Транзисторный ключ

Сова Соеетскин Социалистическин РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 06.Ч 111.1969 ( 1355609/18-24)с присоединением заявки ЛЪ -Приоритет -Опуоликовано 18.1 Ч,1973 Бюллетень М 19Дата опубликования описания 6.Х.1973 М.Кл. Н 031 17/08 Комитет по делам,еабретений и открытиЯ ори Совете Министрое СССРУДК 621.317 (088.8) Авторизобретения И. С. Светличный Заявитель ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в однокаскадных ключевых транзисторных устройствах и в выходных каскадах много канальных транзисторных ключей.Известные ключевые устройства на транзис. торах, в цепь эмиттер - коллектор которых включена нагрузка, не обеспечивают защитного отказа. При пробое, обрыве перехода коллек. тор - эмиттер транзистора и при других повреждениях нагрузка, например электромагнитное реле, не отключается, что может быть причиной аварии. Не обеспечивается отключение нагрузки и при входном сигнале, значительно превышающем номинальные.Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы устройства и защита его от перегрузок.Для этого параллельно нагрузке подключен переключающийся диод и защитный элемент, например конденсатор, точка соединения кото. рых с нагрузкой подключена к источнику пита.ния через резистор.На чертеже приведена схема предлагаемого транзисторного ключа.Коллекторно-эмиттерный переход ключевого транзистора 1 и нагрузка 2, зашунтированная конденсатором 8, соединены последовательно. Нагрузкой могут быть обмотки электромагнитного реле, реле с магнитоуправляемым контактом, обмотка управления магнитного усилителя или логического элемента автоматики; входная цепь преобразователя постоянного тока в переменный. Параллельно нагрузке 2 5 включается резистор 4, полупроводниковый диод 6 и переключающийся диод 6, Точка соединения диодов через резистор 7 подключается к источнику коллекторного напряжения. Резистор 4 служит для компенсации 10 разброса напряжений переключения диода 6,Величина его выбирается такой, чтобы сумма номинального напряжения на нагрузке на резисторе 4 была на 35 в меньше напряжения переключения диода 6 при напряжении в 12 - ЗЭ 15 в источника питания коллекторной цепи. Диод6 уменьшает коллекторный ток транзистора 1 при отсутствии входного сигнала, Для этой же цели вместо диода может применяться стабилитрон или переключающийся диод. Резистор 20 7 ограничивает коллекторный ток транзистора1 и ток неуправляемого диода 6, а резисторы 8 и 9 предназначены для термостабилизацин режима и ограничения тока базы транзистора.Позицией 10 обозначен дополнительный тран зистор, позицией 11 его нагрузка. Резисторы12 и 13 аналогичны по назначению резисторам 8 и 9. Входной транзистор обозначен позицией 14, а его нагрузка - позицией 15. Резисторы 16 и 17 служат для термостабилизацпи режима 30 и ограничения тока базы транзистора 14. Позициями 18, 19, 20 и 21 обозначены соответственно зажимы источников входного сигнала и коллекторного напряжения. Термостабилизациярежима транзисторов осуществляется за счетприменения в цепи база-эмиттер сопротивленияс отрицательным температурным коэффицетом или другим способом.Транзисторный ключ работает следующимобразом.Транзистор 1 работает в режиме закрыг 10полностью - не полностью открыт, т е приотсутствии входного сигнала закрыт полцость о,а при номинальном напряжении входного сигнала отпирается не полностью, т. е. не насыщен,Для надежной блокировки постоянное нац- ,1ряжецие между коллектором н эмиттером цеполностью открытого транзистора должно бытьне менее 7 - 10 в, а разница между напряжением переключения диода б ц номинальным рабочим напряжением в точках его подключения 20должна составлять половину указанной величины,При отсутствии входного сигнала транзисто.ры 14 и 1 полностью закрыты, транзистор 10полностью открыт, т. е. до насыщения. 25При номинальном напряжении входного сигнала транзистор 14 отпирается це полно "тьюблагодаря установке резисторов 1 б и 17 определенной величины, а транзистор 10 запираетсяне полностью, т. е, напряжение между его кол- З 0лектором и эмиттером ца 7 - 10 в меньше напряжения источника питания коллекторной цепи. Этот режим осуществляется благодаря резистору 18 определенной величины, Транзистор1 отпирается не полностью за счет установкиопределенной величины резистора 9, а нагрузка, например электромагнитное реле, включается, так как ее номинальный рабочий ток равен или меньше тока, протекающего через об.мотку.При пробое транзистора 10, при обрыве резистора 9 при обрыве коллекторной цепи транзистора 14 и при некоторых других поврежде.ниях транзистор 1 закрывается и нагрузка отключается, т. е. по этим повреждениям предлагаемое устройство обладает защитным отказом. Для повышения вероятности безотказнойработы указанные элементы могут быть дублированы. При пробое транзистора 1, обрыве цепи коллектор-эмиттер транзистора 10, при об-5 Орыве резисторов 18, 15, пробое транзистора 14 ипри других повреждениях транзистор 1 замыкается накоротко или открывается до насыщеция, и напряжение в точка; подключения дцо. да б становится больше напряжения его переключения - диод б переключается, а нагрузка 2 отключается,Аналогично обеспечивается отключение нагрузки и при входных сигналах, превышающих номинальные.Многоканальные транзисторные ключи, в которых применен выходной каскад, выполненный в соответствии с изобретением, работают аналогично, Предлагаемый транзисторный ключ был испытан при следующих условия.;, Для питания коллекторной цепи использовано выпрямленное напряжение, равное.24 в. Обмотка электромагнитного реле типа РКН явля. лась нагрузкой выходного транзистора ц имела сопротивление постоянному току 1200 ом и номинальный рабочий ток 10 ма. Транзисторы взяты типа ПБ. Сопротивления 8, 12 и 1 б взяты в 500 ом по рекомендации завода-изготовителя транзисторов, Неуправляемый переклю. чающийся диод б взят типа Д 227 А с напряжением переключения 16 в, а конденсатор 8 типа МБГО емкостью 1 мкф. Сопротивление 4 ирцнято равным 200 ом, а сопротцвлецце 7 - 300 ом. При принятом типе реле необходимость в д.оде б отпала. Сопротивления 11 и 15 взяты по 4,7 ком. Величины остальных сопротивлений взяты в соответствии с получением необходц. мого режима транзисторов. Транзисторный ключ испытывался при работе от входного переменного напряжения с его выпрямлением ц в режиме реле времени. В последнем случае к зажимам 18, 19 подключался конденсатор тц. па КЗемкостью 500 мкф на 30 в. Конденсатор заряжался от источника коллекторного напряжения через сопротивление 50 ом.Предмет изобретенияТранзисторный ключ, содержащий транзистор, в цепь эмиттер-коллектор которого включен нагрузочный элемент, например электромагнитное реле, и резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и защиты его от перегрузок, парал. лельно нагрузочному элементу подключен переключающийся диод и защитный элемент, например конденсатор, причем точка соединения переключающегося диода и защитного нагрузочного элементов через резистор подключена к источнику питания.379052 Составитель С. Бел Техред Л, Грачева Корректор О. Тюрина актор Э, Икоинико тищинская типография Заказ 2146ЦНИИПИ Коми Изд. 13 492 а по делам изобрет Москва, ЖТираж 780 Подписноений н открытий при Совете Мпчпстпо .СС:Р Раушская набд. 4/5