. work in conditions of switching maximal currents. Another more advanced transistor switch is known, consisting of a power transistor, a power amplifier, a current sensor, a comparator and a trigger, in which, in order to eliminate current overloads, a choke is connected to the transistor in series with the transistor. The disadvantage of such a device is a reduction in mass-dimensional indicators due to the introduction of throttles of significant energy intensity 2. The purpose of the invention is to increase reliability, improve mass-dimension indicators. The goal is achieved by the fact that in a transistor switch containing a power transistor, a current sensor, an inductor with an additional winding and a control unit consisting of a comparator, one input of which is connected to a source of reference voltage, and another , with one input connected to the xyiparator output, and the other with an external control signal source, and an amplifier of the MS, whose input is connected to the trigger output, and the output, with the base of the power transistor, an additional winding is connected between the sensors current and other types of comparator. The drawing shows a schematic diagram of a transistor switch. The transistor switch circuit consists of a power transistor 1, a power amplifier 2, a dasol 3, a current sensor 4, a voltage source 5, a comparator b, a trigger 7 and a load 8, the transistor 1 is connected to the load 8 through the main windings of the drossel 3t and the current sensor 4 The output of current sensor 4 through the auxiliary winding of the choke 3 and the source 5 of the reference voltage is connected to the input of the comparator b, and the output of the latter through the trigger 7 is connected to the input of the power amplifier 2 connected to the base of the power transistor 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

По сигналу UBX поступающему на вход усилител мощности 2, силовой транзистор 1 находитс либо в открытом , либо в закрытом состо нии. При открытом силовом транзисторе 1 коллекторный ток протекает по датчику 4 тока,обмотке дроссел нагрузке 8 Суммарное напр жение, действующее на датчик тока 4 и на вторичной обмотке дроссел 3, сравниваетс на входах компаратора 6 с опорным напр жением Орп источника 5.By the signal UBX entering the input of the power amplifier 2, the power transistor 1 is either in the open or in the closed state. With the open power transistor 1, the collector current flows through the current sensor 4, the load winding 8 to the throttle. The total voltage acting on the current sensor 4 and on the secondary winding of the resettle 3 is compared at the inputs of the comparator 6 with the reference voltage Orp of the source 5.

Величина напр жени UQ выбираетс таким образом, чтобы при токе нагрузки , превышающем Зсщанное значение тока через транзистор, компаратор 6 опрокиделвапс . В этом случае срабатывает триггер 7, по сигналу с которого усилитель мощности 2 обеспечивает запирание силового транзистора 1. Триггер 6 остаетс в запрещающем состо нии вплоть до прихода на его второй .вход разрешающего импульса. Врем закрытого состо ни силового транзистора 1 в общем случае зависит от типа и назначени схемы. При коротком замыкании в цепи нагрузки коллекторный ток транзистора начинает резко возрастать практически по линейному закону.The voltage UQ is selected so that when the load current exceeds the value of the current through the transistor, the comparator 6 tilts. In this case, the trigger 7 is triggered, according to the signal from which the power amplifier 2 provides for locking the power transistor 1. The trigger 6 remains in the prohibitory state until the enabling pulse arrives at its second input. The time of the closed state of the power transistor 1 generally depends on the type and purpose of the circuit. In the event of a short circuit in the load circuit, the collector current of the transistor begins to increase sharply almost linearly.

Из-за инерционности силового транзистора 1, а.также усилител 2 и триггера 7 закрытие транзистсфного ключа произойдет с некоторой временной задержкой Т .Due to the inertia of the power transistor 1, as well as the amplifier 2 and the trigger 7, the closing of the transistor key will occur with some time delay T.

Чем больше напр жение питани Up и инерционность элементов С , а также , чем меньше индуктивность дроссел 3, тем значительнее ток в цепи дат ,чик.& тока превысит опорное значение,, задаваемое источником 5 опорного напр жени . Поэтому в известных схемах величину опорного напр жени существенно занижают по отношению кмаксимально допустимой величине, а дроссель 3 рассчитывают таким образом, чтобы заметно снизить скорость нарастани в нем тока. Все это ведет к увеличениюThe greater the supply voltage Up and the inertia of the elements C, and also, the smaller the inductance of the choke 3, the greater the current in the chain of dates, chick. &Amp; current exceeds the reference value, specified by the source 5 of the reference voltage. Therefore, in the known schemes, the magnitude of the reference voltage is significantly underestimated with respect to the maximum permissible value, and the choke 3 is calculated in such a way as to significantly reduce the rate of increase of current in it. All this leads to an increase

массы и габарКГов транзисторного ключа.masses and gabarKGov transistor key.

В предложенном устройстве напр жение с датчика 4 тока суммируетс с напр жением, пропорциональным -скорости нарастани тока. .Чем выше, скорость нарастани тока, тем больше суммарный сигнал, сравниваемый с опорным напр жением, при котором ток силового транзистора будет равен величине, определ емой опорным напр жением Чем выше напр жение питани , тем выше будет и скорость нарастани тока силового транзистора 1, однако тем раньше происходит и срабатывание, компаратора 6.In the proposed device, the voltage from the current sensor 4 is summed with a voltage proportional to the rate of increase of the current. The higher the rate of rise of current, the greater the total signal compared with the reference voltage at which the current of the power transistor will be equal to the value determined by the reference voltage. The higher the supply voltage, the higher the rate of current rise of the power transistor 1, however, the earlier the triggering occurs, comparator 6.

Благодар введению цепи обратной св зи по первой производной тока си-лового транзистора обеспечиваетс возможность компенсации задержки его выключени .Это позвол ет за счет по- вышени быстродействи схемы снизить массу и габариты дроссел , а за счет исключени возможных перегрузок по току повысить надежность работы устройства .By introducing a feedback loop on the first derivative of the current of the transistor, it is possible to compensate for its delay. This allows, by increasing the speed of the circuit, to reduce the weight and dimensions of throttles, and by eliminating possible overloads of current, to increase the reliability of the device.

Claims

1. Authors certificate of the USSR 438114, cl. H 03 K 17/60, 1974.

2.Mashchukov E.V. Transistor switching devices and protection of DC networks. Collection EtvA. Soviet Radio, 1977, issue 9.

Vn

Chbh

Hlj zg

s

one

“-