SU978348A1 - Транзисторный ключ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в преобразовател х и ключевых усилител х мощности дл  управлени  силовыми транзисторами, работающими в режиме переключени .

Известен транзисторный ключ, содержащий входной и выходной транзисторы и нелинейную обратную св зи в ; виде диода, включенного между коллектором выходного транзистора и баЗОЙ входного транзистора, при этом шина управлени  соединена с коллектором и базой входного транзистора через соответствующие резисторы 1}.

Недостатком транзисторного ключа  вл етс  низка  надежность, вызванна  возможными перегрузками по току в цепи нагрузки и повышенным потреблением мощности в цепи управле;ни .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  транзисторный ключ, содержащий входной транзистор р-п-р про (Б) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

водимости и выходной транзистор п-р-п, проводимости, цепь обратной св зи , образованную последовательно соединенными диодом и резистором,, и вклю-. ченную между базой входного транзистора и кoллe тopoм выходного транзис .Тора, при этом анод диода соединен с базой входного транзистора, два источника питани , у которых шины минус объединены в общую шину питани  и управлени  f 2 .

Недостатком известного транзисторного ключа  вл етс  также низка  надежность , вызванна  возможным выходом из стро  выходного транзистора при

ts перегрузках по току в цепи коллектора .

Цель изобретени  - повышение надежности транзисторного ключа за счет

20 снижени  мощности рассе ни  в цепи коллектора при перегрузках по току и уменьшени  мощности управлени  в установившемс  режиме.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в транзисторный ключ, содержащий входной транзистор р-п-р проводимости и выходной транзистор п-р-п проводи .мости, цепь обратной св зи, образованную последовательно соединенными первым диодом и первым резистором и включенную между базой входного транзистора и коллектором выходного транзистора, при этом анод первого диода соединен с базой входного транзистора , два источника питани , у которых шины минус объединены в общую шину питани  и управлени , введены датчик тока, дополнительный транзистор п-р-п проводимости и стабилитрон , при этом датчик тока включен входными выводами между общей шиной питани  и эмиттером выходного транзистора , эмиттер дополнительного транзистора соединен через второй резистор с первым выходным выводом датчика тока, второй выходной выводс анодом стабилитрона, катод которог соединен с базой дополнительного транзистора и выводом третьего резистора , другой вывод которого сое динен с шиной плюс дополнительного источника питани , а шина плюс соединена через четвертый резистор с эмиттером входного транзистора и чере п тый резистор - с коллекто- ом . дополнительного транзистора.

На чертеже представлена электрическа  принципиальна  схема предлагаемого транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит входной транзистор 1 и выходной транзистор 2 разного типа проводимости, ос новной 3 и вспомогательный i источники питани , источник 5 управл ющего сигнала, первый диод 6 и первый резистор 7 цепи обратной св зи, нагрузку 8, дополнительный транзистор 9, стабилитрон 10, второй диод 11, датчик 12 тока, второй 13 третий I, четвертый 15 и п тый 16 резисторы .

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При подаче короткого импульса отрицательной пол рности от источника 5 управл ющего сигнала на базу входного транзистора 1 он открываетс , и напр жение вспомогательного источника Ц прикладываетс  к базе выходного транзистора 2 через четвертый резистор 15 и цепь эмиттер-коллектор входного транзистора 1. В результате

ЭТОГО выходной транзистор 2 открываетс , и тем самым обеспечивает протекание тока по цепи: + вспомогательного источника питани  - четвертый резистор 15 переходэмиттер-база входного транзистора 1 - первый диод 6 - первый резистор 7 цепь коллектор-эмиттер выходного транзистора 2датчик 12 тока - вспомогательного источника 4 питани . Входной и выходно транзисторы 1 и 2 переход т в открытое состо ние и остаютс  включенными независимо от того, присутствует отрирающий импульс отрицательной пол рности от источника 3 управл ющего сигнала на базе входного транзистора 1, или нет. Ток нагрузки при этом протекает по цепи: + основного источника 3 питани  - нагрузка 8 - цеп коллектор - эмиттер выходного транзистора 2 - датчик 12 тока - - основного источника 3 питани . Изменение тока нагрузки, протекающего по указанной цепи, вызывает соответствующее изменение падени  напр жени  на датчике 12 тока, что приводит кизменению выходного тока дополнительного транзистора 9 и, как следствие , управл ющего тока входного транзистора 1. При этом ток базы выходного транзистора. 2 поддерживаетс  пропорциональным току нагрузки, что обеспечивает високое быстродействие и экономичность транзисторного ключа

В момент поступлени  короткого импульса положительной пол рности от источника 5 управл ющего сигнала на базу входного-транзистора 1 он закрываето , перерыва  ток базы выходного транзистора 2, в результате чего выходной транзистор 2 закрываетс  и разрывает цепь тока базы входного транзистора 1,. входной и выходной транзисторы 1 и 2 переход т в состо ние отсечки, а нагрузка 8 обесточиваетс .

Нар ду с повышением быстродействи  и экономичности в предлагаемой схеме транзисторного ключа осуществл етс  защита от токов перегрузки и короткого замыкани , причем обеспечиваетс  высока  разрешающа  способность защиты и стабильность порога срабатывани .

При возникновении токовых перегрузок и коротких замыканий в цепи нагрузки 8 увеличиваетс  падение напр жени  на включенном выходном тран зисторе 2. В момент, когда это падение напр жени  в сумме с падением напр жени  на первом резисторе 7 от протекани  тока в цепи обратной св зи превысит величину напр жени , приложенного к аноду первого диода 6 от s вспомогательного источника питани  с учетом падени  напр жени  на п том резисторе 16 от протекани  выходного тока дополнительного транзистора 9 первый диод 6 запираетс  и разрывает ю цепь тока базы входного транзистора 1 . 8 результате входной и выходной транзисторы 1 и 2 переход т в состо ние отсечки.

Настройка порога срабатывани  за- 15 щиты обеспечиваетс  выбором номиналов сопротивлени  первого резистора 7, четвертого и п того резисторов 15 и 16.

Стабилитрон 10 задает опорное на- 20 пр жение на входе дополнительного транзистора 9. необходимое дл  поддержангл заданного тока базы выходного транзистора 2 в рабочем диапазоне изменени  тока нагрузки 8 .Дл  этой 25 Же цели служит второй диод 11, кото-, рый предотвращает протекание тока п6 цепи: + вспомогательного источника k питани  - четвертый резистор 15 переход эмиттер-база входного тран- 30 зистора 1 - цепь коллектор-эмиттер дополнительного транзистора 9 второй резистор 13 - - вспомогательного источника k питани . Тем самым в рабочем диапазоне изменени  тока 35 нагрузки обеспечиваетс  высока  разрешающа  способность защиты и стабильность порога срабатывани , т.е. повышаетс  надежность транзисторного ключа.44

Формула изобретени 

Транзисторный ключ, содержащий входной транзистор, р-п-р проводимости и выходной транзистор п-р-ппроводимости , цепь обратной св зи, образованную последовательно соединенными первым диодом и первым резистором , и включенную между базой входного транзистора и коллектором выходного транзистора, при этом анод первого диода соединен с базо входного транзистора, два источника питани , у которых шины минус объединены в общую шину питани  и управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , введены датчик тока, дополнительный транзистор п-р-п-проводимости и стабилитрон, при этом датчи тока включен входными выводами между общей шиной питани  и эмиттером выходного транзистора, коллектор дополнительного транзистора через второй диод соединен катодом с базой .входного транзистора, эмиттер дополнительного транзистора соединен через второй резистор с первым выходным выводом датчика тока, второй выходной вывод - с анодом стабилит ,рона, катод которого соединен с базой дополнительного транзистора и выводом fpeTbero резистора, другой вывод которого соединен с шиной Плюс дополнительного источника питани ,а шина Плюс соединена через четвертый резистор с эмиттером входного транзистора и через п тый резистор с коллектором дополнительного транзистора .

I Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.За вка иронии № 53-30892, кл. 36 С 61, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР № 2210Ц, кл. Н 03 К 17/60, 1968 (npotoTrtri).

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Транзисторный ключ, содержащий .входной транзистор, р-п-р проводи тока включен входными выводами между общей шиной питания и эмиттером выходного транзистора, коллектор дополнительного транзистора через второй диод соединен катодом с базой входного транзистора, эмиттер дополнительного транзистора соединен через второй резистор с первым выходным выводом датчика тока, второй выходной вывод - с анодом стабилитрона, катод которого соединен с базой дополнительного транзистора и выводом третьего резистора, другой вывод которого соединен с шиной Плюс дополнительного источника питания,а шина Плюс соединена через четвертый резистор с эмиттером входного транзистора и через пятый резистор с коллектором дополнительного транзистора.

   I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Заявка Японии № 53“308Э2, кл. 56 С 61, 1978.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 221044, кл. Н 03 К 17/60, 1968 (прототип).