Высоковольтный транзисторный переключатель

 

Изобретение относится к импульсной технике, использовано в импульсных модуляторах и стабилизаторах , Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы, Устройство содержит п транзисторов 2, п формирователей 3 управляющих импульсов , п стабилитронов 4. В устройство введены генератор 1 управляющих световых импульсов, п резисторов 5, п диодов 6, п конденсаторов 7, п дополнительных стабилитронов 8, п формирователей 9 контрольных световых импульсов , блок 12 сравнения. Поставленная цель достигается за счет наличия в устройстве системы автоматического контроля работы транзисторов i и их защиты при возникновении перенапряжения. 1 ил„ -о И (Л а с«. sj

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

„,80„„1637 щ) Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР

Н А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4617320/21 (22) 06.12.88 (46) 23.03.91. Бюл. Р 11 (72) Е.П.Мясников и В.В.Юхневич (53) 621.318.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 932610, кл. Н 03 К 7/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 612410, кл. Н 03 К 17/60, 1977. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЬФ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ПЕРЕКЛ1ЖАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике, использовано в импульсных модуляторах и стабилиза,торах, Бель изобретения — повьппение быстродействия и надежности работы.

Устройство содержит и транзисторов 2, и формирователей 3 управляющих импульсов, п стабилитронов 4. В устройство введены генератор 1 управляющих световых импульсов, и резисторов

5, и диодов 6, и конденсаторов 7, п

Ф дополнительных стабилитронов 8, и формирователей 9 контрольных световых импульсов, блок 12 сравнения. Поставленная цель достигается sa счет наличия в устройстве системы автоматического контроля работы транзисторов ,и их защиты при возникновении перенапряжения. 1 ил.

1637018

45 Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в импульсных модуляторах

У импульсных стабилизаторах и других устройствах радиоэлектроники.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности работы.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. 10

Устройство содержит генератор 1 управляющих световых импульсов, и транзисторов 2, и формирователей 3 управляющих импульсов, п стабилитронов 4, п резисторов 5, п диодов 6, 15 и конденсаторов 7, и дополнительных стабилитронов 8, и формирователей 9 контрольных световых импульсов, состоящих из генератора 10 световых импульсов и приемника 11 световых им- 2р пульсов, блок 12 сравнения.

Транзисторы 2 соединены последова тельно и включены между выходной 13 и общей 14 шинами, база-коллекторный переход транзисторов 2 зашунтирован 25 стабилитроном 4, база каждого транзистора 2 подключена к выходу соответствующего формирователя 3, эмиттер каждого транзистора 2 подключен к общим выводам соответствующих форми- 30 рователей 3 и 9, а также первым выводам соответствующих конденсатора 7 и стабилитрона 8, вторые выводы которых подключены к выводам питания формирователей 3 и 9. Первый вывод 35 каждого резистора 5 соединен с коллектором соответствукицего транзистора 2, второй выход — с управляющим входом формирователя 9 и анодом диода 6, катод которого подключен 40 к вторым выводам конденсатора 7 и стабилитрона 8, которые соединены па- раллельно.

Первый вход генератора 1 соединен с шиной 15 управления, второй вход— с выходом блока 12, а вых6д генератора 1 соединен с входами и формиро" вателей 3 диэлектрическими волноводами, выходы формирователей 9 подключены к и входам блока 12, (и+1)-й 5р вход которого соединен с шиной 15.

Выход генератора 10 соединен с входом приемника 11 диэлектрическими волноводами.

Генератор 1 и генераторы 10 могУт быть выполнены в виде транзисторного импульсного усилителя, нагрузкой которого является светодиод . Формирователи 3 и приемники 11 могут быть выполнены в виде транзисторного им пульсного усилителя, к входу которого подключен фотодиод. Блок 12 сравнения может быть выполнен на основе элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, например микросхем К155ЛП5.

Переключатель работает следующим образом.

В статическом режиме все транзисторы 2 закрыты. Делитель из резисторов 5 и стабилитронов 8 обеспечивает равномерное распределение выходного напряжения по транзисторам 2.

Конденсаторы 7 заряжены до напряжения пробоя стабилитронов 8. Генератор выключен. На управляющем входе генераторов 10 присутствует напряжение высокого уровня (по величине близкое напряжению пробоя стабилитронов 8) и они также выключены. На всех входах блока 12 сравнения напряжение имеет один уровень и сигнал на его выходе равен нулю.

Поступающий по шине 15 управляющий импульс попадает на входы блока

12 сравнения и генератора 1, при этом последний включается и излучает световые импульсы, которые по диэлектрическим волноводам поступают на входы формирователей 3. При этом диэлектрические волноводы кроме передачи мощности световых импульсов на входы формирователей 3 осуществляют также электрическую развязку формирователей 3, транзисторов 2 с генератором 1. и между собой. Сигнал, поступивший на входы формирователей 3 в виде мощности светового импульса, преобразуется ими в управляющие импульсы тока, которые поступают в базы транзисторов 2. Транзисторы 2 открываются, напряжение на их коллекторах уменьшается. Напряжение на шине 13, являющееся суммой напряжений на транзисторах 2, также уменьшается, при этом формируется фронт импульса на шине 13. Всякое изменение напряжения на транзисторах 2 передается через резисторы на управляющие входы генераторов 10, Уменьшение напряжения на коллекторах транзисторов 2 приводит к снижению напряжения на управляющих входах генераторов 10 до величины нйз» кого уровня и, вследствие этого, к включению этих генераторов и формированию ими сигналов в виде мощности световых импульсов. Последние по диэлектрическим волноводам поступают на

5 16370 входы соответствующих приемников 11 и преобразуются ими в импульсы напряжения. При этом диоды 6 исключают разряд конденсаторов 7 через резисторы

5 и далее через открытые транзисторы

2, а также обеспечивают снижение напряжений на управляющих входах генераторов 10 до величины низкого уровня при открывании транзисторов 2. диэлектрические волноводы обеспечивают электрическую развязку генераторов 10 с приемниками 11 и между собой. Таким образом на входы блока 12 сравнения поступают импульсы контроля напряжения 5 на транзисторах 2, фронт каждого из которых совпадает с моментом открывания соответствующего транзистора 2.

В момент окончания управляющего импульса на шине 15 генератор 1 выключа-20 ется. Поступление световых импульсов на входы формирователей 3 прекращается, что приводит к окончанию импульсов тока с выходов этих формирователей в базы транзисторов 2. Транзисторы 25

2 закрываются, напряжение на их коллекторах начинает увеличиваться, при этом формируется спад импульса на шине 13. Конденсаторы 7, частично разрядившиеся за время наличия импульса 30 токами питания формирователей 3 и генераторов 10, начинают дозаряжаться токами через резисторы 5 и диоды

6 до напряжения пробоя стабилитронов

8. Таким образом спад каждого импульса контроля напряжения на транзисторах

2 также совпадает с моментом закрывания соответствующего транзистора. ,Палее работа устройства повторяется в изложенной последовательности. 40

В процессе работы устройства блок

12 сравнения осуществляется по поступаннцим на входы контрольным импульсам непрерывный контроль взаимной синхронности коммутации транзисторов 2 и 45 синхронности с управляющим импульсом, поступающим по шине 15. При нормальной работе устройства напряжение на выходе блока 12 сравнения отсутствует. При появлении сбоя или отказа в работе отдельных элементов устройства (например, формирователя 3), приводящего к возникновению асинхронизма в коммутации транзисторов 2 как между собой, так и относительно полученного устройством управляющего импульса, на выходе блока 12 сравнения появляется сигнал. Этот сигнал поступает на второй вход генератора 1 для вы18 6 ключения его. Таким образом, исключается возможность развития лавинного процесса выхода элементов устройства из строя при возникновении сбоев в

его работе или отказе отдельных элементов. При этом кратковременные пе(напряжения транзисторов 2 устраняются работой стабилитронов 4.

В предлагаемом высоковольтном транзисторном переключателе источники питания управляющих база-эмиттерных цепей последовательно соединенных транзисторов 2 выполнены в виде накопительных конденсаторов 7, подключенных через резистор 5 и диод 6 параллельно каждому транзистору. При этом за время наличия управляющего импульса на шине 15 и нахождения переключателя, а следовательно, и транзисторов

2 в проводящем состоянии происходит частичный разряд накопительных конденсаторов 7 потребителями. Восполнение этих потерь заряда происходит в паузе между импульсами, когда транзисторы 2 закрыты. Приемлемая глубина частичного разряда может быть достигнута выбором величины накопительных конденсаторов 7, а полное восполнение в паузе между импульсами потерь заряда на этих конденсатора 7 †выбором постоянной времени заряда, которая определяется величиной сопротивления резисторов, включенных после-: . довательно с этими конденсаторами.

Такое выполнение в переключателе индивидуальных, электрически развязанных между собой источников питания для управляющих цепей последовательно соединенных транзисторов свело к незначительной величине паразитную емкость коллекторно-эмиттерной цепи каждого транзистора, которая затягивает коммутацию. Включение всех транзисторов в устройстве происходит одновременно, при этом время коммутации переключателя не превышает времени включения отдельного транзистора, Наличие в устройстве системы автоматического контроля работы транзисторов и защиты обеспечивает высокую надежность работы устройства, не ухудшая его коммутационных характеристик. (Формула изобретения

Высоковольтный транзисторный переключатель, содержащий и последова1637018

Составитель Г.Терешина

Техред Л.Олийнык

Редактор Е.Папп

Корректор M.Øàðoïù

Заказ 825

Тираж 469

Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 тельно соединенных между выходной и обшей шинами транзисторов, формирователь управляющих импульсов, и резисторов, и диодов, и конденсаторов и и стабилитронов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, введены генератор управляющих световых импульсов, (n-1) формирователей 1О управляющих импульсов, п формирователей контрольных световых импульсов, блок сравнения, п дополнительных стабнлитронов, при этом база-коллекторный переход каждого транзистора за- 15 шунтирован стабилитроном, база каждого транзистора подключена к выходу соответствующего формирователя управляющих импульсов, эмиттер каждого транзистора подключен к общим выводам 20 соответствующих формирователя управляющих импульсов и формирователя контрольных световых импульсов, а также первым выводам соответствующих конденсатора и дополнительного стабилитрона, вторые выводы которых подключены к выводам питания формирователя управляющих импульсов и формирователя контрольных световых импульсов, первый вывод каждого резистора соединен с коллектором соответствующего транзистора, второй вывод — с управляющим входом формирователя контрольных световых импульсов и анодом диода, катод которого подключен к вторым выводам конденсатора и дополнительного стабилитрона, которые соединены параллельно, первый вход генератора управлякнцих световых импульсов соединен с шиной управления, второй вход с выходом блока сравнения, а выход генератора соединен с входами и формирователей управляющих импульсов диэлектрическими волноводами, выходы п формирователей контрольных световых импульсов подключены к и входам блока сравнения, {и+1)-й вход которого соединен с шиной управления.