ДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЯ

ДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЯ


RU (11) 2054787 (13) C1

(51) 6 H02M7/5387, H02P6/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93054042/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.12.02 
(45) Опубликовано: 1996.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Интегральные и линейные ИС. Каталог фирмы, 1987, кн. II, с.4-89, 4-92. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество "Кремний" 
(72) Автор(ы): Опалев В.Л.; Гарбуз Б.А.; Коновалов С.А. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество "Кремний" 

(54) ДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЯ 

Использование: при проектировании схем управления двигателями. Сущность изобретения: устройство состоит из двух полумостов на транзисторах. Контрольные выходы у обоих полумостов объединены и через выходной буфер соединены с контрольным входом драйвера двигателя. В устройстве осуществляется возможность постоянного контроля неисправности нагрузки, а именно ее обрыва, и выдача сигнала неисправности в случае аварии. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в схемах управления двигателями.

Наиболее близким к изобретению является мостовой драйвер двигателя UDN-2998W [1] состоящий из двух полумостов, каждый из которых содержит первый транзистор n-p-n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор через первый резистор с коллектором второго и базой третьего транзисторов p-n-p-типа проводимости, коллектор последнего соединен с отрицательной шиной источника питания, а эмиттер с базами второго и четвертого транзисторов p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых соединены с положительной шиной источника питания, коллектором пятого транзистора n-p-n-типа проводимости и катодом первого диода, коллектор четвертого транзистора соединен с базой пятого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом полумоста, анодом первого и катодом второго диодов и коллектором шестого транзистора n-p-n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания и анодом второго диода, а база с выходом первого инвертора, вход которого соединен с базой первого транзистора и входом полумоста, который у первого полумоста соединен с входом драйвера двигателя и через второй инвертор с входом второго полумоста, а выходы полумостов являются выходами драйвера двигателя. Недостатком данной схемы является отсутствие возможности контроля исправности нагрузки, что необходимо для повышения надежности работы системы в целом.

Цель изобретения осуществление возможности постоянного контроля исправности нагрузки, а именно ее обрыва, и выдача сигнала неисправности в случае аварии.

Драйвер двигателя отличается тем, что в каждый полумост введены седьмой транзистор p-n-p-типа проводимости, эмиттер которого соединен с положительной шиной источника питания, база с базой второго транзистора, а коллектор с выходом полумоста и с эмиттером восьмого транзистора p-n-p-типа проводимости, база которого через второй резистор соединена с базой второго транзистора и через третий резистор с базой третьего транзистора, а коллектор через четвертый резистор с контрольным выходом полумоста, которые у обоих полумостов объединены и через выходной буфер соединены с контрольным выходом драйвера двигателя.

На чертеже приведена схема драйвера двигателя.

Драйвер двигателя, состоящий из двух полумостов, каждый из которых содержит транзистор 1 n-p-n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания 2, а коллектор через резистор 3 с коллектором 4 и базой 5 транзисторов p-n-p-типа проводимости, коллектор последнего соединен с шиной 2, а эмиттер с базами 4 и 6 транзисторов p-n-p-типа проводимости, эмиттеры которых соединены с положительной шиной источника питания 7, коллектором транзистора 8 n-p-n-типа проводимости и катодом диода 9, коллектор транзистора 6 соединен с базой транзистора 8, эмиттер которого соединен с выходом 10 полумоста, анодом 9 и катодом 11 диодов и коллектором транзистора 12 n-p-n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с шиной 7 и анодом диода 11, а база с выходом инвертора 13, вход которого соединен с базой транзистора 1 и входом полумоста, который у первого полумоста соединен со входом драйвера двигателя 14 и через инвертор 15 со входом второго полумоста, выходы полумостов 10 и 16 являются выходами драйвера двигателя, транзистор 17 p-n-p-типа проводимости, эмиттер которого соединен с шиной 7, база с базой транзистора 4, а коллектор с выходом 10 полумоста и с эмиттером транзистора 18 p-n-p-типа проводимости, база которого через резистор 19 соединена с базой транзистора 4 и через резистор 20 с базой транзистора 5, а коллектор через резистор 21 с контрольным выходом полумоста, контрольные выходы обоих полумостов объединены и через выходной буфер 22 соединены с контрольным выходом 23 драйвера двигателя.

Схема работает следующим образом.

Управляющий сигнал, поступающий на вход драйвера двигателя 14, поступает на вход первого полумоста и через инвертор 15 на вход второго полумоста, т. е. полумосты работают в противофазном режиме.

Пусть на входе первого полумоста сигнал логической "1", который поступает на базу транзистора 1, открывая его, и на вход инвертора 13, на выходе которого появляется сигнал логического "0", удерживающий транзистор 12 в закрытом состоянии. Транзистор 1 открыт и его коллекторный ток равен току, протекающему через резистор 3:

IR3 (Un Uбэт4 Uбэт5 Uкэт1)/R3, где Uп напряжение источника питания;

Uбэт4 и Uбэт5 падение напряжения на базо-эмиттерном переходе транзисторов 4 и 5;

Uкэт1 напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 1.

Схема, построенная на транзисторах 4-6 и 17, является токовым зеркалом, в котором коллекторный ток транзисторов 6 и 17 равен коллекторному току транзистора 4

Iкт4 Iкт6 Iкт17 Iкт1 Iбт5 IR3 Iбт5, следовательно, коллекторный ток транзисторов 6 и 17 определяется резистором 3.

Коллекторный ток транзистора 6 поступает в базу транзистора 8, который открывается, и на выходе полумоста формируется выходной ток

Iвых Iкт17 + Iэт8 Iкт17 + Iкт6. т8 Iкт6(1 + т8), где т8 коэффициент усиления по току транзистора 8.

Для обеспечения нормальной работы схемы выходной ток, формируемый схемой, выбирается из условия

Iвых > Iнагр, где Iнагр нагрузочный ток, определяемый сопротивлением нагрузки.

В случае, если на входе 14 драйвера двигателя сигнал логического "0", транзистор 1, а следовательно и транзисторы 4-6,8 и 17 закрыты, а транзистор 12 открыт, коммутируя нагрузку на отрицательную шину источника питания.

Таким образом полумосты работают в противофазе, при этом один конец нагрузки закоммутирован на положительную шину источника питания, а второй на отрицательную. При изменении сигнала на входе драйвера двигателя ток через нагрузку меняется на противоположный.

При исправном состоянии нагрузки напряжение на выходе полумоста при включенном верхнем ключе:

Uвых Uп Uкэт6 Uбэт8, где Uкэт6 напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 6;

Uбэт8 падения напряжения на базо-эмиттерном переходе транзистора 8. При этом напряжение на базе транзистора 18

Uбт18 Uп Uбэт4 UR19, где UR19 падение напряжения на резисторе 19.

Пусть величины резисторов 19 и 20 равны, тогда

Uбэт5 UR19 + UR20 2UR19

Следовательно,

UR19 Uбэт5/2.

Напряжение на базо-эмиттерном переходе транзистора 18 равно

Uбэт18 Uвых Uбт18 Uп Uкэт6 Uбэт8 -(Uп Uбэт4 Uбэт5) Uбэт4 + Uбэт5/2 Uкэт6 -Uбэт8

Из данного выражения видно, что напряжение на базо-эмиттерном переходе транзистора 18 недостаточно для его открывания, и данный транзистор закрыт.

Следовательно, ток на входе буфера 22 отсутствует, и он не выдает на контрольный выход 23 драйвера двигателя сигнал о неисправности нагрузки.

В случае обрыва нагрузки нагрузочный ток уменьшается до нуля и становится меньше коллекторного тока транзистора 6, при этом

Uвых Uкэт10

При этом

Uбэт18 Uбэт4 + Uбэт5/2 Uкэт6, считая, что

Uбэт18 Uбэт4 Uбэт5, и учитывая, что

Uкэт6 < Uкэт5/2, видим, что его напряжение на базе транзистора 18 становится достаточным для его открывания, и на контрольном выходе полумоста является ток, который ограничивается резистором 21. Этот ток поступает на вход буфера 22 и на контрольном выходе 23 драйвера двигателя появляется сигнал обрыва нагрузки. Сигнал неисправности приходит с того полумоста, верхний ключ которого находится во включенном состоянии.

При этом обеспечивается полный контроль нагрузки на обрыв, включая случай, когда один из выводов нагрузки оборван и закоротился на одну из шин питания. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ДРАЙВЕР ДВИГАТЕЛЯ, состоящий из двух полумостов, каждый из которых содержит первый транзистор n - p - n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор через первый резистор - с коллектором второго и базой третьего транзисторов p - n - p-типа проводимости, коллектор последнего соединен с отрицательной шиной источника питания, а эмиттер - с базами второго и четвертого транзисторов p - n - p-типа проводимости, эмиттеры которых соединены с положительной шиной источника питания, коллектором пятого транзистора n - p - n-типа проводимости и катодом первого диода, коллектор четвертого транзистора соединен с базой пятого транзистора, эмиттер которого соединен с выходом полумоста, анодом первого и катодом второго диодов и коллектором шестого транзистора n - p - n-типа проводимости, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания и анодом второго диода, а база - с выходом первого инвертора, вход которого соединен с базой первого транзистора и входом полумоста, который у первого полумоста соединен с входом драйвера двигателя и через второй инвертор - с входом второго полумоста, а выходы полумостов являются выходами драйвера двигателя, отличающийся тем, что в каждый полумост введены седьмой транзистор p - n - p-типа проводимости, эмиттер которого соединен с положительной шиной источника питания, база - с базой второго транзистора, а коллектор - с выходом полумоста и эмиттером восьмого транзистора p - n - p-типа проводимости, база которого через второй резистор соединена с базой второго транзистора и через третий резистор - с базой - третьего транзистора, а коллектор через четвертый резистор с контрольным выходом полумоста, при этом контрольные выходы у обоих полумостов объединены и через выходной буфер соединены с контрольным выходом драйвера двигателя.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru