Высоковольтный переключатель Советский патент 1985 года по МПК H03K17/81 

i

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации высокого напряжения j,

По основному авт.ев, № 841115 известен высоковольтный переключатель, содержащий .N транзисторов, которые соединены согласно последовательно и зашунтированы первыми резисторами, N первых диодов, которые включены встречно параллельно база-эмиттерным переходам соответствующих транзисторов и зашунтированы вторыми резисторами, N -1 третьих, резисторов и вторых диодов, которые соединены параллельно, источник управляющего сигнала, вькод которого подключен к входу первого транзистора, N источников постоян ного напряжения, которые соединены согласно последовательно, причем каждая точка соединения источников постоянного напряжения соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора, первый вывод содинения источников постоянного напряжения соединен через.нагрузку с .коллектором N-ro транзистора, второй вывод соединения источников постоянного напряжения подключен к общей шине, база каждого транзистора, за исключением первого, соединена с вторым выводом соответствующего третьего резистора, эмиттер первого транзистора подключен к об-г щей шине Cl3.

Недостатком данного в ысоковоль,тного переключателя является низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности высоковольтного переключателя.

Для достижения цели в высоковольный переключатель введены дополнительные четвертый и пятый резисторы стабилитрон:, и дополнительный транзистор с проводимостью, противоположной проводимости транзисторов переключателя, причем коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом соединения источников, постоянного напряжения, с первым выводом стабилитрона и через четвертый резистор - с общей щиной, эмиттер подключен к второму выводу стабилитрона, базе первого транзистора и через пятый резистор - к первому выходу источника управляющих сигналов, а база соединена с вторым

36622

выходом источника управляющих сигналов .

.На чертеже представлена схема высоковольтного переключателя. . , Высоковольтный переключатель содержит N транзисторов 1-1 -1-N , которые соединены согласно последовательно и защунтированы первыми резисторами 2-1 -2-N , N первых

g 1иодов 3-1 -3-N , которые включенывстречно параллельно база-змиттерным переходам соответствующих транзисторов и зашунтированы вторыми резисторами 4-1 -4- N, N -1 третьих

г резисторов 5-1 - 5-(N -1) и вторых диодов 6-1 - 6-(N -1), которые параллельно, источник 7 управляющих сигналов, дополнительные четвертый, 8 и пятый 9 резисторы, стабилитрон

Q 10, дополнительный транзистор 11, г источников постоянного напряжения 12-1 -12-N, которые соединены .согласно последовательно, причем каждая точка соединения источников

5 постоянного напряжения 12-1 -12-N соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора 5-1 5-(М -1), первый вывод соединения источников постоянного напряжения

g 12-1 -12-N соединен через нагрузку 13 с коллектором N-ro транзистора 1-N, база каждого транзистора 1-2 -1-N соединена с вторым выводом соответствующего третьего резистора 5-1 -5-(N-1), эмиттер первого транзистора 1-1 подключен к общей шине .14, коллектор дополнительного транзистора 11 соединен с. вторым выводом соединения источников постоянного напряжения 12-1 -12-N , с первым выводом стабилитрона 10 и через четвертый резистор 8 с общей щиной 14, эмиттер подключен к второму выводу стабилитрона 10, базе первого транзистора 1-1 и через пятый резистор 9 - к первому выходу источника 7 управляющих сигналов, а база соединена с вторым выходом источника 7 управляющих сигналов.

Высоковольтный переключатель работает следующим образом.

В исходном состоянии в паузах между управляющими импульсами транзисторы 1-1 -1-N и 11 закрыты, напряжение на нагрузке 13 отсутствует. При поступлении с первого выхода источника 7 управляющих сигналов через резистор 9 на базу транзистора 1.71 положительного импульса

Запуск данный транзистор отпирается. Ток источника постоянного

12-1, протекая по цепи напряжениярезисторы 5-1, А-2, К-Э открытого транзистора 1-1, резистор 8 - создает на резисторе 4-2 и базе транзистора 1-2 положительный перепад напряжения, отпирающий транзистор 1-2. Далее аналогично отпираются транзисторы 1-3 -1-N и к нагрузке 13 прикладывается суммарное напряжение источников постоянного напряжения 12-1 - 12-N На резисторе 8 фЪрмируется пропорционально току нагрузки 13 отрицательный перепад напряжения поступаюадй на коллектор транзистора 11 и &НОД стабилитрона 10, который остается запертым, так как напряжение стабилизации у него выбирается больше, чем величина падения напряжения на резисторе 8 при номинальном токе нагрузки 13.

В момент времени, совпадающий с окончанием импульса Запуск с второго выхода источника 7 управляю- щих сигналов на базу транзистора 11 поступает отрицательный импульс Сброс, отпирающий данный транзистор.. К базе транзистора 1-1 прикладывается отрицательное напряжение, что способствует ускорению процесса

рассасывания. неосновных носителей

t заряда в базе данного транзистора

и обеспечивает уменьшение времени выключения. После запирания транзистора 1-1 лавинообразно запираются остальные транзисторы 1-2 -1-М .

Защита транзисторов 1-1 1-N при аварийном коротком замыкании в нагрузке 13 осуществляется следующим образом. При возникновении короткого замыкания в нагрузке 13 ток через резистор 8 возрастает и падение напряжения на нем увеличивается, вызывая отпирание стабилитрона 10. 6 результате к базе транзистора 1-1 прикладывается отрицательный перепад напряжения, вызывашщй аиалогичг но описанному лавинообразное запираиие транзисторов 1-1 -1-N .

Нгщежность предлагаемого высоковольтного переключателя выше, чем известного, за счет наличия защиты от коротких замыканий в нагрузке и обеспечения отрицательного напряжения на базе первого транзистора при его выключении.

ВЬЮОКОВаПЬТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ по авт. св. 1 841115, о т л и;ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения надежности, is него введены Дополнителыше четвертый и пятый резисторы стабилитрон и дополнительff-H ный транзистор с проводимостью, противоположной проводимости транзисторов переключателя, причем коллектор дополнительного транзистора соединен с вторым выводом соедннения источников постоянного напряжения, с первым выводом стабилитрона и через четвертый резистор - с общей шиной, эмиттер подключен к второму выводу стабилитрона, базе первого транзистора и через пятый резистор - к первому выходу источника управляювш сигналов, а база соединена, с вторым выходом источника управляюпщх сигналов.