Транзисторный ключ с защитой от перегрузки

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование; изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами, удаленными от объекта. Сущность изобретения: устройство содержит два транзистора 5 и 10, четыре резистора 2, 6, 7 и 8, диод 3, оптрон 9, два элемента И 1 и 12, усилитель 11, два одновибратора 13 и 14, блок 15 сигнализации, входную шину 16 и шину 17 питания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Y

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872819/21 (22) 11.10,90 (46) 07.12,92. Бюл, N. 45 (71) Научно-производственный комплекс

"Система" Н аучно-производственного объединения "Электронмаш". (72) В. А. Тазитдинов, В. cb. Беззубов и М, П.

Бородин (56) Носов lO, P. и др. Оптроны и их применение, M.: Радио и связь, 1981. с. 250, рис. 6

16 б.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1598148, кл. Н 03 К 17/08, 1988.

„„Я.)„„1780172 А1 (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ С ЗАЩИТОЙ

OT ПЕРЕГРУЗКИ (57) Использование: изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами. удаленными от объекта. Сущность изобретения: устройство содержит два транзистора 5 и 10, четыре резистора 2, 6, 7 и 8, диод 3, оптрон 9, два злемента И 1 и 12, усилитель 11, два одновибратора 13 и 14, блок 15 сигнализации, входную шину 16 и шину 17 питания. 2 ил.

1780172

<10

55

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами, удаленными от объекта.

В известном устройстве, содержащем два транзистора, четыре резистора, диод, реле (нагрузку), элемент И, оптрон, усилитель, одновибратор и блок сигнализации, вход которого соединен с выходом одновибратора и вторым входом элемента И, первый вход элемента И подключен к входной шине, выход элемента И через первый резистор соединен с базой силового тра11зистора, коллектор силового транзистора подкл1очен к катоду диода, первому выводу второго резистора и через нагрузку к шине питания, второй вывод BTopolo резистора через светодиод оптрона соединен с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через третий токоограничительный резистор подключена к эмиттеру ключевого транзистора и к первому выводу четвертого токоограничительного резистора, эмиттер второго транзистора, второй вывод четвертого токоограничительного резистора и анод диода соединены с общей шиной, фотодиод оптроIIa подключен к входу усилителя.

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность защиты силового транзистора при перегрузке.

Цель изобретения — повышение надежности защиты силового транзистора при перегрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержагцее два транзистора, диод, реле (нагрузку), элемент И, оптрин, усилитель, одновиаратор и блок сигн lëèýàции, вход которого соединен с вь1ходом адíîBèápàroра и вторыM входом эломгяlòä И, первый вход элемента И подкл очен к аходIIoI1 ши1Ie, выход элемеf1та И через перoûII резистор соединен с базой силового транзистора, коллектор силового транзистора подкл1очен к катоду диода, первому выводу второго резистора и через нагрузку к шине питания, второй вывод второго резистора через светодиод оптрона соединен с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через третий токоограничительный резистор подключена к эмиттеру силового транзистора и к первому выводу четвертого токоограничительного резистора, эмиттер второго гра11зистора, второй вывод четвертого токоограничительного резистора и анод диода соединены с общей шиной, фотодиод оптрона подкл1очен к входу усилителя, введены дополнительно одновибратор и элемент И, выход усилителя через дополнительный элемент И соединен с входом одновибратора, выход которого через дополнительный одновибратор подключен к второму входу дополнительного элемента И, На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг, 2— один из способов реализации блока сигнализации, Устройство содержит элемент И 1, первый вход которого подключен к входной клемме 16, а выход через токоограничительный резистор 2 соединен с базой силового транзистора 5. коллектор которого через нагрузку 4 подключен к плюсовой шине 17 питания, а также соединен с катодом диода

3 и через резистор 7 и светодиод оптрона 9 с коллектором тра11зистора l0, эмиттер которого подкл очен к общей шине 18, а база через резистор 8 к эмиттеру силового транзистора 5 и к первому выводу резистора 6, второй вывод резистора 6 и анод диода 3 соединены с общей шиной 18.

Оотодиод оптрона 9 подключен к входу усилителя 11, выход которого соединен с первым входом элемента И 12, выход которого подключен к входу одновибратора 14, Выход одновибратора 14 соединен с входом блока 15 сигнализации, вторым входом элемента И 1 и входом одновибратора 13, выYîä которого подключен к второму входу элемента И 12.

Устройство работает следующим обраЗОМ, В исходном состоянии на первый вход элемента И 1 с шины 16 подается напряже11ие, соответству1ощее, логическому "0", на второй вход с выхода одновибратора 14 поступает логическая "1", Силовой транзистор

5 закрыт (режим отсечки) низким потенциалом, соответствующим логическому "0", поступающему с выхода элемента И 1, транзистор 10 закрыт (режим отсечки) и orlтрон 9 выключен, С выхода усилителя 11 выходное напряжение, соответствующее логическому "0", подается на вход элемента

И 12, иа второй вход поступает логическая

"1" с выхода одновибратора 13. Выходное напряжение логического "0" с выхода элемента И 12 подается на вход одновибратора

14, с выхода которого напряжение, соответствующее логической "1", поступает на вход блока15сигнализации, входодновибратора

13 и второй вход элемента И 1.

При подаче управляющего сигнала, соответству1ощего логической "1", на первый вход элемента И 1 с шины 16 на выходе элемента И 1 сформируется логическая "1", отпирающая силовой транзистор 5 (режим насыщения), а следовательно, и транзистор

10 (режим насыщения). Резисторы 2 и 8 or1700172

Таким образом при коротком замыкании нагрузки устройство переходит в режим генерации. При этом мощность, рассеиваемая на коллекторе силового транзистора, определяется по формуле:

55 раничивают базовый ток транзисторов 5 и

10 соответственно, Коллекторный потенциал силового транзистора 5 понижается и коллекторный ток транзистора 10 недостаточен для вклю- 5 чения оптрона 9.

При появлении короткого замыкания нагрузки 4 (обмотка реле) напряжение на коллекторе силового транзистора 5 повышается до напряжения источника питания, 10 при этом увеличивается и коллекторный ток транзистора 10 до величины, необходимой для включения оптрона 9. Коллекторный ток транзистора 10 ограничен резистором 7.

Включение оптрона 9 вызывает срабатыва- 15 ние усилителя 11, на выходе которого формируется перепад напряжения с низкого уровня на высокий (положительный фронт), который, пройдя через элемент И 12, запускает одновибратор 14, на выходе которого 20 формируется отрицательный импульс длительностью 71, поступающий на вход блока

15 сигнализации, вход одновибратора 13 и на второй вход элемента И 1, По переднему фронту (перепад напря- 25 жения с высокого уровня на низкий) отрицательного импульса запускается одновибратор 13, на выходе которого формируется запрещающий импульс отрицательной полярности длительностью т2, 30 поступающий на второй вход элемента И 12, причем длительность т2 больше длительности х1 .

При поступлении отрицательного импульса на вход элемента И 1 на его выходе формируется сигнал логического "0", закрывающий силовой транзистор 5, транзистор

i0 и выключение оптрона 9, а на выходе усилителя 11 формируется сигнал логического "0", поступающего на первый вход элемента И 12. По окончанию отрицательного импульса включается силовой транзистор 5, транзистор 10, оптрон 9 и на выходе усилителя 11 формируется положительный фронт, прохождение которого на вход одно- 45 вибратора 14 запрещено схемой И 12, на второй вход которой поступает запрещающий импульс с выхода одновибратора 13, По окончанию запрещающего импульса положительным его фронтом (перепад напряжения с низкого уровня на высокий) запускается одновибратор 14 и далее процесс повторяется.

0к õ

Т где Q =— г1 . т1 — длительность отрицательного импульса, вырабатываемого одновибратором

14;

Т= т1+ i> — период генерации;

t<= т2 — r< — время работы силового транзистора; т2 — длительность запрещающего импульса, вырабатываемого одновибратором

13:

UK — напряжение на коллекторе силового транзистора; к — ток коллектора силового транзистора.

Причем, изменяя длительность запрещающего импульса г, изменяется время работы силового транзистора tt, а следовательно, скважность и мощность, рассеиваемая на коллекторе силового транзистора 5, Генераторный режим позволяет осуществить сигнализацию короткого замыкания нагрузки 4.

При этом импульсы генерации с выхода одновибратора 14 поступают в блок 15 сигнализации, выполненный согласно фиг. 2 и содержащий логический элемент И-НЕ 19, токоограничительный резистор 20 и светоизлучающий диод 21, соединенные соответствующим образом. При поступлении на вход блока 15 сигнализации отрицательного импульса светодиод светится, тем самым информирует о наличии короткого замыкания нагрузки.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий два транзистора, четыре резистора, диод, первый элемент И, оптрон, усилитель, первый одновибратор и блок сигнализации, вход которого соединен с выходом первого одновибратора и вторым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к входной шине, а выход через первый резистор соединен с базой силового транзистора, коллектор которого подключен к катоду диода, первому выводу второго резистора и через нагрузку к шине питания, второй вывод второго резистора через светодиод оптрона соединен с коллектором второго транзистора, база которого через третий резистор подключена к эмиттеру силового транзистора и к первому выводу четвертого резистора, эмиттер второго транзистора, второй вывод четвертого резистора и анод диода

1780172

Составитель В.Тазитдинов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М,Демчик

Редактор

Заказ 4441 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединены с общей шиной, фотодиод оптрона подключен к входу усилителя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, введены второй одновибратор и второй элемент И, вход второго одновибратора подключен к выходу первого одновибратора. а выход — к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом первого одновибратора, второй вход второго элемента И подключен к

5 выходу усилителя.