Ключевое устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

744983 (61) Дополнительное к авт. свил-ву N. 308511 (22) ЗаЯвлено02 Р7 69 (21) 1341679/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки,%

Н 03 К 17/60

Государстееииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 02.07.80 ио делам изобретений и открытий (53) ДК 621 374 .33(088 8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Пинчук и Г. H. Введенский (71) Заявитель (54) КЛЮЧЕВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области электронной автоматики, может быть использовано для реверсирования токов в нагрузке по заданной программе и является усовершенствованием ключевого устройства по авт. св. № 308511.

Известное ключевое устройство jig состоит из реверсивного мостовогопереключателя на транзисторах и устройства управления его работой, содержащего два тригге10 ра, противофазные выходы которых соединены с базами соответствующих транзис-. торов мостового переключателя, и содер жит, кроме того, два каскада совпадения, первые входы которых подключены к источнику входного управляющего напряжения, вторые входы — к вспомогательному источнику импульсов, а первый и второй выходы каскадов совпадения через трансформаторы соединены с раздельными входами триггеров.

Недостатком данного устройства sansется невысокая точность коммутации, ввиду наличия обходных паразитных токов

2 (минующих нагрузку) и некоторого влия.— ния управляющих токов на величину тока в нагрузке.

Цель изобретения — повышение точности коммутации.

Для достижения поставленной цели ключевое устройство содержит диоды, включенные в проводящем для тока нагрузки направлении последовательно с каждым основным транзистором мостового переключателя, дополнительные транзисторы и два источника запирающего напряжения, одни полюса которых соединены с одноименными полюсами источника рабочего тока, а другие полюса через дополнительные транзисторы — c бжвми основных транзисторов, причем базы дополнительных транзисторов соответственно подключены к противофазным выходам триггеров.

Кроме того, переходы основных транзисторов база-эмиттер и коллектор-база зашунтированы резисторами.

3 74498

Иа фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 -а-е егпоры напряжений в основных цепях устройства.

Устройство содержит основные транзисторы 1-4, триггеры 5, 6, каскады 7, 8 совпадения с выходами на импульсных трансформаторах, импульсный генератор 9 повышенной частоты, инвертор 10, дополнительные транзисторы 11-14, диоды 1518 с малым обратным током, 1О

Пепи смешения и другие вспомогательные цепи на схеме не показаны.

Ключевое устройство собрано по схеме моста и содержит две параллельно вкпюче11-ные группы переключающих транзисторов, 1- >

Б каждую группу входят два последоветегьно включеппых транзистора разной сгрук-туры 1, 2 и 3, 4 с инверсной схемой управления через дополнительные транзисторы 11-14. Последовательно с каждым тра -"" зистором 1-4 включен диод 15-18. К зажимам мосте присоединен источцик U питающего нагрузку тока, а во вторую диагональ вх цочено цагрузочное сопротивление 7.Н . K базам транзисторов одинаковой структуры 1, 2 и 3, 4 через дополнител ные транзисторы 11, 12, 13, 14 подключены резнозначные выходы одного и того же триггера 5, 6 или включенного после триггере двухтактного усилителя. Каждый триггер соединен с выходной обмоткой трансформатора одного каскаде 7 совпеде:= ния и выходной обмоткой второго каскада

8 совпадения. Каскады 7 и 8 совпадения подключены к вспомогательному импульсному генератору 9 повышенной частоты (в десятки или сотни и выше кГц). Y. первому каскаду совпадения подключен источник управляющего напряжения U><, а ко второму каскаду совпадения - источник ип- 4О вертировапного управляющего напряжения, например, инвертор 10. К каждому тригге ру или триггеру с усилителем подводится напряжение от отдельного гельванически изолированного источника (IJ< Q ).

Работа устройства происходит следующим образом.

На вход устройства поступает входной управляющий сигнал U<, например в виде сигнале, показанного на. фиг. 2 б. Согласно этому сигналу в момент1 непраг ление тоха в нагрузке Z должно изменить свой знак на обратный. Этот сигнал 4 поступает на каскад 7 совпадения и на инвертор 10. Ко второму входу каскада 7 совпадения подводятся импульсы повышен ной частоты от генератора 9 (см. фиг. 2,а).

С выхода каскада 7, с обеих обмоток его

3 ф выходного трансформатора снимаются одинаковые сигналы (см. фиг. 2, a). С одной обмотки этот сигнал запускает триггер 5, а со второй- опрокидывает триггер 6. К каскаду 8 совпадения подводятся также сигнал с инвертора .1 0 (cM. фиг. 2, г) .

Ко второму входу каскада 8 совпадения подводятся также импульсы б с генератора 9 (фиг. 2,а). Не выходе каскаде 8, с обеих обмоток его выходного трансформатора снимаются одинаковые сигналы (см, фиг. 2,д). Сигнал с одной обмотки запус--. кает триггер 6, à со второй обмотки опрокидывеет триггер 5.

В результате пе выходах триггера 5 получаем сигналы, аналогичные сигналам показанным не фиг. 2, б и г, е на выходах триггере 6 — сигналы, аналогичные сигналам, пскезелным на фиг. 2, г и б.

Выходы триггеров 5 и 6 между собой електрически развязаны, тек кек они питаются от изолированных источников напряжений U и U

Положительный сигнал (фиг. 2,6) отпи= реет транзистор 11 и этим подводит минус от источнике U > к базе инверсно

Ф I> включенного транзисторе и запирает его и диод 15. Отрицетельпый сигнал (см. фиг. 2 г) запирает транзистор 13 и отпирает транзистор 3.

Отрицательный сигнал (см фиг. 2, г) отпирает транзистор 14 и з""- счет +ис гочцике L)< задирает транзистор 4 и диод 18, положительный сигнал (фиг. 2,6) запирает транзистор 1 2 и отпирает транзистор 2.

В результате, через нагрузку Z 1„до моменте С будет течь ток в положительиом направлении по цепи: +источника тока коллектор-эмиттер транзистора 3, диод 1 7, нагрузка Z <, диод 16, змиттерколлектор транзисторе 2, -источнике От.

Аналогично в момент изменения знака

Ц, в момент один сигнал (фиг. 2,д) опрокинет триггер 5, а второй сигнал (фиг. 2,д) запустит григгер 6. Отрицательный сигпел (фиг. 2,6) запрет транзистор

11 и отопрет транзистор 1, а положительный сигнал (фиг. 2,г) отопрет транзистор

13 и запрет транзистор 3 и диод 17. По=:. ложительный сигнал (фиг. 2,г) запрет транзистор l 4, отопрет транзистор 4, а отрицательный саад"нал. (фиг. 2,6) отопрет транзистор 12 и запрет транзистор 2 и диод 16. Ток через нагрузку Z> изменит свой знак не обратный (знаки не фиг. 1 в скобках).

В результате, через нагрузку 2.И после момента @ б6у дnе т т е чь ток в обратном «а5 7449 правлении по цепи; +источника Q колг лектор-эмиттер транзистора 1, диод 15, нагрузка н, диод 18, эмиттер-коллектор транзистора 4, -источника Ьг .

Для защиты источника тока U» и переключающих транзисторов в цепьU целесот образно установить небольшое ограничивающее сопротивление или автомат перегрузки.

Заполнение управляющих триггерами 5, >о

6 напряжений (фиг. 2, в и д) частыми импульсами исключает возможность ложного срабатывания триггеров 5, 6 от случайных помех и гарантирует надежное безошиб очное реверсирование ключевого устройся 5 ва, а также упрощает сопряжение триггеров 5, 6 с источником входного управляющего напряжения U, так как позволяет на выходах каскадов,7, 8 совпадения установить импульсные трансформаторы, вы- 20 полняющие и развязывающие функции.

С целью приближения момента реверсирования к заданному Г между входами каськада 7 совпадения и между входами каскада 8 совпадения целесообразно уста- 2>

:повить дифференцирующие цепочки с неболчи шой задержкой. При этом. частота сигнала

q. может быть снижена.

Формула изобретения

1 . Ключевое устройство по авт. св.

Л 308511, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ком.мутации, оно содержит диоды, включенные в проводяшем для тока нагрузки паправле нии последовательно с каждым основным транзистором мостового переключателя, дополнительные транзисторы и два источника запирающего напряжения, одни полюса которых соединены с одноименными полюсами источника рабочего тока, а другие полюса через дополнительные транзисторы соединены с базами основных транзисторов причем базы дополнительных транзисторов соответственно подключены к противофазным выходам триггеров.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что переходы основных транзисторов база-эмиттер и коллекторбаза зашунтированы резисторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 308511, кл. Н 03 К 17/60, 1968, 7М983

Составитель H. Щелобанова

Редактор И. Грузова Техред М. Петко Корректор М. Вигула

Заказ 3683/16 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патепт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4