Транзисторный ключ с защитой от перегрузки

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами, удаленными от объекта. Цель изобретения - уменьшение рассеиваемой мощности при перегрузке. Устройство содержит силовой транзистор 1, резисторы 3, 4, 5, диод 7. В устройство введены дополнительный транзистор 2, резистор 6, элемент И 8, оптрон 9, усилитель 10, одновибратор 11 и блок 12 сигнализации. При возникновении перегрузки устройство переходит в режим генерации, за счет чего достигается цель. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4441881/24-21 (22) 17.06.88 (46) 07 10.90. Бюл. М 37 (72) В.А.Тазитдинов, С.Е.Барклаевский и В,Ф.Беззубов (53) 621.382(088.8) (56) Носов Ю.P. и др. Оптроны и их применение. — М.: Радио и связь, 1981, с. 250, рис.

6 16б.

Патент ФРГ М 3445031, кл. Н 03 К 17/08, 1986. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ С ЗАЩИТОЙ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

„„ Ц„„1598148 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами, удаленными от объекта. Цель изобретения— уменьшение рассеиваемой мощности при перегрузке. Устройство содержит силовой транзистор 1, резисторы 3, 4, 5, диод 7. В устройство введены дополнительный транзистор 2, резистор 6, элемент И 8, оптрон 9, усилитель 10, одновибратор 11 и блок 12 сигнализации. При возникновении перегрузки устройство переходит в режим генерации, за счет чего достигается цель. 1 ил.

1598148

20

Ua lk

Р—

50

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления реле или индикаторами, удаленными от объекта.

Цель изобретения — уменьшение рассеиваемой мощности при перегрузке.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Транзисторный ключ содержит силовой

1 и дополнительный 2 транзисторы, четыре резистора 3-6, диод 7, элемент И 8, оптрон

9, усилитель 10, одновибратор 11, блок 12 сигнализации. Первый вход элемента И 8 соединен с входной шиной 13, выход через резистор 5 — с базой транзистора 1, коллектор которого через нагрузку 14 подключен к шине 15 питания, а также соединен с катодом диода 7 и через резистор 3 и светодиод оптрона 9 — с коллектором транзистора 2, эмиттер которого соединен с общей шиной

16, а база через резистор 6 с эмиттером транзистора 1, который через резистор 4 соединен с общей шиной 16, анод диода 7 соединен с общей шиной 16. Фотодиод onтрона 9 подключен к входу усилителя 10, выход которого подключен к входу одновибратора 11, выход которого соединен с входом блока 12 и вторым входом элемента И 8.

Блок 12 выполнен на основе светодиода, который своим свечением сигнализирует о наличии перегрузки в устройстве.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

В исходном состоянии на первый вход элемента И 8 с шины 13 подается напряжение, соответствующее логическому "О", на второй вход с выхода одновибратора 11 поступает логическая "1". Транзистор 1 закрыт (режим отсечки) низким потенциалом, соответствующим логическому "О", поступающему с выхода элемента И 8, транзистор 2 закрыт (режим отсчета) и оптрон 9 выключен. С выхода одновибратора 11 напряжение, соответствующее логической 1, поступает на вход блока 12 сигнализации и второй вход элемента И 8.

При подаче на первый вход элемента

И 8 с шины 13 логической "1" на выходе элемента И 8 формируется состояние "1", отпирающее транзистор 1 (режим насыщения) а, следовательно, и транзистор 2 (режим насыщения). Резисторы 5 и 6 ограничивают базовый ток транзисторов 1 и 2 соответственно. Коллекторный потенциал открытого транзистора 1 понижается и равен

0кт1=0й4+0кэ, где Оя4 — падение напряжения на резисторе 4;

UK3 — напряжение насыщения транзистора 1.

При этом коллекторный ток транзистора 2 недостаточен для включения оптрона 9.

При появлении короткого замыкания нагрузки 14 (обмотки реле) напряжение на коллекторе транзистора 1 повышается до напряжения источника питания, при этом увеличивается и коллекторный ток транзистора 2 до величины, необходимой для включения оптрона 9, Коллекторный ток транзистора 2 ограничен резистором 3.

Включение оптрона 9 вызывает срабатывание усилителя 10, на выходе которого формируется перепад напряжения с высокого уровня на низкий (отрицательный фронт), запускающий одновибратор 11, на выходе которого формируется отрицательный импульс, поступающий на второй вход элемента И 8 и на вход блока 12.

При поступлении отрицательного импульса на вход элемента И 8 на его выходе формируется логический "О", закрывающий транзистор 1, что вызывает закрывание транзистора 2 и выключение оптрона 9, а на выходе усилителя, 10 сформируется логическая "1". После окончания отрицательного импульса процесс повторяется, т.е, включаются транзисторы 1 и 2, оптрон 9, сформированный усилителем 10 отрицательный перепад запускает одновибратор 11 и далее процесс повторяется.

Таким образом, при коротком замыкании нагрузки устройство переходит в режим генерации.

При этом мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора 1, уменьшается согласно форМуле где Q = — — скважность;

Т

Т=с + х- период генерации;

t> — длительность отрицательного импульса, вырабатываемого однавибратором 11; х — время работы транзистора 1 при закороченной нагрузке 14, Х =t2+ тЗ+ 4+ t6, с2 — время задержки включения оптрона 9; з- время задержки включения усилителя 10; т4 — время задержки включения одновибратора 11:

ts — время задержки включения элемента И8;

U — напряжение на коллекторе транзистора 1; !

» — ток коллектора транзистора 1.

1598148

Составитель Г.Терешина

Редактор B,Áólðåíêîâà Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 3070 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Причем, изменяя длительность отрицательного импульса, вырабатываемого одновибратором 11, изменяется скважность, а следовательно, и мощность, рассеиваемая транзистором 1 в режиме короткого замыкания.

Генераторный режим позволяет осуществить сигнализацию, указывающую на наличие короткого замыкания нагрузки 14.

При этом импульсы генерации с выхода одновибратора 11 поступают на вход блока

12 сигнализации. При поступлении на вход блока 12 сигнализации отрицательного импульса светодиод светится, тем самым информирует оператора о наличии короткого замыкания нагрузки.

Таким образом, применение предлагаемого транзисторного ключа позволит сигнализировать наличие короткого замыкания нагрузки и тем самым быстро локализовать неисправность, а также уменьшить мощность, рассеиваемую на коллекторе силового транзистора.

Формула изобретения

Транзисторный ключ с защитой от перегрузки, содержащий силовой транзистор, три резистора и диод, катод которого соединен с коллектором силового транзистора и первым выводом первого резистора, коллектор силового транзистора через нагрузку

5 соединен с шиной питания, эмиттер через второй резистор — с общей шиной, а база соединена с первым выводом третьего резистора, анод диода соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью

10 уменьшения рассеиваемой мощности при перегрузке, введены элемент И, дополнительный транзистор, четвертый резистор, оптрон, усилитель, одновибратор и блок сигнализации, первый вход элемента И под15 ключен к входной шине, выход элемента И соединен с вторым выводом третьего резистора, база дополнительного транзистора через четвертый резистор соединена с эмиттером силового транзистора, эмиттер — с

20 общей шиной, а коллектор через светодиод оптрона соединен с вторым выводом первого резистора, фотодиод оптрона подключен к входу усилителя, выход которого соединен свходом одновибратора,,выход которого со25 единен с входом блока сигнализации и вторым входом элемента И.