Устройство для защиты силового транзистора от перегрузок

Устройство для защиты силового транзистора от перегрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 943979

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 21 ° 11. 80 (21) 3006063/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 Н 7/12

Н 02 M 1/18 с присоелинением заявки М

Гоеударстесннь и комитет (23) Приоритет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15 ° 07 ° 82 Бюллетень №26

Дата опубликования описания 15.07.82 (53) УДК621.316. .925.4:621, .314.572(088.8) (72) Автор изобретения

В. A. Коровин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАг1ИТЫ СИЛОВОГО

ТРАНЗИСТОРА ОТ ПЕРЕГРУЗОК

Изобретение относится к защите транзисторных ключей от перегрузок по току и рассеиваемой мощности.

Известно устройство для защиты силового транзистора, включенного последовательно с источником питания и нагрузкой, содержащее датчик тока, включенный в коллекторную цепь силового транзистора, дополнительный транзистор, шунтирующий цепь управления, предоконечный транзистор и г делитель напряжения (1 .

Недостатком этого устройства является низкая термостабильность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дости гаемому результату является устрой ство для защиты силового транзисто ра от перегрузок, содержацее датчи тока, включенный последовательно с эмиттер-коллекторным переходом тра зистора, источником питания и нагрузкой, дополнительный транзистор, пороговый орган и два резистора (2

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности из-за того, что оно

5 не контролирует величину напряжения на транзисторе и рассеиваемую на нем моц|ность.

Цель изобретения — расщирение функциональных возможностей.

Для достижения этой цели устройство снабжено элементом И, источником опорно о напряжения, подключенным к эмиттеру дополнительного транзистора, диодом, включенным между эмиттером силового и базой дополнительного транзисторов, ключом и интегратором, включенными последовательно между коллектором си20 лового транзистора и входом порогового органа, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является вхо943979 дом устройства, а выход соединен с управляющим входом ключа и через один иэ резисторов - с базой силового транзистора, соединенной с коллектором дополнительно;-о транзистора, база которого через другой резистор подключена к источнику питания;

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для защиты транзистора 1 содержит датчик 2 тока, включенный последовательно с эмиттер-коллекторным переходом транзистора 1,,источником 3 питания и нагрузкой

1дополнительный транзистор 5, диод

6, первый резистор 7 и источник 8 опорного напряжения, подключенный к эмиттеру трвнзистора 5. Между коллектором и базой транзистора 1 включены последовательно соединенные ключ

9, интегратор 10, пороговый орган 11, элемент И 12 и второй резистор 13.

Управляющий вход устройства соединен со вторым входом элемента 12, выход которого соединен с правляющим входом ключа 9.

Источник 8 выполнен в виде резис— торного делителя напряжения. Интегратор 10 выполнен на операционном усилителе 14, резисторах 15 и 16 и конденсаторе 17.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 3 и отсутствии сигнала управления íà RblxOде элемента 12, ключа 9 и интегратора 10 устанавливается нулевой потенциал, транзистор 1 заперт, а на выходе органа 11 и на первом входе элемента И 12 - высокий потенциал.

Появление сигнала управления устройст вом приводит к установлению высокого уровня потенциала на выходе элемента 12, что приводит к появлению базового тока транзистора 1 и включению ключа 9, напряжение на выходе которого становится равным напряжению на коллекторе транзистора 1 При отсутствии перегрузки или короткого замыкания транзистор 1 переходит в насыщенное состояние, напряжение на его коллекторе, а следовательно, и на входе интегратора 10, имеет малук> величину. Вследствие наличия резистора 16 в цепи обратной связи усилителя 14 выходное напряжение интегратора 10 не превышает псрога срабатывания органа 11, и на червоь входе элемента 12 сохраняется высокий потенциал, разрешающий прохождение сигнала управления на выход элемента 12. Если ток нагрузки не превышает допустимого значения, сумма напряжений на датчике 2 и смещенном в прямом направлении током, протекающим через резистор 7, диоде 6 меньше суммы выходного напряжения источника 8 и порогового входного напряжения база-эмиттер транзистора 5, поэтому транзистор 5 заперт и не влияет на работу устройства. > 1ри увеличении тока нагрузки возрастает напряжение на датчике 2 тока и открывается транзистор 5, который шунтирует переход эмиттер-база транзистора 1, уменьшая величину его базового и коллекторного токов. Напряжение на диоде 6 примерно равно пороговому входному напряжению база-эмиттер транзистора 5, поэтому в режиме ограничения тока транзистора 1 напряжение на датчике 2 примерно равно выходному напряжению источника 8, которое с целью увеличения

КПД выбирается порядка долей вольта.

При перегрузке ток коллектора транзистора 1 ограничивается на заданном уровне, т. е. имеет постоянную величину. Транзистор 1 переходит из режима насыщения в активный режим и напряжение на его коллекторе возрастает. Мощность потерь е транзисторе

1 ввиду постоянства тока коллектора пропорциональна напряжению на коллекторе, которое через ключ 9 поступает на вход интегратора 10. Поэтому одновременно с увеличением температуры транзистора 1, за счет выделяемой в нем энергии, происходит увеличение напряжения на выходе интегратора 10, постоянная времени которого выбирается равной постоянной времени тепловой инерции транзистора 1, а номинал резистора 16 — в соответствии с тепловым сопротивлением: переход транзистора — окружающая среда. Когда температура перехода транзистора 1 достигает предельного значения, выходное напряжение интегратора 10 достигает порога срабатывания органа 11, что приводит к появлению низкого потенциала на его выходе, запиранию элемента 12 и транзистора 1 и выключению кгю а 9.

При уменьшении температуг>ь:,, «п: я943979

Формула изобретения

Составитель В. Литвиненко

Редактор Л. Алексеенко Техред T. Маточка Корректор И. Муска

Заказ 5143/69 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жения на выходе интегратора 10 до напряжения отпускания органа 11 происходит повторное включение транзистора 1.

Устройство обладает расширенными функциональными возможностями.

Устройство для защиты силового транзистора от перегрузок, содержащее датчик тока, включенный последовательно с эмиттер-коллекторным переходом транзистора, источником питания и нагрузкой, дополнительный транзистор, пороговый орган и два резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функ,циональных возможностей, оно снабжено элементом И, источником опорного напряжения, подключенным к эмиттеру дополнительного транзистора, диодом, включенным между эмиттером силовогь и базой дополнительного транзисторов, ключом и интегратором, включенными последовательно между коллектором силового транзистора и входом порогового органа, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является входом устройства, а выход соединен с управляющим входом ключа и через один из резисторов - с базой силового транзистора, соединенной с коллектором дополнительного транзистора, база которого через другой резистор подключена к источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtUA N 3714512, кл. Н 02 Н 3/20, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2890801/24-07, кл. Н 02 Н 7/12, 04.03.80, 1