Переключатель

 

1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержа ший э&пира&лый Тиристор, транзистор, ксинд«1сатор и резистор, анод запира« сао . тиристора соединен с первой и1Йной подкпючения коммутируемой цепи, а между кеееоа.ом запираемсго тиристора и второй шиной подключения коммутируек1Ой цепи включи транзистор, отличают и йс я тем, «гго, с цепью повышения надежности функционирования и уменьшения рао-. сеиваемой мощности, в него введены двухполюсник с диодной вольт амперной харак теристикой и блок управления и защиты, двухполюсник с диодной эопьт-амперной характ тстикой и конденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цепи, которая соедШ1ена с первой шиной источника питания, и управляющим электродом зшшр«емого vstpucTopu, который через резистор под-, кпючен к второй шине источника питания. первая управляхшшя шина блока управления и зашиты, вторая управляющая шнна которого подключена к точке соединения : запираемого тиристора и транзистора, соединена с управлякшей шиной переключателя , а выходная шина блока управления и защиты подключена к базе транзистора . 2. Переключатель по п. 1, о т л и чающийся тетл, что блок управлвшя и защиты четыре транзистора, конденсатор, шесть резисторов и пять диодов, коллектор транзистора, база иэмиттер которого соединены соотi ветственно с управляюшей шиной блока управления и защиты и с первой (Л шиной источника питания, через первый диод подключен к эмиттеру второго тран1зистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмиттер второго транаистора.коллектор которого непосредственно , а база через первый резистор соединены со второй шиной источника питания , через кондедюатор соединен с базой третьего транзистора, которая через па т со ю раллельно соединенные второй диод тл второй резистор подключена к второй шине D источника питания, а последователь :о но соединенн 1е третий резистор и третий диод подключена к второй управляющей шине блока управления и защиты, коллектор третьего транзистора, эмиттер кото рого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подклк чен к выходной шине блока управления и защиты и к коллектору четвертого гранзис- . тора , эмиттер четвертого транзистора, база которого через пятый резистс со, двнена с первой шиной источника питания, а через последовательно соединенные чет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ !

РЕСПУБЛИН

09} (И}

pm Н 03 К 17/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPN

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” 1 первая управляющая шина блоха управления и зашиты, вторая управляющая шина которого подключена к точке соединения запираемого тиристора и транзистора, соединена с управляхиней шиной переключателя, а выходная шина блока управления ! и защиты подключена к базе транзистора. (21) 3373889/18-21 (22) 29.12.81 (46) 30.08.83. Бюп. М 32 (72) В.С. Васильев, H.Ï. Кутлер,.

О,М. Ратнер и П.Г. Дерменжи (71) . Всесоюзный научно-исследовательс- кий и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленнссти, в сельском хозяйстве и на транспорте (83) 621.382 (088.8) (S6) 1. Глаэенко Т.А, и др. Полупроводниковые преобразователи частоты в элект .. роприводах. М., "Энергия, 1969, с.32.

2. Булатов O.Ã. и др. Обратимый импупьсньтй преобразователь на полностью управляемых приборах для эпектропривода постоянного тока. - Труды МЭИ, вып.382>

1978, с. 42. (54)(57) 1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий запираемый тиристор, транзистор, конденсатор к резистор, анод запираемого ткркстора соединен с первой utwoN подключения коммутируемой центы, а междукатодом запираемого тиристора к второй,, шиной подключения хоммутируемой цепи включен транзистор, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения надежности функционирования и умейьшения рас-. сеиваемой мсецности, в него введены двухпопюсник с диодной вопыамлерной харак теристихой и блок управления и защиты, двухпопюснкк с дкодной вольт-амперной " характеристикой и конденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цепи, которая соединена с первой шиной источника питания, и управпякацим электродом запираемого ткристора, который через резистор под- „ ключен к второй шине источника питания, 2. Переключатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управления и защиты содержит четыре транзистора, конденсатор, шесть Резисторов и пять диодов, коллектор первого paaaacropa, база и эмиттер которого соединены соответственно с первой управляющей шиной е бпока управления и защиты и с первой шиной источника питания, через первый .диод подключен к эмиттеру второго тран зистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмиттер второго транзистора коплектор которого непосред- е ственно, а база через первый резистор соединены со второй шиной источника питания, через конденсатор соединен с базой третьего транзистора, которая через па . раллепьно соединенные второй диод и второй резистор подключена к второй шине источника питания, а чепэ поспедоватеа но соедкнешпае третий резкстор к третий диод подключена к второй управляющей шине блока управления и защиты, коллектор третьего транзистора, эмиттер кото рого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подклю чен к выходной шине блока управления к защитй и к коллектору четвертого транэкс тора, эмиттер четвертого транзистора, . база которого через пятый резистор соединена с первой шиной источника питания, & через последовательно соединенные чет1039031 .вертай диод и шестой резистор подключена пятый диод включен, между коллектором к второй шине источника лнтачия, соеди- первого транзистора и точкой соединения нен с первой шиной источника питания, а шестого резистора и четвертого диода.

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например, при построении силовых преобразовательных устройств. 5

Известен переключатель, содержащий тирнстор и транзистор, последовательно . включенные в коммутируемую цепь Я

Недостатками укаэанного устройства являются низкая надежность функдцьнирова- fQ ния и значительная потребляемая мощность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемной реализации является переключатель, содержащий t5 запираемый тиристор, транзистор, конденсатор и резистор, анод запираемого тиристора соединен с первой шиной подключения коммутируемой цепи, а между катодом запираемого тиристора и второй шиной под- щ ключения коммутируемой цепи включен транзистор f2)

К недостаткам известного устройства также относят низкую надежность функцио. нирования и значительную рассеиваемую 25 мощность. Низкая надежность функпионирования обусловлена высокой сложностью управления и неэффективной зашитой от перегрузки по току. Значительная рассеиваеа мая мощность обусловлеча необходимостыоЗО динамического и статического; .. распределения напряжения между запираемым тнристором и транзистором .

Бель изобретения - повышение надесности функционирования и уменьшение рассеиваемой мощности.

1 указанная цель достигается тем, что в переключатель, содержащий запираемый тирнстор, транзистор, конденсатор и резистор, анод запираемого тиристора сое 40 динен с первой шиной подключения коммутируемой цепи, а между катодом запираемого тиристора и второй шиной подяпочения коммутируемой цепи включен транзис-, тор, введены двухполюсник с диодной вольт-амперной характеристикой и блок управления и защиты, двухполюсник с ди- одной вольт-амперной характеристикой и конденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цепи, которая соединена с первой шинойисточняка питания,и управляющим электродом

° ° запираемого тиристора, который через ре.зистор подключен к второй шине источни ка питания, первая унравляюшая шина блока управления и зашиты, вторая управляющая шина которого подключена к точке соединения запираемого тиристора и транзистора, соединена с управляющей шиной переключателя, а выходная шина блока управления и зашиты подключена к базе транзистора.

Блок управления и зашиты содержит четыре транзистора, конденсатор, шесть резисторов и пять диодов, коллектор первого транзистора, база и эмиттер которого соединеньГ соответственно с первой управляющей шиной блока управления и заикты н с первой шиной источника питания, через первый диод подключен к эмиттеру второго транзистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмит тер второго транзистора, коллектор которого непосредственно, а база через первый резистор соединены с второй шиной источника питания, через конденсатор соединен с базой третьего транзистора, которая череэ параллельно соединенные второй диод и второй резистор подключена к второй шине источника питания, а через последовательно соединенные третий резистор и третий диод подключена к второй управляющей шине блока управления и защиты, ксплектор третьего транзистора, эмиттер ксторого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подключен к выходной шине блока управления и зашиты и к коллектору четвертого транзистора, змиттер четвертого транзистора, база которого через пятый резистор соединена с первой шиной источника литания, а через последовательно соединенные четвертый диод и шестой резистор подключена к второй шине источника питания, соединен с первой шиной базовую цепь транзистора 2, то отпирание транзистора 9 ведет к отпиранию транзистора 2. Посредством цепи положитепьной обратной связи, состоящей иэ резистора 14 и диода 20, открытый тран- зистор 2 фиксирует открытое состояние транзистора 9. После включения транзистора 2 происходит и вкпючение запираемого тиристора 1. Процесс включения протекает форсированно благодаря импульсному разряду конденсатора 11 через управ- ляющий пе р,on управпяемого тиристора 1.В коммутируемой цепи начинает протекать ток.

При исчезновении сигнала высокого уровня на шине 25 транзистор 7 .запирается. Открываются транзисторы 8 и 10 и конденсатор 11 быстро разряжается через транзистор 8 и диод 19. При этом запирается транзистор 9 и начинает запираться транзистор 2. Напряжение на коплекторе транзистора .2 быстро воэваствет и становится больше напряжения на дух-, полкснике 4 с диодной вольт-вмперной характеристикой. Транзистор 2 и запираемый тиристор 1 закрываются и комьрт руемвя цепь разрывается.

При возникновении перегрузки по току в замкнутом состоянии переключатепя транзистор 2 выходит иэ насыщения. Напряжение на его коллекторе возрастает,,что ведет к уменьшению базового тока транзистора 9 и к его подзапиранию.

Благодаря действию положительной обрат,ной связи через резистор 14 и циоц 20транзисторы 2 и 9 форсированно запираются, переключатель переходит в разомкнутое состояние и возможность выхода иэ строя из-за перегрузки по току устраняется.

Повышение надежности функционирования и уменьшение рассеиваемой мошяост и

" обусповпено введением в переключатель ,блока управления и зашиты.двухпопюсника с диодной вольт-амперной характепистикой;. включенных вышеописанным образом.

Уровень рассеиваемой в репеключателе

O мошности мал, так как в разомкнутом состоянии блок управления и зашить. тока не потребляе, а в замкнутом состоянии этот ток лишь незначительно превышает транзистора 2, Коммутационные потери в переключателе также незначительны. Высокая надежность переключателя обуслоа лена простотой управления и эффективнбй защитой от перегрузки по току. В случае перегрузки переключатеть переходит в разомкнутое состояние, что обусповлеио действием цепи положительной обратной связи, включенной между коллектором транзистора 2 и базой транзистора 9.

3, 1039031 4 источни1са питания, а пятый диод включен между коплектором первого транзистора и точкой соединения шестого резистора и четвертого ди одв.

На чертеже приведена пришпптиапьная схема иплюстрируюш&я пример конкретной реапизации переключ атепя.

Устройство содержит запираемый тиристор 1, транзистор 2, блок 3 управления и защиты, двухпопюсник 4 с диодной вольт-амперной характеристикой, конденсатор 5 и резистор 6, Блок 3 управления и защиты содержит первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 транзисторы, конденсатор ll, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16 и шестой 17 резисторы, первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21 и пя« тый 22 диоды. Первая шина 23 источника питания соединена с эмиттером транзисто-2 ра 2. Вторая шина 24 источника питания через резистор 6 соединена с управляющим электродом запираемого тиристора 1. Первая управляюшвя шина блока 3 управления и защиты соединена с упрввпявмдей шиной 25 переключателя, в вторая управлякицая шина 26 блока 3 управления и зашиты и его выходная шина 27 соецинены, . соответственно с коплектором и базой транзистора 2. Первая 28 и вторая 29 шины подключения коммутируемой цепи подключены соответственно к аноду запираемого тиристора 1 и к эмиттеру транзистора 2.

В качестве двухпопюсника 4 с диодной вольт-амперной характеристикой в описы- З5 ваемом варианте переключателя испопьзованы последовательно включенные диоды можно испопьзовать другие элементы, на пример, стабилитроны)., Переключатель работает сдедующим 40 образом.

В исходном состоянии на шине 25 присутствует.сигнал низкого уровня. При этом транзисторы 7 и 9 закрыты, а транзисторы 8 и 10 открыты. Напряжение на кон4 денсаторе 11 близко к нулю, а транзис» тор 2 заперт. Заперт и тиристор 1, так

Дак напРЯжение на его катоде пРевышает значение, необходимое дпя насыщения напряжение на. управляющем эпектроце. Ток| в коммутируемой цепи отсутствует.

Замыкание коммутируемой цепи происходит поспе поступления на шину 25 попожитепьного сигнала. При этом открывается транзистор 7, напряжение на его коп лекторе падает, что ведет к запиранию 55 транзисторов 8 и 10. Начинается заряд кащенсатора 11 базовым током транэис-i

;тора 9, так как транзистор 9 включен в:

1039031

Составитель В. Нефедов

Редактор С. Квятковская Техред М.Гергель Корректор А. Зимокосов

Заказ 6242/60 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открятМ

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4