SU970691A1

SU970691A1 - Transistorized pulse switch

Info

Publication number: SU970691A1
Application number: SU813277306A
Authority: SU
Inventors: Владимир Андреевич Коровин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4018
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1982-10-30

Description

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ КЛЮЧ(54) TRANSISTOR PULSE KEY

Изобретение относитс к преобразовательной технике и мржет быть использовано в системах управлени тиристоргили, тиристорными преобразовател ми и другими устройствами защитой от токов перегрузок.The invention relates to a converter technique and can be used in control systems for thyristorgy, thyristor converters and other devices for protection against overcurrent currents.

Известны дискретные транзисторные усилители, содержащие входной и вы- , ходной транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером, и защитную чейку на дополнительном транзисторе и диодах 13.Known discrete transistor amplifiers, containing the input and output transistors included in the scheme with a common emitter, and a protective cell on the additional transistor and diodes 13.

Недостатком известных устройств вл етс невысока надежность, обусловленна инерционностью срабатывани защитной чейки.A disadvantage of the known devices is the low reliability due to the inertia of the operation of the protective cell.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс транзисторный импульсный ключ, содержащий датчик тока, один вывод которого подсоединен через нагрузку к клемме дл подключени минусового вывода первого источника тока, а второй через коллекторноэмиттерный переход соединен с клеммой дл .подключени плюсового вывода второго источника тока, при этом эмиттер силового транзистора подсоединен через первый резистор к его базе и к первому выводу второго резистора , управл ющий транзистор.Closest to the proposed is a transistor pulse switch containing a current sensor, one output of which is connected via a load to the terminal for connecting the negative terminal of the first current source, and the second through the collector-emitter junction is connected to the terminal for connecting the positive terminal of the second current source, the emitter the power transistor is connected through the first resistor to its base and to the first output of the second resistor, the control transistor.

эмиттер которого подсоединен к клем ме дл подключени минусового вывода первого источника тока и через третий резистор к его коллектору, четвертый резистор, один из выводов которого подсоединен к клемме дл подключени источника управл ющего напр жени 1.the emitter of which is connected to the terminal for connecting the negative terminal of the first current source and through the third resistor to its collector, the fourth resistor, one of the terminals of which is connected to the terminal for connecting the source of control voltage 1.

Недостаток такого устройства за10 ключаетс в невысокой надежности, обусловленной инерционностью срабатывани защиты и отсутствием аварийного режима в цепи нагрузки.The disadvantage of such a device is the low reliability due to the inertia of the protection operation and the absence of an emergency mode in the load circuit.

Цель изобретени - повышение на15 дежности.The purpose of the invention is to increase reliability.

Поставленна цель достигаетс тем, что известный ключ, снабжен резистивным делителем напр жени , кс)мпаратором и дополнительным транзис20 тором, коллектор и база которого подсоединены соответственно ко второму выводу второго и четвертого резисторов , и эмиттер св зан с коллектором управл ющего транзистора, база The goal is achieved by the fact that the known key is supplied with a resistive voltage divider, xx) with an operator and an additional transistor, the collector and base of which are connected respectively to the second terminal of the second and fourth resistors, and the emitter is connected to the collector of the control transistor, the base

25 которого соединена с выходом компаратора , входы которого подсоединены соответственно к точке соединени датчика тока с нагрузкой и к средней точке резистивного делител , крайние 25 which is connected to the output of the comparator, the inputs of which are connected respectively to the connection point of the current sensor with the load and to the midpoint of the resistive divider, the extreme

30 выводы которого св заны с коллектором силового транзистора и с клеммой дл подключени минусового вывода первого источника тока.The 30 pins of which are connected to the collector of the power transistor and to the terminal for connecting the negative terminal of the first current source.

На чертеже показана принципиальна электрическа схема транзистор-, ного импульсного ключа.The drawing shows a circuit diagram of a transistor-pulse key.

Транзисторный импульсный ключ содержит силовой транзистор 1, включенный последовательно с источниками питани , датчиком 2 тока и нагрузкой 3, четыре резисторы 4-7, первый 4 из которых включен между эмиттером и базой силового транзистора 1, предоконечный транзистор 8, коллектор , база и эмиттер которого через второй 5, четвертый 6, третий 7 резисторы подключены сгоответственно к базе силового транзистора 1, к клемме дл подключени источника управл ющего напр жени и к клемме дл подключени минусового вывода первого источника питани , управл ющий транзистор 9, коллектор-эмиттерный переход которого включен параллельно третьему резистору 7, компаратор 10, выход которого подключен к базе управл ющего транзистора 9, делитель 11 напр жени , включенный между коллектором силового транзистора 1 и клеммой дл подключени минусового вывода первого источника питани , причем первый и второй входы компаратора 10 подключены соответственно к точке соединени датчика 2 тока с нагрузкой 3 и к среднему выводу делител 11 напр жени .The transistor pulse key contains a power transistor 1 connected in series with power sources, a current sensor 2 and a load 3, four resistors 4-7, the first 4 of which are connected between the emitter and the base of the power transistor 1, the pre-terminal transistor 8, whose collector, base and emitter through the second 5, fourth 6, third 7 resistors are connected respectively to the base of the power transistor 1, to the terminal for connecting the control voltage source and to the terminal for connecting the negative terminal of the first power source, control the transistor 9, the collector-emitter junction of which is connected in parallel to the third resistor 7, the comparator 10 whose output is connected to the base of the control transistor 9, a voltage divider 11 connected between the collector of the power transistor 1 and the terminal for connecting the negative terminal of the first power source The first and second inputs of comparator 10 are connected respectively to the connection point of current sensor 2 with load 3 and to the middle terminal of voltage divider 11.

Транзисторный импульсный ключ работает следующим образом.Transistor pulse key works as follows.

При отсутствии сигнала управлени устройством предоконечный транзисторIn the absence of a device control signal, the pre-terminal transistor

8заперт независимо от состо ни управл ющего транзистора 9. При этом базовый ток силового транзистора 1 равен нулю, силовой транзистор 1 заперт и напр жение на.нагЕ)узке 3 равно нулю.8 is locked irrespective of the state of the control transistor 9. In this case, the base current of the power transistor 1 is zero, the power transistor 1 is locked, and the voltage on the EH) narrow 3 is zero.

При поступлении сигнала управлени через четвертый резистор б начинает протекать базовый ток предоконечного транзистора 8. Величина этого тока, а следовательно, и коллекторного тока предоконечного транзистора 8 зависит от состо ни управл ющего транзистора 9. При насыщенном состо нии управл ющего транзистораWhen a control signal is received through the fourth resistor b, the base current of the pre-end transistor 8 begins to flow. The magnitude of this current and, therefore, the collector current of the pre-end transistor 8 depends on the state of the control transistor 9. At a saturated state of the control transistor

9предоконечный транзистор 8 насыщен , и его коллекторный ток ограничиваетс вторым резистором 5. Запирание управл ющего транзистора 9 приводит к введению в цепь эмиттера предоконечного транзистора 8 третьего резистора 7, который ограничивает эмиттерный, а следовательно, и коллекторный ток предоконечного транзистора 8. Уменьшение коллекторного тока предоконечного транзистора 8 приводит к уменьшению коллекторного тока силового транзистора 1. Сопротивление резистора 7 выбираетс таким , чтобы уменьшить величину коллекторного тока транзистора 1 при ко ротком замыкании нагрузки до величины , безопасной с точки зрени перегрева этого транзистора.9 the pre-terminal transistor 8 is saturated and its collector current is limited by the second resistor 5. Locking the control transistor 9 leads to the introduction of the pre-terminal transistor 8 of the third resistor 7, which limits the emitter and, therefore, the collector current of the pre-terminal transistor 8. The pre-terminal collector current decreases transistor 8 leads to a decrease in the collector current of the power transistor 1. The resistance of the resistor 7 is chosen so as to reduce the magnitude of the collector current trans History 1 to short-circuit at the load to a value safe from the viewpoint of the transistor overheating.

Датчик 2 тока, нагрузка 3 и делитель 11 напр жени образуют мостовую схему, знак напр жени на диагонали которого зависит от величины сопротивлени нагрузки 3. Отношение резисторов в делителе 11 напр жени равно отношению сопротивлени датчика 2 тока к минимальному сопротивлению нагрузки 3.Current sensor 2, load 3 and voltage divider 11 form a bridge circuit, the voltage sign on the diagonal of which depends on the value of load resistance 3. The ratio of resistors in voltage divider 11 is equal to the ratio of the resistance of current sensor 2 to the minimum load resistance 3.

Если сопротивление нагрузки 3If the load resistance is 3

больше или равно номинальному значениш , напр жение на первом входе компаратора 10 больше, чем на втором, что приводит к по влению .на выходеgreater than or equal to the nominal value, the voltage at the first input of the comparator 10 is greater than the second, which leads to the appearance of

компаратора 10 высокого уровн потенциала , насыщению управл ющего 9, а следовательно, и силового 1 транзистора .the comparator 10 is a high potential level, saturates the control 9, and consequently, the power 1 transistor.

меньше минимального значени , то напр жение на первом входе компаратора 10 меньше, чем на втором, на выходе компаратора 10 устанавливаетс уровень низкого потенциала, управл ющийless than the minimum value, the voltage at the first input of the comparator 10 is less than the second, the low potential level is set at the output of the comparator 10, the control

транзистор 9 заперт, и по силовому транзистору 1 протекает небольшой по величине ток, удерживающий компаратор 10 в состо нии низкого выходного потенциала .the transistor 9 is locked, and a small current flows through the power transistor 1, holding the comparator 10 in a state of low output potential.

После устранени аварийного режима в цепи нагрузки 3 знак напр жени на диагонали мостовой схемы измен етс на противоположный, управл ющий транзистор 9 переходит в насыщенное состо ние, что обеспечивает автоматическое возвращение устройства в рабочее состо ние.After elimination of the emergency mode in the load circuit 3, the voltage sign on the diagonal of the bridge circuit is changed to the opposite one, the control transistor 9 changes to a saturated state, which ensures the automatic return of the device to the operating state.

Предлагаемое устройство не содержит элементов задержки, т.е. имеет предельно высокое быстродействие срабывани защиты. Это обеспечивает существенное увеличение надежности устройства за счет исключени бросков тока силового транзистора при первоначальном включении устройстваThe proposed device does not contain delay elements, i.e. It has an extremely high response rate with protection. This provides a significant increase in the reliability of the device by eliminating the inrush current of the power transistor when the device is initially turned on.

на короткозамкнутую нагрузку, а также при коротком замыкании нагрузки при включенном состо нии ключа.for short-circuited load, as well as in case of short circuit of the load when the key is switched on.

Автоматическое возвращение устройства в рабочее состо ние послеAutomatic device return to operation after

устранени аварийного режима в цепи нагрузки позвол ет исключить необходимость переключени сигнала управлени или источника питани , что значительно упрощает управление устройства и расшир ет область его применени .eliminating the emergency mode in the load circuit eliminates the need to switch the control signal or power source, which greatly simplifies the control of the device and expands its scope.

Claims

1. USSR author's certificate No. 344547, cl. H 02 H 7/20, 1972.

2. USSR Author's Certificate No. 438114, cl. H 03 K 17/56, 1974.