Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к ключевым устройствгил с .згицитой от перегрузки,.. и может быть использовано в различных устройствах автоматики, в частности в устройствах управления электродвигателями .

Известен транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содер1жащий датчик тока, два транзистора и элемент задержки tU.

Однако указанный, ключ не отличает ся высоким быстродействием.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содержащий два транзистора. разного типа проводимости, эмиттер первого из которых подключен к 11шне питания и через первый резистор к базе и первому выводу второго, резистора, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора и через прямой резистор с эмиттером второго транзистора, который через нагрузку соединен с земляной шиной, коллектор второго транзистора через датчик тока соединены с шиной питания, третий транзистор одного типа проводимости с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной шине, а базой - к входной шине, четвертый транзистор одного типа про i водимости с первым транзистором эмиттером соединен с шиной питания и через четвертый резистор - со своей базой, пятый транзистор одного типа проводимости с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной шине,

10 базой - к управляющей шине, а коллектором - к первоначальному выводу пятого резистора, а также шестой, седьмой и восьмой резисторы 2.

Однако известный ключ обладает

15 невысокой надежностью 1з-за нестабильности порога срабатывания защиты при изменении температуры окружающей среды, а также при токе нагрузки, близком к порогу срабатывания защиты,

20 составной.транзистор выходит из состояния насыщения.

Цель изобретения - повышение надежности .

Поставленная цель достигается тем,

25 что транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содержащий два транзистора разного типа проводимости, эмиттер -первого из которых подключен к шине питания через перв(лй

30 резистор - к базе и первому выводу

второго fjesHCTOpa, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора и через третий резистор с эмиттером второго транзистора, который через нагрузку соединен с земляной шиной, коллектор второго 5 транзистора через датчик тока соединен с шиной питания, третий транзистор одного типа проводимости -- с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной шине, а базой - к входной 10 шине, четвертый трнзистор одного типа проводимости с первым транзистором эмиттером соединен с шиной питания и через четвертый резистор - са.своей базой, пятый транзистор одного типа 15 проводимости с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной Шине, базой - к управляющей шине, а коллектором - к первому выводу .пятого резистора, а также шестой, 2о седьмой и восьмой резисторы, допол- нительно введен шестой транзистор одного типа проводимости с первым транзистором, причем эмиттер шестого транзистора соединен с коллектором второ-тс го транзистора, коллектор - с вторым выводом пятого резистора и через шестой резистор - с базой четвертого транзистора, коллектор которого соединен .с вторым выводом второго резистора, .,„ через седьмой резистор - с коллектором третьего транзистора и через восьмой резистор - с базой шестого транзистора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая-схема предлага- емого ключа.

Транзисторный ключ содержит р-п-ртранзистор 1, п-р-п-транзисторы 2 и.З р-п-р-транзистор 4, п-р-п-транзистор 5, р-п-р-транзистор 6, резисторы 7-1440 датчик 15 тока, нагрузку 16, -общую шину 17, шину 18 питания, входную шину 19 и управляющую шину 20.

Ключ работает следующим образом.

Управление транзисторным ключом и 45 схемой осуществляется положительными импульсами напряжения, подаваемыми соответственно на входную шину 19 ключа и управляющую шину 20. При отсутствии напряжения на входной шине 19 rg ключа транзисторный ключ закрыт. Для отрывания транзисторного ключа и подготовки схемы защиты к работе необх одимо вначале подать напряжение на входную шину 19 ключа, а затем на равляющую шину 20.

При подаче напряжения на входную шину 19 ключа и отсутствии напряжения на управляющей шине 20 открывается транзистор 3 и транзисторы 1 и 2,и 60 через нагрузку 16 течет ток. При этом транзисторы 4-6 закрыты. Через открыв--; шийся транзистор 3 обеспечивается протекание тока по цепи: датчик 15 тока эмиттер-базовый переход транзистора , 65

, резистор 7. Таким образом) транистор 6 оказывается подготовленнЕЛм и ткрыванию. При последующей подаче апряжения на управляющую шину 20 открываются транзисторы 5,6 и транзисор б своим промежутком эмиттер-колектор через датчик 15 тока шунтирут цепь, состоящую из резисторов 8,9 эМиттер-базового перехода транзистоа 4 .

Резистор 9 выбирается таким образец; тобы при открытом транзисторе 6 и но минальном токе нагрузки падающее на нем напряжение было недостаточным ля открывания транзистора 4. При увеличении тока нагрузки выше номинального значения возрастает падение напряжения на датчике 15 тока, что приводит к переключению схемы в состояние, при котором транзистор 6 закрыт, аптранзистор 4 открыт. Транзисто 4 в открытом состоянии шунтирует через резистор 10 переход эмиттербаза транзистора 1, чем обеспечивается запирание транзисторного ключа. При этом до срабатывания защиты состар ной транзистор .из состояния насыщения не выходит.

Порог - срабатывания защиты по току определяется в этом случае равенством падения напряжения на резисторе 10 и датчике 15 тока, причем при малой величине сопротивления резистора 10 обеспечивается надежное запирание транзисторного ключа и высокое быстродействие защиты при перегрузках по току. Стабилизация порога, срабатывания защиты при изменении температуры окружающей среды обеспечивается равенством температурных коэффициентов напряжений эмиттер-база транзисторов 1 и 6.

После уменьшения тока нагрузки до номинального значения может быть произведена разблокировка транзисторного ключа путем кратковременного снятия напряжения с управляющей шины 20.

Предлагаемый транзисторный .ключ с защитой от перегрузки по току существенно повышает стабильность порога срабатывания защиты при изменении температуры окружающей среды и обладает высокой надежностью.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки по току, содержащий два транзистора разного типа проводимости, эмиттер первого из которых подключен к шине питания и через первый резистор - к базе и первому выводу второго резистора, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора и через третий резистор с эмиттером второго транзистора, который через нагрузку соединен с земляной шиной, коллектор второго транSHCTOjJa через датчик тока соединен с шиной питания, третий транзистор одного типа проводимости с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной шине, а базой - к входной шине,четвертый транзистор одного типа проводимости с первым транзистором эмиттером соединен с шиной питания и через четвертый резистор - со своей базой пятый транзистор одного типа проводимбсти с вторым транзистором эмиттером подключен к земляной шине, базой - к управляющей шине, а коллектором - к первому выводу пятого ре-г зистора, а также шестой, седьмой и восьмой -резисторы, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности, в него введен шестой транзистор одного типа проводимости с первым транзисторном,, причем эмиттер шестого транзистора соединен с коллектором второго транзистора, коллектор - с вторым выводом .. пятого резистора и шестой резистор с базой четвертого транзистора, коллектор которого соединен с вторым. выводом второго резистора, через седьмой резистор -.с коллектором третьего транзистора и через восьмой резистор - с базой шестого .транзистора.

Источники информации, .принятые во внимание при э1 спертизе 1. Авторское свидетельство СССР 438114, кл. Н 03 К 17/60, 1974.

2. Электронная техника в автоматике. Сб. статей. Под ред. Ю.И. Койева, вып.9. М., Советское радио ,1977, с. 234-237, рис. 2 (прототип).

18 О