Транзисторный ключ

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик н 1911231 ф 1(22) Заявлено 060680 (21) 2933870/18-21с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 070382. Бюллетень Мо 9Дата опубликования описания 070382 11) М, Кл Н 03 К 17/60 Государственный комитет СССР но делам изобретений ,и открытий(54) ТРАНЗИСТОРНЫИ КЛЮЧ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики для коммутации тока, в частности,при работе на мощные лампы накаливания низкого напряжения.Известен транзисторный ключ, содержащий силовой транзистор эмиттерколлекторный переход которого включен между нагрузкой и шиной источника питания 1),Однако данное устройство не отличается высокой надежностью.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности транзисторный ключ, содержащий два управляющих транзистора одного типа проводимости, и силовой и дополнительныетранзисторы другого типа проводимости, эмиттеры которых подключены кпервой шине питания, коллектор дополнительного транзистора соединенс базой силового транзистора коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питания и черезпервый резистор - с коллектором первого управляющего транзистора, НС-цепьи-три резистора (2).Однако известное устройство неотличается высокой надежностью, так как не чувствительно к коротким замыканиям в цепи нагрузки при открытом силовом транзисторе, что приводит к протеканию сквозного тока ивыходу его из строя.Цель иэобретения - повышение надежности.Для достижения поставленной целив транзисторный ключ, содержащий двауправляющих транзистора одного типапроводимости, и силовой и дополнительный транзисторы другого типапроводимости, эмиттеры которых подключены к первой шине питания, коллектор дополнительного транзисторасоединен с базой силового транзистора, коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питания и через первый резистор с коллектором первого управляющего транзистора, ВС-цепь и три резистора,введен диод, обратно включенный между первой шиной питания и обьединенными первыми выводами конденсатораи резистора НС-цетти, второй выводконденсатора которой соединен с коллектором силового транзистора, авторой вывод резистора ВС-цепибазой дополнительного транзистора, 30 второй резистор включен межпу эмит 911731тером и коллектором силового транзистора, база которого подключена ксреднему выводу резистивного делителя иэ третьего и четвертого резисторов, крайние выводы которого подключены между эмиттером силового и 5коллектором второго управляющеготранзисторов, база которого соединена с коллектором первого управляющего транзистора, эмиттеры первогои второго управляющих транзисторов Оподключены ко второй шине питания,а база первого управляющего транзистора соединена со входной шиной.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит силовой 1 идополнительный 2 транзисторы, первый3 и второй 4 управляющие транзисторы, первый резистор 5, ВС-цепь б,второй резистор 7, резистивный делитель 8 на резисторах 9 и 10, диод 11,входную шину 12, источник 13 питания и нагрузку 14, База транзистора 1подключена к коллектору транзистора2, а их эмиттеры подключены к полюсу источника 13 питания. Коллектортранзистора 3 подключен к базе транзистора 4 и через резистор 5 - кколлектору транзистора 1 и нагрузке14. Диод 11 включен между эмиттеромтранзистора 1 и точкой соединениярезистора и конденсатора ВС-цепи б,которая включена между коллекторомтранзистора 1 и базой транзистора 2,причем конденсатор подключен к колпектору транзистора 1. Резистор 7включен между эмиттером и коллектором транзистора 1, база которогоподключена к средней точке резистивного делителя 8, включенного между 40эмиттером транзистора 1 и коллектором транзистора 4, а эмиттеры транзисторов 3 и 4 подключены к другомуполюсу источника 13 памяти и нагрузке 14. База транзистора 3 подключенако входной шине 12 ключа.Транзисторный ключ работает следующим образом,При подаче напряжения от источника 13 питания на устройство транзисторы 1 и 4 закрыты, КонденсаторВС-цепи б заряжается через сопротивление нагрузки 14, резистор И:-цепиб и эмиттерный переход дополнительного транзистора 2, что приводит котпиранию транзистора 2 на время заряда конденсатора ВС-цепи б. По окончании заряда конденсатора ВС-цепи бтранзистор 2 закрывается.Ток от источника питания через резистор 7 поступает в нагрузку 14, 60создавая на ней небольшое падениенапряжения, которое выше порога открывания транзистора 4.В том случае, когда на шину 12подан закрывающий сигнал, при кото- б 5 ром транзистор 3 открыт и насыщен, напряжение на базе транзистора 4 недостаточное, чтобы открыть его, поэтому транзисторы 4 и 1 закрыты.В случае, когда транзистор 3 закрыт, напряжение с нагрузки 14 через резистор 5 подается на базу транзистора 4 и открывает его. Коллекторный ток транзистора 4 через резистор 9 реэистивного делителя 8 поступает на базу транзистора 1 и открывает его, В нагрузке 14 увеличится ток, что приводит к открыванию транзистора 4 до насыщения. Это обеспечивает насыщение транзистора 1. Указанный процесс протекает лавинообразно. Конденсатор ВС-цепи б разряжается через открытый транзистор 1 и диод 11.Если в цепи нагрузки имеется короткое замыкание, то напряжение на базе транзистора 4 ниже его порога открывания. Поэтому транзисторы 4 и 1 остаются закрытыми.В этом случае, когда короткое замыкание происходит при открытом силовом транзисторе 1, происходит заряд конденсатора ВС-цепи б так, как описано выше, и отпирание транзистора 2, который, шунтируя эмиттерный переход транзистора 1, закрывает его. При этом закрывается и транзистор 4. Происходит отсечка тока короткого замыкания.После устранения к.з. в цепи нагрузки 14 происходит самовосстановление открытого состояния ключа аналогично описанному выше, транзисторы 4 и 1 открываются и остаются в таком состоянии до поступления на шину 12 сигнала., открывающего транзистор 3.Таким образом обеспечивается отсечка тока к.э., ограничивающая время протекания сквозного тока через ключевой транзистор, и восстановление открытого состояния ключа после устранения к.з., что значительно повышает надежность работы всего устройства, Это позволяет использовать предлагаемые транзисторные ключи для защиты от коротких и перемещающихся замыканий в нагрузке, применять их для коммутации в цепях, где возможна замена элементов нагрузки без отключения устройства, а также если нагрузка находится на значительном расстоянии от устройства.Формула изобретенияТранзисторный ключ, содержащий два управляющих транзистора .одного типа проводимости, и силовой и дополнительный транзисторы другого типа проводимости, эмиттеры которых подключены к первой шине питания, коллектор дополнитепьного транзистора соединен с базой силового транзисто. Редактор Л. Пчелйнск емчи орректор Тираж ИИПИ Государст по делам изобр Москва, Ж,954 Повенного комитета СССРетений и открытий Раушская наб., д. 4/5 сное аэ 1149 В илиад ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Прсектная ра, коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питанияи через первый резистор с коллектором первого управляющего транзистора, ВС-цепь и три резистора о т л ича ю щ и й с я тем, что, с целью5повышения надежности, в него введендиод, обратно включенный между первой шиной питания и объединеннымипервыми выводами конденсатора и ре-зистора КС-цепи, второй вывод конденсатора которой соединен с коллектором силового транзистора, а второйвывод резистора ВС-цепи - с базойдополнительного транзистора, второйрезистор включен между змиттером и 15коллектором силового транзистора, база которого подключена к среднемувыводу реэистивного делителя из третьего и четвертого резисторов,крайние выводы которого подключенымежду змиттером силового и коллекто-ром второго управляющего транзисторов, база которого соединена с коллектором первого управляющего транзистора, эмиттеры первого и второгоуправляющих транзисторовподключеныко второй шине питания, а база первого управляющего транзистора соеди"иена со входной шиной Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 284124, кл. Н 03 К 17/08,13.0469..2. Авторское свидетельство СССР 9 617841, кл. Н 03 К 17/60,0410.76