Коммутатор Советский патент 1980 года по МПК H03K17/567 

Изобретение относится к импульс-, ной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханики для обеспечения коммутации сигналов постоянного и переменного токов. Известны бесконтактные устройства для коммутации постоянного и перемен ного токов, выполненные на тиристорах, позволяющие производить изменения тока смещения в зависимости от величины коммутируемого напряжения 1 , Недостатком которого является неустойчивость схемы при переменной на грузке, малое быстродействиег сложность схемы. Известен также коммутатор, содержащий две цепи из последовательно со единенных транзистора, резистора, первого диода и тиристора, подключены к источнику смещения, базы транзисторов подключены к коллекторам через резисторы, а управляющие входы тиристоров соединены с соответ ствующими выходами блока управления коммутируемый источник и нагрузка по ключены к минусовой шине источника смещения через вторые диоды в обратном направлении 2. Недостатком этого коммутатора является значительное переходное сопротивление и потребляемая мощность коммутирующего сигнала. Цель изобретения - уменьшение переходного сопротивления и потребляемой мощности коммутируемого сигнала. С целью уменьшения переходного сопротивления и потребляемой мощности коммутируемого сигнала в коммутатор, содержащий две цепи из последовательно соединенных транзистора, резистора,: первого диода и тиристора, которые Подключены к источнику смещения, базы транзисторов подключены к коллекторам через резисторы, а управляющие входы тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления, коммутируемый источник и нагрузка подключены к минусовой шине Источника смещения через вторые диоды в обратном направлении, введены дополнительные диоды и МДП-транзисторы, при этом дополнительные диоды подключены катодами к анодам тиристоров/а анодами - к катодам вторых, диодов, а МДП-транзисторы включены между базами транзисторов исре ними точками между резистором и пер BfcJM диодом, затворы которых подключе ны к катодам вторых диодов соответственно. На чертеже схематически изображен коммутатор. Двоичные ячейки коммутатора выпол нены на запираемых тиристорах 1, 2, диодах 3, 4, резисторах 5, б и транзисторах 7, 8. Плюс источника смещения +Е через транзисторы 7, 8, резисторы 5, б и .диоды соединен с анодами ключевых элет ентов 1,2. .. Базы транзисторов 7, 8 подключены к плюсу источника смещения-t-E резисторами 9, 10, а к точкам соединения, резисторов 5, 6 и диодов 3,.4 через аереход сток-исток полевых транзисто ров катоды тиристоров 12 подключены к минусу источника смещения -Е. Управляющие электроды запираемых тиристоров подключены к блоку управления 13. Параллельно тиристорам 1, 2 включены последовательно в обратно направлении диоды 14, 15 и 16, 17 со ответственно, к средним точкам кс%:Орых подключены затворы попевых тран.зисторов 11 и 12 соответственно. Сопротивление нагрузки 18 и источник коммутируемого сигнала U -подключены к средним точкам соединения диодов 14, 15 и 16, 17. Напряжение управления Uy подано на вход блока управления 13. Работает коммутатор следующим образом. В, исходном состоянии запираемые тиристоры 1, 2 находятся в закрытом состоянии. Ток через сопротивление нагрузки 18 не протекает. С приходом сигнала на включение U. на схему управления 13, на управляющие электро ды запираемых тиристоров 1, 2 поступ ют импульсы включения, последние открываются и запоминают управляющее воздействие. Ток смещения тиристоров 1(2) протекает по цепи: +Е, транзистор 7(8), резистор 5(6), диод 3(4), тиристор 1(2)и минус источника смещения -Е. Так как транзистор 7(8) включен по схеме эмиттерного повторителя, то напряжение на резисторе 5(6), а следовательно, и ток смещения тиристора 1(2) зависит от величины напряжения на переходе стокисток полевого транзистора 11(12). Величина напряжения, сток-исток зависит от величины ,+Е, сопротивления резистора 9(10) и от напряжения (поля) существующего между затвором и истоком п:олевого симметричного МДП транзистора 11 (12) с проводящим Р-ка налом, которое складывается из падения напряжения на диоде-3(4) ,создаваемого током смещения и от падения напряжения на диоде 14 (16) , создаваемого током цепи сигнала. Напряжение,создаваемое.током смещения, на диоде 3(4) плюсом прикладывается к истоку полевого транзистора 11(12), а минусом через обратное сопротивление диода 14(16) - к затвору. Отрицательным напряжением диода 11(12) транзистор 11(12) прикрывается, увеличивая напряжение сток-исток, а это приводит к. увеличению тока смещения . В установившемся режиме ток цепи, смещения максимален и равен Зуд тиристора, напряжение на диоде изменяется незначительно при небольшом изменении тока смещения. При однотипности элементов регулируемого сопротивления 19(20) величина тока смещеможет быть выбрана регулировкой +Е. С открытием запираемых тиристоров 1, 2 сопротивление нагрузки 18 подключается к источнику коммутируемого напряжения U и по нему протекает ток , Переменный ток протекает через нагрузку 18 и через соответствующие диоды 14 (16) следующим образом. Полюс источника коммутируемого напряжения Ик, сопротивления нагрузки 18, диод 14, тиристор 1, -Е, диод 17 и минус коммутируемого источника Ик. При обратной полярности Uy;. : плюс и, диод 16, тиристор 2, диод 15, сопротивление нагрузки 18, минус коммутируемого источника U( . Под действием протекающего тока на диоде 14(16) создается напряжение, величина которого зависит от величины протекающего тока. Напряжение, создаваемое током сигнала га диоде 14(16), плюсом прикладывается к затвору, и минусом, через обратное сопротивление диода 3(4), - к истоку полевого транзистора 11-(12) и приоткрывает его. Формула изобретения Коммутатор, содержащий две цепи из последовательно соединенных транзистора, резистора, первого диода и тиристора, которые подключены к источнику смещения, базы транзисторов подключены к коллекторам через резистора, а управляющие входы тиристоров соединены с соответствующими выходами блока управления, коммутируемый источник и нагрузка подключены к минусовой шине источника смещения через вторые диоды в обратном направлении, отличающийся тем, что, с целью уменьшения переходного сопротивления и .потребляемой мощности коммутируемого сигнала,в него введены дополнительные диоды и МДП-тран зисторы, при этим дополнительные диоды подключены катодами к анодам

тиристоров, а анодами - к катодам вторых диодов, а МДП-транэисторы включены между базами транзисторов и средними точками между резистором и первым диодом, затворы которых подключены к катодам вторых диодов соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 530457, кл. Н 03 К 17/56, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 2481410/21, кл. Н 03 К 17/56/ 27.04.77 (прототип).

Ua Н