Транзисторный ключ с защитой отпЕРЕгРузКи Советский патент 1981 года по МПК H03K17/08 

Изобретение относится к импульсной технике и автоматике и может быть ис пользовано в чзиловых цепях радиоэлектр ной аппаратуры, импульсных (ключевых стабилизаторах источника питания. Известны транзисторные ключи с защитой от перегрузки, содержащее ключевой транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, и включающий транз стор, подключенный параллельно переходу база-эмиттер ключевого транзисто ра, диоды и конденсатор l и f23. Недостатками известных устройств являются ограниченный диапазон рабочих напряжений и температур и критичность к нагрузке с емкостным характером. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является транзисторный ключ с защитой от перегрузки, также содержащий ключевой транзистор с резистивным делителем в цепи базы, включенный по схеме с общим эмиттером, коллектор которого чере резистс) .соединен с шиной нагрузки к через последовательно соединенные . диод и резистор - с шиной входного сиг нала, и выключающий транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, подключенный коллектором к базе ключевого транзистора . Недостатком .этого транзистора импульсного ключа с защитой от перегрузки является узкая область работоспособности при изменении напряжения питания и температуры. Это обусловлено тем, что в условиях близости величин максимального рабочего тока и тока короткого замыкания нагрузки при повышении напряжения питания защита срабатывает в рабочем режиме ключа, хотя величина рабочего тока меньше допустимого тока через транзистор, а при понижении напряжения питания защита не срабатывает при коротком замыкании нагрузки, хотя ток короткого замыкания больше допустимого тока через транзистор. А вследствие изменений порога срабатывания в диапазоне температур, защита срабатывает 379 1ФИ рабочем токе, меньше допустимого постоянного тока через транзистор и не срабатывает при токе короткого замыкания нагрузки, большем допустимогх постоянного тока через транзистор, что . является нарушением нормального функционирования схемы. Цель изобретения - расширение области р отоспособаости трбшзисторного ключа с зашитой от перегрузки при изменении напряжения питания и температуры. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный ключ с заиштой от перегрузки, содержаищй ключевой транзистор с резисторным делителем в цепи базы, включенный по схеме с общим эмиттером, коллектор которого через резистор совйинен с шиной нагрузки и через последовательно соединенные диод и резистор - с шиной входного сигнала, и выключающий транзистор, включенный по схеме с обишм эмиттером, подсоединенный коллектором к базе ключевого транзистора, введены два дополнительны транзистора противоположного типа проводимости, при этом эмиттер первого дополнительного транзистора соединен с анодом диода, коллектс соединен с базой выключающего транзистора, а база через резистор с коллектором второго дополнительного транзистора, эмиттер кс/горого соединен с шиной напряжения питания, база через резистор с шиной входного сигнала, а коллектор - с резисторным делителем в цепи базы ключевого транзистора. На чертеже изображена электрическая схема транзисторного ключа с защитой от перегрузки.., -.. Транзисторный ключ с защитой от перегрузки содержит ключевой транзистор 1, включенный по охеме с общим эмиттером, с резистфами 2 и 3 в цепИ базы, транзистс 4- дополняющего типа проводимости с диодом 5, необходимые для переключения тока, поступающего через резистор 6, делитель на резистор 7 и 8, определяющий амплитуду импульса на базе транзистора 4, низкоомный резистор 9, являющийся датчиком тока, резистор Ю утечки, выключающий транзистор 11, того же типа проводимости, что и ключевой транзистор I, конденсат 12 и резистор 13 .образуют дифференцирующее звено в цепи связи базы выключающего транзистора с щиной 14 входного сигнала, транзистор 15 дополнительного типа проводимости, являющийся инвертором входного сигнала, эмиттер которого соединен с шиной 16 напряжения питания. Нагрузочный элемент 17 подключен между шиной 16 напряжения питания и общей точкой соединения диода 5 и резистора 9. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все транзисторы закрыты. Входной импульс положительной полярности через резистор 2 поступает на базу транзистора 1, который открывается и оказывается в области насыщения. В результате в цепи внешней нагрузки проходит коллекторный ток транзистора 1 на время действия входного импульса. При этом-цепь из диода 5, резистора 9 и транзистора 1 щунтирует транзистор 4. Вследствие этого транзистор 11 также остается закрытым. При коротком замыкании нагрузки при поступлении входного импульса в цепи коллектора транзистс а 1 возникает ток. большой величины. Ввиду значительного падения, напряжения, создаваемого этим током на резистсре 9, сумма напряжений на транзисторе 1 и резисторе 9 становится достаточной для запирания диода 5. При этом ток от транзистора 15 переключается в эмиттер транзистора 4. Ток коллектора 4 посту-пает в базу транзистора 11, открывая его. При этом ток, текущий через резистор 2, поступает теперь в коллектор транзистора 11, чем обеспечивается выключение транзистора 1. Далее транзистор 11 остается включенным на протяжении всего импульса, благодаря чему транзистор 1 удерживается в выключенном состоянии. , Т1ри работе на активно-емкостную нагрузку импульс отрицательной полярности, поступающий на базу транзистора 11 через конденсатор 12 и резистор 13 блок1фует защиту на время заряда емкости нагрузки. Следует отметить, что после устранения ксфоткого замыкания нагрузки не требуется какого-либо специального сигнала для восстановления нормального функцион1фования схемы. Расширение области работоспособности транзисторного ключа с защитой достигается за счет отслеживания порогом срабатывания защиты изменений напряжения и за счет независимости порога ера