SU1750046A1 - Transistor key with protection against current overload - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в электроприводах . Сущность изобретени - ключ содержит 4 транзистора (1-4), 1 компаратор 5, 1 измерительный резистор 7, 1 диод 6 2 источника напр жени  14, 15, 1 источник опорного напр жени  13 1 илThe invention relates to a pulse technique and can be used in electric drives. SUMMARY OF THE INVENTION - the key contains 4 transistors (1-4), 1 comparator 5, 1 measuring resistor 7, 1 diode 6 2 voltage sources 14, 15, 1 voltage source 13 1 or

Description

Изобретение относится к области имЬульсной техники и может быть использовано в электроприводах.The invention relates to the field of pulse technology and can be used in electric drives.

Известно коммутирующее устройство, в цепь ключевого элемента которого включен 5 датчик тока (резистор), который совместно с эмиттерным переходом ключевого элемен- . та зашунтирован защитным транзистором, обеспечивающим запирание первого. Устройство также содержит формирователь им- 10 пульсов запуска и синхроимпульсов, логические элементы, пороговый интегральный элемент, токостабилизирующий элемент.A switching device is known, in the circuit of the key element of which 5 current sensors (resistors) are included, which together with the emitter junction of the key element is. This is shunted by a protective transistor, which ensures the locking of the first. The device also contains a driver of 10 start pulses and clock pulses, logic elements, a threshold integral element, a current stabilizing element.

Недостатком устройства является отно- 15 сительная его сложность и недостаточная надежность ключа из-за пассивного запирания силового транзистора, что недостаточно для высоковольтного ключа.A disadvantage of the device is its relative complexity and insufficient reliability of the switch due to passive locking of the power transistor, which is not enough for a high-voltage switch.

Наиболее близким по технической сущ- 20 ности и достигаемому результату является транзисторный ключ, содержащий управляющий и выходной транзисторы, резисторный датчик тока, время задающий блок, компаратор. 25The closest in technical essence and the achieved result is a transistor switch containing control and output transistors, a resistor current sensor, a timing unit, a comparator. 25

Недостатком устройства является недостаточная надежность из-за шунтирования защитного канала при токовых перегрузках ключа каналом управления на входе управляющего транзистора, что ограничивает со- 30 гласование сигналов управления при увеличении коммутируемой мощности ключа, а также из-за отсутствия его активного запирания.The disadvantage of this device is the lack of reliability due to shunting of the protective channel at current overloads of the key by the control channel at the input of the control transistor, which limits the matching of control signals when the switching power of the key increases, as well as due to the absence of its active locking.

Цель изобретения - повышение надеж- 35 пости.The purpose of the invention is to increase reliability.

На чертеже приведена схема устройства. '.·The drawing shows a diagram of the device. '. ·

Устройство содержит первый и второй транзисторы Г и 2 прямой проводимости, 40 силовой транзистор 3, выходной транзистор 4, компаратор 5, диод 6, измерительный ре-, зистор 7, резисторы 8-12, источник 13 опорного Напряжения, плюсовой и минусовой источники 14 и 15 напряжения. 45The device contains first and second transistors G and 2 of direct conductivity, 40 power transistor 3, output transistor 4, comparator 5, diode 6, measuring resistor, resistor 7, resistors 8-12, reference voltage source 13, plus and minus sources 14 and 15 voltage. 45

Транзистор 1 эмиттером подключен к плюсу источника 14', а коллектором - через диод 6 и резистор 8 - к базе транзистора 3, _: в эмиттер которого включен измерительный 50 резистор 7, соединенный с первым входом компаратора 5, а второй его вход подключен к источнику 13 опорного напряжения через , резистор-10. Выход компаратора (с открытым коллектором) соединен с базой транзи- 55 стора 1 через транзистор 4 и резистор 12. Параллельно диоду 6 подключен переход база-эмиттер транзистора 2, коллектор которого соединен с минусом источника 15 и с его базой через резистор 9.The emitter transistor 1 is connected to the plus of the source 14 ', and the collector through the diode 6 and the resistor 8 to the base of the transistor 3 _: the emitter of which includes a measuring 50 resistor 7 connected to the first input of the comparator 5, and its second input is connected to the source 13 reference voltage through, resistor-10. The output of the comparator (with an open collector) is connected to the base of transistor 1 through transistor 4 and resistor 12. In parallel to diode 6, a base-emitter junction of transistor 2 is connected, the collector of which is connected to the minus of source 15 and to its base through resistor 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

До момента перегрузки по току выход компаратора 5 имеет низкий потенциал и при подаче входного сигнала транзистор 4 открывается и включается цепь для протекания базового тока транзистора 1. Последний и транзистор 3 открываются. В этом случае падение напряжения на диоде 6 является запирающим для транзистора 2. Источник 13 опорного напряжения представляет собой делитель напряжения источника 15, включая стабилитрон или стабистор.Until the moment of overcurrent, the output of the comparator 5 has a low potential and when the input signal is applied, transistor 4 opens and a circuit is switched on for the base current of transistor 1. to flow. In this case, the voltage drop across the diode 6 is blocking for the transistor 2. The reference voltage source 13 is a voltage divider of the source 15, including a zener diode or a stabilizer.

При перегрузке по току падение напряжения на резисторе 7 равно и несколько превышает уровень напряжения источника 13, компаратор срабатывает, а на его выходе устанавливается высокий уровень, что препятствует протеканию базового тока транзистора 1 и он запирается. В этом случае базовый ток транзистора 3 прекращается, запирающее напряжение на диоде 6 снижается до нуля и транзистор 2 отпирается, поскольку его база через резистор 9 становится под более низким напряжением, чем его эмиттер. В результате ток от плюса источника 15, соединенного с эмиттером транзистора 3, протекает через его переход эмиттер-база, и транзистор 3 запирается. Аналогично он запирается при отсутствии входного сигнала и запирании транзистораWhen overcurrent, the voltage drop across the resistor 7 is equal to and slightly higher than the voltage level of the source 13, the comparator is triggered, and a high level is set at its output, which prevents the base current of the transistor 1 from flowing and is locked. In this case, the base current of the transistor 3 is stopped, the blocking voltage on the diode 6 is reduced to zero and the transistor 2 is unlocked, since its base through the resistor 9 becomes at a lower voltage than its emitter. As a result, the current from the plus of the source 15 connected to the emitter of the transistor 3 flows through its emitter-base junction, and the transistor 3 is locked. Similarly, it is locked in the absence of an input signal and the transistor is locked

4. После снижения тока нагрузки через резистор 7 компаратор 5 включается..но с задержкой, которую обеспечивает его гистерезис. В зависимости от требований гистерезис можно уменьшить (величина резистора 11 много больше величины резистора 10) или, наоборот, чаще увеличить путем уменьшения величины резистора 11 для уменьшения частоты периодического подключения транзистора 3 до устранения причин перегрузки' по току,4. After reducing the load current through the resistor 7, the comparator 5 turns on .. but with a delay, which provides its hysteresis. Depending on the requirements, the hysteresis can be reduced (the value of resistor 11 is much larger than the value of resistor 10) or, conversely, it can be increased more often by decreasing the value of resistor 11 to reduce the frequency of periodic connection of transistor 3 to eliminate the causes of overcurrent

Таким образом надежность ключа повышается за счет последовательного соединения каналов управления и защиты от перегрузки по току.. Причем восстановление исходного состояния ключа при устранении перегрузки происходит автоматически. Также автоматически происходит активное запирание силового транзистора при любой последовательности отключения каналов управления и защиты. При этом промежуточный режим нахождения силового транзистора в активном режиме, когда перегрузка по току наступает медленно, исключается, что также увеличивает надежность ключа.Thus, the reliability of the key is improved due to the serial connection of the control channels and protection against overcurrent .. Moreover, the restoration of the initial state of the key when overload is eliminated occurs automatically. Also, an active locking of the power transistor occurs automatically at any sequence of disconnecting the control and protection channels. At the same time, the intermediate mode of finding the power transistor in the active mode, when current overload occurs slowly, is eliminated, which also increases the reliability of the key.

1717

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Транзисторный ключ с защитой от перегрузок по току, содержащий силовой транзистор, два транзистора прямой проводимости, диод и компаратор, эмиттер первого транзистора подключен к плюсовому источнику питания, а коллектор через резистор - к базе силового транзистора, к эмиттеру которого подключен первый вывод измерительного резистора, второй вывод которого соединен с первым входом компаратора, а его второй вход подключен к источнику Опорного напряжения, о т л и 46 6 чающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, введены входной транзистор и минусовой источник питания, коллекторно-эмиттерный переход входного транзистора включен между базой первого транзистора и выходом компаратора, кото^: рый выполнен с открытым выходом, в базовую цепь силового транзистора последовательно включен диод, параллельно которому подключен база-эмиттерный переход второго транзистора, коллектор которого соединен с минусовым источником питания и через резистор - со своей базой.A transistor switch with overcurrent protection, containing a power transistor, two direct conductivity transistors, a diode and a comparator, the emitter of the first transistor is connected to a positive power source, and the collector through a resistor to the base of the power transistor, to the emitter of which the first output of the measuring resistor is connected, the second output of which is connected to the first input of the comparator, and its second input is connected to a reference voltage source, which is characterized in that, in order to increase the reliability of operation, an input trans a source and a negative power source, the collector-emitter junction of the input transistor is connected between the base of the first transistor and the output of the comparator, which ^is made with an open output, a diode is connected in series to the base circuit of the power transistor, in parallel with which is the base-emitter junction of the second transistor, the collector of which connected to a negative power source and through a resistor to its base.