Переключатель Советский патент 1983 года по МПК H03K17/567 

верпай диод и шестой резистор подключена пятый диод включен, между коппектсром X второй шяне источника псгтегшй, соеди-первого транзистора и точкой соединение

нен с первой шиной источника питания, ашестого {iieaHCTOpa и четвертого диода.

1039031

1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержа ший э&пира&лый Тиристор, транзистор, ксинд«1сатор и резистор, анод запира« сао . тиристора соединен с первой и1Йной подкпючения коммутируемой цепи, а между кеееоа.ом запираемсго тиристора и второй шиной подключения коммутируек1Ой цепи включи транзистор, отличают и йс я тем, «гго, с цепью повышения надежности функционирования и уменьшения рао-. сеиваемой мощности, в него введены двухполюсник с диодной вольт амперной харак теристикой и блок управления и защиты, двухполюсник с диодной эопьт-амперной характ тстикой и конденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цепи, которая соедШ1ена с первой шиной источника питания, и управляющим электродом зшшр«емого vstpucTopu, который через резистор под-, кпючен к второй шине источника питания. первая управляхшшя шина блока управления и зашиты, вторая управляющая шнна которого подключена к точке соединения : запираемого тиристора и транзистора, соединена с управлякшей шиной переключателя, а выходная шина блока управления и защиты подключена к базе транзистора. 2. Переключатель по п. 1, о т л и чающийся тетл, что блок управлвшя и защиты четыре транзистора, конденсатор, шесть резисторов и пять диодов, коллектор транзистора, база иэмиттер которого соединены соотi ветственно с управляюшей шиной блока управления и защиты и с первой (Л шиной источника питания, через первый диод подключен к эмиттеру второго тран1зистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмиттер второго транаистора.коллектор которого непосредственно, а база через первый резистор соединены со второй шиной источника питания, через кондедюатор соединен с базой третьего транзистора, которая через па т со ю раллельно соединенные второй диод тл второй резистор подключена к второй шине D источника питания, а последователь :о но соединенн 1е третий резистор и третий диод подключена к второй управляющей шине блока управления и защиты, коллектор третьего транзистора, эмиттер кото рого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подклк чен к выходной шине блока управления и защиты и к коллектору четвертого гранзис- . тора , эмиттер четвертого транзистора, база которого через пятый резистс со, двнена с первой шиной источника питания, а через последовательно соединенные чет

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано , например, при построении силовых преобразовательных устройств. Известен переключатель, содержащий тиристо и транзисгор, последовательно включенные в коммутируемую цепь ij . Недостатками указанного устройства являются низкая надежность функспюнирования и значит п ная потребляемая мощ ность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сутцносги и схемной реализашга является переключатель, содержащий запираемый тиристор, транзистор, конденсатор и резистор, анод запира«.ого тирис тора соединен с первой шиной подключени коммутируемой цепи, а между катодом за mipaavioro тиристора и второй шиной подключения ксллмутируемой цепи включен транзистор 2 . К недостаткам известного устройства также -относят низкую надежность функцио нирования и значительную рассеиваемую мощность. Низкая надежность функциониро вания обусловлена высокой сложностью управления и неэффективной заштггой от пе регрузки по току. Значительная рассеивае мая мощность обусловлена необходимостьЮ динамического и статического:, распределения напряжения между запира0«1ым тиристфом и транзисторсм . Цель изобретения - повышение надежности фунгашонирования и уменьшение рассеиваемой мощности. Указанная цель достигается тем, чего в переключатель, содержащий запирав ый тирист(Ч), транзистор, конденсатор и. резистор, анод запираемого тиристора соешшен с шиной подключения коммутируемой цепи, а между катодом запираемого тиристора и второй шиной подключения коммуттфуемой цепи включен транзистор, введены двухполюсник с диодной вольт-амперной характеристикой и блок управления и защиты, двухполюсник с аяОДНОЙ вольт-амперной характеристикой и конденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цапи,которая соединена с первой шинойхис- точника питания,и управляющим электродом захшраемого тиристора, который через ре,зистор под.ключен к второй шине источника питания, первая управляющая щина блока управления и зашиты, вторая управляющая шина которого подключена к точке соединения затфаемого тиристора и транзистора, соединена с управляющей шиной переключателя, а выходная шина управления и защиты подключена к базе транзистора. Блок утфавления и защиты содержт четьфе тр 1Нзистора, конденсатор, щесть резисторов и пять диодов, коллектор первого транзистс а, база и эмитт которого соединеньГ соответственно с первой управляющей шиной блока управления и зашиты и с первой шиной источника питания, через первый диод подключен к эмиттеру второго транзистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмит тер второго транзистора, коллектор которого непосредственно, а база через первый резистор соединены с второй шиной источника ;гштания, через конденсатор соединен с базой третьего транзистора, которая через параллельно соединенные второй диод и второй резистор подключена к второй шине источника питания, а через последоватшьно соединенные третий резистор и третий диод подключена к второй управляющей шине блока управления и зашить коллектор третьет-о транзистора, эмиттер которого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подключен к выходной шине блока управления и защиты и к коллектору четвертого транзист)а, эмиттер четвертого транзистора,, база которого через пятый резистор соединена с первой шиной источника питания, а через последоватеяьно соедине :шые четвертый диод и шестой резистор подключена к второй шине источника питания, соединен с первой шиной источника питания, а пятый диод включен между KC«neKTOpc vi первого транзистора и точкой соединения шестого резистора и четвертого диода. На чертеже приведена принципиальная схема, иллюстрирующая пример конкретной реализации переключателя. Устройство содержит запираемый тирис тор 1, транзистор 2, блок 3 управления и защиты, двухполюсник 4 с диодной всяьт-амперной характеристикой, конденса тор 5 и резистор 6. Блок 3 управления и защиты содержит первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 1О транзисторы, конденсатор 11, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16 к шестой 17 резисторы, первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21 и пятый 22 диоды. Первая шина 23 источника питания соединена с эмиттером транзистора 2 . Вторая шина 24 источника питания через резистор 6 соединена с управляющи электродом запираемого тиристора J.. Пер вая управляющая шина блока 3 управле- ния и защиты соединена с управляющей шиной 25 переключателя, а вторая управляющая шина 26 блока 3 управления и за нпггы и его выходная щина 27 соепинены соответственно с коллекторе и базой транзистора 2. Первая 28 и вторая 29 шины подключения коммутируемой цепи -подключены соответственно к аноду запир емого тиристора 1 и к эмиттеру транзистора 2. В качестве двухполюсника 4 с диодной вольт-амперной характеристикой в описываемом вариаиге переключателя использованы последовательно включенные диоды ожно использовать другие элементы, наЪример, стабилитроны), . Переключатель работает следующим образом. В исходном состоянии на шине 25 при сутствует сигнал низкого уровня. При этс транзисторы 7 и 9 закрыты, а транзисторы 8 и 10 открыты. Напряжение на конденсатсре 11 близко к нулю, а транзис- тор 2 заперт. Заперт и тиристор 1, так как натфяжение на его катоде превьш1ает напряжение на.управляю кем электроде. TOK в коммутируемой цепи отсутствует. Замыкание коммутируемой цепи происходит после поступления на шину 25 попо яситепьного сигнала. При этом открывается транзистор 7, напряжение на его кол лекторе падает, что ведет к запиранию транзисторов 8 и 10. Начинается заряд конденсатора 11 базовым током транзисJTqpa 9, так как транзистор 9 включен в базовую цепь транзистора 2, то отпирание транзистора 9 ведет к отпирашоо транзистора 2. Посредством цепи положительной обратной связи, состоящей из резистора 14 и диода 20, открытый транзистор 2 фиксирует открытое состояние транзистора 9, После включения транзистора 2 происходит и включение запираемого тиристора 1. Процесс включения протекает форсированно благодаря импульсному разряду конденсатора 11 через управ- ляюпшйпер чод управляемого тиристора 1.В . комму 7ируемой цепи начинает протекать т ок.. При исчезновении сигнала высокогб уровня на шине 25 транзистор 7 .запирается. Открываются транзисторы 8 н 1О и конденсатор 11 быстро разряжается через транзистор 8 и диод 19. При этом запирается транзистор 9 и начинает запираться транзистор 2. Напряжение на коллекторе транзистора .2 бьтстро воаоастает и становится больше напряжения на дух-. попюснике 4 с диодной вопьт-амперной характеристикой. Транзистор 2 и seaiapaемый тиристор 1 закрываются и КОМЬ РГИруемая цепь разрывается. При возникновении перегрузки по току в замкнутом состоянии переключателя транзистор 2 выходит из насыщения. Напряжение на его коллекторе возрастает, |что ведет к уменьшению базового тока транзистора 9 и к его подзапиранию. Благодаря действию положительной обратНой связи через резистор 14 и аиоа 20тран. , зисторы 2 и 9 форсированно затфаются переключатель переходит в разомкнутое состояние и возможность выхода из строя из-за перегрузки по току устраняется. Повьш1ение надежности функционирования и уменьшение рассеиваемой мощносгв обусловлено введением в переключатель блока управления и зашиты.двухполюсника с диодной вольт-амперной характеоисти- кой,. включенных вышеописанным образом. Уровень рассеиваемой в репеключателе мощности мал, так как в разомкнутом состоянии блок управления и защиты тока не погребляет, а в замкнутом состоянии эТОт ток лишь незначительно превышает значение, необходимое для насыщения транзистора 2. Коммутационные потери в переключателе также незначительны. Высокая надежность переключателя обуслов лена простотой управления и эффективявй защитой от перегрузки по току. В случае перегрузки переключатель переходит в разомкнутое состо5 ние, что обусловлено; действием цепи положительной обратной связи, включенной между коллектором транзистора 2 и базой транзистора 9.

гг;

гу

0