Переключатель тока в индуктивной нагрузке — SU 1661988 (original) (raw)
(53)5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС. (71) Минский радиотехнический институт (72) А.В,Коломенцев, С.А,Курбат, В,В,Хрек и А.И.Атрашкевич(56) Авторское свидетельство СССР 1 Ф 621095,кл, Н 03 К 17/60, 1978,Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1487169, кл, Н 03 К 17/60, 1989. (54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ТОКА В ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКЕ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления электроприводами постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности переключателя тока в индуктивной нагрузке за счет устранения сквозных токов при работе переключателя в режиме обрыва нагрузки, При обрыве нагрузки 19 на время открывания транзистора 1 положительным напряжением с шины 20 блокировка транзистора 3 осуществляется сигналом с выхода датчика 14 состояния ключа. Разблокировка егопроисходит тогда, когда транзистор 1 закрывается, При открывании транзистора 3 транзистор 1 заблокирован через пороговый элемент 9 по-. ложительным сигналом с выхода датчика 13 состояния ключа. Разблокировка его происходит аналогично транзистору 3. 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления электроприводами постоянного тока.Цель изобретения - повышение надежности переключателя тока в индуктивной нагрузке эа счет устранения сквозных токов при работе переключателя в режиме обрыва нагрузки.На чертеже представлена схема переключателя тока в индуктивной нагрузке.Переключатель тока в индуктивной нагрузке содержит первые силовой и управляющий транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, вторые силовой и управляющий гранзисторы 3 и 4 другого типа проводимости, первый 5 и второй 6 блокирующие диоды, первый 7 и второй 8 диоды обратной связи, первый 9 и второй 10 пороговые элементы, первый 11 и второй 12 резисторы, первый 13 и второй 14 датчики состояния ключа, коллекторы первого 1 и второго 3 силовых транзисторов подключены соответственно к первой 15 и второй 16 шинам первого источника питания, коллекторы первого 2 и второго 4 управляющих транзисторов соединены соответственно с первой 17 и второй 18 шинами второго источника питания, база первого силового транзистора 1 подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора 2, база которого соединена с первым вывОдом первого резистора 11 и через первый диод 7 обратной связи с коллектором первого силового транзистора 1, эмиттер которого подключен к первому выводу активно-индуктивной нагрузки 19 и эмиттеру второго силового транзистора 3, база которого соединена с эмиттером второго управляющего транзистора 4, база которого подключена к первому выводу второго резистора 12 и через второй диод 8 обратной связи к коллектору второго силового транзистора 3, параллельно переходам коллектор - эмиттер первого 1 и второго 3 силовых транзисторов соответственно включены первый 5 и второй 6 блокирующие диоды, коллектор и эмиттер первого силового транзистора 1 соединены соответственно с первым и вторым входами первого датчика 13 состояния ключа, третий вход которого подключен к коллектору второго силового транзистора 3 и первому вхо. ду втрого датчика 14 состояния ключа, второй и третий входы которого сединены соответственно с эмиттером и коллектором первого силового транзистора 1, первые входы первого 9 и второго 10 пороговых элементов подключены к входной шине 20, выходы первого 13 и второго 14 датчиков состояния ключа соединены соответствен 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 но с вторыми входами первого 9 и второго 10 пороговых элементов, выходы которых соответственно подключены к вторым выводам первого 11 и второго 12 резисторов, второй вывод активно-индуктивной нагрузки 19 соединен с общей шиной 21. Переключатель тока в индуктивной нагрузке работает следующим образом.В начальный момент времени т на переключатель тока в индуктивной нагрузке подается напряжение питания, а на входную шину 20 поступает напряжение Ох положительной полярности, В момент времени то первый 1 и второй 3 силовые транзисторы закрыты, а ток в активно-индуктивной нагрузке 19 равен нулю. В результате этого на выходе первого датчика 13 состояния ключа сформировано положительное напряжение КОкэ 1, не превышающее по модулю Овх, а на выходе второго датчика 14 состояния ключа - отрицательное напряжение КОкэ 2, которое также по абсолютному значению меньше Ох, где Окэ 1 и Окэ 2 напряжения между коллекторным и эмиттерным выводами соответственно первого 1 и второго 3 силовых транзисторов; К - коэффициент пропорциональности, Сигналом положительной полярности с входной шины 20 через второй пороговый элемент 10 удерживается в закрытом состоянии второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3, а через первый пороговый элемент 9 открывается первый управляющий транзистор 2. В результате этого базовый вывод первого силового транзистора 1 подключается к плюсовой шине 17 второго источника питания, что обеспечивает форсированное включение первого силового транзистора 1, При открывании первого силового транзистора 1 открывается первый диод 7 обратной связи, за счет которого первый управляющий транзистор 2 поддерживает величину базового тока первого силового транзистора 1 на границе зоны насыщения, В результате этого активно-индуктивная нагрузка 19 подключается к положительной шине 15 первого источника питания, и через нее начинает протекать ток. При увеличении поабсолютномузначениюнапряжения Окадовеи-чины на выходе второго датчика 14 состоянияОнкКключа формируется напряжение отрицательной по-лярности, превышающее поабсалютномузначению амплитудуимпульсов с входной шины 20, что приводвг к формированию сигнала, удерживающего в закрытом состоянии второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3. В это время на выходе первого датчика 13ния второго силового транзистора 3 30 35 40 45 50 55 состояния ключа сформирован сигнал, по абсолютному значению меньше О, который позволяет поступать импульсам с входной шины 20 на базовый вывод первого управляющего транзистооа 2, При появлении сигнала отрицательной полярности на входной шине 20 закрывается первыйсиловой транзистор 1, а второй управляющий транзистор 4 и второй силовой транзистор 3 удерживаются в закрытом состоянии положительным сигналом с выхода второго порогового элемента 10.При закрывании первого силового транзистора 1 ток активно-индуктивной нагрузки 19 за счет ЭДС самоиндукции начинает протекать через второй блокирующий диод 6. При этом происходит разблокировка второго силового транзистора 3, но он удерживается в закрытом состоянии за счет диода 8 обратной связи. В это время на выходе первого датчика 13 состояния ключа сформирован сигнал Оо, соединяющий входную шину 20 с выводом первого резистора 11, В момент времени, когда ток в активно-индуктивной нагрузке 19 равен нулю, закрывается второй блокирующий диод 6 и на базовый вывод второго управляющего транзистора 4 подается открывающее напряжение отрицательной полярности, Процесс открывааналогичен процессу открывания первого силового транзистора 1. В результате этого активно-индуктивная нагрузка 19 подключается к минусовой шине 16 первого источника питания, и в ней изменяется направление тока. При достижении напряОвхжения Окз 2 уровня на выходе первого датчика 13 состояния ключа формируется положительное напряжение, по абсолютному значению превышающее Овх, которое через первый пороговый элемент 9 удерживает первый управляющий транзистор 2 и первый силовой транзистор 1 в закрытом состоянии, При поступлении с входной шины 20 напряжения положительной полярности переключатель тока в индуктивной нагрузке работает аналогично описанному. В режиме обрыва нагрузки 19 на время открывания первого силового транзистора 1 положительным напряжением с входной шины 20 блокировка второго силового транзистора 3 осуществляется отрицательным сигналом с выхода второго датчика 14 состояния ключа, Разблокировка его происходит только тогда, когда первый силовой транзистор 1 закрывается, При открывании второго силового транзистора 3 первый силовой 5 10 15 20 25 транзистор 1 заблокирован через первый пороговый элемент 9 положительным сигналом с выхода первого датчика 13 состояния ключа. Разблокировка его происходит аналогично второго силовому транзистору 3,Надежность предлагаемого переключателя тока в индуктивной нагрузке выше, чем у известных, за счет устранения сквозных токов при работе переключателя в режиме обрыва нагрузки. Формула изобретения Переключатель тока в индуктивной нагрузке, содержащий первые силовой и управляющий транзисторы одного типа проводимости, вторые силовой и управляющий транзисторы другого типа проводимости, первый и второй блокирующие диоды, первый и второй диоды обратной связи, первый и второй пороговые элементы, первый и второй резисторы, коллекторы первого и второго силовых транзисторов подключены соответственно к первой и второй шинам первого источника питания, коллекторы первого и второго управляющих транзисторов соединены соответственно с первой и второй шинами второго источника питания, база первого силового транзистора подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора, база которого соединена с первым выводом первого резистора и через первый диод обратной связи с коллектором первого силового транзистора, эмиттер которого подключен к первому выводу активно-индуктивной нагрузки и эмиттеру второго силового транзистора база которого соединена с эмиттером второго управляющего транзистора, база которого подключена к первому выводу второго резистора и через второй диод обратной связи к коллектору второго силового транзистора, параллельно переходам коллектор - эмиттер первого и второго силовых транзисторов соответственно включены первый и второй блокирующие диоды, о т л и ч э ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, введены первый и второй датчики состояния ключа, причем коллектор и эмиттер первого силового транзистора соединены соответственно с первым и в 1 орым входами первого датчика состояния ключа, третий вход которого подключен к коллектору второго силового транзистора и первому входу второго датчика состояния ключа, второй и третий входы которого соединены соответственно с эмиттером и коллектором первого силового транзистора, первые входы первого и второго пороговых элементов подключены к входной шине, выходы первого и второго датчиков состояния ключа сое. Редактор О.Головач Заказ 2136 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 динены соответственно с вторыми входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соответственно подключены к вторым выводам первого и второго резисторов,.второй вывод активно-индуктивной нагрузки соединен с общей шиной.