Устройство контроля работы ключевого транзистора Советский патент 1991 года по МПК H03K17/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в силовых цепях радиоэлектронной аппаратуры, импульсных (ключевых) стабилизаторах

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обнаружения выхода из строя ключевого транзистора при одновременной его защите от перегрузки.

На чертеже представлена принципи- альная схема устройства.

Устройство содержит ключевой транзистор 1 одного типа проводимости, управляющий транзистор 2 другого типа проводимости, шесть резисторов 3-8, диод 9, оптрон 10, сумматор 11 по модулю два, усилитель 12, реле 13 с размыкающим контактом 14 и замыкающим контактом 15, элемент ИЛИ-НЕ 16. База транзистора 2 соединена с шиной 17 управления, через резистор 3-е общей шиной 18, к которой подключен эмиттер транзистора 2, коллектор которого через резистор 4 соедш.ен с шиной 19 питания. База транзистора 1 через резистор 5 соединена с коллектором транзистора 2, эмиттер транзистора 1 через контакт 14 подключен к шине 19, а коллек тор через нагрузку 20 - к шине 18. Первый вход оптрона 10 через резистор 6 соединен с эмиттером транзистора 1, второй вход через резистор 7 - с шиной 18, первый выход оптронз 10 соединен с первым входом сум матора 11 и чрре.ч резистор 8 - с шиной 19, второй выход оптрона 10 соединен с шиной 18, второй вход сумматора 11 через элемент 16 подключен к шине 17, а выход сумматора 11 соединен с входом усилителя 12, выход которого через обмотку реле 13 подключен к шине 19, а через контакт 15 - к шине 18.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (когда управляющие импульсы не поступают на базу транзистора 2} транзисторы 2 и 1 закрыты, ток в нагрузку20 не поступает. То;- , протекающий через входную цепь оптрона 10 (по цепи- шина 19, контакт 14, резистор 6, входная цепь оптрпна 10, резистор 7, общая шина 18) открывает фотодиод оптрона 10 При этом с делителя, образованного резистором 8 и фотодиодом оптрона 10, формируется сигнал логического О, который поступает на первый вход сумматора 11, на его второй вход, который соединен с шиной 17 через элемент ИЛИ-НЕ 1R, поступает сигнал логической 1. На выходе сумматора 11 образуется сигнал логической 1, который поступает на вход усилителя 12, при этом обмотка реле 13. соединенная с шиной 19 с выходом усилителя 12 обесточена, так как

усилитель представляет собой схему с открытым коллектором, в открытом состоянии ЕН ОДНОЙ транзистор находится при приходе логического О Входной управляющий

импульс положитепьной полярности поступает на базу транзистора 2, который открывается и оказывается в области насыщения, при этом транзистор 1 открывается и также переходит в область насыщения за счет то0 Krj, протекающего по цепи шина Ю, контакт 14, переход эмиттер-база транзистора 1, резистор 5. открытый транзистор 2, общая шина 18.

В результате по цепи внешней нагрузки

5 20 проходит коллекторный ток транзистора 1. При этом открывается диод 9 и цепь, образован ft резистором 6 и входной цепью оптопна 10, шунтируется насыщенным транзистором 1 и открытцм диодом 9, фото0 циод onipt HJ 10 переходит в закрытое состояние, и на первый вход сумматора 11 поступает с/и мал логической 1 с делителя, образованного резистором 8 и закрытым фотодиодом onrj-онэ 10, а на его второй

5 вход поступает ьи. нал логического

Из выходе с.мматора 11 остается пер- ооначальным сиг ол логической 1, обмотка рело 13 т;:- . остается в обесточенном

СОС ОЛН1/И

0Устреми 1 о контроля работы ключевого

транзистора не оказывает влияния на нормальную работу ключевого транзистора 1.

При коротком замыкании нагрузки (или riCpei рузке по току) при поступлении яход5 о управляющего импульса в цепи коллек- .фа трзнчмстора 1 возникает ток большой величины Ввиду значительного падения напряжения, создаваемое тим током нз переходе коллектор - эмиттер насыщенного

0 транзистора 1, сумма напряжений на транзисторе 1 и диоде 9, которая приложена к цепи, образованной речистором 5 и входной цепью оптрг на 10, с(анояится достаточной для переосдэ фотодиода отрона 10 в от5 крытое состояние. При этом на первый вход сумматора 11 поступает cm нал логического О и на его втором входе Формируется сигнал логического О, следовательно, и на выходе формируется сигнал лошческого

0 О, который включает реле 13, обмотка ко- ioporo соединена с выходом усилителя 12. Контакт 14 реле 13 размыкается, отключая транзистор 1 от шины 19, одновременно замыкается контакт 15 реле 13 и блокирует

5 защиту транзисторного ключа.

В случае выхода из строя по какой либо причине транзистора 1. те его пробоя, в исходном состоянии (когда входной управляющий импульс отсутствует) или в момент паузы (после ОКОНЧЛНИРсходно о управляющего импульса) цепь, образованная резистором б и входной цепью оптрона 10, оказывается зашунтированной пробитым переходом коллектор-эмиттер транзистора 1 и открытым диодом 9, фотодиод оптрона 10 переходит в закрытое состояние, на первый вход сумматора 11 поступает сигнал логической 1, на его второй вход поступает с входа устройства через элемент ИЛИ- НЕ 16 сигнал логической 1, сигнал с выхода сумматора 11, усиленный усилителем 12, включает реле 13, его контакт 14 отключает нагрузку от шины 19, одновременно контакт 15 реле 13 блокирует защиту.

Изменение порога срабатывания защиты обеспечивается изменением величины резисторов 6 и 7.

Таким образом предлагаемое устройство позволяет обнаружить выход из строя ключевого транзибтора (его пробой) и обеспечить в этом случае отключение нагрузки; исключить влияние на работу нагрузки, так как отсутствуют датчики тока в коллекторной и эмиттерной цепи ключевого транзистора.

Применение изобретения позволяет ликвидировать аварийные ситуации по время проведения технологического процесса или экспериментальных работ, носящих взрывоопасный или пожароопасный характер в случае выхода из строя ключевого транзистора, а также за счет исключения влияния на работу нагрузки повысить качество проведения этих работ.

Формула изобретения Устройство контроля работы ключевого транзистор.), содержащее ключевой транзистор одного типа проводимости, управляющий транзистор другого типа проводимости, диод и шесть резисторов, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены оптрон, сумматор по модулю два, усилитель, реле,

при этом база управляющего транзистора соединена с шиной управления, э также че- раэ первый резистор - с общей шиной, к которой подключен эмиттер управляющего транзистора, коллектор которого через второи резистор соединен с шиной питания, а через третий резистор - с базой ключевого транзистора, коллектор которого через нагрузку соединен с общей шиной, а эмиттер через размыкающий контакт реле - с шиной

питания, первый вход оптрона через четвертый резистор соединен с эмиттером ключевого транзистора, второй вход оптрона через пятый резистор соединен с общей шиной, диод включен между коллектором ключевого

транзистора и вторым входом оптрона, первый выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два и через шестой резистор - с шиной питания, второй выход оптрона соединен с общей шиной, второй

вход сумматора по модулю два через элемент ИЛИ-НЕ подключен к шине управления, а выход - к входу усилителя, выход которого через обмотку реле соединен с шиной питания, а через замыкающий контакт реле - с

общей шиной.

Изобретение относится к имп/льсной технике и может быть использовано в сило вых цепях радиоэлектронной аппаратуры, импульсных стабилизаторах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит ключевой и управляющий транзисторы 1, 2, диод 9, резисторы 3-8. Для достижения поставленной цели введены оптрон 10, сумматор 11 по модулю два, усилитель 12, реле 13, элемент ИЛИ-НЕ. Благодаря введению новых элементов появилась возможность контроли- оовагь не только перегрузку по току или короткое замыкание нагрузки, но и выход из строя самого ключевого транзистора (его пробой). 1 ил.