Транзисторный переключатель Советский патент 1992 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в им-, пульсных модулирующих устройствах.

Известны высоковольтные транзисторные переключатели на п последовательно соединенных транзисторах 1.2.3.

Основные недостатки этих переключателей заключаются в основном:

В недостаточно высоком КПД. обусловленном наличием делителя напряжения и служащим для запуска транзисторов nepjSключателя от второго до п-го, В N последовательно соединенных источниках питания 2 также присутствуют емкостные или резистивные делители снижающие КПД.

В недостаточно высокой надежности переключателей, обусловленной наличием положительных послеммпульсных выбросов на коллекторах транзисторов от первого до п-Г-го. возникающих в основном из-за

наличия задержки при закрывании этих транзисторов.

Из известных устройств наиболее близкий по технической сущности и функциональному назначению является высоковольтный транзисторный переключатель описанный в 1.

Недостатками прототипа, как отмечалось выше, являются также недостаточно высокие КПД и надежность.

Целью изобретения является повышение КПД переключателя с одновременным повышением его надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в транзисторный переключатель. содержащий переключатель на п последовательно соединенных транзисторах, управляющую шину, нагрузку и источник питания, при этом эмиттер первого транзистора переключателя и отрииятельиый поюс источника питания соединены с общей точкой схемы переход база-эмиттер каждого из транзисторов зашунтирован первым резистором и первым диодом, база первого транзистора через цепочку из параллельно соединенных второго резистора и конденсатора подключена к управляющей шине, без второго транзистора подключена к первому выводу второй аналогичной цепочки, коллектор первого транзистора соединен с эмиттером второго транзистора, остальные транзисторы от третьего до соединены соответственно так же, при зтом коллектор п-го транзистора через нагрузку подключен к положительному полюсу источника питания, переходы коллектор-эмиттер транзистора от первого до п-1-го зашунтированы третьими резисторами, а п-й третий

резистор подключен межДу эмиттером п-го транзистора и положительным полюсом источника питания дополнительно введено п1 вторых диодов и накопительных конденсаторов, анод первого вновь введенного второго диода подключена коллектору первого и эмиттеру второго транзистора переключателя, а катод этого диода соединен с первым выводом вновь введенного накопительного конденсатора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен С базой второго транзистора переключателя, второй вывод накопительного конденсатора подключен к общей шине. Остальные вновь введенные вторые диоды от второго до п-1-го подключены соответственно так же. Это обстоятельство доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию новизна.

Патентные исследования по классам МКИ: Н 03 К 17/08,-17/60; 5/00; 5/01; 5/12; 5/53; 5/55 показали, что авторам неизвестны технические решения, содержащие указанные отличительные признаки и позволяющие достигнуть тот же результат, что в заявляемом обьёкте. Это обстоятельство доказывает наличие критерия существенные отличия.

Положительный эффект достигается за счет того, что введение n-1-x вторых диодов и накопительных конденсаторов позволяет накапливать энергию положительного послеимпульсного выброса, возникающего на коллекторах транзисторов переключателя, и использовать ее впоследствии для открывания транзисторов переключателя во время формирования импульса на нагрузке.

На чертеже представлена принципиальная схема транзисторного переключателя.

Предлагаемое устройство содержит переключатель 1 на п последовательно соединенных транзисторах 2, при этом переход эмиттер-база каждого из транзисторов 2 зашунтирован первым резистором 3 и первым диодом 4, а база первого из транзисторов 2

переключателя 1 через цепочку, состоящую из параллельно соединенных второго резистора 5 и конденсатора 6 подключена к управляющей шине 7, база второго транзистора 2 через аналогичную цепочку, состоящую из параллельно соединенных резистора 5 и конденсатора 6 подключена к первому выводу первого накопительного конденсатора 8, коллектор первого транзистора 2 и змиттер второго транзистора 2

5 подключены к аноду второго диода 9, катод которого подключен к первому выводу первого накопительного конденсатора 8, второй вывод первого накопительного конденсатора 8 соединен с общей точкой

0 схемы, база и эмиттер остальных транзисторов 2 от третьего до п-го подключены соответственно так же, коллектор п-го транзистора 2 подключен к первому выводу нагрузки 10, второй вывод которой соединен с положительным полюсом источника питания 11, отрицательный полюс которого подключен к общей точке схемы, переход коллектор-эмиттер транзисторов 2 от второго до п-1-го зашунтирован резистором 12,

0 положительный полюс источника питания 11 через п-й резистор 12 подключен к эмиттеру п-го транзистора 2 переключателя 1.

Предложенное устройство работает следующим образом.

5 В статическом сотоянии переключатель

1закрыт, падение напряжения на нагрузке 10 близко к нулю, импульс запуска на управляющей шине 7 отсутствует, а конденсаторы 8 накапливают заряд соответственно через

0 резисторы 12, диоды 9 и общую точку схемы. При приходе импульса запуска с управляющей шины 7 транзисторы 2 переключателя

2последовательно открываются и на нагрузке 10 возникает импульсное напряже5 ние.

После окончания импульса с шины 7 транзисторы 2 последовательно закрываются, при этом из-за задержки закрывания транзисторов 2 на коллекторах транзисторов 2 от первого до n-V-ro возникает положительный послеимпульсный выброс напряжения, который приводил бы либо к понижению надежности, либо к отказу транзисторов 2. В предложенном же устройстве

5 коллектор каждого транзистора от первого до п-1-го - зашунтирован последовательно соединенными диодом 9 и крнденсатором 8, при этом амплитуда положительного послеимпульсного выброса на коллекторах транзисторов 2 от первого до п-1-го резко