Транзисторное устройство для коммутации однополярного напряжения Советский патент 1974 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для коммутации однополярного напряжения. Известны транзисторные устройства для коммутации однополярного напряжения на коллекторную нагрузку, содержащее коммутирующий транзистор, коллектор которого подключен через нагрузку к источнику коммутируемого напряжения, источник отпирающего напряжения управления, выходы которого зашунтированы сглаживающим конденсатором и через управляющий транзистор того же типа проводимости подключены к коллекторному переходу ком мутирующего транзистора, и входной транзисторный ключ, включенный между базой управляющего транзистора и источником запирающего напряжения управления. В предлагаемом транзисторном устройстве коллектор управляющего транзистора подключен к коллектору коммутирующего транзистора, их базы через токоограничительные резисторы совдииены с коллектором входно1 о ключа, подкмюченным к источнику переменного напряже- ния через резистор и )р азделительный конденсатор, выходная обкладка которого через диод соединена с эмиттером управляющего транзиг стора, а между эмиттером коммутирующего и управляющего транзисторов включен второй сглаживающий конденсатор, зашунтированный даодом. Это позволяет устранить ток управле-; ния из цепи коллекторной нагрузки без исполь-j зования незаземленных источников управлеш1Я. Для уменьшения емкости сглаживающих конденсаторов эмиттер управляющего транзистора через дополнительный диод, а коллектор входного ключа через дополнительный резистор подключены к обкладке второго разделительного конденсатора, другая обкладка которого подключена ко второму источнику переменного напряжения, противофазного первому. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. II Устройство содержит коммутирую1Щ1Й транзистор 1, коммутируемый источник 2, нагрузку 3, вспомогательный источник 4, управляющий транзистор 5, резисторы 6 и 7 в базовых цепях транзисторов 1 и 5, сглаживающие ковденсаторы 8 и 9, диоды 10 и 11, резистор 12, разделительный конденсатор 13, источшк переменного напряжения управления 14 транзистор 15 и запирающий источник 16.Для уменьшения емкости сглаживающих конденсаторов в схему введен второй источник перемен ного напряжения 17, противофазный источнику 14. Устройство работает следующим образом. При закрытом транзисторе 15 в положительный полупериод напряжения источника 14 протекает ток по цепи: конденсатор 13, резистор 12, конденсатор 8, резистор 7 и пере ход база - эмиттер транзистора 5, конденсатор 9, источник 4. Транзистор 5 при этом открывается. Через резистор 6 и открытый транзистор 5 по переходу база-коллектор открывается и насыщается транзистор 1 (инверсное включение). Через насыщенный транзистор 1 на выход схемы проходит напряжение источника 4. Открывающий ток транзистора 1 проходит через конденсаторы 9 и 13. Напряжешю на транзисторе 5 смещает диод 10 в прямом направлении. Диод 10 должен быть закрыт, поэтому его пятка должна превышать прямое напряжение на нем. В случае необходимости вместо одного диода 10 могут работать несколько последовательно соединенных диодов. Для повыщения стабильности остаточного напряжения открытого транзистора открытый транзистор 5 должен быть насыщен В другой полупериод ток от источника 14 меняет направление и протекает через источник 4, конденсатор 9, диод 11, конденсатор13 Транзисторы 5 и 1 остаются по-прежнему открытыми, так как ток через них поддерживается конденсатором 8, который в предыдущий полупериод накопил достаточный заряд. Когда транзистор 15 открыт, напряжение источника 16 через насыщенный транзистор 15 закрывает транзисторы 1 и 5 по переходам база-эмиттер. Необходимо, чтобы сумма напряжения источника 2 и прямого падения напряжения на диоде 10 была меньше напряжения источника 16. Прямое падение напряже{шя на диоде 10 возникает от тока источника 14, протекающего в один из полупериодов источника по цепи: источник 4 и диоды 10 и 11, конденсатор 13. В другой полупериод ТОК источника 14 протекает по цепи: конденсатор 13, резистор 12, транзистор 15, источник 16. При закрытых транзисторах 5 и 1 сумма напряжений источников 2 и 4 падает на переходах база-Коллектор транзисторов 5 и 1, Так как обратное напряжение на переходах базаэмиттер этих транзисторов легко может быть сделано ниже 3-4 в, то в качестве транзисторов 5 и 1: можно использовать планарные транзисторы со слабым эмиттерным переходом. По аналогачным причинам в качестве транзистора 15 также можно использовать пла нарный транзистор. Быстродействие схемы можно увеличить как за счет повышения частоты источника 14, так и за счет уменьшения емкостей конденсаторов В и 9 при двухполупериодном питании входной цепи транзистора 5. Для этого в схему вводится второй источник переменного напряжения 17, противофазный источнику 14, который подключен к остальной части схемы аналогично источнику переменного напряжения 14. При этом фаза второго источника напряжения переменного тока должна отличаться на 180 от фазы источника 14. При сохранении прежних базовых токов транзисторов 5 и 1 общая емкость конденсаторов 13 и аналогичного ему остается прежней, так как сопротивления резисторов 12 и аналогичного ему возрастают вдвое, i Снижешь емкостей конденсаторов 8 и 9 при двухполупериодном управляющем напряжеши будет тем больше, чем ближе к прямоугольной будет егоформа. Предмет изобретения 1; Транзисторное устройство для коммутации однополярного напряжения на коллекторную нагрузку, содержащее коммутирующий транзистор, коллектор которого подключен через нагрузку к источнику коммутируемого напряжения, источник отпирающего напряжения управления, выходы которого зашунтированы сглаживающим конденсатором и через управляющий транзистор того же тина проводимости подключены к коллекторному переходу коммутирующего транзистора, и входной транзисторный ключ, включенный между базой управляющего транзистора и источником запирающего напряжения управления, оаличающееся тем, что, с целью исключения незаземленных источников управления и устранения тока управления из цепи коллекторной нагрузки,в нем кол.

; лектор управляющего транзистора подключен к коллектору коммутирующего транзистора, их базы через токоограничительные резисторы соединены с коллектором входного ключа, подключенным к источнику переменного напряжв; ния через резистор и разделительный конденсатор, выходная обкладка которого через диод соединена с эмиттером управляющего транзиI стора, а 1у1ежду эмиттерами коммутирующего

и управляющего транзисторов включен второй сглаживающий конденсатор, защунтированный диодом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения емкости сглафивающих ковденсаторов, в нем эмиттер управляющего транзистора через дополнительный диод, а коллектор входного ключа через дополнительный резистор подключены к обкладке вто- рого разделительного конденсатора, другая обкладка которого подключена ко второму источнику nepei eHHoro напряжения, противофазного первому.

ВыАод