SU1690071A1 - Устройство дл защиты электронного ключа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и надежности при длительных перегрузках и коротком замыкании. Напр жение на ключе 1 и пороговом элементе 10 снижаетс  незначительно, и ключ 1 так и остаетс  в запертом состо нии. В режиме перегрузки ток определ етс  величиной сопротивлени  резистора 3 в течение времени , определ емого продолжительностью зар да конденсатора 16. Если за врем  зар да конденсатора 16 величина перегрузочного тока не уменьшитс  полностью до значени  тока нагрузки, ключ 1 не открываетс  и одновременно закрываетс  ключевой элемент 4. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для защиты полупроводниковых коммутирующих устройств в электроприводе, электротехнологии и в источниках питания радиоаппаратуры.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности при длительных перегрузках . и при коротком замыкании.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для защиты электронного ключа.

Устройство для защиты электронного ключа содержит ключ 1, шунтирующую цепь 2, выполненную на последовательно соединенных токоограничительном резисторе 3 и ключевом элементе 4, вход которого зашунтирован резистором 5. К выходу источника 6 управляющего сигнала подсоединены резисторы 7 и 8, к последнему из которых подключен коллектор вспомогательного ключа, выполненного на транзисторе 9, база которого подключена к выходу порогового элемента 10. выполненного на последовательно соединенном стабилитроне 11, ограничительном резисторе 12 и резисторе 13. Нагрузка 14 соединена с положительным зажимом источника 15 питания, к которому также подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора 16, резистора 17 и коллектор-эмиттерного перехода транзистора 18. база которого соединена с базой транзистора 19 и через резистор 20 с выходом элемента И-НЕ 21, оба входа которого соеднены с выходом элемента И-НЕ 22, один из выходов которого соединен с резистором 23.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии отпирающего сигнала источника 6 ключ 1 и ключевой элемент 4 заперты, нагрузка 14 отключена от источника 15 питания, напряжение на ключе 1 и на включенном параллельно ему пороговом элементе 10 равно напряжению питания. При этом через стабилитрон 11 протекает ток, создающий на резисторе. 13 падение напряжения. Это напряжение подается на базу транзистора 9 и удерживает его в открытом состоянии. Таким образом, транзистор 9 шунтирует вход ключа 1 и тем самым препятствует прохождению отпирающего cwt нала на net о οι источника 6. Напряжение с резистора 13 оакже поступает на один из входов элемента ИНЕ 22. к второму входу которого чпиаожен низкий уровень напряжения от источника 6. Таким образом, на выходе э/'емен'а И-НЕ 22 присутствует высокий уровень напряжения и, соответственно. на выходе элемента И-НЕ 21 присутствует низкий уровень напряжения, который держит открытым транзистор 19 и закрытым транзистор 18. Ключевой элемент 4 заперт.

Когда появляется отпирающий сигнал от источника 6, ключ 1 остается в запертом состоянии, на обоих входах элемента И-НЕ 22 присутствует высокий уровень напряжения. на выходе элемента И-НЕ 22 появляется низкий уровень напряжения, соответственно на выходе элемента И-НЕ 21 появляется высокий укровень напряжения, которым отпирается транзистор 18 и запирается транзистор 19. Ключевой элемент 4 открывается транзистором 18 и подключает нагрузку 14 через токоограничительный резистор 3 к отрицательному зажиму источника 15 питания. Напряжение на ключе 1 и пороговом элементе 10 при этом уменьшается и его величина определяется величиной сопротивления нагрузки 14 и ограничивающего резистора 3. Если величина сопротивления нагрузки 14 больше допустимой, то напряжение на выходе порогового элемента 10 недостаточно для поддержания транзистора 9 в открытом состоянии, он закрывается, что приводит к отпиранию ключа 1, который подключает нагрузку к источнику 15 пИУания.

В результате включения ключа 1 происходит снижение напряжения на выходе порогового элемента 10 и изменяется состояние на выходе элемента И-НЕ 21 с высокого уровня напряжения на низкий уровень напряжения. Таким образом, транзистор 18 оказывается запертым, а транзистор 19 - отпертым. Открытый транзистор 19 обеспечивает разряд конденсатора 16. который зарядился в процессе пуска ключа 1.

Если имеет место перегрузка или короткое замыкание, то напряжение на ключе 1 и пороговом элементе 10 снизится незначительно. и ключ 1 так и останется в запертом состоянии. В режиме перегрузки ток будет определяться величиной сопротивления резистора 3 в течение времени, определяемого продолжительностью заряда конденсатора 16. Если за время заряда конденсатора 16 величина перегрузочного тока не уменьшится полностью до значения тока нагрузки, ключ 1 не откроется и одновременно закроется ключ'евой элемент 4. Величину емкости конденсатора 16 выбирают исходя из длительности пусковых токов, возникающих в нагрузке.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для защиты электронного ключа, содержащее шунтирующую цепь, выполненную на последовательно соединенных токоограничительном резисторе и ключевом элементе и предназначенную для подключения параллельно электронному ключу, источник управляющего сигнала, выход которого зашунтирован вспомогоательным ключом и предназначен для 5 подключения к входу электронного ключа, и пороговый элемент, вход которого предназначен для подключения параллельно электронному ключу, а выход подключен к входу вспомогательного ключа, отличающей- 10 с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности при длительных перегрузках и коротком замыкании, в него введены два транзистора разного типа проводимости, конденсатор, два элемента И-НЕ и два резистора, причем эмиттер первого транзистора подключен к входу ключевого элемента шунтирующей цепи, коллектор первого транзистора через первый резитстор подключен к коллектору второго транзистора и одному выводу конденсатора, другой вывод которого подключен к эмиттеру второго транзистора и к клемме для подключения положительного вывода источника питания электронного ключа, входы первого элемента И-НЕ подключены соответственно к источнику управляющего сигнала и выходу порогового элемента, выход первого элемента И-НЕ через последовательно соединенные второй элемент И-НЕ и второй 15 резистор подключен к объединенным базам двух транзисторов.