Двухпозиционный переключатель Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

(5) ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к коммутационной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например в импульсных усилителях мощности, преобразователях частоты и автономных инверторах тока и напряжения.

Известен двухпозиционный переключатель , содержащий в каждом из двух каналов переключающий транзистор и логический блок, входы которого подключены к управляющей игине и выходу (}юрмирователя стробирующего импульса 1.

К недостаткам подобного устрой- ства следует отнести высокую сложность и значительную потребляемую мощность ПО цепи управления.

Наиболее близким к предлагаемому является двухпозиционный переключатель, содержащий транс(1юрматор с первичной и двумя вторичными обмотками, каждый из двух каналов двухпозиционного переключателя содержит первый и второй транзисторы и диод, в первом канале коллектор пер вого транзистора, эмиттер которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключен к первой входной шине, вовтором канале эмиттер первого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине, а ба10за соединена с эмиттером второго транзистора, подключен ко второй входной шине, между каждой из входных шин и выходной шиной включен диод, выводы первичной обмотки трансформатора соединены с управляю1чими шинами 2.

К недостаткам известного устройства относится низкая надежность функционирЬвания, которая обусловлена

20 возможностью возникновения сквозных токов между входными шинами.

Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в каждый канал двухпозицион ного переключателя, содержащего тран сформатор с первичной и двумя вторич ными обмотками, каждый из двух каналов двухпозиционного переключателя содержит первый и второй транзисторы и диод, в первом канале коллектор пе вого транзистора, эмиттер которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора , подключен к первой входной шине, во втором канале эмиттер первого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключен к второй вход ной шине, между каждой из входных шин и выходной шиной включен диод, выводы первичной обмотки трансформатора соединены с управляющими шинами , введены дополнительный транзистор , дополнительные диоды, первый и второй выпрямители, формирователь импульсов и резисторы, а вторичные обмотки трансформатора снабжены сред ним выводом, в каждом канале средний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входу первого выпрямителя и к коллектору второго тра зистора, база которого через первый второй диоды соответственно соединена с коллектором первого транзистора и коллектором дополнительного транзистора, эмиттер которого подключен к ВЫХОДУ первого выпрямителя, а база через первый резистор соединена с выходом второго выпрямителя, вход второго выпрямителя непосредственно, база первого транзистора через параллельно соединенные второй резистор и третий диод, и база второго транзистора через третий резистор соединены с крайним выводом вторичной обмотки трансформатора, к которой подключен вход формирователя импульсов, другой крайний вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером первого транзистора, выход формирователя импульсов подклю чен к базе дополнительного транзистора . На чертеже изображена принципиальная электрическая схема двухпозиционного переключателя. Каналы двухпозиционного переключателя (за исключением включения первых транзис- торов) выполнены идентично и на чер974 теже подробнаяпринципиальная схема приведена для одного из каналов (первого), Двухпозиционный переключатель содержит первые транзисторы 1 и 2 (в первом и во втором канале соответственно) ; диоды 3 и (в первом и во втором канале соответственно); трансформатор с первичной 5 и вторичными 6 и 7 обмотками. Кроме того, каждый канал двухпозиционного переключателя содержит второй транзистор 8, дополнительный транзистор Я, первый If), второй 11 выпрямители, формирователь 12 импульсов (который, в простейшем случае, представляет собой последовательно соединенные резистор и конденсатор) ; первый 13, второй и третий 15 резисторы, первый 16, второй 17 и третий 18 диоды. Коллектор первого транзистора 1 в первом канале подключен к первой входной шине 19 эмиттер первого транзистора 2 во втором канале подключен ко второй входной шине 20; эмиттер транзистора 1 и коллектор транзистора 2 объединены и подключены к выходной шине 21; выводы первичной обмотки 5 трансформатора Подключены к управляющим шинам 22, 23. Кроме того, Двухпозиционный переключатель содержит диоды, шунтирующие база-эмиттерные переходы транзисторов 9 и 8. Принцип действия двухпозиционного переключателя состоит в следующем. Вторичные обмотки 6 и 7 выполнены таким образом, что формируемое на них напряжение является противофазным. При положительном напряжении на начальном выводе вторичной обмотки 6, транзисторы 1 и 8 открыты током, протекающим через резистор 15. Транзистор 2 при. этом заперт и напряжение с входной шины 19 по ступает на выходную шину 21. Подключение коллектора транзистора 8 к среднему выводу вторичной обмотки 6 трансформатора обеспечивает работу этого транзистора в линейном режиме с малым уровнем напряжения между коллектором и эмиттером, близким к граничному значению. Диод 16 играет роль диода обратной связи, ограничивая напряжение на базе транзистора 8. Транзистор 9 в этом режима практически не оказывает влияния на функционирование устройства, так как он заперт отрицательным смещением по базе. 59 При отрицательном напряжении на начальном выводе вторичной обмотки 6 трансформатора, транзисторы 1 и 8 за пираются. Транзистор 2 при этом открыт и напряжение с входной шины 20 поступает на выходную шину 21. Форси рованный режим запирания транзистора 1 обеспечивается наличием диода 18. Положительным эффектом предлагаемого технического решения является повышение надежности функционирования двухпозиционного переключателя за счет устранения сквозных токов между входными шинами 19 и 20. Действительно, пусть в некоторый момент времени транзистор 2 открыт, а транзистор 1 закрыт. При изменении полярности управляющего сигнала, поступающего на шины 22 и 23, транзистор 1 начинает отпираться, а транзистор 2запираться. Запирание транзистора 2 задерживается процессом рассасывания неосновных носителей в базе. Поэтому отпирание транзистора 1 должно быть задержано на время, достаточное для рассасывания неосновных носителей в базе транзистора 2. Задержка в отпирании транзистора 1 непосредственно обусловлена наличием элементов 9-13 и 17, включенных вышеописанным образом. В исходном состоянии напряжение на базе и эмиттере транзистора 9, равное напряжению на выходах выпрямителей 11 и 10, отрицательно (относи тельно эмиттера транзистора 1), и транзистор 9 заперт. В момент возрастания напряжения на начальном выводе вторичной обмотки 6 трансформатора (что соответствует моменту начала запирания транзистора 2) на базе транзистора 9 с помощью формирователя 12 импульсов формируется короткий отпирающий импульс, время действия которого достаточно для надежного запирания транзистора 2. На время действия этого импульса база транзистора 8 через открытый транзистор 9 подключается к выходу выпрямителя 10, напря жение на котором отрицательно. Это ведет к задержке отпирания транзистора 1, устранению сквозных токов и к повышению надежности функционирования устройства. Формула изобретения Двухпозиционный переключатель, содержащий трансформатор с первичной 66 и двумя вторичными обмотками, каждый из двух каналов двухпозиционного переключателя содержит первый и второй транзисторы и диод, s первом канале коллектор первого транзистора, эмиттер которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключен к первой входной шине, во втором канале эмиттер первого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключен к второй входной шине, между каждой из входных шин и выходной шиной включен диод, выводы первичной обмотки трансформатора соединены с управляющими шинами, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал двухпозиционного переключателя введены до-, полнительный транзистор, дополнительные диоды, первый и второй выпрямители, формирователь импульсов и резисторы, а вторичные обмотки трансформатора снабжены средним выводом, в каждом канале средний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входу первого выпрямителя и к коллектору второго транзистора, база которого через первый и второй диоды соответственно соединена с коллектором первого транзистора и коллектором дополнительного транзистора. эмиттер которого подключен к выходу первого выпрямителя, а база через первый резистор соединена с выходом второго выпрямителя, вход второго выпрямителя непосредственно, база первого транзистора через параллельно соединенные резистор и третий диод, и база второго транзистора через третий резистор соединены с крайним выводом вторичной обмотки трансформатора, к которой подключен вход формирователя импульсов, другой крайний вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером первого транзистора, выход формирователя импульсов подключен к базе дополнительного транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР « 248767, кл. Н 03 К 17/08, Об.09.672. Патент Великобритании № 15189 7. кл. НЗТ, 30.05.75.

и 5