Полупроводниковый ключ

 

Изобретение может быть использовано , например, в импульсных усилителях мощности. Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения количества элементов. Полупроводниковый ключ содержит составной транзистор (Т) I, Т 2 - 4 одного типа проводимости, т 5 - 7 другого типа проводимости, компараторы 8 и 9, оптронный ключ 10, диоды 11 - 15, конденсаторы 16 - 18, резисторы 19 - 25 и предохранитель 26. Компараторы снабжены входами стробирования. Для восстановления электронного ключа необходимо лишь заменить вышедший из строя составной транзистор 1 и предохранитель 26. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И1 (sD 4 Н 03 К 17/60 с с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4191489/24-21 (22) 31.12.86 (46) 30.06.88. Бюп. И 24 (72) Д.В. Сазонов, Ю.Н. Стулов и В.А. Мищенко (53) 621 382 (088. 8) (56) Электронная техника в автомати— ке/ Под ред. Ю.И. Конева, вып. 9.

М.: Советское радио, 1977, с. 28, рис. 9.

Электротехническая промышленность.

Серия Электропривод, 1981, вып. 9, с. 23. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЛЮЧ (57) Изобретение может быть исполь— зовано, например, в импульсных усилителях мощности. Цель изобретения— упрощение устройства sa счет уменьшения количества элементов. Полупроводниковый ключ содержит составной транзистор (Т) 1, Т 2 — 4 одного типа проводимости, Т 5 — 7 другого типа проводимости, компараторы 8 и 9, оптронный ключ 10, диоды 11 — 15, конденсаторы 16 — 18, резисторы

19 — 25 и предохранитель 26. Компараторы снабжены входами стробирования.

Для восстановления электронного клн ча необходимо лишь заменить вьппедший из строя составной транзистор 1 и предохранитель 26. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.! 406774

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных усилителях мощности, преобразователях частоты и автономных инверторах тока и напряжения, Цель изобретения — упрощение полупроводникового ключа sa счет уменьшения количества элементов.

На чертеже представлена схема полупроводникового ключа. Полупроводниковый ключ содержит составной транзистор 1, первый 2, второй 3 и третий 4 транзисторы одного типа проводимости, четвертый 5, пятый 6 и шестой 7 транзисторы другого типа проводимости, первый 8 и второй 9 компараторы, оптронный ключ 10, пять диодов 11 — 15, три конденсатора 16

18, семь резисторов 19 — 25 и предо- 2р хранитель 26. При этом первый и вто— рой выходы составного транзистора 1 подключены соответственно к выходной

27 и общей 28 шинам, а вход через предохранитель 26 — к первому выводу 25 первого резистора 19, второй вывод которого соединен с эмиттерами первого

2 и четвертого 5 транзисторов, базы которых подключены к коллектору пято— го транзистора 6 и через второй ре — 3p зистор 20 соединены с коллектором четвертого транзистора 5 и первой шиной 29 пит ания . Коллектор пер во го транзистора 2 подключен к второй шине 30 питания, эмиттеру пятого транзистора 6 и через третий реэис— тор 21 к базе пятого транзистора 6 и одному выводу четвертого резистора

22, другой вывод которого соединен с выходом первого компаратора 8, вход 40 которого через оптронный ключ 10 под— ключен к шине 31 управления. Первый вывод первого резистора 19 через пятый резистор 23 подключен к входу второго компаратора 9, выход которо в 45

ro соединен с базой второго транзис— тора 3 и через первый конденсатор

16 с базой третьего транзистора 4 и одним выводом первого диода 11, другой вывод которого подключен к общей шине 28. Входы стробирования перво— го 8 и второго 9 компараторов соединены соответственно с коллекторами второго 3 и третьего 4 транзисторов, эмиттеры которых подключены соответ55 ственно через шестой 24 и седьмой

25 резисторы к общей шине 28.Эмит— тер шестого транзистора 7 соединен с эмиттером четвертого транзистора 5 и через второй диод 12 с первым выводом третьего диода 13 и одним выводом второго конденсатора 17, дру— гой вывод которого подключен к общей шине 28, коллектору шестого транзистора 7 и одному выводу третьего конденсатора 18, другой вывод которого соединен с первым выводом четвертого диода 14 и через пятый диод 15 с входом второго компаратора 9. Второй вывод четвертого диода 14 подключен к второму выводу третьего диода 13, базе шестого транзистора 7 и второй шине 30 питания.

Полупроводниковый ключ работает следующим образом.

В исходном состоянии входное напряжение полупроводникового ключа равно нулю, на выходе компаратора

8 присутствует напряжение положительной полярности, равное напряже— нию на второй шине 30 питания. Транзисторы 6,2 и 7 закрыты, транзистор 5 открыт, к переходам база— эмиттер составного транзистора 1 прикладывается обратное напряжение, удерживающее его в режиме отсечки.

На выходе компаратора 9 присутствует напряжение = ОВ, при этом транзисторы 3 и 4 закрыты и входы стробирования компараторов 8 и 9 отключены от общей шины 28. Конденсаторы 17 и 18 заряжены примерно до напряжения на второй шине 30 питания.

При изменении сигнала на шине 31 управления компаратор 8 перебрасывается в другое устойчивое состояние и на его выходе появляется напряжение, близкое к ОВ. Транзисторы 6 и 2 открываются, а транзистор 5 за— крывается.

На выходе схемы управления и, со— ответственно, входе составного тран— эи ст ор а 1 присутствует напряжение положительной полярности. Составной транзистор 1 открывается и подклю— чает выходную шину 27 к общей шине

28. Транзистор 7 закрыт. Диод 12 закрыт, что предотвращает искажение выходного сигнала схемы управления.

При величине тока через составной транзистор 1 меньше номинального значения напряжение на входе компаратора 9 меньше напряжения срабатывания, поэтому на его выходе присутствует напряжение, близкое к ОВ. При этом транзисторы 3 н 4 закрыты и входы

1406//4 стробирования компараторов 8 и 9 отключены от общей шины 28.

Увеличение тока через составной транзистор 1, например, эа счет

5 уменьшения сопротивления нагрузки в его выходной шине 27 сопронождает— ся соотнетствующим увеличением напряжения на 6 аз е составного транзи с— тора 1 относительно общей шины 28.

При до стижении током через составной транзистор 1 предельно допустимого значения напряжение на нходе компаратора ранно напряжению срабатынания, что вызывает переброс компаратора 9 в новое устойчивое состояние. При этом на выходе компаратора 9 присутствует напряжение второй шины 30 питания.

Транзистор 3 открывается и подключает вход стробирования компаратора 8 че— рез резистор 24 на общую шину 28.

3То приводит к стробированию компаратора 8 и на его выходе присутствует напряжение +Е, что приводит к отклю— чению ключа на все время стробиронани я.

Положительный перепад напряжения на выходе компаратора 9 дифференци— руется цепью, состоящей из нремязадающего конденсатора !6 и входного сопротивления транзистора 4. При этом транзистор 4 открывается и подключает стробирующий вход компаратора 9 че— рез резистор 25 на общую шину 28.

Это приводит к стробиронанию компара35 тора 9, и на его выходе присутствует напряжение +Е.

По мере заряда конденсатора 16 базовый ток транзистора 4 уменьшается.

При уменьшении тока до величины, недостаточной для открывания транзисто— ра 4, происходит закрывание последне—

ro и стробирование компаратора 9 пре— кращается. При этом компаратор 9 возвращается н исходное состояние. Тран — 45 зистор 3 при этом закрывается, и стробирование компаратора 8 также прекращается, вследствие чего разрешается прохождение управляющих сигналов с шины 31 управления.

При пробое перехода коллектор база составного транзистора 1 напря— жение на его входе скачкообразно увеличивается до напряжения выходной шины 27. При этом на входе компаратора 9 напряжение скачком возрастает до величины +Е, превышающей порог срабатывания компаратора 9. Последний переключается в новое устойчивое состояние, и происходит стробирова-. ние компараторов 8 и 9, что приводит к протеканию рассмотренных процессов.

На эмиттерах транзисторов 2 и 5 напряжение скачком возрастает. При превышении им величины напряжения

+Е транзистор 7 открывается и ограничивает нарастание напряжения на эмиттерах транзисторов 2 и 5, на безопасном для схемы управления уровне (+Е+бэ7).

При этом через предохранитель 26 протекает ток. Предохранитель 26 рас— считывается на протекание тока управления, который во много раз меньше тока, возникающего при пробое перехода коллектор — база составного транзистора 1. Поэтому предохранитель перегорает и отключает схему управления от входа составного тран— зистора 1.

Для восстановления полупронодникового ключа необходимо лишь заменить вьппедший из строя составной транзистор 1 и предохранитель 26.

Предлагаемый полупроводниковый ключ проще известных транзисторных ключей, так как имеет меньшее количество элементов.

Формул аизобретени я

1. Полупроводниковый ключ, содержащий составной транзистор, первый, второй и третий транзисторы одного типа проводимости, четвертый и пятый транзисторы другого типа проводимости, первый и второй компараторы, оптронный ключ, первый диод, первый конденсатор, семь резисторов, первый и второй выходы составного транзисто" ра подключены соответственно к выход— ной и общей шинам, а вход через первый резистор соединен с эмиттерами первого и четвертого транзисторов, базы которых подключены к коллектору пятого транзистора и через второй резистор соединены с коллектором четвертого транзистора и первой шиной питания, коллектор первого транзистора подключен к второй шине питания, эмиттеру пятого транзистора и через третий резистор к базе пятого транзистора и одному выводу четвертого резистора, другой вывод которого соединен с выходом первого! 4067

15

2. Ключ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения ремонтопригодности, введены

Составитель Л. Иванов

Техред М. Дидык Корректор Г. Решетннк

Редактор Е. Копча

Заказ 3207/54 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 компаратора, вход которого через оптронный ключ подключен к шине уп— равления, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первый и второй компараторы снабжены входами стробирования, причем вход составного транзистора через пятый резистор подключен к входу второго компаратора, выход которого соединен с базой второго транзистора и через первый конденсатор с базой третьего транзистора и одним выводом первого диода, другой вывод которого подключен к общей шине, входы стробирова— ния первого и второго компараторов соединены соответственно с коллекторами второго и третьего транзисторов, эмиттеры которых подключены соответственно через шестой и седьмой резисторы к общей шине.

74

О предохранитель, шестой транзистор, проводимость которого соответствует проводимости четвертого транзистора, второй, третий, четвертый и пятый диоды, второй и третий конденсаторы, причем вход составного транзистора через предохранитель подключен к выводам первого и пятого резисторов, которые объединены, эмиттер шестого транзистора соединен с змиттером четвертого транзистора и через второй диод с первым выводом третьего диода и одним выводом второго конденсатора, другой вывод которого подключен к общей шине, коллектору шестого транзистора и одному выводу третьего конденсатора, другой вывод которого соединен с первым выводом четвертого диода и через пятый диод с входом второго компаратора, второй вывод четвертого диода подключен к второму выводу третьего диода, базе шестого транзистора и второй шине питания.