Коммутирующее устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации электролюминесцентных излучателей , возбуждаемых знакопеременным напряжением. Целью изобретения является расширение функциональных возможноOf Of -JL № Ш Ш № I и I Ul стей устройства за счет введения функции запоминания и обеспечения произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов , регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды знакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, обеспечивающего сканирование. Коммутирующее устройство содержит m фазных шин, к каждой из которых подключены в чередующемся порядке n/m ячеек, каждая ячейка содержит однонаправленной полупроводниковый элемент (ОПЭ)с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ОДС) 1, резистор 2 и конденсатор 3, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, а ОПЭ с Ё -JL Ш Ш № I и I TzLj. пг J 00 ю VI о ел о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4949578/21 (22) 26.06.91. (46) 07.07.93. 6юл.t4 25 (71) Ульяновский политехнический институт (72) С.Б.Бакланов, В.В.Гайтан и H.Т.Гурин (73) Ульяновский политехнический институт (56) Авторское свидетельство СССР

N. 285114, кл. G 01 R 31/32, 1970.

Авторское свидетельство. СССР

hh 1352639, кл. Н 03 К 17/00, 1987. (54) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

{57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации электролюминесцентных излучателей, возбуждаемых знакопеременным напряжением. Целью изобретения является расширение функциональных возможно Ы, 1827050 А3

В стей устройства эа счет введения функции запоминания и обеспечения произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды знакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, обеспечивающего сканирование. Коммутирующее устройство содержит m фазных шин, к каждой из которых подключены в чередующемся порядке и/m ячеек, каждая ячейка содержит однонаправленной полупроводниковый элемент (ОПЭ) с отрицательным дифференциальнымсопротивлением (ОДС) 1, резистор 2 и конденсатор 3, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, а ОПЭ с

1827050

20

40

ОДС связаны между собой последовательно по возбуждению, причем их первые выводы объединены общей шиной. Согласно изобретению второй вывод ОПЗ с

ОДС каждой ячейки соединен с соответствующей фазной шиной,, с каждой из которых последовательно включен нагруэочный резистор 9, в каждую ячейку дополнительно введен двунаправленный полупроводниковый элемент {ДПЭ) с

ОДС. 4, имеющий симметричную относительно начала координат вольтамперную

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации электролюминесцентных излучателей, возбуждаемых знакопеременным напряжением.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет введения функции запоминания и обеспечения произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды знакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, обеспечивающего скани- 15 рование.

На фиг.1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы двух вариантов предложенного коммутирующего устройства при m = 3, n = 6; на фиг.3 и 4 приведены ВАХ

ОПЭ с ОДС и ДПЭ с ОДС соответственно и положение линии нагрузки; на фиг.5 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Коммутирующее устройство (фиг.1 и 2) содержит в каждой из и ячеек ОПЭ с ОДС 1, резистор 2, конденсатор 3 и ДПЭ с ОДС 4, первые выводы ОПЭ с ОДС 1 объединены общей шиной 5, вторые выводы ОПЭ с ОДС

1 в чередующемся порядке подключены к соответствующей фазной шине 6, 7, 8, с каждой из которых последовательно включен нагрузочный резистор 9, в ОПЭ с ОДС связаны между собой последовательно по возбуждению, первый вывод ДПЭ с ОДС 4 соединен с первыми выводами резистора 2 и конденсатора 3, управляющие выводы

ДПЭ с ОДС 4 объединены s управляющую шину 10, вторые выводы ДПЭ с ОДС 4 подключены к первой питающей шине 11, при этом вторые выводы резистора 2 и конденсатора 3 соединены между собой и связаны с второй питающей шиной 12, причем одна из питающих шин (11 — фиг.1 или 12 — фиг.2) характеристику; первый вывод которого соединен с первыми выводами резистора и конденсатора, управляющие выводы ДПЭ с

ОДС объединены в управляющую шину, вторые выводы ДПЭ с ОДС подключены к первой питающей шине, вторые выводы резистора и конденсатора соединены между собой и связаны со второй питающей шиной, причем одна из питающей шин соединена с общей шиной, а в каждой ячейке

ДПЭ с ОДС связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС; 5 ил. соединена с общей шиной 5, а в каждой ячейке ДПЗ с ОДС4 связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС 1. Вход запуска 13 служит для подачи импульсов запуска.

Коммутирующее устройство работает следующим образом.

В устройстве ОПЭ с ОДС 1 связаны между собой последовательно по возбуждению.

Связь может быть любой известной, например, объемной плазменной в полупроводниковой линейке элементов с ОДС по общему слою.

Механизм действия объемной плазмен. ной связи заключается в том, что при включении одного из ОПЭ с ОДС 1 в общем базовом слое появляется токи возбуждения, служащие токами управления для соседних невключенных ОПЭ с ОДС 1.

В каждой ячейке ДПЭ с ОДС 4 связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС 1. Связь может быть, например, оптоэлектронной на основе линейки ОПЗ с ОДС 1, излучающих в инфракрасной области, и фоточувствительных ДПЭ с ОДС 4 или схемотехнической— на основе включенного диода между управляющим электродом ОПЭ и ОДС 1 и дополнительным управляющим электродом ДПЭ с ОДС 4.

Работа коммутирующего устройства (фиг.1, 2) проиллюстрирована на примере возбуждения конденсаторов второй и четвертой ячеек (фиг.5)..

В исходном состоянии ОПЭ с ОДС 1 и

ДПЭ с ОДС 4 всех ячеек выключены за счет выбора амплитуды напряжения питания Е6, Ет, Ез, сопротивления резисторов 9 и, соответственно, Е 1(Е1г), сопротивления резисторов 2 таким образом, что линия нагрузки (фиг.3, 4) пересекает ВАХ ОПЭ с ОДС 1 в трех точках (а, б, в), ВАХ ДПЭ с ОДС 4 — в трех точках (а, б, в) в квадранте I и в трех точках (г, д, е) в квадранте 1И.

После подачи на вход запуска 13 импульса запуска Оззп BAX ОПЭ с ОДС 1 пер1827050 вой ячейки деформируется (см.пунктирную линию на фиг.3). ОПЭ с ОДС 1 включается на время действия напряжения Ев. Протекающий через включенный ОПЭ с ОДС 1 ток создает импульс возбуждения, который распространяется как в сторону ОПЭ с ОДС 1 второй ячейки, так и в направлении ДПЭ с

ОДС 4 первой ячейки, деформируя ВАХ обоих элементов до положения, с одной стороны, достаточного для включения ОПЭ с ОДС

1 второй ячейки при появлении напряжения питания Е7, и, с другой стороны, недостаточного для включения ДПЭ с ОДС 4 первой ячейки, который может включиться только при подаче на управляющую шину 10 импульса управления Uynp.

При включении ОПЭ с ОДС 1 второй ячейки после подачи напряжения питания

Е7 за счет передачи возбуждения ДПЭ с

ОДС 4 второй ячейки и одновременной подачи на управляющую вину 10 импульса уп- 20 равления Uy p ДПЭ с ОДС 4 включается и коммутирует конденсатор 3 второй ячейки в цепь знакопеременного напряжения

E<1(Eкения E>>(E12) и перезаряжая до — Uc в течение действия отрицательного полупериода Е,. (Еа) (фиг.5). При снятии импульса управления Уулр и дальнейшем сканировании импульса возбуждения по цепи ОПЭ с 30

ОДС 1 синхронно с импульсами фазного напряжения Ев, Е7, Ев конденсатор 3 второй ячейки буде . продолжать находиться в режиме коммутации в отсутствие управляющего воздействия эа счет устойчивого включенного состояния ДПЭ с ОДС4 второй ячейки, т.е. будет выполнена функция запоминания. Принцип возбуждекия кондексатора 3 четвертой ячейки аналогичен.

Включенные ДПЭ с ОДС 4 не будут оказывать влияния на работу ОПЭ с ОДС 1 в силу 40 однонаправленного характера связи ДПЭ с

ОДС 4 с ОПЭ с ОДС 1;

"Запись" информации, выполняемая импульсом управления Uynp и выражающаяся в возбуждении комбинации конденсата- 45 ров 3 энакопеременным напряжением, производится за один цикл сканирования по цепи ОПЭ с ОДС 1, по окончании которого для дальнейшей работы устройства достаточно только напряжения Et>(E12).

B пределах одного цикла сканирования по цепи ОПЭ с ОДС 1 возможно производить реверсивный режим "записи", осуществляя реверс сканирования за счет выбора последовательности подачи фазного напряжения на соответствующие фаэные шины при п >3, "Стирание" информации, выражающееся в выключении возбужденных ячеек, производится снятием напряжения E t >(E

"Запись" новой информации производится в следующем цикле сканирования с первой ячейки.

Операции "записи" и "стирания" информации позволяют произвольно выбрать комбинации .возбуждаемых конденсаторов и регулировать время их коммутации независимо от амплитудко-временных характеристик фазного напряжения Ев, Е7, Е8, Раздельная регулировка амплитуды: знакопеременного напря>кения Е1 (Е ц) независимо от амплитуды фазного напряжения Ео, Ет, Еа выполняется за счет использования отдельной питающей шины

11 (12). Такой режим позволяет "развязать" цепь сканирования, выполненную на ОПЭ с

ОДС 1, от цепи коммутации, выполненной на ДПЭ с ОДС4, Форма напряжения Е11(Еа) может быть как синусоидальной, так и в виде импульсов различной конфигурации.

Таким образом, благодаря введению

ДПЭ с ОДС, связанных по возбу>кдению с

ОПЭ с ОДС одноименных ячеек, использованию управляющей шины и отдельной питающей шины знакопеременного напряжения обеспечивается введение функции запоминания, произвольный выбор комбинации возбуждаемых конденсаторов„,, регулировка времени их коммутации и раздельная регулировка амплитуды знакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, что ведет к значительному расширению функциональных возможностей устройства, Так, в экспериментально исследованном макете коммутирующее устройство, состоящее из десяти, ячеек, выполнено на основе интегральной линейки обьемно-связанных тиристоров (цепочка ОПЭ с ОДС 1), в качестве ДПЭ c ..ОДС 4 каждой ячейки использовалась пара тиристооных оптронов АОУ103Б, у которых фотатиристоры включены встречно-параллельно, образуя двунаправленный переключатель, а светодиоды соединены последовательно между собой и с ОПЭ с ОДС 1 одноименной ячейки, обуславливая связь по возбуждению, Коммутирующее устройство работало в режиме трухфазного напряжения питания (m = 3). В процессе исследования было подтверждено выполнение фуккции запоминания, обеспе1827050 чена возможность произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды энакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, что позволило значительно . расширить функциональные возможности устройство.

Формула изобретения

Коммутирующее устройство, содержащее е фазных шин, к каждой из которых подключены в чередующемся порядке n jm ячеек, каждая ячейка содержит однонаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, резистор и конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, а однонаправленные полупроводниковые элементы с отрицательным дифференциальным сопротивлением связаны междусобой последовательно по возбуждению, причем их первые выводы объединены и подключены к общей шине,отличающее с ятем,что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, второй вывод однонаправленного полупроводникового элемента с отр ным сопротивлением каждой ячейки соединен с соответствующей фазной шиной через нагрузочный резистор, в каждую ячейку дополнительно введен двунаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, имеющий симметричную относительно начала координат вольт-амперную характеристику, первый вывод которого соединен с первыми выводами резистора и конденсатора, управляющие выводы двунаправленных полупроводниковых элементов с отрицательным дифференциальным сопротивлением объединены и подключены к управляющей шине, вторые выводы двунаправленных полупроводниковых элементов с отрицательным дифференциальным сопротивлением подключены к первой питающей шине, вторые выводы резистора и конденсатора соединены между собой и связаны с второй питаю20 щей шиной, причем одна из питающих шин соединена с общей шиной, а в каждой ячейке двунаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением связан по возбуждению

25 с однонаправленным полупроводниковым элементом с отрицательным дифференциаль1827050

Фиг.5

Составитель С.бакланов

Техред М.Моргентал Корректор .Г.Кос

Редактор С.Кулакова

Заказ 2333 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г и и ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Производственно-издатеввскид комбинат Патент, г. Ужгород. у . р п.Гага ина, 101