Переключатель тока Советский патент 1991 года по МПК H03K17/66 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для реверсивного управления поляризованными реле и другими электромагнитными устройствами.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей переключателя тока за счет устранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополнительного управления.

На чертеже представлена схема переключателя тока.

Переключатель тока содержит первый и второй силовые транзисторы 1 , 2 первого типа проводимости, третий и четзертый силовые транзисторы 3, 4 второго типа проводимости, первые

управляющий и блокирующий транзисторы 5, 6 первого типа проводимости; вторые управляющий и блокирующий транзисторы 7, 8 второго типа проводимости, семь резисторов 9... 15, при-; чем коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов 1 и 4 подключены к первому выводу нагрузки 16, второй вывод которой соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов 2 и 3j эмиттеры первого и второго силовых транзисторов 1 и 2 подключены к первой шине 17 питания, эмиттеры третьего и четвертого силовых транзисторов 3 и 4 соединены с второй шиной 18 питания, база первого силового транзистора 1 подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора 5, коллектор которого через первый резистор 9 соединен с базой

CD

4ь

со

ОЭ

ел

Јь

третьего силового транзистора 3, а база подключена к коллектору первого блокирующего транзистора 6, база которого через второй резистор 10 соединена с первой входной шиной 19, а эмиттер подключен к первой шине 17 питания, коллектор второго управляющего транзистора 7 соединен с первым выводом третьего резистора 11, а ба- за подключена к первому выводу четвертого резистора 12 и коллектору второго блокирующего транзистора 8, база которого соединена с первым зы- водом пятого резистора 13, первый вы- вод шестого резистора 14 подключен к второй входной шине 20, база второго силового транзистора 2 соединена с вторым выводом третьего резистора 11, первый вывод которого через седь- мой резистор 15 подключен к базе первого блокирующего транзистора 6, коллектор которого соединен с вторым выводом четвертого резистора 12, эмиттеры вторых управляющего и блоки- рующего транзисторов 7 и 8 соответственно подключены к базе четвертого силового транзистора 4 и второй шине 18 питания, второй вывод пятого резистора 13 соединен с коллектором пер вого управляющего транзистора 5, второй вывод шестого резистора 14 подключен к базе второго управляющего транзистора 7. Кроме того, база второго блокирующего транзистора 8 через восьмой резистор 21 соединена с треть ей входной шиной 22, база первого управляющего транзистора 5 через девятый резистор 23 подключена к четвертой входной шине 24.

Для статического режима управления первая входная шина 19 через восьмой резистор 21 подключена к базе второго блокирующего транзисто- ра 8.

Для режима управления с помощью источника питания первая шина 17 питания через диод 25 соединена с дополнительной входной шиной 26, которая через восьмой резистор 21 под ключена к базе второго блокирующего транзистора 8 (данная связь на чертеже не показана), которая через конденсатор 27 соединена с второй шиной 18 питания, база второго уп- равляющего транзистора 7 через дополнительный резистор 28 подключена к первой шине Г/ питания.

,-

jgOQ25- Q -35 40

.с

| 55

50

Шина 29 в режиме статического управления подключена к первой и треть ей входным шинам 19 и 22.

Переключатель тока работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства при различных режимах управления. При необходимости возможны комбинации режимов управления.

В прямом динамическом режиме управления устройство работает следующим образом.

При включении питания и отсутствии управляющих сигналов на всех входных шинах устройство принимает первое состояние, при котором транзисторы 2,4,6,7 открыты, а транзисторы 1,3,5,8 закрыты.

Если теперь на шины 19 и 20 подать низкий уровень управляющего сигнала, то устройство не изменит состояния, установившегося при включении питания, так как через резистор 14 протекает часть базового тока транзистора 7, который остается в насыщенном состоянии, и низкий уровень на шине 19 не изменит насыщенного состояния транзистора 6, так как зашунтирован смещенным в прямом направлении p-n-переходом. Состояние устройства не изменится и при высоком уровне управляющего сигнала на шине 19, так как при этом также не изменяется насыщенное состояние

транзистора 6.

i

При подаче на шину 20 высокого уровня управляющего сигнала начинает закрываться транзистор 7 и устройство лавинообразно переходит во . второе устойчивое состояние, при котором транзисторы 1,3,5,8 открыты, а транзисторы 2,4,6,7 закрыты, после чего уровень, управляющего сигнала нгьсостояние устройства не влияет, так как при низком уровне весь ток протекает через насыщенный транзистор 8 и изменить состояние транзистора 7 не может.

Чтобы перевести устройство в первое состояние необходимо подать высокий уровень сигнала на шину 19. Высокий уровень через резистор 10 откроет транзистор 6, благодаря чему закроет транзистор 5 и устройство лавинообразно перейдет в первое состояние.

При подаче и удержании на шинах 19 и 20 высокого уровня управляющего сигнала транзистор 7 переходит в соею

20

тояние отсечки, а транзистор 6 - в состояние насыщения. Устройство при этом переходит в третье состояние, при котором транзисторы 1,2,3,,5,7 закрыты.

В этом режиме управления в общем случае шины 22,2k,26,29 не задейст- вуются.

В инверсном динамическом режиме устройство работает аналогично, при этом в первое устойчивое состояние устройство устанавливается при подаче низкого уровня управляющего сигнала на шину .Ц, во второе - при пода-15 че на шину 22 и третье - при подаче и удержании на обеих шинах. Шины 19, 20,26,29 в общем случае не задействованы .

Незадействованные шины могут быть использованы, например, для организации логической функции запрета. Так, при подаче и удержании низкого уровня на шине 22 устройство никогда не перейдет во второе состояние.

В статическом режиме управления при подключенном источнике питания и соединенных между собой шинах 19,22, 29 с помощью внешней перемычки устройство работает следующим образом. При включении питания и отсутствии управляющих сигналов за счет протекания тока по цепи шина 18, эмиттер- база транзистора 8, резистор 21, резистор 10, база-эмиттер транзистора б, шина насыщаются транзисторы 6 и 8 и устройство устанавливается в третье состояние, в котором будет находиться до подачи управляющих сигналов на шину 29.

При подаче и удержании низкого уровня на шине 29 закрывается транзистор 6 и открывается транзистор 8 - устройство переходит в первое состояние и будет в нем находиться все время, пока на шине 29 присутствует низкий уровень входного сигнала.

При подаче и удержании высокого уровня на шине 29 закрывается транобходимо соед -. .-у 26 с L,--..T-I 22. В этом режиме реализована также функция приоритета второго состояния, которая как правило требуется при управлении поляризованным реле. В этом режиме устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания между шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние, диод 25 вклкхчен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22.

При подаче напряжения питания меж ду шиной 18 и шиной 22 устройство запитывается через включенный в прямом направлении диод 25, при этом через резистор 21 организуется базовый ток транзистора 8, открывая его,и устройство устанавливается во второе состояние.

Надежность и функциональные возможности предлагаемого переключателя тока выше, чей у известных, за счет устранения зависимости времени нахож дения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополни- 30 тельного управления.

25

Формула изобретения

1. Переключатель тока, содержа- ,,. щий первый и второй силовые транзисторы первого типа проводимости, третий и четвертый силовые транзисторы второго типа проводимости, первые уп равляющий и блокирующий транзисторы 40 первого типа проводимости, вторые управляющий и блокирующий транзисторы, семь резисторов, коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов подключены к первому выводу наг- 45 рузки, второй вывод которой соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов, эмиттеры первого и второго силовых транзисторов подключены к первой шине питажя,

зистор 8 и открывается транзистор 6-50 эмиттеры третьего и четвертого гило

0

5

обходимо соед -. .-у 26 с L,--..T-I 22. В этом режиме реализована также функция приоритета второго состояния, которая как правило требуется при управлении поляризованным реле. В этом режиме устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания между шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние, диод 25 вклкхчен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22.

При подаче напряжения питания между шиной 18 и шиной 22 устройство запитывается через включенный в прямом направлении диод 25, при этом через резистор 21 организуется базовый ток транзистора 8, открывая его,и устройство устанавливается во второе состояние.

Надежность и функциональные возможности предлагаемого переключателя тока выше, чей у известных, за счет устранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополни- 0 тельного управления.

5

Формула изобретения

1. Переключатель тока, содержа- щий первый и второй силовые транзисторы первого типа проводимости, третий и четвертый силовые транзисторы второго типа проводимости, первые управляющий и блокирующий транзисторы первого типа проводимости, вторые управляющий и блокирующий транзисторы, семь резисторов, коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов подключены к первому выводу наг- рузки, второй вывод которой соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов, эмиттеры первого и второго силовых транзисторов подключены к первой шине питажя,

миттеры третьего и четвертого гило

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для реверсивного управления поляризованным реле и другими электромагг нитными устройствами. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей переключателя тока за счет устранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополнительного управления. Устройство имеет три устойчивых состояния. В первом состоянии транзисторы 2,4,6,7 открыты, а транзисторы 1,3,5,8 закрыты. Во втором состоянии транзисторы 1,3,5,8 открыты, а транзисторы 2,4,6,7 закрыты. Третье состояние характеризуется закрытым состоянием транзисторов 1,2,3, 4,5,7. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. а S

устроистео переходит во второе состояние и будет находиться в нем, пока на шине 29 присутствует высокий уровень входного сигнала.

Режим управления с помощь источника питания является примером одного из режимся управления, реализованного путем комбинации описанных выше режимов. Для его реализации невых транзисторов соединены с второй шиной питания, база первого силового транзистора подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора, кол- лектор которого через первый резистор соединен с базой третьего силового транзистора, а база подключена к коллектору первого блокирующего транзистора, база которого через второй

резистор соединена с первой входной шиной, а эмиттер подключен к первой шине питания, коллектор второго управляющего транзистора соединен с первым выводом третьего резистора, а база подключена к первому выводу четвертого резистора и коллектору второго блокирующего транзистора, база которого соединена с первым выво- дом пятого резистора, первый вывод шестого резистора подключен к второй входной шине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, база второго силового транзис-t тора соединена с вторым выводом третьего резистора первый вывод кот торого через седьмой резистор подключен к базе первого блокирующего транзистора, коллектор которого сое- динен с вторым выводом четвертого резистора, эмиттеры вторых управляющего и блокирующего транзистора второго типа проводимости соответственно подключены к базе четвертого си- лового транзистора и второй шине питания, второй вывод пятого резистора соединен с коллектором первого управляющего транзистора, второй вывод шестого резистора подключен к ба второго управляющего транзистора.

;. Переключатель тока по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, первая входная шина через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего транзистора.

026