Высоковольтный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/81 

1 1324097 Изобретение относится к импульсной

технике, может быть использовано для коммутации высокого напряжения в импульсных модуляторах и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. № 1133662

Цель изобретения - уменьшение длительности среза выходных импульсов за счет снижения степени насьпцения транзисторов.

На чертеже представлена схема высоковольтного переключателя.

to

Кроме того, высоковольтный п-гре- ключатель содержит N конденсаторов 15-1...15-N и N фиксирующих диодов . 16-1...16-N, причем каждый первый 5 резистор 2-1,..2-N снабжен отводом, который соединен непосредственно с первым выводом соответствующего фиксирующего диода 16-1...16-N и через соответствующий конденсатор 15-1... 15-N подключен к базе соответствующего транзистора 1-1...1-N, коллектор которого соединен с вторым выводом данного фиксирующего диода.

Высоковольтный переключател ь со- Высоковольтньй переключатель рабо- держит N транзисторов 1-1...1-N, ко- 5 следующим образом, торые соединены согласно-последовательно и зашунтированы первыми ре- В исходном состоянии в паузах зисторами 2-1...2-N, N первых диодов между управляющими импульсами тран- 3-1...3-N, которые включены встречно- зисторы 1-1...1-N и 11 закрыты, на- параллельно база-эмиттерным переходам20 пряжение на нагрузке 13 отсутствует, соответствующих транзисторов и зашунтированы вторыми резисторами 4-1... 4-N, N-1 третьих резисторов 5-1... 5-(N-1) и вторых диодов 6-1...6-(N-1)

которые соединенЬ параллельно, источ-25 ются одинаковыми. Конденсаторы 1571... ник 7 управляющих сигналов, дополни- 15-N через резисторы 5-1... 5-(N-1),

Напряжения на промежутках коллектор- эмиттер у транзисторов 1-1...1-N равны Е, , где Е,2 - напряжения источника 12-1...12-N, которые предполагательные четвертый 8 и пятый 9 резисторы, стабилитрон 10, дополнительный транзистор 11 противоположного

типа проводимости и источники 12-1.

12-N постоянного напряжения, которые включены согласно-последовательно, каждая точка соединения источников 12-1..,12-N постоянного напряжения соединена с первым выводом соответ- ствующего третьего резистора 5-1... 5-(N-1), первый вывод соединения источников 12-1...12-N постоянного напряжения подключен через нагрузку 13 к коллектору N-ro транзистора 1-N, база каждого транзистора 1-1...1-N (кроме первого 1-1) соединена с вторым выводом соответствующего третье- го резистора 5-1...5-(N-1), змиттер первого транзистора 1-1 подключен к общей шине 14, коллектор дополнитель

ного транзистора 11 соединен с вторым1-N, и к нагрузке 13 прикладьгаается

выводом соединения источников 12-1...напряжение N(, ), где

12-N постоянного напряжения, с пер-Е - падение напряжения на открытых

вым выводом стабилитрона 10 и через «;Qтранзисторах 1-1... 1-N. На резисторе

четвертый резистор- 8 с общей щиной 14,8 формируется пропорционально току

эмиттер дополнительного транзисторанагрузки отрицательный перепад напря11 подключен к второму выводу стаби-жения, поступающий на коллектор транлитрона 10, базе первого транзисторазистора 11 и анод стабилитрона 10,

1-1 и через пятый резистор 9 к перво- с который остается запертым, так как наму выходу источника 7 управляющихпряжение стабилизации у него выбираетсигнапов, а база соединена с вторь1м сЛ большим, чем величина падения навыходом источника 7 управляющих сиг-пряжения на резисторе 8 при номинальналов.ном токе нагрузки 13.

Высоковольтньй переключатель рабо- следующим образом, В исходном состоянии в паузах между управляющими импульсами тран- зисторы 1-1...1-N и 11 закрыты, на- пряжение на нагрузке 13 отсутствует,

ются одинаковыми. Конденсаторы 1571.. 15-N через резисторы 5-1... 5-(N-1),

Напряжения на промежутках коллектор- эмиттер у транзисторов 1-1...1-N равны Е, , где Е,2 - напряжения источника 12-1...12-N, которые предполага4-2,..A-N, 2-1...2-N, диоды 6-1... 6-(N-1) и стабилитрон 10 (для нижнего конденсатора 15-1) заряжаются до -i

30 напряжения Е,

КБ

а

где К : 1 коэффициент деления делителей напряжения, образованных резисторами 2-1. 2-N, снабженными отводами. При поступлении с первого выхода источника 7

j управляющих сигналов через резистор 9 на базу транзистора 1-1 положительного импульса Запуск данньй тран-- зистор отпирается. Ток источника постоянного напряжения 12-1, протекая по

4Q цепи резисторы 5-1, 4-2, промежуток коллектор - эмиттер открытого транзистора 1-1, резистор 8, создает на резисторе 4-2 и базе транзистора 1-2 положительный перепад напряжения, от45 пирающий транзистор 1-2. Далее аналогично отпираются транзисторы 1-2...

При формировании импульса напряжение на коллекторе у каждого транзистора уменьшается от величины Е,, до значения Е,5 напряжения на конденсаторе 15-1.,.15-N вследствиеотпирания дио- дов 16-1...16-N. При этом каждый конденсатор 15-1.,.15-N частично разряжается через диод 16-1...16-N и открытый транзистор 1-1...1-N. Ток разряда направлен при этом навстречу току, 10 поступающему в базу транзистора. В результате во время формирования вершины импульса степень насьпцения каждого из транзисторов автоматически уменьшается.15

В момент времени, совпадающий с окончанием импульса Запуск, с второго выхода источника 7 управляющих сигналов на базу транзистора 11 поступает отрицательный импульс Сброс,20 отпирающий данный транзистор.К базе транзистора 1-1 прикладывается отрицательное напряжение, что способствует ускорению процесса рассасывания неосновных носителей заряда в ба- 25 зе данного транзистора и обеспечивает уменьшение времени выключения. После запирания транзистора 1-1 лавинообраз но запираются остальные транзисторы 1-2...1-N.30

Уменьшенная степень насыщения в транзисторах 1-1...1-N при этом дает дополнительное уменьшение времени рассасывания, что способствует дальнейСоставитель Д.Иванов Редактор М.Товтин Техред Л.Олийнык

Заказ 2972/56 Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4.

шему сокращению длительности среза выходных импульсов.

При возникновении короткого замыкания в нагрузке 13 ток через резис- ,тор 8 возрастает и падение напряжения на нем увеличивается, вызывая отпирание стабилитрона 10. В результате к базе транзистора 1-1. прикладывается отрицательный перепад напряжения, вызывающий аналогично описанному лавинообразное запирание транзис торов 1-1...1-N.

Длительность среза выходных импульсов предлагаемого высоковольтного переключателя меньше, чем у известных, за. счет снижения степени насыще ния транзисторов.

Формулаизобретения

Высоковольтный переключатель по авт. св. № 1133662, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности среза выходных импульсов, введены N конденсаторов и N фиксирующих диодов, причем каждый из N первых резисторов снабжен отводом, который соединен непосредственно с первым выводом соответствующего фиксирующего диода k через соответствующий конденсатор подключен к базе соответствующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом данного фиксирующего диода.

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к импульсной технике, является дополнительным к авт. св. № 1133662 и может быть использовано для коммутации высокого напряжения в импульсных модуляторах.. Цел ь изобретения - уменьшение длительности среза выходных импульсов. Устройство содержит N транзисторов 1-1 ... 1-N, N первых резисторов 2-1...2-N, N первых диодоЕ 3-1...3-N, N вторых резисторов 4-1...4-N (N-1) третьих резисторов 5-1...5-(N-1), (N-1) вторых диодов 6-1...6-(N-1), источник 7 управляющих сигналов, четвертый 8 и пятый 9 резисторы, стабилитрон 10, до-. полнительный транзистор 11, N источников 12-1...12-N постоянного напряжения. -В устройство введены N конденсаторов 15-1...15-N, N фиксирующих диодов 16-1.,.16-N. На чертеже также по- казаны нагрузка 13, общая шина 14. Введение новых элементов с новьми взаимосвязями позволяет снизить степень насьпцения транзисторов, за счет чего и достигается поставленная цель. 1 ил. § (Л П-Щ к - - -1- ГсЛ SH