Переключатель тока Советский патент 1992 года по МПК H03K17/66 

подключен к первой-шине 17 пшания, коллектор второго управляющего транзистора 7 соединен с первым выводом третьего резистора 11, а база подключена к первому выводу четвертого резистора 12 и эмиттеру второго блокирующего транзистора 8, база которого соединена с первым выводом пятого резистора 13, первый вывод щестого резистора 14 подключен к второй входной шине 20, база второго силового транзистора 2 соединена с вторым выводом третьего резистора 11, первый ввод которого через седьмой резистор 15 подключен к базе первого блокирующего транзистора б, коллектор которого соединен с вторым выводом четвертого резистора 12, эмиттер и коллектор вторых управляющего и блокирующего транзистора 7 и 8 соответственно подключены к базе четвертого силового транзистора 4 и второй шине 18 питания, второй вывод пятого резистора 13 соединен с коллектором первого 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 третьей 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 транзистора 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 подключена к базе второго блокирующего транзистора 8 (данная связь на чертеже не показана), база второго управляющего транзистора 7 через дополнительный резистор 27 подключена к первой шине 17 питания.

Также на чертеже показана шина 28, которая в режиме статического управления подключена к первой и третьей входным шинам 19 и 22,

Переключатель тока работает следующим образом.

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

8 прямом динамическом режиме управления устройство работает следующим образом.

При включении питания и отсутствия 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 Teriepb на шины 19 и 20 подать низкий уровень управляющего сигнала, то

устройство не изменит состояния, установившегося при включении питания, т.к. через резистор 14 протекает часть базового тока транзистора 7, который остается в насыщенном состоянии, и низкий уро

вень на шине 19 не изменит насыщенно го состояния транзистора 6, т,к зашунтирован смещенным в прямом направлении р-п-переходом. Состояние уст ройства не изменится и при высоком уровне

управляющего сигнала на шине 19, т.к. при этом же не изменяется насыщенное состояние транзистора 6.

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

на состояние устройства не влияет, т.к. 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 б, чем 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 состояние отсечки, а транзистор 6 в состояние насыщения. Устройство при этом переходит в третье fcoстояние, при котором транзисторы 1,2,3,4, 5, 7 закрыты.

В этом режиме управления, в общем случае, шины 22, 24, 26, 29 не задействуются.

В инверсном динамическом режиме устройство работает аналогично, при этом в первое устойчивое состояние устройство устанавливается при подаче низкого уровня

управляющего сигнала на шину 24, во второе - при подаче на шину 22 и третье при подаче и удержании на обеих шинах. Шины 19, 20, 26, 29 в общем случае, не задействованы.

Не задействованные 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, 28 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 6, шина 17 насыщаются транзистора 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 28 закрывается транзистор 6 и открывается транзистор 8 - устройство переходит в первое состояние и будет в нем находиться все время, пока на шине 28 присутствует низкий уровень входного сигнала,

При подаче и удержании высокого уровня на шине 28 закрывается транзистор 8 и открывается транзистор 6 - устройство переходит во второе состояние и будет находиться в нем, пока на шине 28 присутствует высокий уровень входного сигнала.

В описанных выше режимах включение транзистора 8 в инверсном режиме на работу устройства существенно не влияет, так как для управления электромагнитными устройствами скорость реакций устройства на воздействие управляющего сигнала не является существенной, потому что в любом случае (особенно при действии положительной обратной связи) оно, по крайней мере. на прядок меньше, чем время реакции элекромагнитного устройства. То же можно сказать и о токах, необходимых для управления устройством, поскольку они а любом случае намного меньше, чем ток, необходимый для управления электромагнитным устройством.

Режим управления с помощью источника питания является примером одного из режимов управления, реализованного путем комбинации описанных выше режимов. Для его реализации необходимо соединить шиму 26 с шиной 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 включен 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 В, открывая его, и устройство устанавливается во второе состояние.

В этом режиме работа устройства существенно отличается от работы известного устройства.

Так, при подаче напряжения питания между шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние не за счет задержки включения транзистора 8 с помощью конденсатора, а за счет нарушения симметрии устройства путем инверсного включения транзистора 8,

Как известно, инверсные параметры транзистора, а в частности коэффициент передачи эмиттерного тока cq меньше коэффициента передачи эмиттерного тока при нормальном включении a)j, и аналогично, для постоянной времени Tcq та.

Необходимо также отметить, что из известной теории Эюеоса Эберса-Молла и практики использования биполярных транзисторов следует, что инверсное включение транзистора, по сравнению с нормальным, с общим эмиттером, при глубоком насыщении, обладает наименьшим остаточным напряжением. Что в нашем случае обеспечивает более сильное запирание транзисторов 4. 7 насыщенным транзистором 8, включенным в инверсном режиме, чем запирание транзисторов 5, 1 насыщенным транзистором 6, включенным в нормальном режиме по схеме с общим эмиттером.

На основании известных соотношений, в момент подачи напряжения питания между шинами 17 и 18, за счет худших переходных и частотных свойств, меньшего усиления в петле положительной обратной связи, включающей транзистор 8, а также за счет организации базового тока транзистора 7 с помощью резистора 27 и запирания транзистора устройство однозначно переходит в первое состояние.

Надежность предлагаемого переключателя тока выше, чем у известного за счет исключения конденсатора.

За счет исключения конденсатора в предлагаемом устройстве расчетная надежность повышается на 40%. а максимально допустимая температура нагрева устройства повышается на 40°С.

Повышается надежность также и за счет менее плотной компоновки элементов на подложке. Необходимо также отметить, что

после исключения конденсатора из схемы, появляется возможность реализации предложенного устройства по твердотельной технологии.

Формула изобретения Переключатель тока, содержащий 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 второго типа проводимости, девять резисторов, коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов подключены к первому выводу нагрузки, второй вывод которой соединён с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов, эмиттеры первого и второго силовых транзисторов подключены к первой шине питания, эмиттеры третьего и четвертого силовых транзисторов соединены с второй шиной питания, база первого силового транзистора подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора, коллектор 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, база второго блокирующего транзистора соединена с первым выводом пятого резистора, первый вывод шестого резистора подключен к второй входной шине, база второго силового транзистора соединена с вторым выводом третьего резистора, первый вывод которого через седьмой резистор подключен к базе первого блокирующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом четвертого резистора, эмиттер второго управляющего транзистора подключен к базе четвертого силового транзистора, второй вывод пятого резистора соединен с коллектором первого управляющего транзистора, второй вывод шестого резистора подключен к базе второго управляющего транзистора, база второго блокирующего транзистора через восьмой резистор соединена с третьей

входной шиной, база первого управляющего транзистора через девятый резистор подключена в четвертой входной шине, первая входная шина через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего транзистора, а первая шина питания через диод соединена с дополнительной входной шиной, которая через восьмой резистор подк/ ючена к базе второго блокирующего транзистора, база второго управляющего

транзистора через дополнительный резистор подключена к первой шине питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, коллектор второго блокирующего транзистора соединен с второй шиной питания, а эмиттер - с базой второго управляющего транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для реверсивного управления электромагнитными элементами. Цель изобретения - повышение надежности переключателя то-ка за счет увеличения времени задержки включения одного плеча мостовой схемы по отношению к другому. При подаче напряжения питания между шинами 17 и 18 переключатель устанавливается в первое состояние за счет нарушения симметрии схемы транзистором 8, который включен инверсно. Диод 25 включен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22. При подаче напряжения питания между шинами 18 и 22 переключатель запитывается через включенный диод 25, при этом через резистор 21 течет базовый ток транзистора 8, открывая его, и устройство устай|авливается во второе состояние. 1 ил.слсИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для реверсивного управления поляризованными реле и другими электромагнитными устройствами.Целью изобретения является повышение надежности переключателя за счет уменьшения коэффициента усиления и увеличения времени задержки включения одного плеча по отношению к другому, путем включения одного из блокирующих транзисторов в инверсном режиме и исключения конденсатора.На чертеже представлена схема переключателя тока.Переключатель тока содержит первый и второй силовые транзисторы 1, 2 первого типа проводимости, третий и четвертый силовые транзисторы 3,4 второго типа проводимости, первые управляющий и блокирующий транзисторы 5,6 первого типапроводимости, вторые управляющий и блокирующий транзисторы 7,8 второго типа проводимости, семь резисторов 9...15, причем коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов 1 и 4 подключены к первому выводу нагрузки 16, второй вывод которого соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов 2 и 3, 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 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 эмиттерJi^ сх>& оJs^