RU2808784C1 - Method for measuring tripping time of electronic fuse - Google Patents
Method for measuring tripping time of electronic fuse Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808784C1 RU2808784C1 RU2023105385A RU2023105385A RU2808784C1 RU 2808784 C1 RU2808784 C1 RU 2808784C1 RU 2023105385 A RU2023105385 A RU 2023105385A RU 2023105385 A RU2023105385 A RU 2023105385A RU 2808784 C1 RU2808784 C1 RU 2808784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- electronic fuse
- circuit
- gate
- frequency
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в силовой электронике для повышения надежности работы силовых MOSFET транзисторов в цепях питания постоянного тока напряжением 310 В.The invention relates to electrical engineering and can be used in power electronics to improve the reliability of power MOSFET transistors in 310 V DC power supply circuits.
Известные схемотехнические решения способов измерения времени прохождения импульса по линии связи до нагрузки можно разделить на модуляционные и корреляционные. Точность измерения времени данными способами характеризуется сложностью и длительностью процессов подготовки и измерения, так как для их реализации нужно использовать генераторы изменяющейся частоты, регулируемые линии задержки, интеграторы, аналого-цифровые преобразователи и др., что, в свою очередь, влияет на достоверность полученных результатов. Такие способы часто являются полезными в условиях исследовательских лабораторий и сервисных центров при разработке и настройке модулей и приборной базы современных радио- и электротехнических установок, но совершенно не пригодны в общепромышленных условиях цехов и заводских помещений.Known circuit solutions for measuring the transit time of a pulse along a communication line to a load can be divided into modulation and correlation. The accuracy of time measurement by these methods is characterized by the complexity and duration of the preparation and measurement processes, since for their implementation it is necessary to use variable frequency generators, adjustable delay lines, integrators, analog-to-digital converters, etc., which, in turn, affects the reliability of the results obtained . Such methods are often useful in research laboratories and service centers when developing and configuring modules and instrumentation of modern radio and electrical installations, but are completely unsuitable in general industrial conditions of workshops and factory premises.
Из уровня техники известен способ регистрации сложных сигналов [Дедюхин А. Использование специальных режимов схемы синхронизации и развертки цифровых запоминающих осциллографов для регистрации сложных сигналов. // Компоненты и технологии. - 2006. - №7. - С. 172-178.] - прототип. Технический результат предлагаемого способа заключается в использовании специальных режимов синхронизации цифровых запоминающих осциллографов для регистрации и записи однократных быстрых или медленных сигналов с последующей обработкой. Режимы синхронизации цифрового осциллографа можно разделить на следующие типы: по заданным условиям - на условные и безусловные; по количеству задействованных входных каналов - на связанные и несвязанные. Рассмотрим безусловный режим связанной синхронизации «по качеству». При этой синхронизации задействуют два канала осциллографа, включая вход внешней синхронизации. В этом случае положительный или отрицательный фронт одного сигнала (канала) (например, сигнал с датчика тока в случае измерения времени отключения электронного предохранителя) служит разрешением на запуск и измерение от другого сигнала (канала) (например, управляющий сигнал отключения на затвор силового транзистора электронного предохранителя). Измеренное значение времени задержки прохождения управляющего сигнала по схеме есть время отключения электронного предохранителя. Практическая ценность способа регистрации сложных сигналов с помощью цифрового запоминающего осциллографа заключается в возможности увидеть, зафиксировать и провести измерения сигнала в реальном масштабе времени. Наряду с простотой измерения, способ имеет и ряд недостатков. Высокая стоимость осциллографа с заявленными характеристиками и условиями его эксплуатации не всегда позволяет использовать его в общепромышленных условиях предприятий, и значительно повышает стоимость пуско-наладочных работ. Кроме того, настройка времени отключения электронного предохранителя предложенным способом требует достаточно длительного периода подготовки измерительного цикла в силу однократного прохождения импульса по цепи обратной связи и периода простоя оборудования, а также увеличения статистической погрешности при достаточно малом числе измерений.A method for recording complex signals is known from the prior art [Dedyukhin A. Using special modes of the synchronization circuit and scanning of digital storage oscilloscopes for recording complex signals. // Components and technologies. - 2006. - No. 7. - P. 172-178.] - prototype. The technical result of the proposed method consists in the use of special synchronization modes of digital storage oscilloscopes for recording and recording single fast or slow signals with subsequent processing. Synchronization modes of a digital oscilloscope can be divided into the following types: according to specified conditions - conditional and unconditional; by the number of input channels involved - into connected and unconnected. Let's consider the unconditional mode of linked synchronization “by quality”. This trigger uses two oscilloscope channels, including the external trigger input. In this case, the positive or negative edge of one signal (channel) (for example, a signal from a current sensor in the case of measuring the shutdown time of an electronic fuse) serves as permission to trigger and measure from another signal (channel) (for example, a shutdown control signal to the gate of a power transistor of an electronic fuse). The measured value of the delay time for the control signal to pass through the circuit is the time it takes to turn off the electronic fuse. The practical value of the method of recording complex signals using a digital storage oscilloscope lies in the ability to see, record and measure the signal in real time. Along with the ease of measurement, the method also has a number of disadvantages. The high cost of an oscilloscope with the declared characteristics and operating conditions does not always allow its use in general industrial conditions of enterprises, and significantly increases the cost of commissioning. In addition, setting the shutdown time of the electronic fuse using the proposed method requires a fairly long period of preparation of the measurement cycle due to a single passage of the pulse through the feedback circuit and a period of equipment downtime, as well as an increase in statistical error with a fairly small number of measurements.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа измерения времени отключения электронного предохранителя для защиты силовых MOSFET транзисторов в цепях питания постоянного тока напряжением 310 В от токов короткого замыкания.The objective of the present invention is to develop a method for measuring the tripping time of an electronic fuse to protect power MOSFET transistors in 310 V DC power supply circuits from short circuit currents.
Технический результат состоит в уменьшении статистической погрешности измерений режима работы бистабильного мультивибратора.The technical result consists in reducing the statistical measurement error of the operating mode of a bistable multivibrator.
Технический результат достигается за счет замены режима работы бистабильного мультивибратора в составе электронного предохранителя, предложенного авторами [Левченко А.А., Борисенко Д.Н., Жохов А.А. Устройство защиты цепей питания постоянного тока от короткого замыкания. // Патент РФ №2778553 от 20.01.2022 г., Бюл. №24], на транзисторах VT3 и VT4 (фиг. 1) на режим генератора импульсов с внешней синхронизацией путем подключения p-канального MOSFET-транзистора VT7 к точкам 5-6: затвор транзистора VT7 подключают к затвору транзистора VT6 (точка 5 на фиг. 1 и фиг. 2), исток транзистора VT7 подключают к затвору транзистора VT4 (точка 6 на фиг. 1 и фиг. 2), сток транзистора VT7 подключают к общему проводу. Имитируя режим короткого замыкания, в схеме возникает колебательный процесс с частотой f, период колебания которого будет равен удвоенному времени отключения электронного предохранителя Измерение частоты колебаний производят мультиметром, подключаемым к точкам 1-2 схемы (фиг. 2), настройку частоты (времени отключения) производят резистором R12.The technical result is achieved by replacing the operating mode of the bistable multivibrator as part of the electronic fuse proposed by the authors [Levchenko A.A., Borisenko D.N., Zhokhov A.A. Device for protecting DC power circuits from short circuits. // RF Patent No. 2778553 dated January 20, 2022, Bull. No. 24], on transistors VT3 and VT4 (Fig. 1) to the pulse generator mode with external synchronization by connecting the p-channel MOSFET transistor VT7 to points 5-6: the gate of transistor VT7 is connected to the gate of transistor VT6 (
Пример. Сигнал с датчика тока RS (фиг. 1) точки 3-4 подают на операционный усилитель DA2, подключенный по схеме «инвертирующего усилителя» с отрицательной обратной связью. Величину порога срабатывания инвертирующего входа компаратора DA1 настраиваем резистором R12 через величину опорного напряжения. Для уменьшения дребезга выходного сигнала компаратор снабжен положительной обратной связью, величину гистерезиса регулируют резистором R7. Сигнал с компаратора DA1 подают на затвор транзистора VT6, управляющего работой бистабильного мультивибратора на транзисторах VT3 и VT4, смену режима работы бистабильного мультивибратора на режим генератора импульсов с внешней синхронизацией производят путем подключения p-канального MOSFET-транзистора VT7 к точкам 5-6 таким образом, что затвор транзистора VT7 подключают к затвору транзистора VT6 (точка 5 на фиг. 1 и фиг. 2), исток транзистора VT7 подключают к затвору транзистора VT4 (точка 6 на фиг. 1 и фиг. 2), сток транзистора VT7 подключают к общему проводу. Имитируя режим короткого замыкания, в схеме возникает колебательный процесс с частотой f, период колебания которого будет равен удвоенному времени отключения электронного предохранителя Измерение частоты колебаний производили цифровым мультиметром VC99, щупы которого подключали к точкам 1-2 схемы (фиг. 2), настройку частоты (времени отключения) производили резистором R12. В результате прямых измерений цифровым мультиметром VC99 было определено, что время срабатывания электронного предохранителя, представленного на фиг. 1, можно варьировать в интервале 2.5 мкс, что хорошо согласуется с данными, полученными из осциллограмм управляющих импульсов на затворе VT5 в точках 1-2, изображенных на фиг. 3, где t1 - это время, за которое транзистор VT5 полностью открывается при подаче на него напряжения 14 В транзистором VT2 и ток в цепи 310 В достигает установленной пороговой величины; t2 - это время в течение которого в цепи 310 В течет ток установленной пороговой величины, и в это же время в электронном предохранителе формируется сигнал управления на отключение транзистора VT5 по цепи обратной связи RS-DA2-DA1-VT6-VT8-VT5; t3 - это длительность переходных процессов в транзисторе VT5.Example. The signal from the current sensor RS (Fig. 1) points 3-4 is supplied to the operational amplifier DA2, connected according to an “inverting amplifier” circuit with negative feedback. The threshold value of the inverting input of the comparator DA1 is adjusted using resistor R12 through the value of the reference voltage. To reduce the output signal bounce, the comparator is equipped with positive feedback; the hysteresis value is adjusted by resistor R7. The signal from the comparator DA1 is applied to the gate of transistor VT6, which controls the operation of a bistable multivibrator on transistors VT3 and VT4. Changing the operating mode of the bistable multivibrator to the pulse generator mode with external synchronization is done by connecting the p-channel MOSFET transistor VT7 to points 5-6 in this way, that the gate of transistor VT7 is connected to the gate of transistor VT6 (
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2808784C1 true RU2808784C1 (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3675127A (en) * | 1970-12-28 | 1972-07-04 | Bell Telephone Labor Inc | Gated-clock time measurement apparatus including granularity error elimination |
SU1307443A1 (en) * | 1985-07-17 | 1987-04-30 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Meter of time intervals |
SU1420598A1 (en) * | 1987-02-11 | 1988-08-30 | Предприятие П/Я Г-4421 | Pulse delay meter |
SU1495741A1 (en) * | 1987-10-28 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я Г-4421 | Device for measuring delay time dof pulses in multifrequency channels |
RU2760360C1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Short circuit protection device |
RU2778553C1 (en) * | 2022-01-20 | 2022-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Short-circuit protection device for dc power circuits |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3675127A (en) * | 1970-12-28 | 1972-07-04 | Bell Telephone Labor Inc | Gated-clock time measurement apparatus including granularity error elimination |
SU1307443A1 (en) * | 1985-07-17 | 1987-04-30 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Meter of time intervals |
SU1420598A1 (en) * | 1987-02-11 | 1988-08-30 | Предприятие П/Я Г-4421 | Pulse delay meter |
SU1495741A1 (en) * | 1987-10-28 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я Г-4421 | Device for measuring delay time dof pulses in multifrequency channels |
RU2760360C1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Short circuit protection device |
RU2778553C1 (en) * | 2022-01-20 | 2022-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Short-circuit protection device for dc power circuits |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114755553B (en) | Test system of low-power consumption shielding grid semiconductor power device | |
CN114545063A (en) | High-precision interval current detection circuit | |
Ince et al. | Digital defect based built-in self-test for low dropout voltage regulators | |
RU2808784C1 (en) | Method for measuring tripping time of electronic fuse | |
US6590405B2 (en) | CMOS integrated circuit and timing signal generator using same | |
Arya et al. | Methodology of an accurate static I–V characterization of power semiconductor devices | |
JPS59182535A (en) | On-chip voltage monitor and method of using same | |
US6414511B1 (en) | Arrangement for transient-current testing of a digital electronic CMOS circuit | |
US3277371A (en) | Test circuit for evaluating turn-off controlled rectifiers under dynamic conditions | |
US5194818A (en) | Risetime and falltime test system and method | |
US3475683A (en) | Method and apparatus for measuring signal to noise ratio | |
CN207502572U (en) | Waveform mitotic apparatus | |
US2953748A (en) | Transistor testing | |
CN115327191B (en) | A circuit and method for improving the test accuracy of chip testing equipment | |
Li et al. | An Intelligent IGBT Gate Driver IC with Temperature Compensated Gate Side Collector Current Sensing | |
Tan et al. | Investigation of static analog-to-digital converter nonlinearity measurement using histogram and servo-loop method | |
CN118050610A (en) | Testing device and testing method for semiconductor device threshold voltage aging drift test | |
Parker et al. | New method for comprehensive characterisation of MES/MOD/MOS FET's | |
Su et al. | Dynamic analog testing via ATE digital test channels | |
Seixas et al. | VI-based measurement system focusing on space applications | |
Rajkumar et al. | Analyzing Electrical Characteristics of Semiconductor Devices Using Raspberry PI and Python | |
SU472298A1 (en) | Automatic compensator | |
SU673939A1 (en) | Arrangement for measuring back currents of semiconductor devices | |
RU184633U1 (en) | INSTALLATION FOR TESTING AVALANCHE DIODES ON RESISTANCE TO THE INFLUENCE OF SHOCK POWER OF REVERSE LOSSES | |
Schmitz et al. | Robustness Analysis of Temperature-Sensitive Electrical Parameters of IGBTs |