Высоковольтный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в импульсных передатчиках и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1162031.

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

На чертеже представлена схема высоковольтного переключателя.

Высоковольтный переключатель содержит N транзисторов 1-1 - 1-N, N первьгх диодов 2-1 - 2-N, каждый из которых включен обратно параллельно переходу база - эмиттер соответствующего транзистора 1-1 - 1-N, N первых резисторов 3-1 - 3-N, каждый из которых подключен параллельно соответствующему первому диоду 2-1 - 2-N, (N-1) вторых диодов 4-1 - 4-(N-1) и N-1 вторых рез исторов 5-1 - 5-(N-1), третий диод 6, который включен параллельно нагрузке 7, N третьи резисторов 8-1 - 8-N, N конденсаторов 9-1 -9-N и N четвертых диодов 10-1- 10-N, причем база каждого транзистора 1-2 - 1-N соединена с первыми выводами соответствующего второго резистора 5-1 - 5-(N-1) и второго диода 4-1 - 4-(N-1), вторые выводы Которых подключены к общей шине 11,, база первого транзистора 1-1 соединена с шиной источника 12 управляющих сигналов, а эмиттер - с общей шиной 11 и первым выводом источника 13 питания, второй вывод которого через соответствующий третий резистор 8-1 - 8-N и четвертый диод 10-1 - 10-N подключен к коллектору каждого транзистора 1-1 - 1-N, коллектор каждого предьщущего транзистора 1-1 - I-(N-I) через соответствующий конденсатор 9-1 - 9-(N-1) подключен к эмиттеру последующего транзистора- 1-2 - 1-N, коллектор N-ro транзистора 1-N через N-й конденсатор 9-N соединен с одним вьшодом нагрузки 7, другой вывод которой подключен к общей шине 11.

Кроме того, высоковольтный переключатель содержит дополнительный источник 14 питания, N накопительных конденсаторов 15-1 - 15-N, N фиксирующих диодов 16-1 - 16-N и N развя- зьшающих-резисторов .17-1 - 17-N, первые выводы которых подключены к положительной шине источника 14 питания, отрицательная шина которого соединена с общей Шиной, база каждого из транзисторов 1-1 - 1-N через соответствующий накопительный конденсатор 15-1 - 15-N подключена к первому вьшоду соответствующего фиксирующего диода 16-1 - 16-N, второй вывод которого соединен с коллектором данного транзистора, первый вывод каждого фиксирующего диода

16-1 - 16-N подключен к второму выводу соответствукнцего развязывающего резистора 17-1 - 17-N.

Высоковольтный переключатель работает следующим образом.

В исходном состоянии в паузах между импульсамивсе транзисторы 1-1 - 1-N заперты происходит заряд

конденсаторов 9-1 - 9-N от источника 13 питания. Так, конденсатор 9-1 заряжается по цепи: источник 13, резистор 8-1, конденсатор 9-1, диод 2-2, диод 4-1, общая шина 11, источник 13. Аналогично заряжаются остальные конденсаторы. Токи заряда, протекая через диоды 2-2 - 2-N, создают на них отрицательные перепады напряжения, приложенные к базам транзисторов 1-2 - 1-N, что обеспечивает их запирание и уменьшенное время включения. Все конденсаторы 9-1 - 9-N заряжаются до напряжения Е,, источники 13 питания. Одновременно

через резисторы 17-1 и 3-1 заряжается конденсатор 15-1 до напряжения Е, источника 14. Заряд конденсато- ров 15-2 - 15-N происходит при этом через резисторы 17-2 - 17-N и диоды

4-1 - 4-(N-1) до того же напряжения Е, .

При подаче импульса запуска положительной полярности от источника

2 управляющих сигналов на базу первого транзистора 1-1 он отпирается и к резисторам 3-2 и 5-1 прикладывается отрицательный перепад напряжения относительно общей шины 11, равный напряжению Е на конденсаторе 9-1 и з-апирающий диоды 2-2 и 4-1. На резисторе 3-2 и база-эмиттерном переходе-транзистора 1-2 образуется положительный перепад напряжения.

В результате отпирается транзистор 1-2. Аналогично происходит включение всех последующих транзисторов 1-3 - I-N. При этом конденсаторы 9-1

9-N частично разряжаются в течение импульса.

В результате к нагрузке 7 прикладывается отрицательный импульсов Е напряжения с амплитудой, равной сумме напряжений на последовательно включенных конденсаторах 9-1 - 9-N за вычетом суммы падений напряжения на открытых транзисторах 1-1 - 1-N.

В самом деле, при отпирании каж- дого из транзисторов 1-1 - 1-N напряжение Е,.на их коллекторах отностельно эмиттеров уменьшается от Е,., до значения напряжения на конденсаторах 15-1 - 15-N. После этого про- исходит отпирание фиксирующих диодов 16-1 - 16-N. При этом каждьй из конденсаторов 15-1 - 15-N частино разряжается через соответствующие диод 16-1 - 16-N и открытьй транзистор 1-1 - 1-N. Токи разряда протекают в направлении, противоположном токам без транзисторов 1-1 - 1-N, и уменьшают их. Это происходит в тем большей мере, чем больше ток коллектора каждого из транзисторов. В результате цепь коллектора и базы каждого из транзисторов оказываются охваченными нелинейной обратной

связью, что обеспечивает резкое умень-30 авт.св. № 1162031, отличаюшение степени насьпцения транзисторо во время вершины имхгульса. Во время формирования фронта импульса диоды 16-1 - 16-N заперты и контур обратной связи оказьюается разомкнутым. Таким образом, можно достичь увеличения крутизны фронта импульсов Е., путем увеличения степени насьщения транзисторов 1-1 - 1-N. Во время вешины импульсов под действием обратной связи степень насыщения оказьша ется существенно уменьшенной.

После окончания положительного импульса запуска на базу транзистора 1-1 подается запиракиций отрицательный импульс, напряжение на коллекторе транзистора.1-1 возрастает до величины Е . После этого через

резистор 8-1 и диоды 2-2 и 4-1 начинает аналогично протекать ток доза-

Состав Редактор А.ОгарТехред

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

ряда конденсатора 9-1, образующийся при этом отрицательный перепад напряжения на резисторе 3-2 обеспечивает быстрое запирание транзистора 1-2. Аналогично происходит запирание и всех последующих транзистор

Уменьшенная степень насьщения транзисторов, обеспечиваемая действем обратной связи через конденсаторы 15-1 - 15-N и диоды 16-1 - 16-N к моменту окончания импульса запуска, способствует уменьшению времени рассасывания неосновных носителей заряда в базах. В результатов достигается существенное сокращение длительности среза импульсов. После его окончания все элементы переключателя возвращаются в исходное состояние.

Длительность среза выходных импульсов предлагаемого высоковольтного переключателя меньше по сравнению с известным за счет снижения степени насыщения транзисторов.

Формула изобретени Высоковольтный переключатель по

щ и и с я тем, что, с целью уменьшения длительности среза выходных импульсов, в него введены дополнительный источник питания, N накопительных конденсаторов, N фиксирующих диодов и N развязывающих резисторов, первые выводы которых подключены к положительной шине дополнительного источника питания, отрицательная шина которого соединена с общей шиной, база каждого из транзисторов через соответствующий накопительный конденсатор подключена к первому выводу соответствующего

фиксирующего диода, второй вывод которого соединен с коллектором данного транзистора, первый вьгвод каждого фиксирующего диода подключен к второму выводу соответствунхцего раз- вязьшакхцего резистора.

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к импульсной технике, является дополнительным к авт.св. № 1162031 и может быть использовано в импульсных передатчиках. Цель изобретения - уменьшение длительности среза выходных импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство введены дополнительный источник 14 питания, N накопительных конденсаторов 15-1 - 15-N, N фиксирующих диодов 16-1 - 16-N, N развязьшающих резисторов 17-1 - 17-N. Устройство содержит N транзисторов 1-1 - 1-N, N первых диодов 2-1 - 2-N, N первых резисторов 3-1 - 3-N, (N-1) вторых диодов 4-1 - 4-(N-1) (N-I) вторых резисторов 5-1 - 5-(N-1), третий диод 6, нагрузку 7, N третьих резисторов 8-1 - 8-N, N конденсаторов 9-1 - 9-N, N четвертых диодов 10-1 - 10-N, общую шину 11, источник 12 управляющих сигналов, источник 13 питания. Введение новых элементов с ми взаимосвязями позволяет снизить степень насьпцения транзисторов. 1 ил. о 9 (Л ю