Транзисторный ключ Советский патент 1993 года по МПК H03K17/08 H03K17/78 

СО

С

Использование: изобретение относится к электронике и может быть использовано для коммутации нагрузок в электроприводе и для защиты от короткого замыкания в нагрузке. Сущность изобретения - устройство содержит: 3 транзистора 6, 7, 5, 1 источник входного сигнала 1, 1 датчик тока 8, 1 нагрузку 9, 2 оптопары 3, 4. 1 ил.

со

д

о

1ЧЭ |Ю СП

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для коммутации нагрузок в электроприводе и для защиты от короткого замыкания в нагрузке.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД ключа при коротком замыкании.

, Цель достигается тем, что в ключ, содержащий первый и второй ключевые транзисторы, соединенные по схеме составного транзистора, дополнительный транзистор, подключенный базой к эмиттеру второго транзистора датчик тока, источник входного сигнала и нагрузку, введены две оптопары, светодиоды которых соединены последовательно и включены в цепь коллектора дополнительного транзистора, причем фототранзистор первой оптопары включен между базой первого ключевого транзистора и корпусной шиной, а фототиристор второй оптопары подключен анодом к коллектору дополнительного транзистора, а катодом к общей шине, резистор, включенный между анодом светодиода первой оптопары и шиной источника питания;

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов, а именно, оптопар и резистора и их связями.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные новые элементы и связи позволяют повысить КПД и надежность.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит источник входного сигнала 1. резистор 2, оптроны

Ключевые транзисторы 6, 7 соединены по схеме составного транзистора, дополнительный транзистор 5 подключен базой к эмиттеру ключевого транзистора 7 и к первому выводу датчика тока 8, первому выводу нагрузки 9, второй вывод которой подключен к общей шине, к которой подключен также катод фототиристора 3.2, оптопары 3 и эмиттер фототранзистора 4.2 оптопары 4. Коллектор дополнительного транзистора 5 соединен с анодом фототиристора 3.2 оптопары 3 и катодом светодиода 4.1 оптопары

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При поступлении открывающего сигнала от источника 1 отпираются транзисторы

6 и 7, и через нагрузку протекает ток по цепи: шина источника питания, эмиттерно- коллекторный переход транзистора 7, датчик тока 8, нагрузка 9, общая шина. Транзистор 5 заперт, так как падение напряжения на датчикетокаЗнехватаетдляегоотпирания, цепь светодиодов оптопар 3, 4 обесточена, фототранзистор 3.2 олтопары 3, фототранзистор 4.1 оптопары 4 закрыты. При возникновении короткого замыкания в нагрузке, падение

напряжения на датчике 8 увеличивается и становится достаточным для отпирания транзистора 5. По цепи: шина источника питания, резистор 2, светодиод 3.1 оптопары 3, светодиод 4,1 оптопары 4, эмиттерноколлекторный переход транзистора 5, общая шина, протекает ток, который засвечивает светодиоды, в результате чего фототранзистор 4.2 оптопары 4 и фототиристор 3.2 оптопары 3 отпираются. Фототранзистор 4.2 шунтирует базу транзистора б и транзисторы 6 и 7 запираются, и через датчик тока 8 прекращает протекать ток, вызывающий отпирание транзистора 5, последний запирается. Цепь, через которую

протекает ток зажигания светодиодов обеспечивается открытым фототиристором 3.2 оптопары 3 и не зависит от потенциала на датчике тока 8. Таким образом тиристорная оптопара 3 работает в режиме самоблокировки, фототранзистор 4.2 оптопары 4 открыт и обеспечивает надежное запирание транзисторов 6, 7. После устранения короткого замыкания, снятия питающего напряжения и повторной его подачи схема

возвращается в исходное рабочее состояние. Таким образом, введение в транзисторный ключ дополнительных элементов обеспечило полное отключение ключевых транзисторов 6,7, не зависящее от отсутствия напряжения на датчике тока 8, и позволило исключить потери электроэнергии на транзисторах 6,7 и датчике тока 8, возникающие в результате периодических отключений-включений этих транзисторов в режиме

короткого замыкания. А это, в свою очередь, увеличило надежность ключа при работе его в аварийных режимах за счет уменьшения тепловыделения..

Формула изобретения

Транзисторный ключ, содержащий первый и второй ключевые транзисторы, вк/гю-. ченные по схеме составного транзистора, дополнительный транзистор, датчик тока и источник входного сигнала, коллекторы пер

вого и второго транзисторов соединены сты, введены две оптопары, светодиоды ко. шиной питания эмиттер второго транзистораторых соединены последовательно и включерез датчик тока соединен с общей шиной, кчены между коллектором дополнительного

которой подключен эмиттер дополнительно-транзистора и шиной питания, фототранзиго транзистора, база которого подключена к5 стор первой оптопары включен между базой

эмиттеру второго транзистора, входисточни-первого транзистора и общей шиной, анод

ка входного сигнала соединен с базой перво-фототиристора второй оптопары соединен с

го транзистора, отличающийся тем, что,коллектором дополнительного транзистора,

с целью повышения КПД и надежности рабо-а катод - с общей шиной.