Коммутатор Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

(5) КОММУТАТОР

1

Изобретение относится к импульс,ной технике и может быть использовано для коммутации сигналов постоянного и переменного тока.

По основному авт. ево № 758519 известен коммутатор, содержащий две цепи из последовательно соединенных транзистора, первого резистора, первого диода и тиристора, которые подключены к источнику смещения, МДПтранзисторЫ, коммутируемый источник, нагрузку, вторые резисторы, вторые и дополнительные диоды, блок управления l 3.

Недостатком этого коммутатора является относительно большое время выключения, обусловленное наличием и изменениями тока смещения при выключении тиристоров.

Цель изобретения состоит в повышении быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий две цепи из последовательно соединенных транзистора, первого резистора, первого диода и тиристора, которые .подключены к источнику смещения, причем базы транзисторов подключены к коллекторам и плюсовой шине источника смещения через вторые резисторы, а к средней точке между первым резистором и первым диодом через сток-исток МД(1-транзисторов, коммутируемый источник и нагрузка подключены к затворам МДП-транзисторов и минусовой шине источника смещения, катодам тиристоров и общей точке блока управления через вторые диоды в обратном направлении и к анодам тиристоров через дополнительные диоды в прямом направлении, введены третьи диоды, включенные в цепи управляющих электродов тиристоров в направлении отпирающего тока, и 6птронные пары, фотодиоды которых включены параллельно промежуткам сток-исток МДП-транзисторов в.обратном направлении по отношению к источнику смещения, а светодиоды встречно-параллельно третьим диодам.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства

Коммутатор содержит запираемые тиристоры 1 и 2, первые диоды 3 и 4, первые резисторы 5 и , транэисторы 7 и 8 Плюс источника смещения (шина ч-Е) через транзисторы 7 и 8, резисторы 5 и 6 и диоды 3 и i соединены с анодами тиристоров 1 и 2, Базы транзисторов 7 и 8 подключены к шине -fE через вторые резисторы 9 и 10, а к точкам соединения резисторов 5 и б и диодов 3 и Л через параллельные цепи: сток-исток полевых транзисторов 11 .и 12 и катоданод фотодиодов 13 и 1 оптроноВо Катоды тиристоров 1,и 2 подключены к шине -Е. Параллельно тиристорам 1 и 2 включены s об1)атном направлении последовательно соединенные диоды 15 и 16 и 17 и 18 соответственно. Точки соединения диодов 15, 16, 17 и 18 подключены к затворам транзисторов 11 и 12, К этим же точкам через нагрузку 19 подключен источник контролируемого напряжений 20. Третьи диоды 21 и 22 включены в цепи управляющих электродов тиристоров 1 и 2 в Направлении отпирающего тока, а встречно-параллельно диодам 21 и 22 включены светодиоды 23 и 2k оптронов.

Коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристоры 1 и 2 закрыты, ток через нагрузку 19 не протекает.

Когда на блок управления 25 поступает сигнал включения, с выхода блока 25 подаются положительные импульсы на .управляющие электроды тиристоров 1 и 2. Ток управления протекает по цепи: выход блока 25, диод 21 (.22), управляЮсчий электрод катод тиристора 1 (2), шина Тиристоры 1 и 2 открываютсяи запоминают управляющее воздействие.

Ток смещения тиристора 1 (2) протекает по цепи: шина +Е транзистор 7 (8), резистор 5 (6), диод 3 С), тиристор 1 (2) шина -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 напряжения на параллельной

цепи сток-исток транзистора 11 (12) и катод-анод фотодиода 13 (1).

При отсутствии освещенности фотодиода 13 (1) его сопротивление

велико, поэтому ток смещения при включении тиристора 1 (2) и его удержании в открытом состоянии зависит от напряжения сток-исток транзистора П (12).

Напряжение, создаваемое током смещения на диоде 3 С), плюсом прикладывается к истоку транзистора 11 (12), а.-мину сом через диод 15 (Т7) к затвору. От.рицательным напряжением диода 3 () транзистор 11 (12) прикрывается, увеличивая напряжение сток-исток, а это приводит к увеличению тока смещения,

В установившемся режиме при отсутствии коммутируемого тока ток цепи смещения максимален и равен току удержания тиристора,

Когда тиристоры 1 и 2 открыты, то переменный ток протекает через нагрузку 19 следующим образом: плюс источника 20, нагрузка 19, диод 15, тиристор 1, шина -Е, диод 18, минус источника 20, при обратной полярности коммутируемого напряжения: плюс

источника 20, диод 17, тиристор 2, шина -Е, диод 16, нагрузка 19, минус источника 20.

Под действием протекающего тока на диоде 15 (17) создается напряжение,

величина которого зависит от коммутируемого тока. Напряжение, создаваемое током коммутируемого сигнала на диоде 15 (17), плюсом прикладывается к затвору, а минусом через диод 3 ()к истоку транзистора 11 (12) и приоткрыбает его, что приводит к уменьшению напряжения, а следовательно, и тока смещения транзистора 7 (8).

Увеличение тока смещения при запираний тиристоров 1 и 2 исключается введением оптронных пар светодиод-фотодиод 23, 13 и 24, k. Запирающий ток управления протекает по цепи: шина -Е, катод-- управляющий электрод тиристора 1 (2), анод катод светодиода 23 (2), выход блока 25.

Возбуждение светодиодов 23 и 2 приводит к снижению обратного сопротивления фотодиодов 13 и И и уменьшению падения напряжения на фотодиодах. В результате ток смещения уменьшается и становится близким к нулю.