Коммутатор для переменной нагрузки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления переменной нагрузкой,например для коммутации обмоток в бесколлекторном двигателе постоянного тока.Цель изобретения - повышение КПД.На чертеже изображена принципиальная электрическая схема коммутатора в цепи обмоток двигателя постоянного тока.Коммутатор для переменной нагрузки содержит коммутирующий транзистор 1, эмиттер которого подключен к общему проводу,2, а к коллектору подключена нагрузка 3 (например, обмотка одной из фаз бесколлекторного двигателя постоянного тока), другой вывод 4:которой подключен к источнику питания.К коллектору транзистора 1 подключен также неинвертирующий вход компаратора 5, выход которого через ключ 6 и ограничивающий резистор 7 подключен к базе транзистора 1. Общая точка соединения ключа 6 и резистора 7 25 подключена через резистор 8 к общему проводу. Управляющий вход ключа 6 подключен к выходу детектора 9 через усилитель-согласователь 10. На вход 11 детектора 9 подается сигнал управ.-. 30 ления (например, с датчика положения ротора БДПТ), К инвертирующему входу компаратора 5 подключен источник 12 опорного напряжения.Устройство работает следующим об разом.При разомкнутом ключе 6 база транзистора 1 привязана через резисторы 7 и 8 к общему проводу и транзистор закрыт, На его коллекторе, подключен ном через нагрузку 3 к источнику питания, имеется полное напряжение питания, которое также поступает на неинвертирующий вход компаратора 5. Поскольку напряжение на инвертирующем 45 входе 12 заведомо меньше напряжения питания, на выходе компаратора 5 будет напряжение насыщения, близкое к +П питания.При поступлении на вход 11 детектора 9 управляющего напряжения, соответствующего включению нагрузки, ключ 6 замыКается, на базу транзистора 1 через резистор 7 подается открывающее напряжение с выхода компаратора 5. Транзистор 1 открывается до тех пор, пока напряжение на его коллекторе не становится равным напряжению опорного источника на входе 12 компаратора 5. Напряжение на выходе компаратора снижается,и уменьшается ток базы транзистора 1.Напряжение опорного источника выбирается из следующих соображений. Токнагрузки (например, обмотки двигателя магнитоФона) может изменяться от40-100 мЛ на холостом ходу до500-1000 мА при пускеТаким образомпри использовании обычного транзисторного коммутатора необходимо обеспечить достаточное насьпцение транзистора во все время работы (чтобы сохранить пусковые характеристики и высокий КПД под нагрузкой). Учитывая,что транзисторы средней и большой мощности, используемые в таких коммутаторах, имеют низкий коэффициент усиления по току ( - 10-20), ток базы должен составлять 100 мА, что на холостом ходу превышает рабочий ток нагрузки, т,е. КПД коммутатора ниже 50 Х.Чтобы автоматически уменьшать токбазы при снижении тока коллектора коммутирующего транзистора 1 (тока нагрузки 3), опорное напряжение на входе12 компаратора 5 выбирается равнымпадению напряжения на насыщенном транзисторе (0,4-0,6), При снижении токанагрузки 3 падение напряжения на коммутирующем транзисторе 1 (при неизменном токе базы) уменьшается и становится меньше напряжения опорногоисточника, что приводит к уменьшениюнапряжения на выходе компаратора 5 исоответственно тока базы коммутирующего транзистора 1.Таким образом, во всем диапазонеизменений тока нагрузки 3 устанавливается минимальный (с учетом коэффициента усиления транзистора и выбранной степени насьпцения) ток базы, обес-:печивающий работу коммутирующего транзистора с максимальным КПД,Формула изобретенияКоммутатор для переменной нагрузки, содержащий транзистор, коллектор которого счабжен выводом для подключения к указанной нагрузке, а эмиттер - выводом для подключения к общей шине, ключ, одним силовым выводом соединенный с базой транзистора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, введены источ-., ник опорного напряжения и компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряСоставитель А.Головченко Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова Редактор Н,Горват Заказ 1791 Тираж 672 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 1575303 6жения, неинвертирующий вход - с кол- ратора подключен к второму силовомулектором транзистора, а выход компа- выводу ключа.Э