Полупроводниковый ключ с защитой от перегрузки

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях, инверторах, устройствах дистанционного управления нагрузкой. Изобретение обеспечивает снижение потерь мощности, что достигается за счет введения в полупроводниковый ключ оптронной пары 6 (диод 7, фототранзистор 8) и предложенной схемой его построения. На чертеже также показаны силовой и дополнительный транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, входные шины 3 и 13, усилитель 4 мош,ности, резистор 5, элемент 9 памяти, шина 10 сброса запрета на включение, шина 11 управления, элемент 12 задержки. При замене резистора 5 на стабилитрон срабатывание зашиты от перегрузки происходит при больших значениях падения напряжения на силовом транзисторе , так как пороговая величина его определяется падением напряжения на последовательно включенных стабилитроне и диоде оптронной пары. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 03 17

®CPPp.,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я я,,„,, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cri (Х

ОС

CC (21) 4 138634/24-21 (22) 24.10.86 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) В. Ф. Ильин (53) 621.316.5:261.382.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1003344, кл. Н 03 К 17/60, 1983.

Электронная техника в автоматике. Под. ред. Ю. И. Конева. Вып. 10. М.: Советское радио, 1978, с. 85, рис. 5. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ С

ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях, инверторах, устройствах дистанционного управления нагрузкой.

„„SU„„1387189 А1

Изобретение обеспечивает снижение потерь мощности, что достигается за счет введения в полупроводниковый ключ оптронной пары 6 (диод 7, фототранзистор 8) и предложенной схемой его построения.

На чертеже также показаны силовой и дополнительный транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, входные шины 3 и 13, усилитель 4 мощности, резистор 5, элемент 9 памяти, шина 10 сброса запрета на включение, шина 11 управления, элемент ! 2 задержки. При замене резистора 5 на стабилитрон срабатывание защиты от перегрузки происходит при больших значениях падения напряжения на силовом транзисторе, так как пороговая величина его определяется падением напряжения на последовательно включенных стабилитроне и диоде оптронной пары. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1387189

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в ключевых усилителях, инверторах, устройствах дистанционного управления нагрузкой.

Цель изобретения — снижение потерь мощности, На чертеже представлена функциональная схема полупроводникового ключа с зашитой от перегрузки.

Полупроводниковый ключ содержит силовой 1 и дополнительный 2 транзисторы одного типа проводимости, первую выходную шину 3, усилитель 4 мощности, резистор 5, оптронную пару 6 диод 7 — фототранзистор 8, элемент 9 памяти, шину 10

10 сброса запрета на включение, шину 11 управления, элемент 12 задержки, вторую выходную шину 13. При этом коллектор силового транзистора 1 соединен с первой выходной шиной 3, коллектором фототранзистора 8 и анодом диода 7, катод которого соединен через резистор 5 с коллектором дополнительного транзистора 2, эмиттер которого соединен с второй выходной шиной 13 и эмиттером силового транзистора 1, база которого соединена с первым выходом усилителя 4 мощности, второй выход которого соединен с элементом 12 задержки, выход которого соединен с базой дополнительного транзистора 2, эмиттер фототранзистора 8 соединен с первым входом элемента 9 памяти, второй вход которого соединен с шиной 10 сброса запрета на включение, выход — с первым входом усилителя 4 мощности, второй вход которого соединен с шиной 11 управления.

Полупроводниковый ключ с защитой от

20

30 перегрузки работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии

35 ности отсутствует сигнал, запрещающий включение ключа. При подаче на шину 11 отпирающего сигнала силовой транзистор 1 переходит в открытое состояние. Через ко45 роткий интервал времени, определяемый элементом 12 задержки, отпирается дополнительный транзистор 2 и подключает IIBраллельно силовому транзистору 1 цепь защиты от перегрузки: диод 7 оптронной пары с последовательно включенным резистором 5, В режиме номинальной нагрузки ключа транзисторы 1 и 2 открыты, при этом цепь дополнительного транзистора 2 шунтирована насыщенным силовым транзистором 1 и по ней протекает очень

55 малый ток, недостаточный для отпирания фототранзистора 8, В результате элемент 9 памяти находится в исходном состоянии, Режим ключа в этом случае определяетотпирающего сигнала на шине 11 транзисторы 1 и 2 закрыты. На выходе оптронной пары 6, являющейся датчиком защиты от перегрузки силового транзистора 40

1, элемента 9 памяти и соответственно на первом входе усилителя 4 мощся лишь управляющим сигналом, поступающим на шину 11.

При снятии отпирающего сигнала с шины 11 происходит запирание вначале малоточного дополнительного транзистора 2, а затем силового транзистора 1, ключ переходит в закрытое состояние.

Если в период открытого состояния ключа происходит увеличение падения напряжения на открытом силовом транзисторе

1 в результате перегрузки по току, короткого замыкания на выходе или ухудшения условий рассеивания мощности, выделяемой силовым транзистором 1, то резко возрастает ток в цепи дополнительного транзистора 2 и диода 7, фототранзистор

8 открывается и переводит элемент 9 памяти в сработанное состояние. При этом с выхода его на первый вход усилителя 4 мощности поступает сигнал, вызывающий запирание дополнительного и силового транзисторов и блокировку их включения. Для возврата ключа в исходное состояние необходимо снять с второго входа усилителя 4 мощности отпирающий сигнал и подать с шины 10 короткий импульс сброса на второй вход элемента

9 памяти, который переводит его в исходное состояние. В результате этого с первого входа усилителя 4 мощности имеется сигнал, блокирующий включение ключа, Ключ может работать в режиме с автоматическим сбросом блокировки на включение, следующим за срабатыванием защиты отпирающим сигналом управления, который подается одновременно на второй вход усилителя 4 мощности и элемента 9 памяти (пунктирная линия связи). Элемент 9 памяти сбрасывается в исходное состояние, ключ отпирается. Если перегрузка в силовой цепи не устранена, происходит повторное запирание ключа.

В полупроводниковом ключе вместо резистора 5 можно использовать стабилитрон. При этом срабатывание зашиты от перегрузки происходит при больших значениях падения напряжения на силовом транзисторе, так как пороговая величина его определяется падением напряжения на последовательно включенных стабилитроне и диоде оптронной пары.

Использование оптронной пары диод— фототранзистор позволяет снизить потери мощности.

Формула изобретения

1. Полупроводниковый ключ с защитой от перегрузки, содержащий силовой и дополнительный транзисторы одного типа проводимости, эмиттеры которых соединены между собой, коллектор силового транзистора соединен с первой выходной шиной, база — с первым выходом усилителя мощности, коллектор дополнительного

1387189

Составитель И. Шевейко

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 123 i/57 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 транзистора соединен с первым выводом резистора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь мощности, введены оптронная пара диод — фототранзистор, коллектор которого соединен с первой выходной шиной и с анодом диода, катод которого соединен с вторым выводом резистора, элемент памяти, первый вход которого соединен с эмиттером фототранзистора, второй вход — с шиной сброса запрета на включение, выход — с первым входом усилителя мощности, второй вход которого соединен с шиной управления, элемент задержки, вход которого соединен с вторым выходом усилителя мощности, выход — с базой дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с второй выходной шиной.

2. Полупроводниковый ключ по и. 1, отличающийся тем, что третий вход элемента памяти соединен с шиной управления.