Регулятор тока

)5 Н 02 М 3/335 ОПИСАН ОБРЕТ ти Т тут авомскомем уп Волкотво со- енный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский инстоматики и электромеханики приинституте автоматизированных сисравления и радиоэлектроники(57) Сущность изобретения. устройдержит силовой транзистор (1), вклю через датчик тока (2) между входным и выходным выводами. Источник двуполярного напряжения подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора (8) и выводу резистора смешения (12). База силового транзистора (1) подсоединена через запирающий транзистор (9) к выводу источника двуполярного напряжения. При отпирании ключевого транзистора (9) эмиттерный переход силового транзистора (1) подключается к напряжению отрицательной полярности и силовсй транзистор(1) запирается. В устройстве осуществляется дополнительный контроль нижнего уровня пульсации тока нагрузки, что исключает положение моментов выключения и включения силового транзистора (1) при изменениях тока нагрузки. 1 ил.использовано в электроприводах.Известно устройство для регулирова ния тока, протекающего через индуктивную нагрузку по заявке ФРГ В ОЗ 3529742, 6 05 Р 1/46, содержащее измерительный резистор, компаратор, т)%ггер, источник внешних управляющихимпульсов, 10.,45,транзисторный ключ.Недостатком устройства является повышенные пульсации тока, тя; контролируется только их верхний уровень,15 20 25 ние к,п.д, и надежности путем улучшения. 30 35 40 45 Устройство относится к технике регулирования постоянного тока в активно-индуктивный нагрузке и может быть Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является стабилизатор напряжения постоянного тока с защитой от токовых перегрузок (а,с. М 1553964, С 05 Р 1/573), содержащий регулирующий элемент, датчик тока, узел обратной связи, ключевой элемент, компаратор, конденсатор и резисторы,Недостатком устройства является увеличение потерь на силовом транзисторе при увеличении тока нагрузки, что снижает к.п.д, а также недостаточная надежность изза отсутствия цепи протекания тока нагрузки при отключении силового транзистора,Целью изобретения является повышединамики схемы.Сущность изобретения заключается в том, что регулятор тока содержит силовой транзистор, включенный через датчик тока между входным и выходным выводами, первый вывод датчика тока, соеДиненный с выходным выводом подключен к первому входу компаратора, второй вход которого присоединен к выводу источника управляющего напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого транзистора,коллектор которого подключен к базе сило-.вого транзистора,Новым является введение источника двухполярного напряжения, первый вывод которого подсоединен к эмиттеру ключевого транзистора, коллектор которого через резистор смещения подсоединен ко второму выводу источника двухполярного напряжения и непосредственно к базе запирающего транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу источника двухполярного напряжения, а эмиттер присоединен к базе силового транзистора, при этом подключение коллектора ключевого транзистора к базе силового транзистора осуществлено черезвведенный разделяющий диод, причем выходные выводы и датчик тока зашунтирован ы обратным диодом. 50 55 На чертеже приведена схема устройства, где обозначены: 1 - силовой транзистор, 2 - датчик тока, 3 - активно-индуктивная нагрузка, 4 - обратный диод, 5 - компаратор, 6 - источник управляющего напряжения, 7 - схема управления транзистором 1, содержащая ключевой транзистор 8, запирающий транзистор 9 с разделяющим диодом 10, резисторы 11, 12, 13, конденсатор 14, источники двухполярного напряжения 15, 16.Нагрузка 3 с датчиком 2 включены в эмиттерную цепь транзистора 1 и зашунтированы диодом 4. Неинвертирующий вход компаратора 5 соединен с источником 6 управляющего напряжения, а второй вход - с датчиком тока 2, Открытый выход компаратора 5 соединен через резистор 13 с базой транзистора 8, коллектор которого подключен к базе транзистора 1 через диод 10 и резистор 11, Последние зашунтированы конден:атором 14 и переходом база-эмиттер транзистора 9, коллектор которого подключен к источнику 15 и через резистор 12 к его базе.Работает устройство следующим образом. При включении питания, отсутствии тока в нагрузке 3 и низком уровне напряжения на выходе компаратора 5, переход базаэмиттер транзистора 8 смещается в прямом направлении и он открывается. Базовый ток транзистора 1 начнет протекать по цепи: источник 16, транзистор 8, диод 10, резистор 11, переход база-эмиттер транзистора 1, общая точка схемы (источников 15, 16) и транзистор 1 открывается, а ток в нагрузке 3 начнет увеличиваться, При достижении им заданного значения, когда напряжение на датчике тока 2 достигнет напряжения источника 6, компаратор срабатывает, а на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Переход база-эмиттер транзистора 8 смещается в обратном направлении и он запирается, В этом случае ток базы транзистора 1 уменьшается до нуля, но конденсатор 14, перед этим заряженный, будет разряжаться некоторое время, что определяет задержку на включение транзистора 9 после прекращения упомянутого тока базы. После. разряда конденсатора 14 переход база-эмиттер транзистора 9 освобождается от запирающего напряжения и он отпирается под действием тока, протекающего по цепи; плюс источника 15, переход база-эмиттер транзистора 1, резистор 11, переход эмиттер-база транзистора 9, резистор 12, минус источника 15, При отпирании транзистора 9 эмиттерный переход транзистора 1 подключается на напряжение отрицательной полярности источника 15 и происходит1767648 Формула изобретения Регулятор тока, содержащий силовойтранзистор, включенный через датчик тока Составитель В,БолотовТехред М,Моргентал Корректор Н.Кешеля Редактор А,Шубина Заказ 3556 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1019 интенсивное рассасывание избыточного заряда в базе транзистора 1 и он надежно запирается.Таким образом, отпирание транзистора 9 с задержкой относительно запирания транзистора 8 обеспечивает прекращение базового тока положительной полярности транзистора 1 а значит и снижение его эмиттерного тока, И только после этого отпирание транзистора 9 не приводит к чрезмерной концентрации эмиттерного тока в кристалле силового транзистора, что уменьшает эффект вторичного пробоя транзистора, повышает надежность его работы,По сравнению с прототипом предложенный регулятор тока позволяет повысить к.п.д, устройства за счет снижения потерь в силовом транзисторе, увеличить надежность, в том числе за счет расширения области безопасной работы силового транзистора, а также упростить настройку регулятора и повысить помехозащищенность схемы, т.к. датчик тока имеет общую точку со схемой управления силовым транзистором,между входным и выходным выводами, первый вывод датчика тока, соединенный с выходным выводом, подключен к первому входу компаратора, второй вход которого 5 присоединен к выводу источника управляющего напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого транзистора, коллектор которого подключен к базе силового транзистора, о т л и ч а ю щ и й с я 10 тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем улучшения динамики схемы, введен источник двуполярного напряжения, первый вывод которого подсоединен к эмиттеру ключевого транзи стора, коллектор которого черезрезистор смещения подсоединен ко второму выводу источника двуполярного напряжения и непосредственно к базе введенного запирающего транзистора, 20 коллектор которого подключен к второмувыводу источника двуполярного напряжения, а эмиттер присоединен к базе силового транзистора, при этом подключение коллектора ключевого 25 транзистора к базе силового транзистораосуществлено через введенный разделяющий диод, причем выходные выводы и датчик тока зашунтированы обратным диодом.