Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различньк устройствах управления в качестве коммутационного элемента для включения нагрузки с большой кратностью пускового тока и ограниченным временем включения. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей путем обеспечения различных уставок защиты в пусковом и установившемся режимах. Устройство содержит последовательно соединенные составной транзисторный ключ 3 и измери- . тельный резистор 2 между потенциальной шиной питания и цепью нагрузки 5, вспомогательный транзистор 8 и два управляющих транзистора 11,12, токоограничивающие резисторы 13,14, пер-, вые диод 9 и пороговый элемент 10. В устройство введены элемент задержки 19, второй пороговый элемент 17, второй диод 16 и третий токоограничивающий резистор 18. За счет введения этих элементов и связей возможно расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 03 К 17 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3931923/24 — 21 (22) 19.07,85 (46) 15.01.87. Бюл. и 2 (72) М.Н. Лисовский и А.Ф. Ковалев (53) 621.382(088,8) (56) Патент США Р 3654518, кл. 317-33, t 977.

Электронная техника в автоматике/

Под ред. Ю.И. Конева. Вып.9, М.: Советское Радио, 19?7, с. 235-237, (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КИОЧ С ЗАЩИТОЙ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах управления в качестве коммутационного элемента для включения нагрузки с большой кратностью пускового тока и ограниченным временем включения. Цель изобретеният1 расширение функциональных возможностей путем обеспечения различных уставок защиты в пусковом и установившемся режимах. Устройство содержит последовательно соединенные составной транзисторный ключ 3 и измерительный резистор 2 между потенциальной шиной питания и цепью нагрузки 5, вспомогательный транзистор 8 и два управляющих транзистора 11,12, токоограничивающие резисторы 13 14 первые диод 9 и пороговый элемент 10.

В устройство введены элемент задержки 19, второй пороговый элемент 17, второй диод 16 и третий токоограничивающий резистор 18. За счет введения е

Ф этих элементов и связей возможно расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил. С:

1283958

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах управления в качестве коммутационного элемента для включения нагрузки с большой кратностью пускового тока и ограниченным временем включения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения различных уставок защиты в пус- о ковом и установившемся режимах работы.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно включенные потенциальную шину

15 источника питания„ измерительньп1 резистор 2, составной транзисторный ключ 3,. вьп1олнениый, например íà тран

ЗHCTOPrlX П Р П ТHllrI И ВЫХОДНУ!О ШИНУ

Ь. подключенную к одному из выводов

1 агрузки 5, а также общую шину 6

-=сточника питания, подключенную ко

BTopoMj выводу нагрузки 5, делитель

7 напряжения, выполненный, например, и виде цепочки Hoiледовательна включенных резисторов, подключенный параллельно измерительному резистору

2, вспомогательный транзистор 8,эмит тер которого соединен с потенциальной шиной 1 источника питания, база — с выходом делителя 7 напряжения, а коллектор — с управляющим входом састлвнаго транзисторного ключа 3, :;эервый,пиод 9, .первым электродам подключенный к. вь.-каднай IIIHHE l первый

1Iорогавый элемент 10, выполненный например, в виде цепочки последовательна саедине:...ных диодов и соединенный входом са вторым электродом первого диода 9,2 вьпэадаi! — с базой вспомог".-.òåëüíîãî тганзпстора 8, первый и вта-эой управляющ;-:- транзисторы 11

H 12> эмиттерами подключенные к об— щей шине 6., источника питания, пер-. вый такаограничивающий резистор 13., вклю- ен IbiH между базой составного транзисторного ключа 3 и коллектором первого управля1ощега транзистора 11, второй такоаграничивающий резистор

14, включенньпЪ между коллектором второго управляющего транзистора 12 и входом первого порогового элемента

1О, бэчак уп1эавления 15, выполненный, напри .ер в виде транзисторного клю *

55 ча, выход. которого соединен с базой первого управляющего транзистора 11, второй диод 16 подключенный первым электродом к выходной шине 4, втарой пороговый элемент 17, выполненныи например, в виде цепочки последовательно включенных диодов, выход которого соединен с базой вспомогательного транзистора 8, а вход— со вторым электродом второго диода

16, третий токоограничивающий резистор 18, включенный между коллектором первого управляющего транзистора 11 и входом второго порогового элемента 17, а также элемент задержки 19, выполненньп например, на основе интегрирующей R-С цепочки и стабилитрона, вход которого подключен к выходу блока управления 15, а вы—

xop — к базе второго управляющего транзистора 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства с выхода блока управления 15 Ia базу первого управляющего транзистора 11 и вход элемента задержки 19 падается отпирающее напряжение, при этом первый управляющий трапзистар 11 открывается, а элемент задержки 19 начинает отрабатывать заданную величи1 ну задержки, Через открытый первый управляющий транзистор 11 к общей шине 6 питиния подключаются первый и третий токоограничива:ощие резиста— ры 13 и 18, соответственно. 3lo приводит к открыван1по составного транзистОрногo ключа,> и начинается процесс включения нагрузки 5, при котором через нагрузку 5 протекает пусковой ток, величина которого мажет в несколько раз —,--!åçüï«àòü номинальный ток нагрузки 5. Параметры делителя 7 напряженил H измерительный резистор ? выбираются таким образа 1. чта при превышении током нагрузки 5 номинального значения, напряжением с выхода делителя 7 напряжения, вспомогательный транзистор

8 начинает открываться, работая в активном режиме. Зто приводит к снижению уровня атпирающего напряжения на управляющем входе составного транзисторного ключа 3 и увеличению падения напряжения на сго эмиттерноколлектарнам переходе, Тем самым увеличивается падение напряжения на входе второго порогового элемента 17 относительно потенциальной шины 1 питания. Порог срабатывания второго порогового элемента 17 выбирается таким, чтобы oH срабатывал при пре1283958 вышении током нагрузки 5 допустимого для пускового режима значения. При этом, второй пороговый элемент 17 срабатывает, и на базу вспомогательного транзистора 8 через второй по- 5 роговый элемент 17, третий токоограничивающий резистор 18 и открытый первый управляющий транзистор 11 подается отпирающее напряжение. Вспомогательный тарнзистор 8 .переводится в режим насыщения,, что приводит к отключению нагрузки 5. В пусковом режиме первый пороговый элемент 10, первый диод 9 и второй токоограничивающий резистор 14 на работу схемы

15 влияния не оказывают, так как второй управляющий транзистор 12 закрыт.

При нормальном протекании процесса включения срабатывание второго порогового элемента 17 не происходит и, через время, определяемое длительностью переходного процесса в нагрузке 5, ток в последней становится равным номинальному. Время задержки элемента задержки 19 выбирается

25 равным или несколько большим времени переходного процесса. Таким образом, по окончании переходного процесса включения нагрузки 5 сигнал с выхода блока управления 15 поступает через элемент задержки 19 на базу второго управляющего транзистора 12. Происходит бтпирание второго управляющего транзистора 12, и через него к общей шине 6 питания подключается второй токоограничивающий резистор 14, тем cat-ым подготавливая цепь включения вспомогательного транзистора 8 через первый пороговый элемент 10.

При этом, работа цепей, образованных первым пороговым элементом 1О, первым диодом 9, вторым токоограничивающим резистором 14 и вторым управляющим транзистором 12, аналогична работе цепей, образованных вторым пороговым элементом 17, вторым диодом

16, третьим токоограничивающим резистором 18 и первым управляющим транзистором 11, рассмотренной ранее, с той разницей, что порог срабатывания первого порогового элемента 10 выбирается таким образом, чтобы его срабатывание л значит, и отключение нагрузки 5, поисходило при заданном для установившегося ре жима работы превышении ТоКоМ нагрузки 5 номинального эна чения.

Таким образом, транзисторный ключ обеспечивает включение нагрузки 5 со значительным броском пускового тока и одновременную защиту от превышения пусковым током допустимой величины, а в установившемся режиме осуществляет защиту цепи нагрузки 5 на заданном уровне превышения током нагрузки 5 номинального значения.

Формула и э обре т е н и я

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содержащий последовательно соединенные измерительный резистор и составной транзисторный ключ, включенные между потенциальной шиной источника питания и выходной шиной, соединенной через нагрузку с общей шиной источника питания, делитель напряжения, подключенный крайними выводами к измерительному резистору, а средним — к базе вспомогательного транзистора, эмиттер которого соединен с потенциальной шиной источника питания, коллектор — с уп": равляющим входом составного транзисторного ключа и через первый токоограничительный резистор — с коллектором первого управляющего транзистора, база которого соединена с выходом блока управления, эмиттер — с общей шиной источника питания и эмиттером второго управляющего .транзистора, коллектор которого через второй токоограничительный резистор соединен с одним электродом первого диода и входом первого порогового элемента, выход которого соединен с базой вспомогательного транзистора, второй электрод первого диода соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения различных уставок защиты в пусковом и установившемся режимах работы в него дополнительно введены вторые диод и.пороговый элемент, элемент задержки и третий токоограничительный резистор, причем выход блока управления через элемент задержки соединен с базой второго управляющего транзистора, коллектор первого управляющего транзистора подключен через третий токоограничивающий резистор к первому электроду второго диода и входу второго порогового элемента, выход которого соединен

1283958 с базой вспомогательного тра— нзистора, а второй электрод в то рого диода подключен к в ыходной шине.

Составитель Л, Багян

Техред Н.Глущенко

Редактор И. Сегляник

Корректор Е. Сирохман

Заказ 7458/57 Тираж 899

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4