Коммутатор Генина Советский патент 1983 года по МПК H03K17/567 H03K17/687 

Изобретение отйостто1я к эпектроиой технике, а бопее конкретно к aneinvонной коммуташонной технике иможет быть использовано цпя комку таиик ногофазных нагрузок в различных уетройствах автоматики и электропита

иа, , :, . Известен коммутатор, содержащий кажцом канапе управляемый ключевой управляюише вхоцы управляемых ключевых эпемеагов соединены о управпяюошми Ш1шами С J

К недостаткам данного устройства следует отнести малое &з1стродействие ; S Еначитепьную потребпяемую мощность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемной реализации $шляется коммутатор, содержащий в каждом канапе диодный мост и управляемый кгаочевой элемент, диагональ переменного тока диодного моста включена между входной шиной канала и шиной подключения нагрузки канала, а в диагональ постоянного тока диод-j ного моста включен управляемый кгаоч&вой элемент недостаткам известного устройст ва следует отнести низкую нацежностъ функционирования, малое быстродействие и значительную потребляемую мощность.

Цепь, изобретения - повышение наден. НОСИ1 функционирования, увешгчение быстродействия и снижение потребляемой мощности.

Указанная аель достигается тем, что в кш(мутатор, содержащий в каждом: канапе диодный мост и управляемый ключевой элемент, диагональ переменного тока диодного моста включена меж ду входной щиной кзнала и шиной подключения нагрузки Канала, а в диагонал постоянного тока диодного моста включен управляемый ключевой элемент, введен дополнительный управляемый клсючевой элемент, а в каждый канал введены первый и второй вентильные элементы, разноименные выводы перво 14) и второго вентильных элементов каждого канала объединены и подключены к одному из выводо1а диагонали . постоянного тока диодного моста этого канала, свободные ошсжменяые вы воды первых вентильных элементов всех каналов обьефшены и поокшоч ш к первой управляющей шине, которая через дополнительный управляемый ключевой элемент соединена с объединенными

свободными выводами вторых вешиль

ных элементов всех каналов, управляющИе входы управляемых ключевых элементов всех каналов соединены с управляющим входом дополнительного управляемого ключевого элемента и подключены к второй управляющей шине i На черкгеже приведена принципиальная схема. уСтройства иплюстрирующая пример конкретной реализации его в трехканальном варианте, когда в качает ве уаравляемыч ключевых элементов и дополнительного управляемого ключевого элемента использованы МДП-транзисторы, а в качестве вентильных элементов использованы диоды.

Ко1у{мутатор Генина содержит упра&ляемые ключевые элементы (МДП-транзисторы) 1 - 3 диодные мосты, обра 4 зованные диодами 4 - 7 в первом канале, 8-11 во втором канале, 12 15 в третьем канале, первые вентиль- , ные элементы (диоцы) 16 в первом канале, 17 во втором канале, 18 в третьем канале; вторые вентильные элементы 19 в Первом канапе, 2О во втором каналец 21 в третьем канале И дополнительный ключевой элемент 22. Входные шины 23 - 25 каналов и выходные шины 26-28 подключения нагруэки каналов подключены к диагонали переменного тока соответствующего циоцного моста, объединенные выводы первых вентильных элементов 16-18 (т.е. аноды диодов, которые использованы в качестве Ьервых вентильных элементов) подключены к первой управляющей шине 29} управляющие входы управляемых ключевых элементов (МДПтранзисторов) 1 - 3 и дополнительного управляемого ключевого элемента (МДВтранзистора) 22 (т.е. затворы МДПтранзисторов, которые использованы в качестве управляемых ключевых элементов и дополнительного управляемого ключевого элемента) соединены с второй управляющей шиной 30. .

Устройство функшюнирует следующим образом.;

В исходном состоянии напряжение на второй управляющей шине 30 отрицательно относительно первой управлякущей шины 29. В этом случйе МДП-траН зистор 22 открыт, а МДП-транзисторы 1-3 заперты. Шины 26 - 28 подключения нагрузки отключены от вхоных шин 23 - 2,5 соответственно и входные сшгналы в нагрузки не посту-, дают. Наличие диодов 19 - 21, обеспечивает равенство потенциала стока МДПтранзистора 22 наиболее отрицательному потенпиапу на входных шинах 23 25. Бпагоцаря открытому состоянию МДП-транэйстора 22 этот потеншиап перецается на первую управляющую шину 29,что обеспечивает запертое состоящие МДП-транзисторов 1-3 при значительной амплитуде переменного входного сигнала, подаваемого на вход;ные шины 23 - малом, управляющем напряжении между управляющими шинами 29 и 30.

При изменении полярности управляющего напряжения Между управляющими шинами 29- 30 МДД-транзистор 22 зшщрается, а МДП-транзисторы 1-3 отпираются. Благодаря действию диодов 16 - 18 потенциал первой упра&ляющей шины 29 поддерживается равным наиболее положительному потенциалу из присутствующих в данный момент . на входных шинах 23 - 25 (за вычетом напряжения на открытом МДПтранзисторе). Вследствие этого откры- тое состояние МДП-транзисторов 1-4 поддерживается при значительной амплитуде переменного входного сигнала, подаваемого на входные ЕПШЫ 23 - ;25 И малом угфавляющем напряжении управляющими шинами 29 и ЗО.В этом случае входные сигналы проходят на шины 26 - 28 подключения нагрузки и через нагрузки начинает протекать ток..

Положительным эффектом предлагаемого технического решения является

повышение надежности функционирования устройства, увеличение быстродействия и уменьшение потребляемой, мощности. Упомянутый положительный эффект обус5-, 5 ловлен введением, цопопнитеггьного управ-ляемого ключевого элемента и первых и вторых вентильных элементов, вклкьченных описанным образом. Повышение надежности функционирования объясняет 10:ся возможностью использования в предлагаемом устройстве общего цля всех каналов и низковольтного истадашка управляющего напряжения при условии коммутации значительных ншфяжений значительного уровня. В Известном

5 устройстве случйе необходим отдельный источник управдйющего напряжения для каждого канала. Увеличение быстродействия и уменьшение потребляемой мощности обусловлено тем, что благодаря наличию первых вентильных

элементов (диодов 16- 18) потенциал

первой управляющей шины 29 фиксируеа. ся на уровне максимального в данной

момент потенциала, присутствующего на входных шинах 23 - 25. Следствием этого является увеличение (этпирающе го напряжения на управляемых ключевых элементах (т.е. напряжение между 3aTw

0 вором и истоком МДП-традасторов 1-3) что ведет к увеличению скорости отпирания управляемых ключевых элементов 1 - 3 и снижению их сопротивления IB открытом состоянии (т.е. уменьшению

- потребляемой мощности).

,, ..,..,

КОММУТАТОР ГЕНИНА, сойержапгай в кажаом канапе сшоаный uocff в уцраваяемыД эпеменТ| цвагойапь пег менного тока диоднсвго моета включена межоу входной ишной и ошнс подключения нагруакЕг./ канала а в пиагональ постошшого то ка дисдного моста включен управляемый ключевой элетлент, отличаю щи и с я тем, что, с целью пбвышення нацёжнортифунш онирования, увеличения быстроцейсягвия и ошжетпш нотреб- / ляеМой мощности, в него введен цопоп(.нитёльный управляемый ключевой элемент, а в каждый канал введены первый и второй вентильные элементы, разноименные выводы первого и второго вентиль ных элементов ка ждого канала объедв нены и подключены к одному из выводов диагонали постоянного тока диодного моста того канала свободные OIH поименные выводы первых вентильных .элементов всех каналов объединены и подключены к первой управляющей шине, которая через дополнительный управляемый ключевой элемент соеои нена с объединенными (жободными выводами вторых вентильных элементов всех каналов, управлшощие входы управ:Ляемых ключевых всех каналов соединены с управляющим входом дололннтельного управляемого ключевого элемента и подключены к второй управляющей шине. ъ to о 00 о еж