Устройство для управления транзисторным ключом Советский патент 1981 года по МПК H03K17/00 H03K17/60 

второй выходы которого через соответствующие ограничительные резисторы соединены с базой транзисторного ключа, введен управляющий ключ, вход которого соединен со средним выводом термозависимого делителя напряжения, а выход через резистор - с положительной шиной вспомогательного источника питания, с конденсатором и со входом первого порогового элемента, при этом выход последпего подключен к управляющему входу управляющего ключа, к блоку индикации и к первому входу второго порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом блока гальванической развязки, а выход - со входом усилителя, причем первый вход элемента 2И-НЕ соединен с коллектором транзисторного ключа, BTO рой вход - со вторым выходом усилителя а выход - с первым выводом термозависимого делителя напряжения, второй вывод которого соединен с отрицательной шиной вспомогательного источника питания. На чертеже представлена принципиаль- ная электрическая схема устройства. Устройство содержит блок 1 гальванической развязки, элемент 2 2И-НЕ, термозависимый делитель 3 напряжения, ...., управляемый -ключ 4, резистор о, конденсатор 6 задержки, пороговый элемент 7, блок 8 индикации, пороговый элемент 9, предварительный усилитель Юс парафазным выходом, вспомогательный источник 11 питания, ограничительные резисто ры 12 и 13 в цепи запирания и отпирания и силовой транзисторный ключ 14, Работа устр.ойства для управления транзисторным ключом осуществляется следующим образом. При отсутствии тока управления на выходе блока 1 гальванической развязки устанавливается низкий потенциал напряжения, который проходя через пороговый элемент 9 и усилитель Ю приводит к пoявлQ ию потенциала запира1ря на базе силового транзисторного ключа 14. При этом на выходе элемента 2 2И-НЕ действует вьгсокий потенциал напряжения а на.выходе порогового элемента 7 низкий потенциал напряжения, ключ 4 замкнут, напряжение на конденсаторе 6 равно напряжению средней точки депителя 3 напряжения, блок 8 индикации обес точен, С появлением тока управления потенциал напряжения на выходе блока 1 увеличиваетс:я и, сформированный пороговым элементом 9 и усиленный по мощности усилителем Ю, поступает на базу силового ключа 14, замыкая его. Уменьшение потенциала напряжения на коллекторе ciffloBoro транзисторного ключа 14 происходит после подачи отпирающего напряжения на его базу. Это может обуславливаться переходными процессами в самом силовом 1ранзисторном ключе 14, электромагнитными процессами в нагрузке, временами восстанавления шунтирующих нагрузку диодов и другими принципами. При этом на обоих входах элемента 2 2И-НЕ появляются высокие потенциалы, а на его выходе - низкий потенциал. На- пряжение на выходе делителя 3 напряжения и на конденсаторе 6 начинает уменьшаться, и, если оно не спадает ниже уровня срабатывания порогового элемента 7, состояние пороговых элементов 7 и -10, блока индикации 8, ключа 4 и усилителя Ю не изменится. Аналогичные процессы протекают в устройстве и при наличии кратковременного .импульса помехи, В случае короткого замыкания нагрузки силового транзисторного ключа 14 последний выходит из режима насьпцения. потенциал напряжения на его коллекторе поднимается выше уровня срабатывания защиты, что соответствует появлению напряжения логической единицы на входе элемента 2 2И-НЕ и, если длительность этого режима превышает некоторое напередзаданное время задержки срабатывания защиты, то напряжение на конденсаторе 6 уменьшится. При этом происходит переключение порогового элемента 7, а состояние ключа 4, порогового элемента 9 и усилителя Ю изменяется на противоположное и независимо от сигнала управления на базе силового транзисторного ключа 14 появляется запираю- щий потенциал напряжения, В таком состоянии устройство находится до тех .пор, пока, напряжение на конденсаторе 6 не достигнет величины, равной порогу отпускания элемента 7, после чего на базу силового транзисторного ключа 14 на короткое время вновь подается отпирающее напряжение. Таким образом, устройством управлетия обеспечивается автоколебательный режим. Длительность импуЛьса и паузы между импульсами коллекторного тока выбираются из условия обеспечения безопасного режима работы силового транзисторного ключа 14. Во время ЭТОГО режима работы через блок 8 ийдикацик протекает ток, под действием которого он начинает светиться, извещая об аварийном режиме работы силового транзисторного ключа 14, При сравнительно медленном разогрев силового транзисторного ключа 14 до пре дельно допустимой температуры, что может быть следствием изменеши нагрузки внешних условий или каких-либо других причин, происходит уменьшение напряжения на выходе термозависимого делителя 3 напряжения и, следовательно, напряжения на конденсаторе 6 за счет увеличения термозависимого сопротивления, уста новленного на радиаторе или в теле силового транзисторного ключа 14, приводяшее к срабатыванию порогового элемента 7, запиранию силового транзисторного ключа 14, зацирашпо ключа 4 и включению блока 8 индикации перегрузки силового транзисторного ключа 14. Далее в устройстве устанавливается автоколебательный режим, аналогичный описанному для случая короткого замыкания цепи нагрузки силового ключа, в результате чего эффективное значение тока через силовой ключ 14 значительно уменьшается и он начнет остывать. При этом температура силового транзисторного ключа не может превысить некоторого предела и достигнуть значений, недопустимых для данной структуры, за счет чего повышается надежность работы устройства в целом. Введение вспомогательного ключа 4 и дополнительных связей между элемента ми устройства управления позволяют умен шить общее количество элементов и связей между ними и за счет этого упростит устройство управления силовым транзвс торным ключом 14. Упрощение устройства приводит к его надежности и уменьшению его стоимости. Формула изобретения Устройство для управления транзисторным ключом, содержащее блок гальванической развязки, соединенный с входной шиной, элемент 2И-НЕ, перёый и второй пороговые элементы, конденсатор, резистор, термозависимый усилитель напряжения, вспомогательный источник питания и усилитель, первый и второй выходы которого через соответствующие ограничительные резисторы соединены с базой транзисторного ключа, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него введен управляющий ключ, вход которого соединен со средю м выводом термозависимого делителя напряжения, а выход - через резис тор - с положительной шиной вспомогательного источника питания, с конденсатором и со входом первого П9рогового элеменга, при этом выход последнего подключен к управляющему входу утфавлякядего ключа, к блоку индикациик к первому входу второго порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом блока гальванической развязки, а выход - со входом усилителя, причем первый вход элемента iiH-HE соединен с коллектором транзисторного ключа, второй вход - со вторьтм выходом усилителя, а выход - с выводом термозависимового делителя напряжения, второй выход которого соединен с отрицательной шиной вспомогательного источника питания. Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе 1.Электронная техника в автоматике. Под. ред.Ю, И. Конева, вып. 9, Советское радио , 1877, с. 167-175, рис 4. 2.Авторское сввдетапьство по заявке № 2630947/18-21 кл. Н 03 К 17/6О, 30.03.79.