Коммутатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. Коммутатор переменного напряжения содержит транзисторные ключи 1-4, транссЬорматоры 17-1, 17-2 тока, каждый из которых содержит по две первичные и две вторичные обмотки,пороговые элементы 13-16 и шины 27, 28 источника переменного напряжения; Каждый транзисторный ключ 1-4 содержит управляющий и силовой транзисторы 20, 21 соответственно . Введение трансформаторов тока 17-1, 17-2, пороговых элементов 13-16 и соответствующее их включение позволяет исключить появление сквозных токов, 1 ил,

СООЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (1И

j53) 5 Н 03 К 1 7/60

17S

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТИУ (21) 4602674/21 (22) 09.11.88 (46) 23.05.9 1. Вюл . Р 19 (72) Л.К.Сивенков и Н.A.Tponuu (53) 621. 382 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

P 1198686, кл. Н 03 К 17/60, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1338052, кл. Н 03 K 17/60, 1987 ° (54). КОММУТАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯИЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации переменного напряжения на активно-индуктив.2 ной нагрузке. Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия, Коммутатор переменного напряжения содержит транзисторные ключи 1-4, трансформаторы 17-1, 17-2 тока, каждый vç которых содержит по две первичные и две вторичные обмотки, пороговые элементы 13-16 и шины 27, 28 источника переменного напряжения; Каждый транзисторный ключ 1-4 содержит управляющий и силовой транзисторы 20, 21 соответственно. Введение траиС4орматоров тока 17-1, 17-2, пороговых элементов 13-16 и соответствукнцее их включение позволяет исключить появление сквозных токов. 1 ил, 1651365

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания, например, для коммутации переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке, Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия. !

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого коммутатора.

Коммутатор содержит четыре транзисторных ключа 1...4, четыре первых резистора 5.. ° 8, управляющий трансформатор 9, обмотки 10 и 11 которого образуют парафазные шины, а обмотка

12 является входной, четыре пороговых элемента 13-16 и два трансформатора

17-1 и 17-2 тока с первичными и вто- 20 ричными обмотками 18-1...18-4 и

19-1...19-4 соответственно.

Каждый транзисторный ключ содержит управляющий и силовой транзисторы 20 и 21, первый и второй диоды 22 и 23, 25 второй резистор 24, первый вьвод которого соединен с первым вьводом соответственно обмотки 19-1...19-4, эмиттером транзистора 21, анодом дио,да 22 и подключен к первому выходу ключа, второй вывод резистора 24 соединен с анодом диода 23, базой транзистора 21 и эмиттером. транзистора

20,. коллектор которого соединен с вторым выводом соответствующей обмотки 19-1... 19-4.

К второму выходу ключа подключены катод диода 22 и второй вьвод соот- ветствующей обмотки 18-1... 18-4, первый вывод которой соединен с коллектором транзистора 21.

База транзистора 20 соответствующего ключа 1...4 соединена через соответствующий резистор 5...8 .с соответствующей парофазной шиной и с первым выводом соответствующего порого. вого элемента 14, 13,. 16.и 15, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора 20 ключей 2, 1, 4 и 3, соответственно.

Первые выходы ключей 1 и 3 соединены с первыми выходами ключей 2 и 4 и с вторыми выходами обмоток 10 и 11 трансйорматора 9 соответственно, обмотка 12 которого подключена к первой и второй шинам 25 и 26 источника уп-, равляющего напряжения. Вторые выходы ключей 1 и 4 подключены к шинам 27 и 28 источника переменного напряжения соответственно, вторые выходы ключей ..

? и 3 соединены между собой и подключены через шину 29 и нагрузку к общей шине. Последовательно вкпюченные ключи 1-4 объединены в два ключа двух сторонней проводимости с пропорционально-токовым управлением, образуя стойку коммутатора переменного входного напряжения. Трансформаторы 17-1, 17-2 выполнены общими для ключей 1, 4 и 2, 3 соответственно, и представляют собой два четырехобмоточных трансформатора, работающих в двухтактном (симметричном) режиме на частоте входного источника.

Порorовые элементы 13-16 могут состоять из двух последовательно соединенных диодов.

Коммутатор работает следующим образом.

На шины 27 и 28 поступает переменное напряжение произвольной формы от источника переменного напряжения. При отсутствии управляющего напряжения на шинах 25 и 26 транзисторы 20 и 21 всех ключей закрыты, напряжение на шине 29 отсутствует.

При подаче на шины 25 и 26 переменного напряжения формы меандр осуществляется управление ключами 1-4, причем при положительном напряжении между шинами 25 и 26 напряжение на обмотке 10(11) отпирающее (запирающее) для транзисторов 20 и 21 ключей .

1 и 2 (3 и 4), при этом ключи 3 и 4 разомкнуты, а ключи 1 и 2 замкнуты.

В зависимости от полярности напряжения между шинами 27 и 28 один из транзисторов 21 ключей 1 и 3 оказывается в прямом, а другой в инверсном включении. При положительном (отрицательном) входном напряжении шина 29 подключена к шине 27 через транзистор 21 ключа 1 (2), соответствующую обмотку 18-1...18-4 ключа 1 (2), диод 22 ключа 2 (1). Направление тока к шине (от нины) 29 принято положительным (отрицательным). Благодаря магнитной связи обмоток трансформаторов 17-1 и 17-2 при протекании через соответствующую обмотку 18-1...18-4 положительного (отрицательного) тока к коллектору транзистора 20 ключа (2) прикладывается положительное напряжение от соответствующей обмотки

19-1...19-4, поддерживающее ток базы транзистора 21 пропорциональным току нагрузки, к коллектору транзистора 20

5 á 5136 ключа 4 (3) — отрицательное напряжение соответствуюшей обмотки 19-1...

19-4, но пороговь»»» элемент 16 (15) закрыт так как напряжение на обмотЭ

5 ке 11 также отрицательное. После смены полярности напряжения между шинами 25 и 26 транзистор 21 ключа 1 (2) начнет рассасываться, его базовый ток протекает по цепи: база транзистора

21, диод 23, резистор 5 (6), обмотка

10, эмиттер транзистора 21. Поляр ность напряжений на обмотках трансАориаторов остается прежней. Пороговь»»» элемент 16 (15) открывается и отрицательное напряжение соответствующей обмотки 19-1...19-4 поступает на базу транзистора 20 ключа 3 (4), запрещая его включение. Так осуществляется защита от "сквозных" токов. 20

После рассасывания транзистора 2! ключа 1 (2) он закрывается, папряжеz»z»e на соответствующей обмотке

19-1... 19-4 меняет полярность, пороговььй» элемент !6 (15) закрывается и 25 напряжение обмотки 1t открывает ключ

4 .(3) . При положительном (отрицательном) входном напряжении шина 29 подключается к шине 28 через транзистор

21 ключа 3 (4), соответствующую об- т мотку 18-1...18-4, диод 22 ключа 4 (3), при этом протекает отрицательный (положительньп») ток нагрузки, к коллектору транзистора 20 ключа 3 (4) прикладывается положительное напряже35 ние соответствующей обмотки 19-t.. °

19- 4, поддерживающее положительную токовую связь, к коллектору транзистора 20 ключа 2 (1) — отрицательное напряжение соответствующей обмотки 4О

19-1... 19-4, порог овьп» элемент t 4 (13) закрьгт. Когда напряжение между шинами 25 и 26 вновь станет положительным, на время рассасывания транзистора 21 ключа 3 (4) открывается пороговый элемент 14 (13) и удерживает ключ 1 (2) в разомкнутом состоянии. После размыкания ключа 3 (4) устройство. возвращается в первоначальное состояние, далее процессы по- 5О вторяются.

Формула и зобр ет ения

Коммутатор переменного напряжения, содержащий четыре транзисторных ключа, последовательно соединенные между шинами источника переменного напряже1»ия, общая шина которого через на5 6 грузку соединена с объединенными выводам»» второго и третьего транзисторных ключей, управляющие входы первого, второго и третьего, четвертого транзисторных ключей соединены соответственно с двумя парами управляю»Ш»х парафазных шин, вторая z» четвертая управляющие парафазные шины подключены к первым выходам первого, второго и третьего, четвертого транзисторных ключей соответственно, кажпый транзисторьп» ключ содержит управляющий и силовой транзисторы, база первого из которых подключена через первый резистор к первому управляющему входу транзисторного ключа, база силового транзистора соединена с первым выводом второго резистора, эмиттер — с первым выходом транзисторного ключа, которьо» через обратно включенный первый диод соединен с вторым выходом транзисторного ключа, и второй диод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, введены два четырехобмоточных трансформатора тока и четыре пороговых элвмента, причем первая и вторая первичные обмотки первого трансформатора тока включены между коллекторами силовых транзисторов и вторыми выходами первого z» четвертого транзисторных ключей, первая и вторая вторичные обмотки подключены между вторыми выводами вторых резисторов, эмиттерами cHJIOBblx транзисторов и коллекторами управляющих транзисторов первого и четвертого транзисторных ключей соответственно, первая и вторая первичные обмотки второго трансформатора тока включены между коллекторами-силовых транзисторов и вторьг ми выходами второго и третьего транзисторных ключей, вторичные обмотки подключены между вторыми выводами вторых резисторов, эмиттерами силовых транзисторов и коллекторами управляющих транзисторов, второго и третьего транзисторных ключей соответственно, базы силовых транзисторов всех транзисторных ключей соединены с эмиттерами управляющих транзисторов и через обратно включенные вторые диоды с базами управляющих транзисторов, коллекторы управляющих транзисторов первого и четвертого транзисторных ключей соединены через соответствующие пороговые элементы с базами управляющих транзисторов второго и тре.

1651365 8

I вые элементы с базами управляющих транзисторов первого и четвертого транзисторных ключей соответственно.

5 тьего транзисторных ключей, а коллек" торы управляющих транзисторов второго и третьего транзисторных ключей соединены через соответствующие порогоСоставитель Jl. ьагяй

Редактор Е.Папп Техред Л. Сердюкова Корректор Н.Ревская

Заказ 1610 Тираж 481 Подписное

РЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10!