Устройство для защиты транзисторного ключа от токовых перегрузок

(51) М, Кл.Н 02 Н 7/12 Н 02 М 1/18 ЪвударетииивН квмитвт СССР ао аелам изабрвтеиий и открытий(72) Авторы изобретения Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизированных систем-управленияи радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ТРАНЗИСТОРНОГО КЛЮЧА ОТ ТОКОВЫХ ПЕРЕГРУЗОК1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь зовано в устройствах для защиты ключевых регуляторов, преобразователей и усилителей, работающих в ключевом режи 5 ме.Известны устройства защиты транэиоторных ключей, содержащие формирователь управляющих импулБсов, включенный между коллектором и базой защищающего транзистора, и диоды, один из которых включен между эмиттером защищающего и коллектором ключевого транзисторов, а второй - их базами 11,Недостатком известных устройств является невысокий коэффипиент полезного действия, обусловленный потерями на диоде, включенном в цепь базы ключевого транзистора.Наиболее близким техническим реше нием к изобретению по средствам и доотигаемому результату является устройство для зашиты источника питания от токовых перегрузок, содержащее формиро 2ваФбль, оптрон, диод и транзисторныйключ 2"1,Недостатком известного устройстваявляется невысокий коэффициент полезного действия устройства для зашитытранзисторного ключа.Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия устройства для зашиты Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве коллектор транзистора подсоединен к клемме для подключения нагрузки с последовательно соединенным источником тока и к катоду диода, анод которого подсоединен к одному выходному выводу формирова теля, второй вывод которого соединен с клеммой для подключения источника питаний и с эмиттером транзистора, база которого подключена к аноду диода через светоиэлучаюшнй диод оптрона, фототиристор которого подключен к управляющему входу формирователя.3 9782Устройство снабжено пороговым элементом, двумя резисторами и трансформатором, входная обмотка которого подсоединена к выводам формирователя выходные обмотки трансформатора подключены родними выводами к эмиттеру транзисторного ключа, причем второй вывод первой входной обмотки трансформатора подсоединен к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подсоединен через 1 О пороговый элемент к аноду диода и од новременно через конденсатор к эмиттеру транзистора ключа, а второй вывод второй обмотки трансформатора подсоединен через второй резистор к базе тран. 15 зисторного ключа.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для за- шиты транзисторного ключа, на фиг. 2- схема устройства с формирователем, име ющим трансформаторный выход.Устройство для зашиты транзисторного ключа 1 (фиг. 1) с коллекторной нагрузкой 2 содержит формирователь 3 управляющих импульсов, диод 4 и оптрон 5,25Устройство для зашиты с трансформатором содержит (фиг. 2) клеммы для подключения ключевого транзистора 1 с коллекторной нагрузкой 2, формирователь 3 импульсов, диод 4, оптрон 5, порого- З 0 вый элемент 6, конденсатор 7, резистор 8 и трансформатор 9.Устройство для защиты транзисторного ключа от токовых перегрузок (фиг. 1) работает следующим образом. 35При появлении импульса на выходе формирователя 3 управляющих импульсов ключевой транзистор 1 открывается, При этом на выходе оптрона 5 появляется сигнал, под воздействием которого форми.40 рователь 3 управляющих иЖульсов задерживает действие защиты на время отцирания транзиетора 1 до входа его в режим насыщения. В момент времени, когда напряжение на переходе коллектор-эмиттер фф транзистора 1 станет меньше напряжения на его переходе база-коллектор, сигнал с выхода оптрона 5 исчезает, и в формирователе 3 управляющих импульсов снимается сигнал с элемента защиты, запре-ъ 0 щающий ее срабатывание. При возникновении токовой перегрузки транзистор 1 выходит из режима насыщения в ненасыщенное состояние, напряжение на его переходе, коллектор-эмиттер повышает- Ы ся и при превышении его напряжения на переходе база-коллектор срабатывает опт. рон 5. Выход оптрона 5 воздействует 65йа формирователь 3 управляющих импульсов таким образом, что он прерывает протекание тока в цепи базы транзистора 1. Транзистор закрываетсяпрекращая тем самым протекание аварийного тока через его коллектор-эмиттерный переход.Устройство зашиты транзисторногоключа от токовых перегрузок, в состав которого входит формирователь управляющих импульсов с трансформаторным выходом (фиг. 2) работает следующим образом.При появлении на конечных выводах вторичных обмоток трансформатора 9 положительного потенциала транзистор 1 закрывается, а конденсатор 7 приобретает полярность, показанную на фиг. 2 в скобках. При появлении положительного потенциала на началах вторичных обмс- ток ток протекает через ограничительный резистор 8, перезаряжая конденсатор 7 в обратной полярности до напряжения срабатывания порогового элемента 6. Бремя перезаряда выбирается равным времени открывания транзистора 1. Следовательно, на это же время срабатывание оптрона 5 будет блокировано. Далее работа устройства зашиты происходит ана логично устройству, приведенному на фиг. 1.Использование изобретения обеспечивает повышение коэффициента полезного действия устройства для зашиты транзисторного ключа, так как позволяет отка заться от использования диодов. в цепях управления ключевых транзисторов, а также от дополнительного гальванически развязанного источника питания в формирователе управляющих импульсов.Формула изобретения1. Устройство для зашиты транзисторного ключа от токовых перегрузок, содержащее формирователь, оптрон, диод и транзисторный ключ, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения коэф фициента полезного действия, в нем кол. лектор транзистора подсоединен к клемме для подключения нагрузки с последовательно соединенным источником тока и к катоду диода, анод которого подсоединен к одному выходному выводу формирователя, второй вывод которого ооединен с клеммой для подключения источника питания и эмиттером транзистора, база которого подключена к аноду диода через светоиз5 978265 6 лучаюший диод оптрона, фототиристор ко резистора, второй вывод которого подторого подключен к управляющему входу соединен через пороговый элемент к формирователя. аноду диода и одновременно через конден 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а - сатор к эмиттеру транзистора ключа, а ю щ е е с я тем, что оно снабжено поро второй вывод второй вторичной обмотки говым элементом, двумя резисторами и трансформатора подсоединен через второй трансформатором, входная обмотка кото- резистор к базе транзистора ключа. рого подсоединена к выводам формирова- Источники информации, теля, выходные обмотки трансформатора принятые во внимание при экспертизе подключены одними выводами к эмиттеру 6 1. Авторское свидетельство СССР транзистора ключа, причем второй вывод .625286, кл. Н 02 Н 7/20, 1979. первой выходной обмотки трансформатора2. Авторское свидетельство СССР подсоединен к первому выводу первого, 688953, кл. Н 02 К 7/10, 1979. е.8 Составитель В. гостюхинРедактор С. Пекарь Техред Т.Маточка Корректор С. Ш Подписноеета СССРытийнаб., д. 4/5 каз 9233/70 Тираж 669 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж 35, Раушская