Коммутатор

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (9

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.80 (21) 2889144/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Клэ

Н 03 К 17/56

Гасударственный кемнтет

СССР (53) УДК 621.382 (088.8) Опубликовано 07.08.82. Бюллетень №29

Дата опубликования описания 17.08.82

IIo делам нэебретеннй н аткрмтнй (72) Автор изобретения

А. И. Гении (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханики для коммутации сигналов постоянного и переменного тока.

Известен бесконтактный коммутатор постоянного и переменного токов, содержащий тиристоры, диоды, резисторы, блок управления, источник тока смещения и источник коммутируемого напряжения (1).

Недостатком известного коммутатора является неустойчивость работы при переменной нагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является коммутатор, содержащий источник коммутируемого напряжения, источник напряжения смещения, блок управления с двумя выходами и две ячейки, каждая из которых содержит запираемый тиристор, три диода, два резистора, биполярный транзистор и МДП-транзистор (21.

Однако данный коммутатор не обеспечивает высокого быстродействия и малых потерь мощности в широком диапазоне коммутируемых напряжений.

Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение потерь мощности в расширенном диапазоне коммутируемых напряжений.

Для достижения указанной цели в коммутаторе, содержащем источник коммутируемого напряжения, источник напряжения смещения, блок управления с двумя выходами и две ячейки, каждая из которых содержит запираемый тиристор, три диода, два транзистора и два резистора, причем в каждой ячейке первый диод соединен с вторым в последовательную цепочку, включенную встречно-параллельно тиристору, коллектор первого транзистора через первый резистор соединен со своей базой и коллектором второго транзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с эмиттером первого транзистора, база второго транзистора соединена с точкой соединения первого и второго диодов, отрицательный полюс источника напряжения смещения соединен с катодом каждого тиристора и с блоком управления, выходы которого подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров, а выход источника коммутируемого напряжения через нагрузку подключен к точкам

949815 соединения первого и второго диодов ячеек, в каждой ячейке третий диод присоединен анодом к положительному полюсу источника напряжения смещения и катодом к коллектору первого транзистора, а эмиттер второго транзистора соединен с анодом тиристора. . Ha чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Коммутатор содержит две ячейки, каждая из которых содержит запираемый тиристор 1, диоды 2, 3 и 4, транзисторы 5 и 6 и резисторы 7 и 8. Диод. 2 соединен с диодом 3 в последовательную цепочку, включенную встречно-параллельно тиристору 1.

Коллектор транзистора 5 соединен с катодом диода 4 и через резистор 7 — со своей базой и коллектором транзистора 6, база которого соединена с точкой соединения диодов 2 и 3. Эмиттер транзистора 6 соединен с анодом тиристора 1 и через резистор 8— с эмиттером транзистора 5. Анод диода 4 соединен с положительным полюсом (шиной) 9 источника напряжения смещения, отрицательный полюс (шипа) 10 которого соединен с катодом тиристора 1 и блоком 1 управления, выходы которого подключены к управляющим электродам тиристоров 1. 25

Выход 12 источника коммутируемого напряжения через нагрузку 13 подключен к точкам соединения диодов 2 и 3 разных ячеек.

Коммутатор работает следующим образом.

ЗG

В исходном состоянии тиристоры 1 закрыты. Ток через нагрузку !3 не протекает.

С приходом сигнала управления тиристоры 1. открываются и запоминают управляющее воздействие. Ток смещения тиристора 1 протекает по цепи: шина 9, диод 4, коллек- з> тор-эмиттер транзистора 5, резистор 8, анодкатод тиристора 1, шина 10. Так как транзистор 5 включен по схеме эмиттерного повторителя, напряжение на резисторе 8, а следовательно и ток смещения тиристора 1, зависят от напряжения на коллекторе транзис- 4О тора 6, которое определяется напряжением смещения на шине 9, сопротивлением резистора 7, коэффициентом усиления транзистора 6 и напряжением на диоде 2, создаваемым током цепи сигнала. При отсутствии 45 тока, протекающего по диоду 2, напряжение на диоде 2 равно нулю, транзистор 6 закрыт и в установившемся режиме при открытии тиристора 1 его ток определяется, в основном, напряжением на шине 9 и сопротивлением резистора 8. То есть в установившемся 5О режиме, при отсутствии коммутируемого тока, ток цепи смещения максимален и равен току удержания тиристора.

С открытием тиристоров нагрузка 13 подключается к источнику коммутируемого напряжения. Ток нагрузки !3 протекает следующим образом: «плюс» источника коммутируемого напряжения, нагрузка 13, диод 2 и тиристор I первой ячейки, шина 10, диод 3 второй ячейки и «минус» источника коммутируемого напряжения. Под действием протекающего тока на диоде 2 создается напряжение, которое плюсом прикладывается к базе, а минусом к эмиттеру транзистора 6 и приоткрывает его. Так как характер вольт-амперной характеристики диода 2 близок к характеру входной характеристики транзистора 6, то линейное нарастание тока нагрузки 13 приводит к уменьшению напряжения эмиттер-коллектор транзистора 6 по закону, близкому к линейному, и соответствующему уменьшению составляющей тока через тиристор, обусловленной током, протекающим от источника напряжения.

При токе нагрузки, большем тока удержания, ток в цепи смещения уменьшается до нуля. В результате ток через тиристор ограничивается только током нагрузки, что способствует повышению быстродействия.

Вклк1чение диодов 4 в коллекторные цепи транзисторов 5 позволяет при относительно высоких коммутируемых напряжениях использовать низковольтные биполярные транзисторы, характеризующиеся малыми остаточными напряжениями и хорошим л частотными свойствами. В результате обеспечивается дополнительное повышение быстродействия и уменьшение потерь мощности в расширенном диапазоне коммутируемых напряжений.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий источник коммутируемого напряжения, источник напряжения смещения, блок управления с двумя выходами и две ячейки, каждая из которых содержит запираемый тиристор, три диода, два транзистора и два резистора, причем в каждой ячейке первый диод соединен с вторым в последовательную цепочку, включенную встречно-параллельно тиристору, коллектор первого транзистора через первый резистор соединен со своей базой и коллектором второго транзистора, эмиттер которого через второй резистор соединен с эмиттером первого транзистора, база второго транзистора соединена с точкой соединения первого и второго диодов, отрицательный полюс источника напряжения смещения соединен с катодом каждого тиристора и с блоком управления, выходы которого подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров, а выход источника коммутируемого напряжения через нагрузку подключен к точкам соединения первого и второго диодов ячеек, отличающийся тем, что, с целью повышения бЫстродействия и уменьшения потерь мощности в расширенном диапазоне коммутируемых напряжений, в каждой ячейке третий диод присоединен анодом к положительному полюсу источника напряжения смещения и катодом к коллек949815

Составитель, Щедрина

Редактор Л. Горбунова Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 5495 47 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 ?3035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тору первого транзистора, а эмиттер второго транзистора соединен с анодом тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 530457, кл. Н 03 К 17/56, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 758619, кл. Н 03 К 17/56, 1978.