Транзисторный ключ

(19) (1) 86 А 7/60 51) ИЯ 1 И ляторах радиопередатеобразователях напряны дополнительные транды 12, 13, 14,конденса 6, 17, 18, а также датчи20 с соответствующими те обеспечиваются э ное запирание ключаотком замыкании нагр емени запертого сого автоматическое по 1 ил. моду снытакжкл ственное ССР 985. аэначен прения в импульГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ЗОБРЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Транзисторный ключ и реднимущественно для использова юч введе 10, 11, дио резисторы и тиристор В результа форсирован рийном кор держка вр ключа и е включение. чиков, а жения. Взисторы тор 15 и к 19 тока связями.ащитное при аваузки, выстояния вторн е5 10 Изобретение может быть использовано главным образом в импульсных модуляторах радиопередатчиков, а также в преобразователях напряжения,Известен транзисторный ключ, который содержит первый и второй транзисторы, первый диод, первый резистор и первый конденсатор, При этом с первой выходной шиной ключа соединен коллектор первого транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором второго транзистора. База первого транзистора через первый резистор, зашунтированный первым диодом, включенным в непроводящем направлении, подключена непосредственно к первой управляющей шине и,через первый конденсатор к эмиттеру второго транзистора, база которого присоединена к второй управляющей шине,Недостаток транзисторного ключа состоит в том, что в нем отсутствует защита от аварийного короткого замыкания в цепи внешней нагрузки,Целью изобретения является обеспечение защиты от коротких замыканий в цепи внешней нагрузки.Сущность предложения состоит в том, что в транзисторнцй ключ введены дополнительные третий и четвертый транзисторы, второй, третий и четвертый диоды, второй конденсатор, второй, третий и четвертыйрезисторы, а также датчик тока и тиристоо, При этом база второго транзистора через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй и третий диоды соединена с эмиттерами второго и третьего транзисторов, Коллектор последнего соединен через второй резистор с базой четвертого транзистора, которая чеоеэ третий резистор соединена с его коллектором и с первой управляющей шиной. Змиттер четвертого транзистора соединен с анодом четвертого диода, катод которого через второй конденсатор и четвертцй резистор подключен соответственно к аноду третьего. диода и к аноду тиристора. Катод последнего соединен с базой второго транзистора и с первым вцходным выводом датчика тока, второй выходной вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора. Вход датчика тока включен последовательно в цепь одной из выходных шин ключа,Благодаря введению в транзисторный ключ дополнительных двух транзисторов, трех диодов, конденсатора, трех резисторов, а также датчика тока и тиристора с указанными выше связями достигается форсированное запирание ключа при возникновении короткого замыкания во внеш 15 20 30 35 40 45 50 ней нагрузке. Последующее автоматическое повторное включение при этом обеспечивается спустя некоторое время задержки,Признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого технического решения, в иных известных технических решениях не обнаружено, Следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями,На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого транзисторного ключа,Предлагаемый транзисторный ключ содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, первый диод 3, первый резистор 4, первый конденсатор 5, первую 6 и вторую 7 выходные шины, первую 8 и вторую 9 управляющие шины. В него введены дополнительные третий 10 и четвертый 11 транзисторы, второй 12, третий 13 и четвертый 14 диоды, второй конденсатор 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 резисторы, а также датчик 19 тока (например, трансформатор тока) и тиристор 20.При этом с первой выходной шиной 6 ключа соединен коллектор первого транзистора 1, эмиттер которого соединен с коллектором второго транзистора 2, База первого транзистора 1 через первый резистор 4, зашунтированный первым диодом 3, включенным в непроводящем направлении, подключена непосредственно к первой управляющей шине 8 и через первый конденсатор 5 к эмиттеру второго транзистора 2, База последнего присоединена к второй управляющей шине 9,Кроме того, в предлагаемом устройстве база второго транзистора 2 через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй 12 и третий 13 диоды соединена с эмиттерами второго 2 и третьего 10 транзисторов, Коллектор транзистора 10 соединен через второй резистор 16 с базой четвертого транзистора 11, которая через третий резистор 17 соединена с его коллектором и с первой управляющей виной 8. Эмиттер четвертого транзистора 11 соединен с анодом четвертого диода 14, катод которого через второй конденсатор 15 и четвертый резистор 18 подключен соответственно к аноду третьего диода 13 и к аноду тиристора 2 О, Катод последнего соединен с базой второго транзистора 10 и с первым выходным выводом 21 датчика 19 тока, второй выходной вывод 22 которого соединен с управляющим электродом тиристора 20. Вход датчика 19 тока включен последовательно в цепь одной иэ выходных шин ключа например, между эмиттером транзистора 2 и второй выходной шиной 7).Предлагаемый транзисторный ключ работает следующим образом,На шину 8 поступает постоянное напряжение положительной полярности относительно эмиттера транзистора 2. Этим напряжением заряжается конденсатор 5, При нулевом значении управляющего тока 1 упр в шине 9 транзистор 2 остается запертым, соответственно заперт и транзистор 1, В этих условиях ток во внешней нагрузке, подключенной к шинам 6, 7, не протекает. Тиристор 20 и транзистор 10 при этом тоже заперты, а транзистор 11 открыт. Через него и диоды 13, 14 заряжается конденсатор 15, диод 12 при этом заперт. В момент подачи на шину 9 управляющего токаупр происходит отпирание транзистора 2. Транзистор 1 при этом также отпирается ввиду того, что через его база-эмиттерный переход начинает протекать ток по цепи; шина 8 - резистор 4 - транзистор 2. Диод 3 остается в этих условиях запертым, а ток через внешнюю нагрузку и датчик 19 тока протекает. Если ток нагрузки не превышает допустимой величины; то выходное напряжение датчика тока оказывается недостаточным для отпирания тиристора 20. Транзистор 10, как и диод 12, остается запертым,Если в цепи нагрузки, подключенной к шинам 6, 7, возникает аварийное короткое замыкание, то ток через датчик 19 резко возрастает, что вызывает отпирание тиристора 20. Конденсатор 15 начинает разряжаться по цепи: верхний вывод конденсатора 15, имеющий положительный потенциал, - резистор 18 - тиристор 20 - база-эмиттерный переход транзистора 10, зашунтированный резистором 23, - база-эмиттерный переход транзистора 2, зашунтированн ый резистором 24, - диод 12 - нижний вывод конденсатора 5, имеющий отрицательный потенциал. Диод 13, транзистор 11 и диод 14 при этом запираются, а к база-эмиттерному переходу транзистора 2 прикладывается отрицательное напряжение, обеспечивающее защитное форсированное запирание ключа. Транзистор 1 в этих условиях запирается по коллекторно- базовому переходу через диод 3, в результате чего протекание тока в цепи внешней нагрузки прекращается. Запертое состояние ключа продолжается до тех пор, пока конденсатор 15 не разрядится полностью, после чего тиристор 20 и транзистор 10 переходят в запертое состояние, а транзисторы 2 и 11 вновь отпираются. Этим достигается автоматическое повторное включение ключа, Выдержка времени, в течение которого ключ остается запертым, определяется величиной постоянной времени 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ТВ 1 вС 15, где 818 и С 15 - соответственно величины сопротивления резистора 18 и емкости конденсатора 15,Наличие упомянутой выдержки времени позволяет понизить частоту повторных (" пробных" ) включений при длительном коротком замыкании в цепи нагрузки, Как следствие, уменьшается средняя мощность, рассеиваемая в транзисторах ключа, и тем повышается его надежность.Итак, положительный технический эф; фект от использования предлагаемого усовершенствованного транзисторного ключа состоитв обеспечении защиты при аварийном коротком замыкании в цепи внешней нагрузки,Формула изобретения Транзисторный ключ, содержащий первый и второй транзисторы, первую и вторую управляющие шины, коллектор первого транзистора подключен к первой выходной шине, а эмиттер соединен с коллектором второго транзистора, база и эмиттер которого подключены соответственно к первой управляющей шине и второй выходной шине, а также конденсатор, ограничитель тока и диод, причем база первоготранзистора через ограничитель тока и диод, которые соединены параллельно, подключены к второй управляющей шине и одному выводу конденсатора, другой вывод которого соединен с второй выходной шиной, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью защиты от коротких замыканий, во внешней нагрузке введены дополнительные третий и четвертый транзисторы, второй, третий и четвертый диоды, второй конденсатор, второй, третий и четвертый резисторы, а также датчик тока и тиристор, причем база второго транзистора через включенные согласно и последовательно в проводящем направлении второй и третий диоды соединены с эмиттерами второго и третьего транзисторов, коллектор третьего транзистора соединен через второй резистор с базой четвертого транзистора, которая через третий резистор соединена с его же коллектором и с первой управляющей шиной, эмиттер четвертого транзистора соединен с анодом четвертого диода, катод которого через второй конденсатор и четвертый резистор подключены соответственно к аноду третьего диода и к аноду тиристора, катод которого соединен с базой третьего транзистора и первым выходным выводом датчика тока, второй выходной вывод которого соединен с убавляющим электродом тиристора, а вход датчика тока включен последовательно в цепь одной из выходных шин ключа,