Коммутатор Советский патент 1980 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть -ис пользовано в коммутационной аппара ре, для регулирования напряжения пос тоянного тока, подаваемого на акти но-и.ндуктивную нагрузку. Известен коммутатор, содержащий ява силовых транзистора и диоды, подключенные к эмиттер-коллекторным выводам силовых транзисторов l} . Однако известное устройство не отличается надежностью. Известен коммутатор, содержащий два силовых транзистора, первый из которых эг.1иттером подключен к первой шине источника питания, коллектором - к эмиттеру второго силового транзистора, коллектор которог соединен со второй шиной источника питания и первым выводом индуктивно нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзистора включен соответствующий диод, модулятор длительности, соединенный через ключи с базами силовых транзи торов, и датчик тока 2 . Однако и это известное устройств не отличается высокой надежностью. Целью изобретения является повышение надежности. Для этого а коммутаторе, содержа щем два силовых транзистора, первый из которых эмиттером подключен к первой шине источника питания, колпектором - к эмиттеру второго силового транзистора, коллектор которого сое.динен со второй шиной источника питания и первым выводом индуктивной нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзистора включен соответствующий диод, модулятор длительности , соединенный ключи с базами силовых транзисторов и датчик тока, который подклкзчен между вторым выводом индуктивной нагрузки и эмиттером второго силового транзистора, а выход датчика тока соединен через разделительные диоды с управляющими входами ключей. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. Силовые транзисторы 1 и 2 соединены между собой последовательно и выходными зажимами подключены к источнику питания. К коллектору и эмиттеру транзистора 2 подключена цепочка, состоящая из нагрузки, например, двигателя 3 и датчик тока 4 Транзисторы 1 и 2 шунтированы диодами 5 и 6. Первый выход модулятора длительности 7 соединен через ключ 8 с базой транзистора 1. Второй выход модулятора длительности 7 соединен через ключ 9 с базой транзистора 2. Импульсы управления, вырабатываемые модулятором длительности 7 по первому и второму выходу, находятся в противофазе. Управляющие входы ключей 8 и 9 соединены между собой чере разделительные диоды 10, 11. Выход датчика тока 4 подключен к общему выводу разделительных диодов 11 и 10

При подаче на вход модулятора длительности 7 управляквдего сигнала на его выходах появятся импульсы продолжительностью, пропорциональной сигналу управления. Импульсы, вырабатываемые на первом и втором выходе, находятся в противофазе и обеспечивают поочередную коммутацию силовых транзисторов 1 и 2.

Рассмотрим двигательный режим работы. В исходном состоянии ток через двигатель 3 не протекает, поэтому сигнал на выходе датчика тока 4 равен нулю, ключи 8 и 9 открыты. Пр|И появлении импульса управления на первом выходе модулятора длитель-ности 7 транзистор 1 откроется и подключит якорь двигателя 3 на источник питания. Через двигатель 3 потечет ток и сигнал с выхода датчика тока 4 положительной полярности пройдет через разделительный диод 10 и закроет ключ 9. Теперь на протяжении всего двигательного режима-работы машины импульсы управления будут коммутировать только транзистор 1, а транзистор 2 будет постоянно закры сигналом с датчика тока 4. При-этом ток якоря двигателя на интервалах закрытия транзистора 1 будет за№1каться через диод б оставаясь неизменным по направлению, и будет поддерживать на выходе датчика тока 4 сигнал, запирающий ключ 9.

При переходе в тормозной режим распределение сигналов изменится. Тормозной режим начинается с момента когда ток, протекающий через диод 6 на интервале закрытия транзистора 1, уменьшается до нуля. В этот момент сигнал с датчика тока 4 станет также равным нулю и ключи 8,9 будут открыты. При этом состояние транзистора 1 не изменится, он остается закрытым, так как по-прежнему с выхода модулятора длительности 7 идет на транзистор 1 запирающий сигнал. Транзистор 2 немедленно откроется, так как он будет подключен на второй выход модулятора длительности, с которого поступает отпирающий сигнал.

|Теперь ток якоря двигателя 3 потечет под действием ЭДС двигателя через транзистор 2 и датчик тока 4 в обратном направлении. На выходе датчика тока 4 появится отрицательный . сигнал, который пройдет через разде-, лительный диод 11 и закроет ключ 8. Поэтому очередной импульс управления, поступающий с первого выхода модулятора длительности 7, не попадает на

Q базу транзистора 1 и не сможет открыть его.В этот период по второму выходу модулятора длительности 7 пройдет запирающий сигнал и транзистор 2 закроется. Ток якоря двигателя 3 потечет через диод 5 на источник

5 питани,. в прежнем направлении, а сигнал с датчика тока 4 останется отрицательным и будет удерживать ключ 8 в закрытом состоянии. Это состояние схемы сохраняется до тех пор, пока

0 ток якоря течет в обратном направлении, что соответствует тормозному режиму. Таким образом, схема коммутатора обеспечивает постоянное закрытие транзистора 2 в двигательном режиме и постоянное закрытие транзистора 1 в тормозном режиме, что исключает полностью возможность возникновения сквозных токов. Переход из двигательного режима в торQ мозной и обратно происходит при токе якоря, равном нулю, когда оба ключа 8 и 9 открыты, однако сквозных токов быть не может, так как один из транзисторов будет закрыт управляюс щим импульсом модулятора длитель(Ности 7, выходы которого находятся в противофазе.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается надежная 0 работа при относительной простоте.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий два силовых транзистора, первый из которых эмиттером подключен к первой шине источника питания, коллектором - к эмиттеру второго силового

тран зистора, коллектор которого

соединен со второй шиной источника питания и первым выводом ийдуктивной нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзистора включен соответствующий диод, модулятор длительности,соединенный через ключи с базами силовых транзисторов, и датчик тока, от л и ч ающ и и с ятем, что, с целью повышения надежности,

датчик тока подключен между вторым выводом индуктивной нагрузки и эмиттером второго силового транзистора, а. выход датчика тока соединен через разделительные диоды с управляющими входами ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Конев Ю.И. Транзисторные импульсные устройства управления электродвигателями и электромагнитными механизмами, М.,Энергия 1964 с. 32-33. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке W 2465275/18-21 от 11.03.77 г., по которой принято положительное ранение (прототип) .

(ig

- -М,

45

0