Устройство для токовой защиты ключевого транзистора Советский патент 1982 года по МПК H02H7/12 H02M1/18 

1(54 Г УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ КЛЮЧЕВОГО

12

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для токовой защиты выходных транзисторов усилителей мощности и тиристоров преобразователей напряжения.

Известны устройства для токовой защиты ключевых транзисторов, содержащие формирователь импульсов, защи- . щающий транзистор и клеммы для подключения защищаемого транзистора 11.

.Недостатком известных устройств является невысокий КПД.

НсШболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройство для защиты ключевого транзистора от токовых перегрузок, содержащее формирователь управляющих импульсов,, первый и второй выходные зажимы которого подключены соответственно к общей шине питания и к одному из входов блока защиты, подключенного своим выходом к первому входу формирователя, второй вход которого соединен с клеммой для подключения источника упра1вляющегр напряжения,клеммы для подключения базы, коллектора и эмиттера ключевого транзистора, клемма для подключения эмиттера коТРАНЗИСТОРА

торого подключена через первый блок источника смещения и нагрузку к клемме для подключения коллектора и одновременно через диод, зашунтирован-, ный последовательно соединенными вторым блоком источника смещения и первым резистором, к клемме для подключения бчзы ключевого транзистора, второй резистор и два диода 23.

10

Недостатком известного устройства является невысокая точность срабатывания, обусловленная разбросом характеристик диодов и ограниченной вели15чиной коэффициента усиления защищаемого транзистора.

Цель изобретения - повышение точности срабатывания устройства для токовой защиты ключевого транзистора.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве блок защиты выполнен на операционном усилителе с дифференциальньлиш входами, за111унтированными двумя встречно-параллельно включенны25ми первым и вторьрл диодами, причем второй вход,операционного усилителя подсоединен через второй резистор к клемме для подключения коллектора ключевого транзистора, клемма для

30 подключения базы которого подсоединена к второму вьшодному выводу формирователя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для токовой защиты ключевого транзистора.

Устройство содержит формирователь 1 управляюсцих импульсов, блок защиты на операционном усилителе 2, клеммы для подключения ключевого транзисто5ia 3, резистор 4, для встречно-паралЬельно соединенных диода 5, источник смещения 6, состоящий из последовательно соединенных блоков, второй резистор 7 и клеммы для подключения нагрузки 8 „

Устройство работает.следующим образом.

При отсутствии управляющих импульсов на первом (запускающем) входе формирователя 1 управляющих импульcoBj выполненном по моностабильной (ждущий мультивибратор) или бистабильной (триггер) схеме, выходная цепь формирователя 1 закрыта, и ключевой транзистор 3, управляющий переход база-эмиттер которого смещен под действием отрицательного напряжения резистора 7, находитсятакже. в закрытом состоянии (режим отсечки) При этом под воздействием высокого коллекторного потенциала закрытого ключевого транзистора 3 по входной цепи операционного усилителя протекает ток, ограничиваемый на уровне единиц милиампер токоограничительным резистором 4, Выходное напряжение операционного усилител я 2, воздействуя на второй отключающий вход формирователя 1, удерживает его в закрытом состоянии.

При появлении управляющих импульсов на первом запускающем входе -формирователя 1 и отсутствии режима токовой перегрузки выходной цепи ключе;вого транзистора 3 происходит каждый раз при подаче отпирающего импульса управления включение ключевого транзистора 3 путем подачи импульса тока формирователем 1 в цепь его управляющего база-эмиттерного перехода Если при этом не возникает токовой перегрузки транзистора 3, то он переходит в насыщенное открытое состояние, характеризующееся понижением коллекторного потенциала по сравнению с базовым (UK.).

При появлении токовой перегрузки ключевого транзистора 3, приводящей к возрастанию его коллекторного потенциала по сравнению с базовым,в момент выхода его из режима насыщения, т.е, при О, происходит обратное переключение операционного усилителя 2, подача его выходного сигнала на второй отключающий вход форглирователя 1 и, соответственно,

процесс быстрого форсированного запирания формирователя 1 и защищаемого ключевого транзистора 3.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение точвости и надежности работы устройства .для токовой защиты ключевого транзистора. Одновременно упрощается схемное построение и эксплуатационная настройка параметров входной цепи

блока защиты, так как используется существенно более простая, маломощная и практически линейная при (U.g 0) входная цепь операционного усилителя, как измерительного элемента

блока защиты, выполненная на одном токоограничительном резисторе 4 и двух встречно-параллельно включенных маломощных защитных диодах 5.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты ключевого транзистора, содержащее формирователь управляющих импульсов, первый и второй, выходные зажимы которого подключены соответственно к общей шине питания и к одному из входов блока защиты, подключенного своим выходом к первому входу формирователя, второй вход которого соединен с клеммой для подключения источника управляющего напряжения, клеммы для подключения базы, коллектора и эми,ттера ключевого транзистора, клемма для подключения эмиттера которого подключена через первый блок источника смещения и нагрузку к клемме для подключения коллектора и одновременно через диод, зашунтированный последовательно соединёнными вторым блоком источника смещения и первым резистором, к клемме для подключения базы ключевого транзистора, второй резистор и два диода,- отличающе е5 с я тем, что, с целью повышения точности срабатывания, в нем блок защиты выполнен на операционном усилителе с дифференциальными входами, зашунтированными двумя встречно-параллельно

0 включенными первым и вторым диодами, причем второй вход операционного усилителя подсоединен через второй резистор к клемме для подключения коллектора ключевого транзистора, клемма для подключения базы которого подсоединена к второму выходному выводу формирователя,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании 103977, кл. Н .3 Т, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР 5 9 625286, кл, Н 02 Н 7/12, 1978. И