Электронный коммутатор Советский патент 1979 года по МПК H03K17/567 

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано для переключения мощных высоковольтных нагрузок на заданное время, например, в устройствах автоматического регулирования двигателей постоянного тока. Известны переключатели высоковоль ных нагрузок, выполненные на основе тиристоров 1. Недостатком таких устройств является их малая надежность и сложность Известен также переключатель высоковольтных нагрузок, выполненный в виде генератора импульсов, содержа два тиристора с нагрузками в анодных цепях, аноды которых соедине ны между собой через конденсатор, а катоды- с шиной источника питания, и пороговый элемент 2. Однако это устройство имеет низ кую стабильность скважности импульсов. Целью изобретения является повыш ние стабильности скважности импульсов . Для этого в электронном коммутат ре использован пороговый элемент с S-образной характеристикой, выполнен ный в виде блокинг-генератора на транзисторе, включенном по схеме С общей базой, со стабилитроном в цепи базы, подключенным через две цепи, состоящие иэ последовательно соеди ненных диода, конденсатора и резистора, к шине источника питания, при этом точка соединения диода и конденсатора соединена через времязадающий резистор с шиной источника питания и через развязывающий диод - с анодом соответствующего тиристора,а точка соединения конденсатора и резистора - с управляющим электродом противоположного тиристора. На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Электронный коммутатор содержит тиристоры 1 и 2, аноды которых подключены к нагрузкам 3 и 4 и соединены между собой через коммутирующий конденсатор 5, При этом аноды тиристоров 1 и 2 через развязывающие диоды 6 и 7 и конденсаторы 8 и 9 соответственно подключены к управляющим электродам противоположных тиристоров. Верхние обклад1 и конденсаторов 8 и 9 через резисторы 10 и 11 соответственно соединены с шиной источника 12 напряжения питания, а их

нижние обкладки - с шиной источника 12 через резисторы 13 и 14 и через диоды 15 и 16 и коммутатор 17 - с пороговым элементом 18, выполненным в виде Ьпокинг-генератора на транзисторе 19, содержащем в цепи базы стабилитрон 20, и импульсном трансформаторе 21.

Устройство работает следующим образом.

При открытом тиристоре 2 через резистор 14, диод 7, сопротивление нагрузки 3 протекает ток от источника 12, Так как сопротивление нагрузки 3(4) значительно меньше сопротивления резистора 14(13), напряжение на нижней обкладке конденсатора 9 близко к нулю. В это время диод 6 заперт напряжением источника 12, приложенным к нг.грузке 4 через открытый тиристор 2. Конденсатор 8 разряжается через времязадающий резистор 13 и малое сопротивление резистора 10, при этом напряжение на нижней обкладке конденсатора 8 относительно общей шины увеличивается и передается через открытый диод 15 и замкнутый коммутатор 17 на пороговый элемент 18. Когда это напряжение достигнет порога срабатывания элемента 18,т.е. станет больше напряжения пробоя стабилитрона 20, начнется блокинг-процесс, во время которого конденсатор 8 подзарядится через пороговый элемент 18, диод 15 и управляющий электрод тиристора 1, Тиристор 1 открывается током заряда конденсатора 8. Напряжение на нагрузке 3 возрастает, что приводит к запиранию тиристора 2. Конденсатор 8 заряжается до напряжения, близкого к напряжению источника 12, диоды 16 и 7 при этом закрыты. Конденсатор 9 начинает разряжаться через времязадающий резистор 14 и малое сопротивление резистора 11. Когда напряжение на нижней обкладке конденсатора 9 достигнет напряжения включения порогового элемента 18, конденсатор 9 начнет заряжаться через управляющий электрод тиристора 2. Ток заряда конденсатора 9 вызывает открывание тиристора 2, что приводит к закрыванию тиристора 1. Далее процессы повторяются.

Изменяя величину сопротивления резисторов 13 и 14, можно в широких пределах изменять скважность импульсов .

Если разомкнуть коммутатор 17, то состояние тиристоров не изменится как угодно долго. При замыкании коммутатора 17 изменяется состояние тиристоров сразу же, а далее работа проходит аналогичным образом.

Стабилизация скважности импульсов обеспечивается за счет того, что исключено влияние нестабильных порогов включения тиристоров 1 и 2. Стабильность обоих формируемых временных интервалов определяется одним общим пороговым элементом, обладающим стабильным порогом срабатывания.

Формула изобретения

Электронный коммутатор, выполненный в виде генератора импульсов, содержащий два тиристора с нагрузками в анодных цепях, аноды которых соединены между собой через конденсатор а катоды - с шиной источника питания и пороговый элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности скважности импульсов, использован пороговый элемент с S-образной характеристикой, выполненной в виде блокинг-генератора на транзисторе,. включенном по схеме с общей базой, со стабилитроном в цепи базы, подключеннйм через две цепи, состоящие из последовательно соединенных диода, конденсатора и резистора, к шине источника питания, при этом точка соединения диода и конденсатора соединена через времязадающий резистор с шиной источника питания и через развязывающий диод - с анодом соответствующего тиристора,а точка соединения конденсатора и резистора - с управляющим электродом противоположного тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Хесин А.Я, Импульсная техника М.,Энергия , 1971, с. 103, рис. ВЗв.

2.Авторское свидетельство СССР № 506937, кл. Н 03 К 3/335, 1974.