Коммутирующее устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации напряжения любой полярности в устройствах автоматики и измерительной техники. Сущность: устройство содержит транзисторы 1 - 8, механический переключатель 9, резисторы 10 - 20, диоды 21 - 26, диодные мосты 27 - 31, выходные шины 32 - 36. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации напряжения любой полярности в устройствах автоматики и измерительной техники.

Известно коммутирующее устройство (1). Недостаток этого устройства - коммутация напряжения только одной полярности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является коммутирующее устройство (2), которое содержит первый и второй транзисторы n-p-n типа, шестой и седьмой транзисторы n-p-n типа, механический переключатель на три положения со средним (нейтральным) положением, семь резисторов, пять выходных шин, шину источника коммутируемого напряжения, шину управления, первый и второй транзисторы имеют основные и дополнительные эмиттеры, четвертый и пятый транзисторы имеют основные и дополнительные коллекторы, базы первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы подключены к неподвижным контактам механического переключателя, подвижный контакт которого соединен с шиной управления, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с эмиттерами соответственно четвертого и пятого транзисторов и подключены к шине источника коммутируемого напряжения, основные эмиттеры первого и второго транзисторов подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, а дополнительные эмиттеры этих транзисторов соединены между собой и подключены к базе третьего транзистора, которая, в свою очередь, подключена к общей шине через третий резистор, эмиттер третьего транзистора соединен с шиной коммутируемого напряжения, а коллектор - с третьей выходной шиной, основные коллекторы четвертого и пятого транзисторов подключены к четвертой и пятой выходным шинам, а дополнительные коллекторы этих транзисторов соединены между собой и подключены к базе третьего транзистора, базы четвертого и пятого транзисторов подключены к коллекторам шестого и седьмого транзисторов соответственно через четвертый и пятый резисторы, базы шестого и седьмого транзисторов соединены с общей шиной соответственно через шестой и седьмой резисторы, а эмиттеры этих транзисторов подключены к неподвижным контактам механического переключателя. Недостаток этого устройства - коммутация напряжения только одной полярности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем коммутации напряжения любой полярности. Это достигается тем, что в коммутирующее устройство введены восьмой полевой транзистор, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды, первый, второй, третий, четвертый и пятый диодные мосты, причем эмиттер четвертого транзистора через первый диод соединен с базой третьего транзистора, а через восьмой резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя, эмиттер пятого транзистора через второй диод соединен с базой третьего транзистора, а через девятый резистор подключен ко второму неподвижному контакту механического переключателя, коллекторы и эмиттеры первого, второго, третьего, шестого и седьмого транзисторов включены в диагонали соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов, первые выводы которых соединены с шиной коммутируемого напряжения, вторые выводы первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов подключены соответственно к первой, второй, третьей, четвертой и пятой выходным шинам, второй вывод третьего резистора соединен со стоком восьмого транзистора, затвор которого через десятый резистор подключен к общей шине, а через одиннадцатый резистор соединен с первыми выводами третьего и четвертого диодов, вторые выводы которых подключены к эмиттерам соответственно четвертого и пятого транзисторов, исток восьмого транзистора через пятый диод соединен с общей шиной, а через шестой диод подключен к шине коммутируемого напряжения.

На чертеже представлена схема коммутирующего устройства. Коммутирующее устройство содержит транзисторы 1-8, из которых первый 1, второй 2 и третий 3 p-n-p транзисторы, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 n-p-n транзисторы, восьмой 8 полевой транзистор, механический переключатель 9 на три положения со средним (нейтральным) положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, одиннадцать резисторов 10-20, шесть диодов 21-26, пять диодных мостов 27-31, каждый из которых содержит четыре диода, первую 32, вторую 33, третью 34, четвертую 35 и пятую 36 выходные шины, шину 37 управления, шину 38 коммутируемого напряжения и общую шину 39.

Коллекторы и эмиттеры первого 1, второго 2, третьего 3, шестого 6 и седьмого 7 транзисторов включены в диагонали соответственно первого 27, второго 28, третьего 29, четвертого 30 и пятого 31 диодных мостов, первые выводы которых соединены с шиной 38 коммутируемого напряжения, вторые выводы первого 27, второго 28, третьего 29, четвертого 30 и пятого 31 диодных мостов подключены соответственно к первой 32, второй 33, третьей 34, четвертой 35 и пятой 36 выходным шинам, базы первого 1 и второго 2 транзисторов подключены к коллекторам четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соответственно через первый 10 и второй 11 резисторы, базы четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соединены с общей шиной 39 соответственно через четвертый 13 и пятый 14 резисторы, эмиттеры четвертого 4 транзистора через первый 21 диод соединен с базой третьего 3 транзистора, а через восьмой 17 резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя 9, эмиттер пятого 5 транзистора через второй 22 диод соединен с базой третьего 3 транзистора, а через девятый 18 резистор подключен ко второму неподвижному контакту механического переключателя 9, подвижный контакт которого соединен с шиной 37 управления, базы шестого 6 и седьмого 7 транзисторов подключены к эмиттерам четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соответственно через шестой 15 и седьмой 16 резисторы, база третьего 3 транзистора через третий 12 резистор подключена к стоку восьмого 8 транзистора, затвор которого через десятый 19 резистор подключен к общей шине 39, а через одиннадцатый 20 резистор соединен с первыми выводами третьего 23 и четвертого 24 диодов, вторые выводы которых подключены к эмиттерам соответственно четвертого 4 и пятого 5 транзисторов, исток восьмого 8 транзистора через пятый 25 диод соединен с общей шиной 39, а через шестой 26 диод подключен к шине 38 коммутируемого напряжения.

Коммутирующее устройство работает следующим образом. При установке подвижного контакта механического переключателя 9 в среднее (нейтральное) положение транзисторы 1, 2, 6 и 7 закрыты и напряжение на первой 32, второй 33, четвертой 35 и пятой 36 выходных шинах отсутствует.

Если напряжение на шине 38 положительное, то эмиттерный переход транзистора 3 смещается в прямом направлении. Ток проходит по цепи: шина 38, первый прямосмещенный диод диодного моста 29, эмиттерный переход транзистора 3, резистор 12, переход сток-исток транзистора 8, диод 25, общая шина 39. Транзистор 3 открывается и на третьей 34 выходной шине появляется положительное напряжение.

Если напряжение на шине 38 отрицательное, то эмиттерный переход транзистора 3 также смещается в прямом направлении. Ток проходит по цепи: шина 39, нагрузка, третья 34 выходная шина, второй прямосмещенный диод диодного моста 29, эмиттерный переход транзистора 3, резистор 22, переход сток-исток транзистора 8, диод 26, шина 38. Транзистор 3 открывается и на третьей 34 выходной шине появляется отрицательное напряжение.

Таким образом, при установке подвижного контакта механического переключателя 9 в среднее (нейтральное) положение коммутируемое напряжение любой полярности подается только на третью 34 выходную шину.

При установке подвижного контакта механического переключателя 9 в одно из крайних положений (например, в нижнее) и при подаче на шину 37 управления напряжения положительной полярности эмиттерный переход транзистора 6 смещается в прямом направлении. Транзистор 6 открывается и на четвертой 35 выходной шине появляется коммутируемое напряжение положительной или отрицательной полярности. Положительное напряжение с шины 37 управления поступает на эмиттер транзистора 4 и на базу транзистора 3 и запирает их. Запирание транзистора 4 вызывает запирание транзистора 1. Поэтому напряжение на первой 32 и третьей 34 выходных шинах отсутствует. Напряжение на второй 33 и пятой 36 выходных шинах также отсутствует, так как транзисторы 2 и 7 закрыты.

Если на шину 37 управления подано отрицательное напряжение, то открывается транзистор 4, что вызывает отпирание транзистора 1 и на первой 32 выходной шине появляется положительное или отрицательное напряжение. Отрицательное напряжение с шины 37 поступает на базу транзистора 6 и на затвор транзистора 8 и запирает их. При этом запирается транзистор 3. На третьей 34 и четвертой 35 выходных шинах напряжение отсутствует. Таким образом, при установке подвижного контакта переключателя 9 в одно из крайних положений (нижнее) коммутируемое напряжение любой полярности появляется только на первой 32 выходной шине, если на шине 37 присутствует отрицательное напряжение, и только на четвертой 35 выходной шине, если напряжение на шине 37 положительное.

Аналогично происходит коммутация напряжения на второй 33 и пятой 36 выходных шинах при установке контакта переключателя 9 в верхнее положение.

Функциональные возможности предложенного коммутирующего устройства шире, чем у известных, так как устройство позволяет коммутировать напряжение любой полярности на пяти выходных шинах, используя механический переключатель только с двумя электрическими контактами.

Формула изобретения

КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй и третий p - n - p-транзисторы, четвертый, пятый, шестой и седьмой n - p - n-транзисторы, механический переключатель со средним (нейтральным) положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, первую, вторую, третью, четвертую и пятую выходные шины, шину управления, шину источника коммутируемого напряжения, подвижный контакт механического переключателя подключен к шине управления, базы первого и второго транзисторов подключены к коллекторам четвертого и пятого транзисторов соответственно через первый и второй резисторы, база третьего транзистора подключена к первому выводу третьего резистора, базы четвертого и пятого транзисторов соединены с общей шиной соответственно через четвертый и пятый резисторы, эмиттеры четвертого и пятого транзисторов подключены к базам шестого и седьмого транзисторов соответственно через шестой и седьмой резисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены восьмой полевой транзистор, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды, первый, второй, третий, четвертый и пятый диодные мосты, причем эмиттер четвертого транзистора через первый диод соединен с базой третьего транзистора, а через восьмой резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя, эмиттер пятого транзистора через второй диод соединен с базой третьего транзистора, а через девятый резистор подключен к второму неподвижному контакту механического переключателя, коллекторы и эмиттеры первого, второго, третьего, шестого и седьмого транзисторов включены в диагонали соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов, первые выводы которых соединены с шиной коммутируемого напряжения, вторые выводы первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов подключены соответственно к первой, второй, третьей, четвертой и пятой выходным шинам, второй вывод третьего резистора соединен со стоком восьмого транзистора, затвор которого через десятый резистор подключен к общей шине, а через одиннадцатый резистор соединен с первыми выводами третьего и четвертого диодов, вторые выводы которых подключены к эмиттерам соответственно четвертого и пятого транзисторов, исток восьмого транзистора через пятый диод соединен с общей шиной, а через шестой диод подключен к шине коммутируемого напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1