Высоковольтный переключатель

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в импульсных передатчиках. Является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 1162031. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходных импульсов - достигается за счет регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя (ВП) с помощью цепи обратной связи. ВП содержит N транзисторов 1 - 1 - 1-N, N первых диодов 2-1 - 2-N, N первых резисторов 3-1 - 3-N, N- 1 вторых диодов 4-1 - 4-(N-1), N-1 вторых резисторов 5-1 - 5-(N-1), третий диод 6, нагрузку 7, N третьих резисторов 8-1 - 8-N, N конденсаторов 9-1 - 9-N, N четвертых диодов 10-1 - 10-N, общую шину 11, источник питания 13. Для достижения поставленной цели в ВП дополнительно введены дифференциальный усилитель 14 на транзисторах 18 и 19, резисторах 20 и 21, источник 15 опорного напряжения , дополнительный источник 16 питания и делитель 17 напряжения. Стабильность амплитуды выходных импульсов данного переключателя выше, чем у аналогичных известных переключателей за счет использования регулирующей цепи отрицательной обратной связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. to (Л Г5 3№ N3 оо .i со 05 N)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Н 03 17 60

1,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1162031 (21) 3819097/24-21 (22) 04.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (72) В. С. Уманский (53) 621.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1162031, кл. Н 03 К 17/60, 1985. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в импульсных передатчиках. Является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 1162031. Цель изобретения — повышение стабильности амплитуды выходных импульсов — достигается за счет регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя (ВП) с помощью

„„SU„„1234960 А 2 цепи обратной связи. ВП содержит N транзисторов 1 — 1 — 1 — N, N первых диодов

2 — 1 — 2 — N, N первых резисторов 3 — !в

3 — N, N — 1 вторых диодов 4 — 1 — 4 — (N — 1), N — 1 вторых резисторов 5 — 1 — 5 — (N — 1), третий диод 6, нагрузку 7, N третьих резисторов 8 — 1 — 8 вЂ, N конденсаторов 9 в 1—

9 вЂ, N четвертых диодов 10 в 1 — 10 вЂ, общую шину 11, источник питания 13. Для достижения поставленной цели в ВП дополнительно введены дифференциальный усилитель 14 на транзисторах 18 и 19, резисторах 20 и 21, источник 15 опорного напряжения, дополнительный источник 16 питания и делитель 17 напряжения. Стабильность амплитуды выходных импульсов данного переключателя выше, чем у аналогичных известных переключателей за счет использования регулирующей цепи отрицательной обратной связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1234960

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных передатчиках.

Цель изобретения повышение стабильности амплитуды выходных импульсов путем регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя с помощью цепи отрицательной обратной связи.

На чертеже представлена схема высоковольтногоо перекл юч а тел я.

Высоковольтный переключатель содержит N транзисторов 1 — -1 — 1 — N, N первых диодов 2 — -1 — 2 — N, каждый из которых включен обратно-параллельно переходу базаэмиттер, соответствующего транзистора

l — 1 — 1 — N N первых резисторов 3 1 ——

3 N, каждый из которых подключен пара1лельно соответствующему первому диоду

2 — l — 2--N, N 1 вторых диодов 4 -1

4 — (N — 1) и N — 1 вторых резисторов 5 — 1—

5 — (N — 1), третий диод 6, который включен параллельно нагрузке 7, Х третьих резисторов 8 в 1 — 8 — М, N конденсаторов 9 1

9 †u N четвертых диодов 10---1 -- 10- — Х, причем база каждого транзистора 1 — 2

1 N соединена с первыми выводами соответствующего второго резистора 5 — 1 — 6(N — 1) и второго диода 4 1 — 4 — (N — 1), вторые выводы которых подключены к общей шине 11, база первого транзистора 1 — 1 соединена с шиной источника 12 управляющих сигналов, а эмиттер — — с общей шиной 11 и первым выводом источника !3 питани», второй вывод которого через соответствующий третий резистор 8 — -1 — 8 — N, и четвертый диод 10 — 1 — 10 N подключен к коллектору каждого транзистора 1 — 1 — 1 — N, коллектор каждого предыдущего транзистора

1 — 1 — 1 — (N — ) через соответствующий конденсатор 9 1 — 9 — (N — 1) подключен к эмиттеру последующего транзистора 1 — 2—

1 — N, коллектор N-го транзистора 1 N через N-й конденсатор 9 †соединен с одним выводом нагрузки 7, другой вывод которой подключен к общей шине 11.

Кроме того, высоковольтный переключатель содержит дифференциальный усилитель

14, источник 15 опорного напряжения, дополнительный источник 16 питания и делитель 17 напряжения, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя

14 через источник 15 опорного напряжения соединен с общей шиной 11, которая через дополнительный источник 16 питания подключена к выводу питания дифференциального усилителя 14, неинвертирующий вход которого соединен с выходом делителя

17 напряжения, который подключен параллельно нагрузке 7, выход дифференциального усилителя 14 соединен с базой второго транзистора 1 — 2.

Дифференциальный усилитель 14 содержит два транзистора !8 и 19, тип проводимости которых противоположен типу проводимости транзисторов 1- — 1 — 1 — N переклю1О

f5

55 чателя, и два рези гора 20 и 21, причем эмиттеры транзисторов 18 и !9 объединены и через о.f3333 резистор 20 подключены к об33!ей и3ине !1, первый E3blB0i другого резистора 21 соединен с выходом дифференциального усилителя 4, а второй — — с коллектором одного транзистора 18, база которого подключена к инвертируюгцему входу дифференциального усилителя 14, база и коллектор другого транзистора 19 соответственно соединены с неинвертирующHM входом и выводом питания диффренциального усилителя 14.

Высоковольтный переключатель работает следующим образом

В исходном состоянии в паузах между импульсами управления все транзисторы

1 — -1 — 1 — N заперты и происходит заряд конденсаторов 9 -1 — 9 N от источника 13 питания. Так, конденсатор 9- — 1 заряжается по цепи: источник 13, резистор 8 — 1, конденсатор 9 — 1, диод 2 — 2, диод 4 — 1, общая шина 11, источник 13. Аналогично заряжаются остальные конденсаторы. Токи заряда, протекая через диоды 2 — 2 — 2 — Х создают на них отрицательные перепады напряжения, приложенные к базам транзисторов 1 — 2 -- 1 — -N. что обеспечивает их запирание и уменьшенное время включения.

Все конденсаторы 9 — 1 9 — N заряжаются до напряжения Е источника 13 питания с полярностью, указанной на чертеже.

При подаче импульса положительной полярности от источника 12 управляющих сигналов на базу первого транзистора 1 — 1 последний отпирается и к резисторам 3 — 2 и

5 — прикладывается отрицательный перепад напряжения относительно общей шины 11, равный напряжению Е на конденсаторе 9 — 1 и запирающий диоды 2 2 и 4 — 1. На резисторе 3 — 2 и база-эмиттерном переходе транзистора l — 2 образуется положительный перепад напряжения. В результате отпирается транзистор — 2. Аналогичным образом происходит включение всех последующих транзисторов 1 — -3 — 1 — -N.

В результате к нагрузке 7 прикладывается отрицательный импульс напряжения с амплитудой N Е, равной сумме напряжений на последовательно включенных конденсаторах 9-1 — 9 — N.

После окончания положительного импульса управления на базу транзистора 1 — 1 подается запирающий отрицательный импульс, напряжение на коллекторе транзистора 1 — 1 возрастает до величины F. После этого через резистор 8 — 1 и диоды 2 — 2 и 4 — -1 начинает аналогично описанному идти ток дозаряда конденсатора 9 1, образующий при этом отрицательный перепад напряжения на резисторе 3.2, который обеспечивает быстрое запирание транзистора 1 — 2. Аналогично описанному происходит запирание всех последующих транзисторов 1 — 3

1 — N.!

234960

Формула изобретения

С((((;»((.)(.)н,!. Иван(и 1 (р с. l 11. и с рс с K()1)p((l()l) ) . Обрйн((р

Тир((ж В16 11(). L) (((ñ:(() (ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4 5

Филиал ППГ1 «Патент», r. Ужгород. ул. Проектная, 4

P (. ; (((K T () 1) А ., с ж н и н () зак((:(2 05) 57

В результате на нагрузке форм и руется спад импульса и элементы переключателя возвращаются в исходное состояние.

В процессе запирания транзисторов 1- — 1

1 — N переключателя 1вследствие разброса величин времен рассасывания неосновных носителей заряда) может возникнуть ситуация, при которой после запирания транзистора I — 1 последующие транзисторы

1 — 2 — 1 — N в течение некоторого времени еше остаются открытыми. В результате к коллектору транзистора 1 — 1 в течение этого времени может быть приложено суммарное напряжение, примерно равное N-E, сушествуюшее на всех последовательно соединенных через транзисторы 1 — 2 — 1 — N конденсаторах 9 — 1 — 9 — N.

Однако при этом произойдет отпирание диода 10 — 1, благодаря чему обеспечится путь для разряда конденсаторов 9 — 1

9 †через нагрузку 7 на источник 13 питания. Величина напряжения на коллекторе транзистора 1 — 1 в этих условиях не превысит величину напряжения Е источника питания 13. Аналогично будут защищены и другие транзисторы в результате отпирания диодов

10 — 2 — 10 — N.

Стабилизация амплитуды выходных импульсов достигается следующим образом.

При отпирании транзистора 1 в 1 ток базы транзистора — 2 протекает через резистор

5 в 1 и конденсатор 9 — 1. Часть этого тока может протекать также через резистор 21, переход коллектор — эмиттер транзистора

l8 и резистор 20 в дифференциальном усилителе 14. Если амплитуда выходных импульсов превышает заданное номинальное значение из-за возрастания напряжения источника 13 питания, то величина импульса напряжения на выходе делителя 17 напряжения и неинвертирующем входе дифференциального усилителя 14 становится больше, чем величина напряжения источника 15 опорного напряжения. В результате ток коллектора транзистора 19, идущий от дополнительного источника 16 питания, увеличивается, а ток коллектора транзистора 8 уменьшается. Соответственно становятся меньше токи базы и коллектора транзис15

40 тора 1 — 2, токи базы и коллектора последуюгцих транзисторов по этой причине также становятся меньше. Величина падения напряжения на открытых транзисторах 1 — 2

1 — N возрастает, а напряжение на нагрузке 7 остается неизменным.

Стабильность амплитуды выходных импульсов предлагаемого высоковольтного переключателя выше, чем у известных высоковольтных переключателей за счет регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя с помощью цепи отрицательной обратной связи.

1. Высоковольтный переключатель по авт. св. % 1162031, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды выходHblx импульсов, введены дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, дополнительный источник питания и делитель напряжения, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя через источник опорного напряжения соединен с общей шиной, которая через дополнительный источник питания подключена к выводу питания дифференциального усилителя, неинвертируюший вход которого соединен с выходом делителя напряжения, который подключен параллельно нагрузке, выход дифференциального усилителя соединен с базой второго транзистора.

2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что дифференциальный усилитель содержит два транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости транзисторов переключателя, и два резистора, причем эмиттеры транзисторов обьединены и через один резистор подключены к общей шине, первый вывод другого резистора соединен с выходом дифференциального усилителя, а второй — с коллектором одного транзистора, база которого подключена к инвертирующему входу дифференциального усилителя, база и коллектор другого транзистора соответственно соединены с неинвертирующим входом и выводом питания дифференциального усилителя.