Транзисторный ключ Советский патент 1988 года по МПК H03K17/60 

(21)4189084/24-21

(22)04.02.87

(46) 07.09.88. Бюл. № 33

(72) А.А.Новиков и М.П.Мороз

(53) 621.382(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1003344, кл. Н 03 К 17/60, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1164874, кл. Н 03 К 17/60, 1985.

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных электронных устройствах. Цель изобретения - повьшение надежности транзисторного ключа. Введение компаратора 13, времязадающего блока 14 и датчика 15 тока, а также новых связей .позволяет при токовой перегрузке осуществить периодическое i включение транзистора 1 и ограничить величину тока, протекающего через него. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

S

СЛ

С

. i Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных электронных устройствах.

I Цель изобретения повышение на- деЬкности транзисторного ключа за счет оёеспечения более стабильного тока выключения ключа в широком диапазоне рабочих температур при возникновении перегрузки по току.

; На чертеже представлена схема транзисторного ключа,

i Транзисторный ключ содержит сило- Е|ЭЙ и управляющие транзисторы 1 и 2 разного типа проводимости, табилит- рон 3, диод 4, восемь резисторов 5- г2, компаратор 13,, времязадающий блок i4 (например, одновибратор) и Датчик 15 тока, коллектор силового . транзистора 1 подключен к выходной Шине 16, а эьшттер - к первому выво- Ду первого резистора 5 и одному выво- ЙУ второго резистора 6, другой вывод Которого соединен с базой силового транзистора 1 и через третий резистор 7 с коллектором управляющего транзистора 2, база которого подключена к первым.вьюодам четвертого 8 и пятого 9 резисторов, второй вывод первого резистора 5 соединен с первым выводом шестого резистора 10, первые выводы седьмого 11 и восьмого 12 резисторов соответственно подключены к общей шине 17 и первой шине 18 питания н инвертирую1ЦИ 4 вход компаратора 13 соединен со вторыми выводами седьмого 11 и восьмого 12 резисторов, а инвертирующий вход - с первым выводом шестого резистора 10, второй вывод которого подключен к пербой шине 18 пита- ния,выход компаратора 13 через диод 4 соединен с входом времязадающего блока 14, выход которого подключен ко второму выводу четвертого резистора 8, эмиттер.управляющего транзистора 2 соединен со второй шиной 19 питания, база и эмиттер силового транзистора 1 соответственно через стабилитрон 3 и датчик 15 тока подключены к общей шине 17, второй вьшод .пятого резистора 9 соединен с входной шиной 20 о

Кроме того, времязадающий блок (одновибратор) 14 содержит операционный усилитель 21, транзистор 22, ди- од 235 конденсатор 24 и четыре резистора 25-28, причем неинвертирующий вход операционного усилителя 21 под- 1 лючен к первым выводам первого 25

0

5

0

5

0

0 с

5

0

и второго 26 резисторов и к входу времязадающего блока (одновибратора) 14, выход которого соединен со вторым выводом первого резистора 25, первыми вьшодами третьего 27 и четвертого 28 резисторов, выходом операционного усилителя 21, инвертирующий вход которого подключен ко второму выводу третьего резистора 27, первому вьшоду конденсатора 24, эмиттеру транзистора 22 и через диод 23 ко вторым вьгеодам второго резистюра 26 и конденсатора 24, второй шине 19 питания и коллектору транзистора 22, база которого соединена со вторым выводом четвертого резистора 28.

Транзисторный ключ работает следующим образом. ,

При наличии напряжения на входной шине 20 управляющий транзистор 2 и силовой транзистор 1 закрыть.

При отсутствии тока перегрузки напряжение на инвертирующем входе компаратора 13 больше, чем на неинвертирующем входе из-за разных коэффициентов деления напряжения резистор- ных делителей содержащих резисторы 11, 12 и 5, 10,при этом на выходе компаратора 13 низкий уровень выходного напряжения. При этом одновибратор 14 находится в устойчивом состоянии, т.е. на его выходе низкий уровень выходного напряжения, открывающий транзисторы 2 и 1 при отсутствии напряжения на шине 20.

При увеличении тока нагрузки увеличивается напряжение на датчике 15 тока, что приводит к увеличению напряжения на неинвертирующем входе компаратора 13. Как только напряжение на неинвертирующем входе превьппает напряжение на инвертирующем входе, на выходе компаратора 13 появляется высокий уровень выходного напряжения, которьй через диод 4 поступает на неинвертирующий вход одновибратора 14. Последний меняет свое состояние, т.е. ,на его выходе появляется высокий уровень напряжения, который запирает транзисторы 2 и 1, при этом на выходе компаратора 13 восстанавливается низкий уровень выходного напряжения. Как только конденсатор 24 заряжается через резистор 27 до напряжения, задаваемого делителем напрЛ- жения, состоящим из резисторов 25 и 26, на неинвертирующем входе одно- вибратора 14, на его выходе восстанавливается низкий уровень напряжения, открывающий транзисторы 22, 2 и 1, при этом конденсатор 24 разряжается через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 22.

Таким образом, в режиме токовой перегрузки или при коротком замыкании в цепи нагрузки транзисторы 2 и 1 периодически с частотой, определяемой параметрами резистора 27, конденсатора 24, делителя напряжения, содержащего резисторы 25 и 26, открываются лишь на время, в течение которого на выходе одновибратора 14 формируется низкий уровень напряжения до его переключения на высокий, при этом действующее значение тока, протекающего через силовой транзистор 1, из-за большой скважности импульсов мало.

При коротком замыкании в цепи нагрузки амплитуда импульсов тока, протекающих через силовой транзистор 1 при его кратковременных включениях, ограничивается за счет того, что при увеличении напряжения на датчике 15 тока начинает уменьшаться напряжение на база-эмиттерном переходе силоразного типа проводимости, стабилитрон, диод, восемь резисторов и вход- {1ую шину, коллектор силового транзистора подключен к выходной шине, а эмиттер - к первому вьгеоду первого резистора и одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с базой силового транзистора и

10 через третий резистор с коллектором управляющего транзистора, база которого подключена к первым выводам четвертого и пятого резисторов, второй вывод первого резистора соединен.с

15 первым выводом шестого резистора, первые выводы седьмого и восьмого резисторов соответственно подключены к общей щине и первой пмне питания, отличающийся тем, что,

20 с целью повышения надежности, введены компаратор, времязадающий блок и датчик тока, причем неинвертирунз- щий вход компаратора соединен с вторыми вьгоодами седьмого и восьмого

25 резисторов, а инвертирующий вхоД - с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого подключен к первой пшне питания, выход компаратора через диод соединен с входом вре- вого транзистора 1, поскольку суммар- ЗО мязадающего блока, выход которого ное напряжение на база-эмиттерном пе- подключен к второму выводу четвертореходе и на датчике 15 тока ограничивается стабилитроном 3.

Надежность предлагаемого транзисторного ключа вьппе, чем у известных, за счет обеспечения более стабильного тока выключения ключа в широком диапазоне рабочих температур при возникновении перегрузки по току.

Фо-рмула изобретения 1. Транзисторный ключ, содержащий силовой и управляющий транзисторы

Редактор И.Горная

Составитель Д.Иванов

Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Заказ 4441/57

Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

разного типа проводимости, стабилитрон, диод, восемь резисторов и вход- {1ую шину, коллектор силового транзистора подключен к выходной шине, а эмиттер - к первому вьгеоду первого резистора и одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с базой силового транзистора и

0 через третий резистор с коллектором управляющего транзистора, база которого подключена к первым выводам четвертого и пятого резисторов, второй вывод первого резистора соединен.с

5 первым выводом шестого резистора, первые выводы седьмого и восьмого резисторов соответственно подключены к общей щине и первой пмне питания, отличающийся тем, что,

0 с целью повышения надежности, введены компаратор, времязадающий блок и датчик тока, причем неинвертирунз- щий вход компаратора соединен с вторыми вьгоодами седьмого и восьмого

5 резисторов, а инвертирующий вхоД - с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого подключен к первой пшне питания, выход компара

ГО резистора, змиттер управляющего транзистора соединен с второй шиной питания, база и эмиттер силового транзистора соответственно через стабилитрон и датчик тока подключены к общей шине, второй вывод пятого резистора соединен с входной шиной.

Подписное