Транзисторный переключатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОЦиАлистическиМ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)з Н 03 К 17/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772040/21 (22) 22.12.89 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 (71) Научно-исследовательский электромеханический институт (72) В.Н.Горшков и В.С.Ижукин (53) 621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1129736, кл. Н 03 К 17/60, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 738166, кл, Н 03 К 17/60, 1980, (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных модулирующих устройствах, Цель

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в им-. пульсных модулирующих устройствах.

Известны высоковольтные транзисторные переключатели на и последовательно соединенных транзисторах (1,2,3).

Основные недостатки этих переключателей заключаются в основном:

В недостаточно высоком КПД, обусловленном наличием делителя напряжения и служащим для запуска транзисторов переключателя от второго до п-ro, В N последовательно соединенных источниках питания (2) также присутствуют емкостные или резистивные делители снижающие КПД.

В недостаточно высокой надежности переключателей, обусловленной наличием положительных послеимпульсных выбросов на коллекторах транзисторов от первого до

"и-1"-го, возникающих в основном из-за изобретения — повышение КПД и надежности транзисторного переключателя путем накопления энергии выбросов напряжения на коллекторах транзисторов и использовас ния ее для открывания транзисторов во время формирования импульса на нагрузке.

После окончания импульса с шины 7 транзисторы 2 последовательно закрываются и на их коллекторах возникает положительный выброс напряжения. Амплитуда положительного выброса снижается и их энергия накапливается в конденсаторах 8. Эта энергия служит для. открывания транзисторов 2 при приходе очередных импульсов запуска с шины 7. 1 ил.

>а

Э наличия задержки при закрывании этих транзисторов.

Из известных устройств наиболее близкий по технической сущности и функциональному назначению является а высоковольтный транзисторный переклю- ф чатель описанный в (1). . 00

Недостатками прототипа, как отмечалось выше, являются также недостаточно высокие КПД и надежность, Целью изобретения является повышение КПД переключателя с одновременным повышением его надежности, Поставленная цель достигается за счет того, что в транзисторный переключатель, содержащий переключатель Hà "n" последовательно соединенных транзисторах, управляющую шину, нагрузку и источник питания, при этом эмиттер первого транзиGT0pa переключателя и отриимельный по1714801 люс источника питания соединены с общей точкой схемы переход база-эмиттер каждого из транзисторов зашунтирован первым резистором и первым диодом, база первого транзистора через цепочку из параллельно соединенных второго резистора и конденсатора подключена к управляющей шине, без второго транзистора подключена к первому выводу второй аналогичной цепочки, коллектор первого транзистора соединен с эмиттером второго транзистора, остальные транзисторы от третьего до "n"-ro соединены соответственно так же, при этом коллектор и-го транзистора через нагрузку подключен к положительному полюсу источника питания, переходы коллектор-эмиттер транзистора от первого до и-1-го зашунтированы третьими резисторами, а и-й третий, резистор подключен между эмиттером и-ro транзистора и положительным полюсом ис.точника питания дополнительно введено "и1" вторых диодов и накопительных конденсаторов, анод первого вновь введенного второго диода подключен к коллектору первого и эмиттеру второго транзистора переключателя, а катод этого диода соединен с первым выводом вновь введенного накопительного конденсатора и первым выводом второго резистора. второй вывод которого соединен с базой второго транзистора переключателя, второй вывод накопительного конденсатора подключен к общей шине. Остальные вновь введенные вторые диоды от второго до и-1-го подключены соответственно так же. Это обстоятельство доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

Патентные исследования по классам

МКИ: Н 03 К 17/08; 17/60; 5/00; 5/01; 5/12;

5/53; 5/55 показали, что авторам неизвестны технические решения. содержащие указанные отличительные признаки и позволяющие достигнуть тот же результат, что в заявляемом объекте. Это обстоятельство доказывает наличие критерия "существенные отличия".

Положительный эффект достигается за счет того, что введение и-1-х вторых диодов и накопительных конденсаторов позволяет накапливать энергию положительного послеимпульсного выброса, возникающего на коллекторах транзисторов переключателя. и использовать ее впоследствии для открывания транзисторов переключателя во время формирования импульса на нагрузке.

На чертеже представлена принципиальная схема транзисторного переключате° ля, Предлагаемое устройство содержит переключатель 1 на п последовательно соединенных транзисторах 2, при этом переход эмиттер-база каждого иэ транзисторов 2 зашунтирован первым резистором 3 и первым диодом 4, а база первого из транзисторов 2

5 переключателя 1 через цепочку, состоящую из параллельно соединенных второго резистора 5 i и конденсатора 6 подключена к управляющей шине 7, база второго транзистора 2 через аналогичную цепочку, состоя10 щую иэ параллельно соединенных резистора 5 и конденсатора 6 подключена к первому выводу первого накопительного конденсатора 8, коллектор первого транзистора 2 и.эмиттер второго транзистора 2

15 подключены к аноду второго диода 9, катод которого подключен к первому выводу первого накопительного конденсатора В, второй вывод первого накопительного конденсатора 8 соединен с общей точкой

20 схемы, база и эмиттер остальных транзисторов 2 от третьего до и-ro подключены соответственно так же, коллектор n-ro транзистора 2 подключен к первому выводу нагрузки 10, второй вывод которой соеди25 нен с положительным полюсом источника питания 11, отрицательный полюс которого подключен к общей точке схемы, переход коллектор-эмиттер транзисторов 2 от второго до и-1-го зашунтирован резистором 12, 30 положительный полюс источника питания

11 через и-й резистор 12 подключен к эмиттеру и-го транзистора 2 переключателя 1.

Предложенное устройство работает следующим образом.

35 В статическом сотоянии переключатель

1 закрыт, падение напряжения на нагрузке

10 близко к нулю, импульс запуска на управляющей шине 7 отсутствует, а конденсаторы

8 накапливают заряд соответственно через

40 резисторы 12, диоды 9 и общую точку схемы.

При приходе импульса запуска с управляющей шины 7 транзисторы 2 переключателя

2 последовательно открываются и на нагрузке 10 возникает импульсное напряже45 ние.

После окончания импульса с шины 7 транзисторы 2 последовательно закрываются, при этом из-за задержки закрывания транзисторов 2 на коллекторах транзисто50 ров 2 от первого до "и-1"-го возникает положительный послеимпульсный выброс напряжения, который приводил бы либо к понижению надежности, либо к отказу транзисторов 2, В предложенном же устройстве

55 коллектор каждого транзистора от первого до A"1-го — эашунтирован последовательно соединенными диодом 9 и конденсатором 8, при этом амплитуда положительного послеимпульсного выброса на коллекторах транзисторов 2 от первого до и-1-го резко

1714801 снижается, энергия этих выбросов накапливается в конденсаторах 8 и служит для открывания транзисторов 2 при приходе очередных импульсов запуска с шины 7.

Использование заявляемого техниче; ского решения позволяет реализовать поставленную задачу — повысить КПД переключателя за счет исключения делителя напряжения, необходимого для открывания транзисторов 2 от второго до и-го с одновременным повышением надежности транзисторов 2 из-за резкого уменьшения амплитуды послеимпульсного положительного выброса на коллекторах транзисторов

2 от первого до п-1-го.

Формула изобретения

1. Транзисторный переключатель, содержащий N транзисторных ключей, N выравнивающих резисторов и N-1 накопительных конденсаторов, первый выход первого транзисторного ключа подключен к общей шине, второй выход каждого предыдущего транзисторного ключа соединен с первым выходом последующего транзисторного ключа, второй выход N-lo транзисторного ключа через нагрузку подключен к шине питания и первому выводу

N-го выравнивающего резистора, второй вывод которого соединен с первым выходом

N-го транзисторного ключа, первый и второй выход каждого предыдущего транэисторного ключа соответственно подключен к первому и второму выводу соответствующего выравнивающего резистора, вход первого транзисторного ключа соединен с

5 управляющей шиной, вход каждого последующего транзисторного ключа подключен к первому выводу соответствующего накопительного конденсатора, второй вывод первого накопительного конденсатора сое10 диненсобщейшиной;отличающийся тем,.что, с целью повышения КПД и надежности, введены N-1 дисков, причем первый и второй вывод каждого диска подключен соответственно к входу и первому выходу

15 соответствующего последующего транзисторного ключа, второй вывод каждого последующего конденсатора соединен с общей шиной.

2. Переключатель по п.1, о тл и ч а ю20 шийся тем, что каждый транзисторный ключ содержит транзистор, защитный диод, первый и второй резисторы, форсирующий конденсатор, причем эмиттер и коллектор транзистора подключен соответственно к

25 первому и второму выходам транзисторного ключа, вход которого через первый резистор и формирующий конденсатор, которые соединены параллельно, подключен к базе транзистора и первым выводам защитного

30 диода и второго резистора, вторые выводы которых соединены с эмиттером транзистора.