Транзисторный ключ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (1913731 (6i) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено Об.06.80 {2 ) 2933870/18-21 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 070382. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 070382

И11М. К .

Н 03 К 17/60

Государственный комитет

СССР но делам изобретений . и открытий (53) УДК б 21 ° 382 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.П. Тимофеев и 10.Â. Власов (7! ) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРН61И 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 111.

Однако данное устройство не отличается высокой надежностью.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности транзисторный ключ, содержащий два управляющих транзистора одного типа проводимости, и силовой и дополнительные транзисторы другого типа проводимости, эмиттеры которых подключены к первой шине питания, коллектор дополнительного транзистора соединен с базой силового транзистора„ коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питания и через первый резистор — с коллектором первого управляющего транзистора, RC-цепь и-три резистора (21.

Однако известное устройство не отличается высокой надежностью, так как не чувствительно к коротким замыканиям в цепи нагрузки при открытом силовом транзисторе, что приводит к протеканию сквозного тока и выходу его из строя.

Цель иэобретения — повышение надежности.

Для достижения поставленной цели в транзисторный ключ, содержащий два управляющих транзистора одного типа проводимости, и силовой и дополнительный транзисторы другого типа проводимости, эмиттеры которых подключены к первой шине питания, коллектор дополнительного транзистора соединен с базой силового транзистора, коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питания и через первый резистор с коллектором первого управляющего транзистора, RC-цепь и три резистора. введен диод, обратно включенный между первой шиной питания и обьединенными первыми выводами конденсатора и резистора RC-цепи, второй вывод конденсатора которой соединен с коллектором силового транзистора, а второй вывод резистора RC-цепи — с базой дополнительного транзистора, ЗО второй резистор включен межпу эмит911731 тером и коллектором силового транзистора, база которого подключена к среднему выводу резистивного делителя иэ третьего и четвертого резисторов, крайние выводы которого подключены между эмиттером силового и 5 коллектором второго управляющего транзисторов, база которого соединена с коллектором первого управляющего транзистора, эмиттеры первого и второго управляющих транзисторов !О подключены ко второй шине питания, а база первого управляющего транзистора соединена со входной шиной.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предла- )5

raeMoro устройства.

Устройство содержит силовой 1 и дополнительный 2 транзисторы, первый

3 и второй 4 управляющие транзисторы, первый резистор 5, RC-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 1 подключена к коллектору транзистора

2, а их эмиттеры подключены к полюсу источника 13 питания. Коллектор транзистора 3 подключен к базе транзистора 4 и через резистор 5 — к коллектору транзистора 1 и нагрузке

14. Диод 11 включен между эмиттером транзистора 1 и точкой соединения резистора и конденсатора RC-цепи 6, которая включена между коллектором транзистора 1 и базой транзистора 2, причем конденсатор подключен к кол- 35 пектору транзистора 1. Резистор 7 включен между эмиттером и коллектором транзистора 1, база которого подключена к средней точке резистивного делителя 8, включенного между 4Q эмиттером транзистора 1 и коллектором транзистора 4, а эмиттеры транзисторов 3 и 4 подключены к другому полюсу источника 13 памяти и нагрузке 14. База транзистора 3 подключена ко входной шине 12 ключа.

Транзисторный ключ работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника 13 питания на устройство транзисторы 1 и 4 закрыты. Конденсатор

RC-цепи б заряжается через сопротивление нагрузки 14, резистор И -цепи б и эмиттерный переход дополнительного транзистора 2, что приводит к отпиранию транзистора 2 на время заряда конденсатора RC-цепи 6. По окончании заряда конденсатора RC-цепи б транзистор 2 закрывается.

Ток от источника питания через резистор 7 поступает в нагрузку 14, 60 создавая на ней небольшое падение напряжения, которое выше порога открывания транзистора 4.

В том случае, когда на шину 12 подан закрывающий сигнал, при кото- 65 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 RC-цепи 6 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 RC-цепи 6 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. з °, 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 изобретения

Транзисторный 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 транзисто911731

Составитель Л. Багян

Техред E.Харитончик

Редактор Л. Пчелйнская

Корректор М. Демчик

Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1149/51

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра, коллектор которого через нагрузку соединен со второй шиной питания и через первый резистор с коллектором первого управляющего транзистора, RC-цепь и три резистора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен диод, обратно включенный между первой шиной питания и объединенными первыми выводами конденсатора и ре- зистора RC-цепи, второй вывод кон- 10 денсатора которой соединен с коллектором силового транзистора, а второй вывод резистора RC-цепи — с Саэой дополнительного транзистора, второй резистор включен между эмиттером и коллектором силового транзистора, база которого подключена к среднему выводу реэистивного делителя из третьего и четвертого резисторов, крайние выводы которого подключены между змиттером силового и коллекто- ром второго управляющего транзисторов, база которого соединена с коллектором первого управляющего транзистора, эмиттеры первого и второго управляющих транзисторов> подключены ко второй шине питания, а база первого управляющего транзистора соединена со входной шиной..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 284124, кл. Н 03 К 17/08,13.04 ° 69.

2. Авторское свидетельство СССР

9 617841, кл. Н 03 К 17/60,04.10.76 (прототип) .