Транзисторный ключ с защитой от перегрузки Советский патент 1990 года по МПК H03K17/08 

20

Изобретение относится к электроной коммутационной технике и может ыть использовано, например, в аппаатуре коммутационных блоков с использованием в качестве нагрузки ламп накаливания.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем устранения перегрева силового транзистора JQ при перегрузках по току и коротком замыкании в цепи нагрузки.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки состоит из генератора 1 прямоугольных импульсов, элемента И-НЁ 2, трансформатора 3 с первой 4, второй 5 и третьей 6 обмотками, причем вторая и третья обмотки включены согласно силового 7, первого 8, второго 9 и третьего 10 транзисторов, первого 11, второго 12, третьего 13 диодов, конденсатора 14, первого 15, второго 16, третьего 17, четвертого 25 18, пятого 19, шестого 20, седьмого 21, восьмого 22 и девятого 23 резисторов.

Выход генератора 1 подключен к первому входу элемента И-НЕ 2, второй вход которого подключен к шине 24 управления, а выход - к аноду диода 13 и первому выводу первой обмотки 4 трансформатора 3 второй вывод которой соединен с катодом диода 13 и первой шиной 25 питания, первый вывод второй обмотки 5 трансформатора 3 через диод 11 соединен с первым выводом конденсатора 14, катодом диода 12 и через резистор 15с базой транзистора 8, второй вы&од второй обмотки 5 трансформатора 3 соединен с первым выводом третьей обмотки 6 трансформатора 3, вторым выводом конденсатора 1, эмиттером транзистора 8 и коллектором транзистора 9, второй вывод третьей обмотки 6 трансформатора 3 соединен с анодом диода 12, коллектор транзистора 8 через резистор 16 соединен с второй шиной 26 питания, а через резистор 20 с базой силового транзистора 7, эмиттер транзистора 9 .через резистор 17 соединен с общей шиной 27, а через резистор 18 - с шиной 26, база транзистора 9 соединена с эмиттером транзистора 10 и че- 55 рез резистор 19 - с общей шиной 27, коллектор транзистора 10 через резистор 23 соединен с шиной 26, а база

30

35

40

45

50

0

5

5

0

5

0

5

0

через резистор 22 - с коллектором силового транзистора 7, первым выво-| дом резистора 21 и с шиной 28 подключения нагрузки, второй вывод резистора 21 и эмиттер силового транзистора 7 соединены с шиной 26.

Устройство работает следующим обра зом.

В исходном состоянии при подключенной к шине 28 нагрузке и закрытом транзисторе 7 через резистор 21 и нагрузку протекает начальный ток, которого недостаточно для срабатывания нагрузки, но напряжение на шине 28 имеет уровень, достаточный для открывания транзистора 10. Через транзистор 10 и резистор 19 протекает ток, создающий напряжение смещения на базе транзистора 9, это напряжение превышает напряжение на эмиттере транзистора 9, создаваемое делителем из резисторов 18 и 17. Через переход база- эмиттер транзистора 9 протекает ток, открывающий транзистор 9. При поступлении на шину 24 управляющего сигнала на выход элемента И-НЕ 2 и далее на первую обмотку 4 трансформатора 3 начинают проходить импульсы, вырабатываемые генератором 1. Диод 13 защищает элемент И-НЕ от обратных токов самоиндукции, возникающих в обмотке 4 трансформатора 3. Наводимое во второй 5 и третьей 6 обмотках трансформатора 3 импульсное напряжение выпрямляется двухполупериодным выпрямителем на диодах 11 и 12 и фильтруется конденсатором 14. Через резистор 15 и переход база - эмиттер транзистора 9 протекает открывающий ток, транзистор 8 открывается. Ток, протекающий через резистор 16, коллекторно-эмиттерные переходы транзисторов 8 и 9 и резистор 17 создает отрицательное смещение на резисторе 16 и, следовательно, на базе транзистора 7. Транзистор 7 открывается, через нагрузку начинает протекать ток. При снятии управляющего сигнала на шине 2k импульсы, вырабатываемые генератором 1, не проходят на выход элемента И-НЕ 2, транзисторы 8 и 7 закрываются, ток через нагрузку прекращается. Если сопротивление нагрузки уменьшается, то уменьшается напряжение на базе транзистора 10, транзистор 10 начинает закрываться, напряжение смещения на базе транзистора 9 уменьшается, ток мереэ базо- эмиттерный переход транзистора 9 пре5155

кращается, транзисторы закрываются независимо от наличия управляющего сигнала. Введение соответствующим образом включенных транзисторов и резисторов позволяет исключить прохождение тока через транзисторный ключ и нагрузку при уменьшении сопротивления нагрузки ниже допустимого предела. Это позволяет повысить надежность устройства за счет исключения перегрева и выхода из строя силового транзистора, а также за счет самовосстановления работы устройства при снятии перегрузки. Формула изобретения

Транзисторный ключ с заьцитой от перегрузки, содержащий генератор прямоугольных импульсов, элемент И-НЁ, 20 трансформатор с тремя обмотками, вторая и третья обмотки которого включены согласно, два диода, конденсатор, силовой транзистор, четыре резистора, выход генератора прямоугольных им- 25 пульсов и шина управления соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ соответственно, выход которого соединен с первым выводом первой обмотки трансформатора, второй вывод зо которого соединен с первой шиной питания, первый вывод второй обмотки трансформатора через первый диод соединен с первым выводом конденсатора и первым выводом первого резистора, второй вывод второй обмотки трансформа- 35

0

5

0 5 о 5

6

тора соединен с вторым выводом конденсатора и первым выводом третьей обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом второго диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, введены три транзистора, пять резисторов и третий диод, который включен между первым и вторым выводами первой обмотки трансформатора, второй вывод второго диода соединен с первым выводом первого резистора, .. второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, коллектор которого через второй резистор соединен с второй шиной питания, а эмиттер - с вторым выводом второй обмотки трансформатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которого через третий резистор соединен с общей шиной и через четвертый резистор - с второй шиной питания, а база через . пятый резистор - с общей шиной, база силового транзистора через шестой резистор соединена с коллектором первого транзистора, эмиттер - с второй шиной питания, а коллектор через седьмой резистор подключен к второй шине питания и непосредственно к шине подключения нагрузки, которая через восьмой резистор соединена с базой третьего транзистора, коллектор которого через девятый резистор соединен с второй шиной питания, а эмиттер - с базой второго транзистора.

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано, например, в аппаратуре коммутационных блоков с использованием в качестве нагрузки ламп накаливания. Цель изобретения - повышение надежности работы. Для этого в устройство введены транзисторы 8, 9, 10, резисторы 19...23, диод 13. Устройство содержит также силовой транзистор 7, резисторы 15...18, генератор 1 прямоугольных импульсов, элемент И-НЕ 2, трансформатор 3 с обмотками 4, 5, 6, конденсатор 14. На чертеже обозначены шина 24 управления, шины 25, 26 питания, общая шина 27, шина 28 подключения нагрузки. Введение новых элементов позволяет исключить прохождение тока через нагрузку при уменьшении сопротивления нагрузки ниже допустимого предела, перегрев силового транзистора, а также обеспечивает самовосстановление работы устройства при снятии перегрузки. 1 ил.