Коммутирующее устройство Советский патент 1993 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации напряжения любой полярности в устройствах автоматики и измерительной техники,

Недостаток этого устройства - коммутация напряжения только одной полярности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является коммутирующее устройство, которое содержит первый и второй транзисторы первого типа проводимости, третий транзистор второго типа проводимости, четвертый, пятый и шестой транзисторы первого типа проводимости, седьмой, восьмой, девятый и десятый транзисторы . второго типа проводимости, механический переключатель на три положения со средним нейтральным положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, восемь резисторов, первый и второй диоды, причем пятый, шестой, седьмой и восьмой транзисторы имеют основной и дополнительный коллекторы, подвижный контакт механического переключателя подключен к шине управления, базы первого и второго транзисторов соединены с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, эмиттер и коллектор третьего транзистора подключены соответственно к шине коммутируемого напряжения и к первой выходной шине, а база соединена с первым выводом первого диода и через третий резистор с общей шиной, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к общей шине и через четвертый резистор к первому выводу второго диода и базе четвертого транзистора, коллектор которого соединен с первой выходной шиной, а эмиттер подключен к шине коммутируемого напряжения и к эмиттерам пятого, шестого, седьмого и восьмого транзисторов, основные коллекторы пятого и восьмого транзисторов соединены со второй выходной шиной, основные коллекторы шестого и седьмого транзисторов подключены к третьей выходной шине, дополнительные коллекторы пятого и шестого транзисторов соединены со вторым выводом второго диода, дополнительные коллекторы седьмого и восьмого транзисторов подключены ко второму выводу первого диода, базы седьмого и восьмого транзисторов соединены соответственно через пятый и шестой резисторы с коллекторами второго и первого транзисторов, база пятого транзистора через седьмой резистор.подключена х коллектору девятого транзистора, база и эмиттер которого соответственно соединены со вторым выводом первого резистора и первым неподвижным контактом механического переключателя, база шестого транзистора через восьмой резистор подключена к коллектору десятого транзистора, база и эмиттер которого соответственно соедийены со вторым выводом второго резистора и вторым неподвижным контактом механического переключателя.

Недостаток этого устройства - большое потребление мощности от источника управления и усложненная конструкция активных элементов - двухколлекторных транзисторов.

Цель изобретения - повышение КПД и устройства и упрощение конструкции активных элементов.

Это достигается тем, что в коммутирующее устройство введены восьмой транзистор первого типа проводимости, девятый резистор, третий диод, первый и второй диод ные мосты, при этом коллекторы и эмиттеры четвертого и пятого транзисторов включены в диагонали соответственно первого и второго диодных мостов, первые выводы первого и второго диодных мостов

подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, а вторые выводы этих мостов соединены с шиной коммутируемого напряжения, второй вывод первого резистора соединен со вторым выводом пятого

резистора и через седьмой резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя, второй вывод второго резистора соединен со вторыми выводами шестого резистора и второго диода и через восьмой резистор подключен ко второму неподвижному контакту механического переключателя, эмиттеры третьего и шестого транзисторов подключены к шине коммутируемого напряжения через девятый

резистор, коллекторы этих транзисторов соединены с базами соответственно седьмого и восьмого транзисторов, эмиттеры и коллекторы которых попарно соединены между собой, причем эмиттеры подключены к

третьей выходной шине, а коллекторы соединены с шиной коммутируемого напряжения, третий диод включен между вторым выводом первого резистора и базой шестого тр анзистора.

На чертеже представлена схема коммутирующего устройства.

Коммутирующее устройство содержит транзисторы 1 ...8, из которых первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, восьмой 8 - транзисторы первого типа проводимости, шестой 6 и седьмой 7 - транзисторы второго типа проводимости, девять резисторов 9...17, три диода 18...20, механический переключатель 21 на три положения со средним нейтральным положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, первый 22 и второй 23 диодные мосты. База первого 1 транзистора через последовательно соединенные первый 9 и седьмой 15 резисторы подключена к первому неподвижному контакту механического переключателя 21, база второго 2 транзистора через последовательно соединенные второй 10 и восьмой 16 резисторы подключена ко второму неподвижному контакту механического переключателя 21. подвижный контакт которого соединен с шиной 28 управления, эмиттеры и коллекторы первого 1 и второго 2 транзисторов попарно соединены между собой, причем эмиттеры подклю- чены к шине 27 коммутируемого напряжения, а коллекторы через первый 18 диод соединены с базой третьего 3 транзистора, которая через третий 11 резистор подключена к общей шине 29, эмиттер третьего 3 транзистора соединен с эмиттером шестого 6 транзистора и через девятый 17 резистор подключен к шине 27 коммутируемого напряжения, база шестого б транзистора через четвертый 12 резистор соединена с общей шиной 29, а ч.ерез второй 19 и третий 20 диоды соединена с точками подключения соответственно второго 10 и восьмого 16, первого 9 и седьмого 15 резисторов, коллекторы третьего 3 и шестого 6 транзисторов подключены к базам соответственно седьмого 7 и восьмого 8 транзисторов, эмиттеры и коллекторы которых попарно соединены между собой, причем эмиттеры подключены к третьей 26 выходной шине, а коллекторы соединены с шиной 27 коммутируемого напряжения, первые выводы первого 22 и второго 23 диодных мостов подключены соответственно к первой 24 и второй 25 выходным шинам, вторые выводы этих мостов соединены с шиной 27 коммутируемого напряжения, коллекторы и эмиттеры четвертого 4 и пятого 5 транзисторов включены в диагонали соответственно первого 22 и второго 23 диодных мостов, база четвертого 4 транзистора через пятый 13 резистор подключена к точке соединения первого 9 и седьмого 15 резисторов, а база пятого 5 транзистора через шестой 14 резистор подключена к точке соединения второго 10 и восьмого 16 резисторов.

Коммутирующее устройство работает следующим образом.

При установке подвижного контакта механического переключателя 21 в среднее (нейтральное) положение транзисторы 1, 2,

4, 5 закрыты и напряжение на первой 24 и второй 25 выходных шинах отсутствует.

Если напряжение на шине 27 положительное, то эмиттерный переход транзистора 6 смещается в прямом направлении. Транзистор 6 открывается и своим коллекторным током открывает транзистор 8. На третьей 26 выходной шине появляется положительное напряжение.

0 Если напряжение на шине 27 отрицательное, то эмиттерный переход транзистора 6 смещается в обратном направлении и транзисторы 6 и 8 закрываются. В это время открывается транзистор 3, эмиттерный пе5 реход которого смещается в прямом направлении. Коллекторный ток транзистора 3 открывает транзистор 7 и на третьей 26 выходной шине появляется напряжение отрицательной полярности. Таким образом,

0 при установке подвижного контакта механического переключателя 21 в среднее (нейтральное) положение коммутируемое напряжение любой полярности поступает только на третью 26 выходную шину.

5 При установке подвижного контакта механического переключателя 21 в одно из крайних положений (например, в нижнее) положительное напряжение с шины 28 управления поступает на базу транзистора 4 и

0 смещает его эмиттерный переход в прямом направлении. Если напряжение на шине 27 положительное, то ток протекает по цепи: шина 27, первый прямосмещенный диод моста 22, переход коллектор-эмиттер транзи5 стора 4, второй прямосмещенный диод моста 22, первая 24 выходная шина, нагрузка. На первой 24 выходной шине появляется положительное напряжение.

Положительное напряжение с шины 28

0 управления подается через диод 20 на базу транзистора 6 и смещает его эмиттерный переход в обратном направлении. Транзисторы 6 и 8 закрываются и напряжение на третьей 26 выходной шине отсутствует.

5Если напряжение на шине 27 отрицательное, то на первой 24 выходной шине появляется отрицательное напряжение в результате протекания тока по цепи: нагрузка, первая 24 выходная шина, третий прямо0 смещенный диод моста 22, переход коллектор - эмиттер транзистора 4, четвертый прямосмещенный диод моста 22, шина 27. Положительное напряжение с шины 28 управления поступает на базу транзистора

5 1 и открывает его. Последовательно соединенные диод 18 и транзистор 1 шунтируют базовую цепь транзистора 3. В результате этого, транзисторы 3, 7 закрываются и на третьей 26 выходной шине напряжение отсутствует.

Таким образом, при установке подвижного контакта механического переключателя 21 в нижнее положение коммутируемое напряжение любой полярности подается только на первую выходную шину. КПД предлагаемого коммутирующего устройства выше, чем у известных за счет исключения из схемы транзисторов с инжекцион- ным питанием, которые потребляют большую мощность от источника управления.

В предлагаемом устройстве отсутствуют двухколлекторные транзисторы, что упрощает схему и делает устройство более технологичным.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации напряжения любой полярности в устройствах автоматики и измерительной техники. Устройство содержит 8 транзисторов (1-8), 9 резисторов (9-17), 3 диода (18- 20), механический переключатель 21, 2 диодных моста (22, 23), управляющую шину 28, входную шину 27,3 выходных шины (24- 26). 1 ил.

Формула изобретения Коммутирующее устройство, содержащее первый, второй, третий, четвертый и пятый транзисторы первого типа проводимости, шестой и седьмой транзисторы второго типа проводимости, механический переключатель на три положения со средним нейтральным положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы, первый и второй диоды, подвижный контакт механического переключателя подключен к шине управления, базы первого и второго транзисторов соединены с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, эмиттеры и коллекторы первого и второго транзисторов попарно соединены между собой, причем эмиттеры подключены к шине коммутируемого напряжения, а коллекторы через первый диод соединены с базой третьего транзистора, которая через третий резистор подключена к общей шине, эмиттер третьего транзистора соединен с эмиттером шестого транзистора, база которого подключена к первому выводу второго диода и через четвертый резистор сбедине- на с общей шиной, базы четвертого и пятого транзисторов соединены с первыми выводами соответственно пятого и шестого резисторов, о тп ичающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и упрощения конструкции активных элементов, в него

введены восьмой транзистор первого типа проводимости, девятый резистор, третий диод, первый и второй диодные мосты, при этом коллекторы и эмиттеры четвертого и пятого транзисторов включены в диагонали соответственно первого и второго диодных мостов, первые выводы первого и второго диодных мостов подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, а вторые выводы этих мостов соединены с шиной коммутируемого напряжения, второй вывод первого резистора соединен с вторым выводом пятого резистора и через седь- мой резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя, второй вывод второго резистора соединен с вторыми выводами шестого резистора и второго диода и через восьмой резистор подключен к второму неподвижному контакту механического переключателя, эмиттеры третьего и шестого транзисторов подключены к шине коммутирующего напряжения через девятый резистор, коллекторы этих транзисторов соединены с базами соответственно седьмого и восьмого транзисторов, эмиттеры и коллекторы которых попарно соединены между собой, причем эмиттеры подключены к третьей выходной шине, а коллекторы соединены с шиной коммутируемого напряжения, третий диод включен между вторым выводом первого резистора и базой шестого транзистора.