Транзисторный импульсный ключ с защитой от перегрузки Советский патент 1974 года по МПК H03K17/08 H03K17/60 

1

Изобретение относится к радиотехнике.

Широко распространенным приемом защиты транзистора ключа от короткого замыкания нагрузки является включение ограничивающего резистора.

Однако в этом случае значительная часть напряжения падает на ограничивающем резисторе и бесполезно расходуется в виде тепла, рассеиваемого на ограничивающем резисторе. Для малогабаритной аппаратуры это крайне нежелательно, так как емкость и мощность источников питания весьма ограниченны. Кроме того, последовательное включение резистора с индуктивной нагрузкой увеличивает постоянную времени и снижает быстродействие ключа.

Недостатком применения в импульсном ключе схемы защиты, работающей в триггерном режиме, является требование специального сигнала для повторного включения после устранения короткого замыкания.

Цель предлагаемого изобретения - снижение потребляемой мощности, снижение напряжения питания, снижение выходного сопротивления импульсного ключа, повышение быстродействия, повыщение коэффициента использования напряжения питания транзисторного ключа, защищенного от коротких замыканий и перегрузок по току.

Эта цель достигается введением резисторнодиодной схемы, дополнительного транзистора

с конденсатором задержки и резистором утечки и низкоомного резистора.

На чертеже приведена схема импульсного ключа с защитой от перегрузки.

Ключ содержит ключевой транзистор 1 с резисторами 2 и 3, резистивно-диодную схему, содержащую диоды 4 и 5, и резистор 6, реагирующий на повышение тока коллектора транзистора I допустимой величины, низкоомный

резистор 7, дополнительный транзистор 8, обеспечивающий заключение транзистора 1 при переключении резистивно-диодной схемы, и цепочку задержки, состоящую из резистора 6, конденсатора 9 и резистора 10.

Ключ работает следующим образом.

В исходном состоянии, т. е. во время отсутствия входных импульсов, транзистор 1 закрыт. Ток утечки транзистора 1 течет через резистор 10. Таким образом, в режиме ожиДания нет потребления тока от источника питания пРассмотрим работу с.хемы при отсутствии перегрузки по току. При поступлении входного импульса напряжение на базе транзистора 8

растет медленнее, чем напряжение на базе транзистора 1, благодаря задержке, вносимой конденсатором 9. Поэтому первым открывается транзистор 1. Сумма падений напряжений на элементах 4 и 7 и участке коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 1 оказывается меньше той величины, которая необходима для открывания последовательно включенных р-я-переходов элел1ентов 5 и 8. Поэтому транзистор 8 остается закрытым.

Рассмотрим работу схемы при перегрузке по току, или коротком замыкании на входе. В этом случае аналогично предыдущему сначала появляется ток в цепи коллектора транзистора 1, который начинает быстро нарастать.

Однако ввиду значительного падения напряжения, создаваемого этим током на резисторе 7, сумма падений напряжений на элементах I, 7, 4 оказывается больше, чем уровень, необходимый для открывания диода 5 и перехода база- эмиттер транзистора 8. Транзистор 8 открывается. Ток, текущий через резистор 3, поступает теперь не на базу транзистора 1, а на коллектор открытого транзистора 8.

На протяжении всего импульса транзистор 8 остается насыщенным и удерживает транзистор 1 в закрытом состоянии. Таким образом, в случае перегрузки по току, или короткого замыкания в цепи коллектора транзистора 1 успевает возникнуть только короткий импульс, длительностью менее 0,1 мксек и амплитудой Лмаке.

Предмет изобретения

Транзисторный импульсный ключ с защитой от перегрузки, содержащий ключевой транзистор типа п-р-п, включенный по схеме с общим эмиттером, резистор утечки и входной резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования напряжения питания, снижения выходного сопротивления и повышения быстродействия ключа, в него введены резистивно-диодная схема, дополнительный транзистор с резистором утечки и конденсатором задержки и резистор, причем катод первого диода под5 ключей к общей точке нагрузки и резистора, другой вывод которого подключен к коллектору ключевого транзистора, а катод второго диода подключен к базе дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к

0 базе -ключевого транзистора, эмиттер соединен с общей шиной, а между базой дополнительного транзистора и общей шиной включены параллельно резистор утечки и конденсатор задержки, аноды диодов объединены один с

5 другим и через резистор подключены к входу устройства.

f azf/.

5