Коммутатор

Оп ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТРРСКОМУ СВ ОИЛЬСТВУСоюэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2401.78 (21) 2573532/18-21с присоединением заявки Мф(51)М. л,Н 03 К 17/60 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 250780(72) Автор изобретения В.В. Андрущук Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И.И, Калинина(71) Заявитель 1 54 ) КОММУТАТОР Изобретение относится к областиимпульсной техники и может быть использовано в коммутационной аппаратуре.для регулирования напряжения постоянного тока, подаваемого на активно-индуктивную нагрузку.Известен коммутатор, содержащийдва силовых транзистора и диоды,подключенные к эмиттер-коллекторнымвыводам силовых транзисторов 11. 10Однако известное устроиство неотличается надежностью,Известен коммутатор, содержащийдва силовых транзистора, первыйиз которых эмиттером подключен к 15первой шине источника питания, коллектором - к эмиттеру второго силового транзистора, коллектор которогосоединен со второй шиной источникапитания и первым выводом индуктивной 20нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзисторавключен соответствующий диод, модулятор длительности, соединенныйчерез ключи с базами силовых транэис торов, и датчик тока 21 .Однако и это известное устройствоне отличается высокой надежностью.Целью изобретения является повышение надежности. Для этого в коммутаторе, содержа щем два силовых транзистора, первый из которых эмиттером подключен к первой шине источника питания, коллектором - к эмиттеру второго силового транзистора, коллектор которого соединен со второй шнной источника питания и первым выводом индуктивной нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзистора включен соответствующий диод, модулятор длительности, соединенный через ключи с базами силовых транзисторов и датчик тока, который подключен между вторым выводом индуктивной нагрузки и эмиттером второго силового транзистора, а выход датчика тока соединен через разделительные диоды с управляющими входами ключей,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. Силовые транзисторы 1 и 2 соединены между собой последовательно и выходными зажимами подключены к источнику питания, К коллектору и эмиттеру транзистора 2 подключена цепочка, состоящая из нагрузки, например, двигателя 3 и датчик тока 4, Транзисторы 1 и 2 шунтированы диодами 5 и б, Первый выход модулятора длительности 7 соединен через ключ 8 с базой транзистора 1. Второй выход модулятора длительности 7 соединен через ключ 9 с базой транзистора 2, Импульсы управления, вырабатываемые модулятором длительности 7 по первому и второму выходу, находятся в противофазе. Управляющие входы ключей 8 и 9 соединены между собой через разделительные диоды 10, 11. Выход датчика тока 4 подключен к общему выводу разделительных диодов 11 и 10.При подаче на вход модулятора длительности 7 управляющего сигнала на его выходах появятся импульсы продолжительностью, пропорциональной сигналу управления, Импульсы, вырабатываемые на первом и втором выходе, находятся в противофазе и обеспечивают поочередную коммутацию силовых транзисторов 1 и 2.Рассмотрим двигательный режим работы. В исходном состоянии ток через двигатель 3 не протекает, поэтому сигнал на выходе датчика тока 4 равен нулю, ключи 8 и 9 открыты, При появлении импульса управления на первом выходе модулятора длительности 7 транзистор 1 откроется и подключит якорь двигателя 3 на источник питания. Через двигатель 3 потечет ток и сигнал с выхода датчика тока 4 положительной полярности пройдет через разделительный диод 10 и закроет ключ 9. Теперь на протяжении всего двигательного режима работы машины импульсы управления будут коммутировать только транзистор 1, а транзистор 2 будет постоянно закрыт сигналом с датчика тока 4.При.этом ток якоря двигателя на интервалах закрытия транзистора 1 будет замыкаться через диод боставаясь неизменным по направлению,и будет поддерживать на выходе датчика тока 4 сигнал, запирающий ключ 9.При переходе в тормозной режим распределение сигналов изменится, Тормозной режим начинается с момента, когда ток, протекающий через диод б на интервале закрытия транзистора 1, уменьшается до нуля. В этот момент сигнал с датчика тока 4 станет также равным нулю и ключи 8,9 будут открыты. При этом состояние транзистора 1 не изменится, он остается закрытым, так как по-прежнему с выхода модулятора длительности 7 идет на транзистор 1 запирающий сигнал. Транзистор 2 немедленно откроется, так как он будет подключен на второй выход модулятора длительности, с ко-, торОГО поступает Отпирающий сигнал.Таким образом, в предложенномустройстве обеспечивается надежнаяработа прн относительной простоте. Формула изобретения 45 5 О 55 Коммутатор, содержащий два силовых транзистора, первый из которых эмиттером подключен к первой шине источника питания, коллектором - к эмиттеру второго силового транзистора, коллектор которого соединен со второй шиной источника питания и первым выводом индуктивной нагрузки, между эмиттером и коллектором каждого силового транзистора включен соответствующий диод, модулятор длительности,соединенный через ключи с базами силовых транзисторов, и датчик тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, датчик тока подключен между вторым выводом индуктивной нагрузки и эмиттером второго силового транзистора, а выход датчика тока соединен через разделительные диоды с управляющими входами ключей. Теперь ток якоря двигателя 3 потечетпод действием ЭДС двигателя черезтранзистор 2 и датчик тока 4 в обратном направлении, На выходе датчика тока 4 появится отрицательныйсигнал, который пройдет через разде-,лительный диод 11 и закроет ключ 8,Поэтому очереднои импульс управления,поступающий с первого выхода модулятора длительности 7, не попадает набазУ транзистора 1 и не сможет открыть его.В этот период по второмувыходу модулятора длительности 7пройдет запирающий сигнал и транзистор 2 закроется, Ток якоря двигателя3 потечет через диод 5 на источник 15 питани,. в прежнем направлении, а сигнал с датчика тока 4 останется отрицательным и будет удерживать ключ 8в закрытом состоянии, Это состояниесхемы сохраняется до тех пор, пока 20 ток якоря течет в обратном направлении, что соответствует тормозномурежиму. Таким образом, схема коммутатора обеспечивает постоянноезакрытие транзистора 2 в двигатель ном режиме и постоянное закрытиетранзистора 1 в тормозном режиме,что исключает полностью возможностьвозникновения сквозных токов. Переход из двигательного режима в тормозной и обратно происходит при токеякоря, равном нулю, когда оба ключа8 и 9 открыты, однако сквозныхтоков быть не может, так как один изтранзисторов будет закрыт управляющим импульсом модулятора длитель,ности 7, выходы которого находятсяв противофазе.5 750737 Составитель Л Техред Н. Бар Багянулина Корректор И.Мус ктор В,Голышк 71 4 За Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Конев Ю,И. Транзисторные импульсные устройства управления электродвигателями и электромагнитТираж 995 ЦНИИПИ Государств по делам изобре 3035, Москва, Ж, ными механизмами, М.,"Энергия",1964 с, 32-33.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2465275/18-21от 11.03,77 г., по которой принятоположительное решение (прототип). Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4