Пристрій для керування індуктивним навантаженням

Реферат: Пристрій для керування індуктивним навантаженням належить до електроавтоматики і може знайти застосування в різних комутуючих пристроях, що містять навантаження індуктивного характеру. Пристрій містить транзисторний ключ, включений між джерелом напруги та індуктивним навантаженням, паралельно якому через база-емітерний перехід транзистора підключений резистор, причому база транзистора підключена до спільної точки з'єднання навантаження і джерела живлення, а колектор транзистора підключений до входу транзисторного ключа, який з'єднаний з виходом блока керування, паралельно резистору підключений послідовний ланцюжок, який складається з зустрічно з'єднаних діода та пристрою для стабілізації напруги, паралельно база-емітерному переходу транзистора підключено пристрій для обмеження напруги. Технічним результатом є обмеження напруги, що докладена до база-емітерного переходу транзистора, що забезпечує його безпечним режим роботи, та розширення функціональних можливостей. UA 115181 C2 (12) UA 115181 C2 UA 115181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонований винахід належить до електроавтоматики і може знайти застосування в різних комутуючих пристроях, що містять навантаження індуктивного характеру. Відомий пристрій для керування індуктивним навантаженням, описаний в а.с. СРСР № 1781710, H01F 7/18, 02.01.1991. Він містить транзисторний ключ, блок керування, транзистор, діод, резистор, виводи для підключення джерела живлення і виводи для підключення індуктивного навантаження, причому вихід блока керування підключений до входу транзисторного ключа, включеного між першим виводом для підключення джерела живлення і першим виводом для підключення навантаження, а другий вивід для підключення навантаження з'єднаний з другим виводом для підключення джерела живлення, додатковий резистор і діод утворюють послідовний ланцюжок, причому резистор з'єднаний з першим, а діод з другим виводом для підключення навантаження, загальна точка резистора і діода з'єднана через колекторно-емітерний перехід транзистора, з входом транзисторного ключа і через додатковий резистор до першого виводу для підключення джерела живлення, а база транзистора з'єднана з другим висновком для підключення джерела живлення. У даному пристрої транзисторний ключ окрім комутації індуктивним навантаженням має функцію запобігання різкому наростанню ЕРС самоіндукції і розсіювання запасеної в індуктивності енергії. Завдяки цьому виключається необхідність в спеціальних великих ланцюгах іскрогасіння, які мають великі габаритно-масові характеристики. Недоліком цього пристрою є залежність значення ЕРС самоіндукції від параметрів транзистора і їх зміни протягом його роботи, а також від температури навколишнього середовища. При підвищенні температури транзисторного ключа збільшується його коефіцієнт передачі, що приводить до зменшення значення ЕРС самоіндукції і, отже, до збільшення часу спаду струму в навантаженні. Оскільки метою застосування даних пристроїв є обмеження часу спаду струму в навантаженні на заданому рівні, то залежність часу спаду струму навантаження від властивостей транзисторного ключа знижує область застосування даного пристрою і вимагає його періодичної підрегулювання. Найбільш близьким до запропонованого за технічним рішенням і результатом, що досягається, є пристрій для керування індуктивним навантаженням, описаний в патенті UA № 93024, H01F 7/00, 27.12.2010. Він містить транзисторний ключ, включений між джерелом напруги і індуктивним навантаженням, паралельно якому через база-емітерний перехід транзистора підключений резистор, причому база транзистора підключена до загальної точки з'єднання навантаження і джерела живлення, а колектор транзистора підключений до входу транзисторного ключа, з'єднаного з виходом блоку керування, паралельно резистору підключений послідовний ланцюжок, що складається з зустрічно з'єднаних діода і пристрою для стабілізації напруги. Недоліком цього пристрою є обмеження у області застосування, пов'язане з граничнодопустимим значенням зворотної напруги база-емітерного переходу транзистора. Це значення напруги визначає напругу що подається на індуктивне навантаження. Задачею винаходу є розширення функціональних можливостей пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для керування індуктивним навантаженням, що містить транзисторний ключ, включений між джерелом напруги і індуктивним навантаженням, паралельно якій через база-емітерний перехід транзистора підключений резистор, причому база транзистора підключена до загальної точки з'єднання навантаження і джерела живлення, а колектор транзистора підключений до входу транзисторного ключа, з'єднаного з виходом блока керування паралельно резистору підключений послідовний ланцюжок, що складається з зустрічно з'єднаних діода і пристрою для стабілізації напруги, додатково паралельно база-емітерному переходу транзистора підключено пристрій для обмеження напруги. Нижче приведене креслення, на якому представлена схема пристрою. Пристрій для керування містить: індуктивне навантаження 1, транзисторний ключ 2, транзистор 3, резистор 4, блок керування 5, діод 6 і пристрій для стабілізації напруги 7, пристрій для обмеження напруги 8. Пристрій працює таким чином. При находженні сигналу з блока керування 5 на вхід транзисторного ключа 2, він відкривається і підключає індуктивне навантаження 1 до джерела живлення. Робочий струм в індуктивному навантаженні 1 призводить до накопичення в ньому електромагнітної енергії. При цьому до база-емітерному переходу транзистора 3 через резистор 4 докладена зворотна напруга, і транзистор 3 закритий. Пристрій для обмеження напруги 8 обмежує зворотну напругу, докладену до база-емітерному переходу транзистора 3. Резистор 4 обмежує струм, що протікає через пристрій для обмеження напруги 8. При цьому напруга, що подається на індуктивне 1 UA 115181 C2 5 10 15 навантаження 1, може знаходитися в широкому діапазоні значень, що визначає нову властивість пристрою. Паралельно резистору 4 через діод 6 підключений пристрій для стабілізації напруги 7 (наприклад, стабілітрон). Полярність діода 6 вибирається такою, щоб в цьому режимі роботи забезпечити відсутність протікання струму по ланцюгу пристрою для стабілізації напруги 7. При знятті сигналу з входу транзисторного ключа 2 він починає закриватися і в індуктивному навантаженні 1 наводиться ЕРС самоіндукції, що призводить до зміни полярності напруги на навантаженні. Після досягнення значення ЕРС самоіндукції більше суми значень порогових напруг на діоді 6, пристрої для стабілізації напруги 7 і база-емітерному переході транзистора 3 в даному ланцюгу починає протікати струм, який призводить до відмикання транзистора 3, з колектора якого надходить сигнал керування для відкриття транзисторного ключа 2, що призводить до замикання петлі негативного зворотного зв'язку по струму і стабілізації значення напруги ЕРС самоіндукції на заданому рівні. Таким чином, в порівнянні з відомим пристроєм, введення пристрою для обмеження напруги, дозволяє обмежити зворотну напругу, докладену до база-емітерному переходу транзистора, що забезпечує безпечний режим роботи транзистора, при цьому напруга подана на індуктивне навантаження може знаходитися в широкому діапазоні значень, що в свою чергу збільшує область застосування пристрою для керування індуктивним навантаженням. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Пристрій для керування індуктивним навантаженням, що містить транзисторний ключ, включений між джерелом напруги та індуктивним навантаженням, паралельно якому через база-емітерний перехід транзистора підключений резистор, причому база транзистора підключена до спільної точки з'єднання навантаження і джерела живлення, а колектор транзистора підключений до входу транзисторного ключа, який з'єднаний з виходом блока керування, паралельно резистору підключений послідовний ланцюжок, який складається з зустрічно сполучених діода та пристрою стабілізації напруги, який відрізняється тим, що паралельно база-емітерному переходу транзистора підключено пристрій для обмеження напруги. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2