Транзисторный ключ с защитой от перегрузки Советский патент 1993 года по МПК H03K17/08 

7 R

Изобретение относится к транзисторным ключам с защитой от перегрузки, Сущность изобретения: транзисторный ключ содержит силовой транзистор, резисторы 2, 3, 4, оптрон 5, блок 6 сигнализации, диод 7, нагрузку 8, линию 12 задержки. 1 ил.

S

D

со

С

1

JL

со О

О

о о

00

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления в качестве коммутационного элемента и для управления реле, индикатором, удаленными от объекта.

Цель изобретения - упрощение электрической схемы за счет введения линии задержки и новых связей.

На чертеже приведена электрическая схема транзисторного ключа с защитой от перегрузки.

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки содержит силовой транзистор 1, первый резистор 2, второй резистор 3, третий резистор 4, оптрон 5, блок 6 сигнализации, диод 7, нагрузку 8, входную шину 9, общую шину 10, шину 11 питания и линию 12 задержки.

Блок 6 сигнализации выполнен на основе логических элементов и элементов индикации. Срабатывание блока сигнализации осуществляется от перепада напряжений из логической 1 в логический О.

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки работает следующим образом.

В исходном состоянии по входной шине 9 поступает напряжение, соответствующее логическому О, через линию 12 задержки на базу силового транзистора 1. Силовой транзистор 1 закрыт (режим отсечки) низ; ким потенциалом и оптрон 5 в элементной цепи силового транзистора 1 выключен, Низкий потенциал, соответствующий логическому О, по входной шине 9 через третий резистор 4 поступает на оптрон 5, который выключен, и на блок 6 сигнализации,

При подаче на входную шину 9 логической 1 положительный потенциал через третий резистор 4 поступает на оптрон 5, который в начальный момент поступления логической 1 выключен, и на блок 6 сигнализации. Положительный потенциал с входной шины 9 через линию 12 задержки поступает на базу силового транзистора 1, который открывается (режим насыщения). Линия 12 задержки ограничивает базовый ток силового транзистора 1. Коллекторный потенциал силового транзистора 1 равен UKTI UR2 + икэ, где UR2 падение напряжения на резисторе 2; икэ - напряжение коллектор-эмиттер силового транзистора 1 в режиме насыщения; при этом эмиттерный ток силового транзистора 1 недостаточен для включения через резистор 3 оптрона В,

При появлении короткого замыкания или перегрузки в цепи нагрузки 8 (обмотки реле) напряжение в эмиттерной цепи силового транзистора 1 повышается, при этом увеличивается эмиттерный ток силового

транзистора 1 до величины, необходимой для включения оптрона 5.

Подбором величины резистора 3 выбирается порог срабатывания оптрона 5. Включение оптрона 5 вызывает срабатывание блока 6 сигнализации, на входе которого формируется перепад напряжения с высокого уровня в низкий (отрицательный фронт). При поступлении отрицательного

фронта через линию 12 задержки на базу силового транзистора 1 происходит закрывание силового транзистора 1 и выключение оптрона 5, при этом через резистор 4 на выходе блока б сигнализации устанавливается положительный уровень и через линию 12 задержки положительный потенциал поступает на базу силового транзистора 1, открывая его, оптрон 5 также открывается, процесс повторяется.

Таким образом, при коротком замыкании или перегрузки в цепи нагрузки устройство переходит в режим генерации. При этом мощность, рассеиваемая силовым транзистором 1, уменьшается согласно

P UI/Q,

гдеО Т/ г-скважность; T ti+ t-период генерации;

ti - длительность отрицательного импульса, формируемая линией 12 задержки;

т - время включения оптрона 5; U - напряжение на силовом транзисто- ре 1;

I - ток через силовой транзистор 1. Изменяя длительность отрицательного импульса, формируемого линией 12 задержки, можно изменить скважность, а следова- тельно, и мощность, рассеиваемую силовым транзистором 1 в режиме короткого замыкания или перегрузки в цепи нагрузки.

На чертеже в схеме транзисторного ключа с защитой от перегрузки показан си- ловой транзистор n-p-n-структуры. При из- менении полярности питания схемы устройства и применения силового транзистора 1 p-n-p-структуры необходимо в схеме устройства поменять включение диода 8 и оптрона 5 на обратную полярность.

Таким образом, применение предлагаемого транзисторного ключа позволит сигнализировать наличие короткого замыкания или перегрузки и тем самым быстро локализовать неисправность, а также уменьшить мощность, рассеиваемую на силовом транзисторе 1, при минимальных производственных затратах на изготовление устройства,

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий силовой транзистор, три резистора, оптрон, блок сигнализации, диод и нагрузку, первый вывод которой соединен с шиной питания, второй вывод - с коллектором силового транзистора, эмиттер которого соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью

0

упрощения, введена линия задержки, выход которой соединен с базой силового транзистора, а вход с входной шиной и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с блоком сигнализации и через фотодиод оптрона с общей шиной, второй вывод второго резистора соединен через светодиод оптрона с общей шиной, первый вывод диода соединен с шиной питания и первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен с вторым выводом диода.