Устройство для защиты транзисторного ключа от токовых перегрузок Советский патент 1982 года по МПК H02H7/12 H02M1/18 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь- зовано в устройствах для защиты ключ&вых регуляторов, преобразователей и усилителей, работающих в ключевом режиме.

Известны устройства защиты транзиоторных ключей, содержащие формирователь управляющих имйуяьсов, включенный между коллектором и базой защищающего трал- |0 зистора, и диоды, один из которых между эмиттером защищающего и коллектором ключевого транзисторов, а второй - их базами l.

Недостатком известных устройств ss 5 ляется невысокий коэффициент полезного действия, обусловленный потерями на диоде, включенном в цепь базы ключ&вого транзистора.

Наиболее близким техническим 20 нием к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройст во для защиты источника питания от токовых перегрузок, содержащее форм.ирова о, оптрон, диод и транзисторный ключ 2.

Недостатком известного устройства является невысокий коэффиции1т полеэного действия устройства для защиты транзисторного ключа.

Цель изобретения - повышение коэ4 фициента полезного действия устройства для защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве коллектор транзистора подсоединен к клемме для подключения нагрузки с последовательно соедине1шым источником тока и к катоду диода, анод которого подсоединен к одному выходному вьтоду формирователя, второй вывод которого соединен с клеммой для подключения источника питаний и с эмиттером транзистора база которого подключена к аноду диода через светоизлунаюший диод оптрона, фототиристор которого подключен к управляющему входу формирователя.

Устройство снабжено пороговым элементом, двумя резисторами и трансформатором, входная обмотка которого подсоединена к вьшодам формирователя, выходные обмотки трансформатора подключены s одними выводами к эмиттеру транзисторного ключа, причем второй вывод первой входной обмотки трансформатора подсоединен к первому выводу первого резистора, второй вывод которого.подсоединен через О пороговый элемент к аноду диода и одновременно через конденсатор к эмиттеру транзистора ключа, а второй вывод второй обмотки трансформатора подсо&динен через второй резистор к базе транг tS зисторного ключа.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты транзисторного ключа; на фиг. 2 - . схема устройства с формирователем, име- 20 ющим трансформаторный выход.

Устройство для защиты транзисторного ключа 1 (фиг. 1} с коллекторной нагрузкой

2содержит формирователь 3 управл5сощих

импульсов, диод 4 и оптррн 5. ..

I

Устройство для защиты с трансформатором содержит (фиг. 2) клеммы для подключения ключевого транзистора 1 с коллекторной нагрузкой 2, формирователь

3импульсов, диод 4, оптрон 5, пороговый элемент 6, конденсатор 7, резистор

8 и трансформатор 9.

Устройство для защиты транзисторного ключа от токовых перегрузок (фиг. 1) работает следующим образом.35

При появлении импульса на выходе формирователя 3 управляющих импульсов, ключевой транзистор 1 открывается. При этом на выходе рптрона 5 появляется сигнал, под воздействием которого форми- 0

рователь 3 управляющих иг гу-Яьсов задерживает действие защиты на время отпирания транзистора 1 до входа его в ренсвсм насыщения. В момент времени, когда напряжение на переходе коллектор-эмиттер транзистора 1 станет меньще напряжения на его переходе база-коллектор, сигнал с выхода оптрона 5 исчезает, и в формирователе 3 управляющих импульсов снимается сигнал с элемента защиты, запр&- 50 щающий ее срабатывание. При возникновении токовой перегрузки транзистор 1 выходит из режима насыщения в нена сыщенное состо5шие, напряжение на его переходе; коллектор-эмиттер повышает 55 ся и при превыщении его напряжения на переходе база-коллектор срабатывает оптроя 5. Выход оптрона 5 воздействует

на формирователь 3 управляющих импульсов таким образом, что он прерывает j протекание тока в цепи базы транзистора 1. Транзистор закрывается, прекращая тем самым протекание аварийного тока через его коллектор-эмиттерный переход.

Устройство защиты транзисторного I ключа от токовых перегрузок, в состав которого входит формирователь управляющих импульсов с трансформаторным выходом (фиг. 2) работает следующим образом.

При появлении на конечных выводах вторичных обмоток трансформатора 9 положительного потенциала транзистор 1 закрывается, а конденсатор 7 приобротает полярность, показанную на фиг. 2 в скобках. При появлении положительного потенциала на. начал ах вторичных обмоток ток протекает через ограничительный резистор 8, перезаряжая конденсатор 7 в обратной полярности до напряжения срабатывания порогового элемента 6. Время перезаряда выбирается равным времени открьтания транзистора 1. Следовательно, на это же время срабатыва-ние оптрона 5 будет блокировано. Далее работа устройства заишты происходит аналогично устройству, приведенному на фиг. 1.

Использование изобретения обеспечивает повышение коэффициента, полезного действия устройства для защиты транзиоторного ключа, так как позволяет отказаться от использования диодов, в цепях управления ключевых транзисторов, а также от дополнительного гальваничес- , ки развязанного источника питания в формирователе управляющих импульсов.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты транзисто1 ного ключа от токовых перегрузок, содержащее формирователь, оптрон, диод и транзисторный ключ, отличающеес я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, в нем коллектор транзистора подсоединен к клемме для подключения нагрузки с последовательно соединенным источником тока и к катоду диода, анод которого подсоединен к одному выходному выводу формировател второй вьтод которого соединен с клеммой для под1сяючения источника питания и эмиттером транзистора, база которого подключена к аноду диода через светоизГлУчаюший диод оптрона, фототиристор ко4 торого подключен к управляющему входу формирователя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ а е с я тем, что оно снабжено поро- 5 говым элементом, двумя резисторами и : трансформатором, входная обмотка которого подсоединена к выводам формировав теля, выходные обмотки трансформатора подключены одними выводами к эмиттеру « транзистора ключа, причем второй вывод . . I первой выходной обмотки трансформатора подсоединен к первому выводу первого

I резистора, второй вывод которого подсое;ишен через пороговый элемент к аноду диода и одаовременно через конденсатор к эмиттеру транзистора ключа, а второй вьтод второй вторичной обмотки трансформатора подсоединен через второй резистор к базе транзистора ключа.

Источники информашш, принятые во вщ1мание ири энсп ггвзе

1.Авторское свидетельство СССР № 625286, кп. НО2Н 7/20, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР ;№ 688953, кл. Н02Н 7/10, 1979.