Транзисторное переключающее реле

(191 (11) И Н 03 К 17/60 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельствоСССР Р 617842, кл, Н 03 К 17/60,02.02.77,2, Транзисторные схемы автоматического управленияПод ред.Ю.Л,Конева. М Советское радио1967, с,240-246 (прототип),(54) (57) ТРАНЗИСТОРНОЕ ПЕРЕКЛЮЧАЮЙЙЕ РЕЛЕ, содержащее первый и второй силовые тразисторы одного типа проводимости, управляющий транзистор другого типа проводимости, причем коллектор первого силового транзистора соединен с положительным выводом первого источника питания,а эмиттер через первый диод в прямом направлении соединен со своей. базой, коллекторами управляющего и второго силового транзисторов, эмиттер последнего соединен с отрицательным выводом второго источника питания, свободные выводы обоих источников :.питания соединены с общей шиной, о т л.и ч а ю щ е е с я тем,что с целью повышения надежности,в него введены одиннадцать резисторов, пять дополнительных транзисторов,три до.полнительных диода и два элемента И, при этом первый и второй резисторы включены между базой и эмиттеромуправляющего транзистора и положительным выводом первого источника питанйя.соответственно, эмиттер йерм вого дополнительного транзистора соединен с положительным выводом первого источника питания, база с эмиттером, а коллектор - с базой управляющего транзистора, к коллектоРу и базе управляющего транзистора через третий и четвертый резисторы подключены база и коллектор второго дополнительного транзистора, эмиттер которого гоединен через второй диод и третий дополнительный транзистор с общей шиной, змиттер четвертого дополнительного транзистора соединен с положительным выводом первого источника питания непосредственно, база - через пятый резистор, а также через шестой резистор с коллектором третьего допол- Ей нительного транзистора, эмиттер через седьмой резистор с коллектором управляющего транзистора, база второ го силового транзистора связана через восьмой резистор с отрицательным выводом второго источника питания, Я через девятый резистор и переход кол лектор - база пятого дополнительного транзистора - с общей шиной, база четвертого и эмиттер пятого дополнительных транзисторов соединены через десятый и одиннадцатый резисторы с выходами первого и второго элементов И соответственно, причем первые входы этих элементов соединейы с входной шиной, а вторыес шиной управления, первый вход первого элемента И является инверсным, Параллельно первому силовому транзистору и нагрузке подключены третий и четвертый . в диоды в обратном направлении.Изобретение предназначено для управления бесконтактным электродвигателем постоянного тока и может бытьиспользовано. в устройствах автоматики,Известен ключевой транзисторный 5усилитель. мощности беэ дополнительных источник.в питания, содержащий,включенные последовательно. между полюсами источника питания первыйверхний транзистор, диод, второй нижний транзистор. База первого транзистора соединена с точкой соединениядиода и коллектора второго транзистора и через резистор - с источником питания, Нагрузка подключена 15к точке соединения первого транзистора.и диода, Верхний транзисторуправляется от нижнего 1Недостатком этого усилителя является низкий КПД, так как для насыщения верхнего транзистора неабходимоприменить низкоомный резистор в егобазе, через который, при открываниинижнеготранзистора, протекает токболее чем на порядок больший, чем вслучае, когда открыт верхний транзистор,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсятранэисто 1 ное переключающее реле,содержащее первый и второй силовыетранзисторы одного типа проводимости, управляющий транзистор другого типа проводимости, коллекторпервого силового транзистора соеди-,нен с положительным выводом первого источника питания, а эмиттерчерез первый диод в прямом направлении соединен со своей базой, коллекторами управляющего и второго силового транзисторов, эмиттер последне 40го соединен с отрицательным выводомвторого источника питания, свобод- .ные выводы обоих источников питания соединены с общей шиной 1 23.Недостатком такого репе являются отсутствие защиты управляющеготранзистора другого типа проводимости и возможности выключать ток внагрузке закрыванием первого и второго силовых транзисторов. Для отключения нагрузки необходимо обеспечитьраздельное управление первым и вторым силовым транзисторами,цель изобретения - повышениенадежности транзисторного переключающего реле,55Указанная цель достигается тем,что в транзисторное переключающеереле, содержащее первый и второй скловые транзисторы одного типа проводимости, управляющий транзистор другого типа проводимости, причем коллектор первого силового транзисторасоединен с положительным выводомпервого источника питания, а эмиттер.через первый диод в прямом направ- у 5 лении соединен со своей базой, коллекторами управляющего и второго сило-,вого транзисторов, эмиттер последнегосоединен с отрицательным выводом второго источника питания, свободные выводы обоих источников питания соедине"ны с общей шиной, введены одиннадцатьрезисторов, нятьдополнительных транзисторов, три диода и элемент И, приэтом первый и второй резисторы вклю-.чены между базой и эмиттеромУдравляющего транзистора и положительным выводом первого источника питания соответственно, эмиттер первого дополнительного транзистора соединен сположительным выводом первого источника питания, база - с эмиттером, аколлектор -с базой управляющего травзистора, к коллектору и базе управляющего транзистора через третий и четвертый резисторы подключены база иколлектор второго дополнительноготранзистора, эмиттер которого соединенчерез вторЬй диод и третий дополнительный транзистор с общей шиной,эмиттер четвертого дополнительноготранзистора соединен с положительнымвыводом первого источника питания непосредственно, база " через пятый резистора также через шестойрезистор с коллектором третьего догполнительного транзистора,эммитер -через седьмой резистор с коллекторомуправляющего транзистора, база второгосилового транзистора связана черезвосьмой резистор с отрицательным выводом второго источника питания, черездевятый резистор и переход коллекторбаза йятого дополнительного транзи,стора - с общей шиной, база четвертого и эмиттер пятого дополнительныхтранзисторов соединены через десятыйи одиннадцатый резисторы с выходамипервого и второго элементов И соответственно, причем первые входы этихэлементов соединены с входной шиной;а вторые - с шиной управления, первый вход первого элемента И являетсяинверсным, параллельно первому силовому транзистору и .нагрузке подклю.чены третий и четвертый диоды в об:ратном направлении,На чертеже приведена схема предлагаемого транзисторного переключающего реле.Транзисторное переключающее реле.содержит первый силовой транзистор1, к эмиттеру которого подключенанагрузка 2, второй силовой транзистор 3, включенный в эмиттер транзистора 1 первый диод 4, третий 5 ичетвертый б диоды, управляющий транзистор 7 противоположного типа проводимости, включенный между первымтранзисторы, третий 11, четвертый 12,пятый 13 дополнительные транзисторы,второй диод 14, с первого по одиннадцатый резисторы 15 - 25, первый26 и второй 27 элементы И, второйисточник питания 28, причем база транэистора 12 соединена через резистор20 с коллектором транзистора 11. Кколлектору транзистора 11 через диод14 подключен змиттер транзистора 10.Для выключения одновременно транзисто 1 Оров 1 и 3 установлены элементы И 26и 27. Через резисторы 24 и 25 выходыэлементов 26 и 27 соединены с базой.транзистора 11 и эмиттером транзистора 13, коллектор транзистора 13 череэ резистор 23 соединен с базой траизистора 3, переходы база"эмиттер тран.зисторов 3, 7 и 12. эашунтированы рефзисторами 22, 15 и 19 для их надежного закрываний. Второе плечо схемы по лучает питание от источника 28 питания. Управляющие сигналы подаютсяна входы резисторов 19 и 20, а общаяточка источников питания соединенас общей шиной,Транзисторное переключающее релеработает следующим образом;При нулевом сигнале на входетранзисторы 13 и 3 закрыты, Пустьчерез транзистор 3 течет остаточныйток. Выбором величины резистора 21исключается возможность включениятранзистора 7 при заданном остаточном токе,Для включения управляющего транзистора 7 необходимо, чтобы напряжение на базе транзистора 1 превышало остаточное напряжение диода 14.Этим задерживается включение транзистора 7 -при емкостном характере .нагрузки 2. Когда напряжение на 40базе транзистора. 1 превышает нап"ряжение диода 14, начинается лавйнообразный режим включениятранзистора 7 через транзистор 10. При емкостном характере нагрузки 2с помощью резистора 16 и транзистора 9 достигается ограничение токачерез транзистор 7, При подаче навход транзисторного переключающегореле1 начинают открываться травэисторы 13 и 3. Через транзистор 7течет ток, достаточный для срабатывания транзистора 9,что приводитк уменьшению тока через транзистор7 и быстрому закрыванию транзисторов 7 и О. Через открытый транзистор 3 течет ток нагрузки 2 и токчерез. резистор 21. Напряжение нанагрузке 2 близко к напряжению источника.28 питания, если напряжение нисточников питания одинаковы, а.напряжение на диоде 4 близко к напряжению база - эмиттер транзистора 1.Для обеспечения отключения нагрузкислужат транзисторы 12 и 11. .Их введение уменьшает импульсный ток че-,рез транзистор 7 при включении тран"зистора 3, что также способствуетповышению надежности устройства.При опытном производстве транзисторных переключающих реле по предлагаемой схеме отказов управляющеготранзистора 7 не наблюдается,Таким образом, предлагаемое транзисторное переключающее реле по срав,нению с известными обеспечивает за;щиту управляющего и верхнего силового транзистора (управляемого от нижне,го силового транзистора) о возникновения сквозного тока, от короткого замыкания нижнего транзистора, от короткого замыкания нагрузки, при емкостном характере нагрузки, что способствует повышению надежности транзисторного переключающего репе и, одновременно, повышает производительность труда,при пусконаладочных ;работах обьектов,. в составе которых испсльзуются эти реле.1116540 Редактор Н.Киютулин оставитель И.ПарфеновехредМ. Гергель Корректор,В.Синицка аказ 6 б. д,4 ал ППП Патентфф, г.ужгород, у ктная 5/44 ТиражВНИИПИ Государствпо делам изобре113035, Москва 861 П ного комитета СС ений и открытий Ж, Раушская н