Переключатель напряжения на емкостной нагрузке

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсини

Социвпистнчесник

Респубпни ()869040 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено02.01.80 (21) 2863891/18-2! с присоединением заявки И— (23) П риоритет—

Опубликовано 30.09. 81. Бюллетень hk 36 (51)М. Кл.

Н 03 К 17/62

3Ьеударстекииый кеиитет

СССР по делен изабретеиийи открытий (53) УДК621. 382 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 09. 81 (72) Автор; . изобретения

Б. М. Юрчиков

1 . =

1 ! !

1 г (71) Заявитель (54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕПЬ НАПРЯЖЕНИЯ HA ЕИКОСТНОЙ НАГРУЗКЕ

Изобретение относится к радиотехнике, связанной с формированием управляющих напряжений на емкостной нагрузке, в частности к устройствам управления электрооптическими световыми затворами и дискретными дефлекторами.

Известен переключатель напряжения, содержащий цепочку последовательно соединенных транзисторов (1 ).

Однако в известном устройстве рассеивается большая мощность при пере10 ключении.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности переключатель напряжения на емкостной нагрузке, сот1 i1$ держащий и транзисторных ключей (+ 1) из которых включены последовательно между шинами источника питания, объединенные выводы m-го и (m + 1)-го последовательно соединенных транзис20 торных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из (— 1) пои следовательно соединенных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шиной источника питания, а другой вывод и объединенные выводы каждой пары последовательно соединенных конденсаторов соединены через соответствующие коммутирующие элементы с соответствующими объединенными выводами последовательно соединенных транзисторных ключей, кроме объединенных выводов я1-го и (я1 + 1)-го трпнзистОрных ключей 12).

Этот переключатель отличается малой мощностью, затрачиваемой на переключения из-за.рекуперации энергии в цепи конденсаторов. Недостатком этого переключателя является также сложность его схемы, обусловленная большим числом коммутирующих элементов.

Цель изобретения — упрощение переключателя.

Для достижения поставленной цели в переключателе напряжения на емкостной нагрузке, содержащем и транзисторных ключей, (+ 1) из которых включены последовательно между шинаФормула изобретения

3 86904

Ми источника питания, объединенные выводы m- ãо и (m + 1)-го последовательно соединенных транзисторных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из (— — 1) последователь/ И но соединенных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шиной источника питания, а другой вывод и. объединенные выводы каждой пары последовательно соединенных конденсаторов соединены через соответствующие коммутирующие элементы с соответствующими объединенными выводами последовательнр соединенных транзисторных ключей, кроме объединенных выводов

m-го и (m + 1)-го транзисторных.ключей, коммутирующие элементы выполнены на транзисторных ключах, причем транзисторы коммутирующих элементов, подключенных к объединенньж выводам с

1-го по в-ый последовательно соединенных транзисторных ключей, подсоединены в обратном включении, а транзисторы остальных коммутируницих элементов подсоединены в прямом включении. 25

Кроме того m равно целой части от

-(— + 1).

И

2 2

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, Устройство содержит источник 1 питания, цепь 2 последовательно соединенных конденсаторов, последовательно соединенные транзисторные ключи 3-8, и транзисторные ключи 9-12, служащие коммутирующими элементами, соединяю-. щими выводы цепи конденсаторов 2 с объединенными выводами транзисторных ключей 3-8. Между объединенным; выводом транзисторных ключей 5 и 6 и общей шиной источника 1 питания вклю40 чена нагрузка 13.

Для развязки управляющих электродов транзисторных ключей 3-12 от схемы управления по постоянному току использованы трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к соответствующим выходам схемы управления, Первоначально емкость нагрузки 13 разряжена, и каждый конденсатор цепи

2 заряжен до напряжения 2 U/n, где . 5О

0 — напряжение источника 1 питания (для схемы, изображенной на чертеже, n = 10) .

От схемы управления сначала поочередно отпираются транзисторные клю- 55 чи .12, 11, 5 4 и 3, что приводит к последовательному ступенчатому заряду емкости нагрузки 13 поочередно от

0 4 всех конденсаторов цепи 2, а на последнем этапе — от источника 1 питания соответственно по цепям транзисторных ключей 12-7-6, 11-6, 10-5,- 9-4-5 и

3 — 4-5. При этом ток ключей 7, 6, 10 и

9 проходит через переходы база — кол— лектор их транзисторов и вторичные обмотки трансформаторов.

Разряд емкости нагрузки 13 происходит при последовательном отпирании от схемы управления транзисторных ключей

9, 1О, 6, 7 и 8 поочередно на все конденсаторы цепи 2, а на последнем этапе — на общую шину источника питания по цепям транзисторных ключей 5-4-9, 5-10, 6-11, 6-7-12 и 6-7-8. При этом ток ключей 5, 4, .11 и 12 проходит через переходы база — к лпектоо их транзисторов и вторичные обмотки трансформаторов. При разряде емкости нагрузки 13 в конденсаторы цепи 2 возвращается вся энергия, отобранная у них при заряде емкости нагрузки 13, Это обусловливает такую же высокую экономичность переключателя, как и известного устройства.

Схема, показанная на чертеже, соответствует случаю m = 3. В общем случае нагрузка 13 может быть подключена к любым объединенным выводам транзисторных ключей 3-8. Однако надежность переключателя наибольшая, если m равно. целой части от — (— + 1), так как

° 1 и

2 при этом напряжение делится между транзисторными ключами наиболее равномерно. В этом случае транзисторы могут иметь меньший запас по напряжению, а если транзисторные ключи составлены для повышения их рабочего напряжения из нескольких последовательно соединенных транзисторов, то можно обойтись минимальным количеством транзисторов.

Преимуществом предлагаемого устройства над известным является меньшая сложность, так как общее количество транзисторных ключей в обоих схемах одинаково, но в предлагаемом устройстве отсутствуют диоды, которых в известной схеме не менее (n — 2) штук, Переключатель может быть собран также по мостовой схеме, что позволяет вдвое снизить потребление энергии и напряжение питания, t

1, Гереключатель напряжения на емкостной нагрузке, содержащий и тран15

1. Зарецкий А. А. и др. Высоковольтный ключ дпя привода электрооптического дефлектора. "Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, 1976, вып. 6.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2805471/18-21, кл. Н 03 К 17/62, 06.08.79 (прототип).

5 5Ь90 зисторных ключей (+ 1) из которых включены последовательно между шина- ми источника питания, объединенные выводы m-rо и (m + 1)-го последовательно соединенных транзисторных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из (+-. 1) последовательно сое2. диненных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шиной источника питания, а другой вывод и объеди- 1а ненные выводы каждой пары последовательно соединенных конденсаторов сое= динены через соответствующие коммутирующие элементы с соответствующими объединенными выводами последовательно соединенных транзисторных ключей, кроме объединенных выводов m ãî и (m + 1)-го транзисторных ключей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения переключателя, коммутирующие элементы выполнены на транзис= торных ключах, причем транзисторы ком"

40 6 мутирующих элементов, подключенных к объединенным выводам с 1-ro no m-ый последовательно соединенных транзисторных ключей, подсоединены в обратном включении, а транзисторы остальных коммутирующих элементов подсоединены в прямом включении.

2. Переключатель по п, 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, m равно целой части от (+ 1) °

Источнйки "йнформации, принятые во внимание при экспертизе

869040

Заказ 8356/85

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Багян

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.Маточка Корректор Г. Решетник