Транзисторное устройство для коммутации однополярного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.12-71 (21} 1721655/26-9; ут с присоединением заявки— (51) М. Кл. Н 0ЗЬ17/56

Гааудврственный но>итет

Совете Министров СССР по делом изобретений и открытий (32) Приоритет—

Ъ (Я) УДК 621. 374.36 (088. 8) f

Опубликовано 05.12.74 Бюллетень № . 45::

Дата опубликования описания 15.12.74 (72) Автор .. изобретения

A. Я. Булгаков (71) Заявитель (54) .ТРАНЭИСТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ

ОДНОПОЛЯРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для коммута- ции однополярного напряжения.

Известны транзисторные устройства для коммутации однополярного напряжения на коллек- торную нагрузку, содержащее коммутирующий транзистор, коллектор которого подключен че- рез нагрузку к источнику коммутируемого напряжения, источник отпирающего напряжения уттравлетшя, выходы которого зашунтированы сглаживающим конденсатором и через управляющий транзистор того же типа проводимо- сти подключены к коллекторному переходу ком-. мутирующего транзистора, и входной транзисторный ключ, включенный между базой управляющего транзистора и источником запирающего напряжения управления.

В предлагаемом транзисторном устройстве коллектор управляющего транзистора подключен к коллектору коммутирующего транзистора, их базы через токо,ограничительные резисторы со-1 едпнены с коллектором входного ключа, подклн1ченным к источнику переменного напряже . ния через резистор и разделительный конден-1 сатор, выходная обкладка которого через диод соединена с эмиттером управляющего транзи. стора, а между эмиттером коммутирующего и управляющего транзисторов включен второй, сглаживающий конденсатор, защунтированньтй диодом. Это позволяет устранить ток управле-; ния из цепи коллекторной нагрузки без исиоль зования незаземленных источников управления.

Для уменьшения емкости сглаживающих кон- " денсаторов эмиттер управляющего транзистора через дополнительный диод, а коллектор вход- ного ключа через дополнительный резистор подключены к обкладке второго разделительного конденсатора, другая обкладка которого подключена ко второму источнику переменного напряжения, противофазного первому.

20 На чертеже изображена схема предлагаемо- го устройства.

Устройство содержит коммутирующий транзистор 1, коммутируемый источник 2, нагрузку 3, вспомогательный источник 4, утцтавляюИ щий транзистор 5, резисторы 6 и 7 в базо-

О П И С А Н И Е () s,g,a

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ющии транзистор того же типа проводимости подключены к коллекторному переходу коммутирующего транзистора, и входной транзи- сторный ключ, включенный между базой управвых цепях транзисторов 1 и 5, сглаживающие конденсаторы 8 и 9, диоды 10 и 11, резистор 12, разделительный конденсатор 13, ис- точник переменного напряжения управления 14, транзистор 15 и запираюший источник 16. Для уменьшения емкости сглаживающих конденсато- ров в схему введен второй источник перемен ного напряжения 17, противофазный источнику 14.

Устройство работает следующим образом.

При закрытом транзисторе 15 в положи- тельный полупериод напряжения источника 14 протекает ток по цепи: конденсатор 13, резистор 12, конденсатор 8, резистор 7 и переход база — эмиттер транзистора 5, конденсатор 9, источник 4. Транзистор 5 при этом открывается. Через резистор 6 и открытый .20 транзистор 5 по переходу база-Коллектор открывается и насьпцается транзистор 1 (ин- версное включение). Через насыщенный транзистор 1 на выход схемы проходит напря- жение источника 4. |Открывающий ток транзи25 стора 1 проходит через конденсаторы 9 и 13.

Напряжение на транзисторе 5 смещает диод10

1 в прямом направлении. Диод 10 должен быть закрыт, поэтому его "пятка" должна превы- 30 шать прямое напряжение на нем. В случае

4 необходимости вместо одного диода 10 могут работать несколько последовательно соединенных диодов. Для повышения стабильности ос35 таточного напряжения открытого транзистораl открытый транзистор 5 должен быть насыщен.

В другой полупериод ток от источника 14 меняет направление и протекает через источ- ник 4, конденсатор 9, диод 11, конденсатор13 40

Транзисторы 5 и 1 остаются по-прежнему от- крытыми, так как ток через них поддерживается конденсатором 8, который в предыду- щий полупериод накопил достаточный заряд. 45:

) огда транзистор 15 открыт, напряжение источника 16 через насыщенный транзистор 15 закрывает транзисторы 1 и 5 по переходам база-эмиттер. Необходимо, чтобы сумма на- пряжения источника 2 и прямого падения на- пряжения на диоде 10 была меньше напряже- ния источника 16. Прямое падение напряже- ния на диоде 10 возникает от тока источника 14, протекающего в один из полупериодов источника по цепи: источник 4 и диоды 10 и 11, конденсатор 13. В другой полупериод ток источника 14 протекает по цепи: конденсатор 13, резистор 12, транзистор 15, источ- ник 16.

При закрытых транзисторах 5 и 1 сумма напряжений источников 2 и 4 падает на переходах база-коллектор транзисторов 5 и 1. Так как обратное напряжение на переходах база- эмиттер этих транзисторов легко может быть сделано ниже 3-4 в, то в качестве транзисторов 5 и 1:можно использовать планарные . транзисторы со слабым эмиттерным перехо- дом. По аналогичным причинам в качестве транзистора 15 также можно использовать пла парный транзистор.

Быстродействие схемы можно увеличить как за счет повышения частоты источника 14, так и за счет уменьшения емкостей конденсато- ров 8 и 9 при двухполупериодном питании входной цепи транзистора 5. Для этого в схему вводится второй источник переменного напряжения 17, противофазный источнику 14, который подключен к остальной части схемы аналогично источнику переменного напряже- ния 14. При этом фаза второго источника напряжения переменного тока должна отли- чаться на 180о от фазы источника 14. При сохранении прежних базовых токов транзи-

;сторов 5 и 1 общая емкость конденсаторов13 и аналогичного ему остается прежней, так, как сопротивления резисторов 12 и аналогичного ему возрастают вдвое. Снижение емко, стей конденсаторов 8 и 9 при двухполупери- одном управляющем напряжении будет тем больше, чем ближе к прямоугольной будет его форма.

Предмет изобретения

l. Транзисторное устройство для коммута- ции однополярного напряжения на коллекторную нагрузку, содержащее коммутирующий транзистор, коллектор которого подключен че. рез нагрузку к источнику коммутируемого напряжения, источник отпирающего напряжения управления, выходы которого зашунтированы сглаживающим конденсатором и черезуправля452923 ляющего транзистора и источником запирающе. го напряжения управления, ожюачающеесл тем, что, с целью исключения незаземленных источников управления и устранения тока управле-

/ ния из цепи коллекторной нагрузки, в нем кол- 5

; лектор управляющего транзистора подключен к коллектору коммутирующего транзистора, их базы через токоограничительные резисторы соединены с коллектором входного ключа, подключенным к источнику переменного напряже; ния через резистор и разделительный конденсатор, выходная обкладка которого через диод соединена с эмиттером управляющего транзи-, стора, а между змиттерами коммутирующего и управляющего транзисторов включен второй сглаживающий конденсатор, зашунтированный диодом.

2. Устройство по п. 1, оалячающееая тем, что, с целью уменьшения емкости сглафивающих конденсаторов, в нем эмиттер управляю- щего транзистора через дополнительный диод, а коллектор входного ключа через дополни- тельный резистор подключены к обкладке вто- рого разделительного конденсатора, другая обкладка которого подключена ко второму ис- точнику переменного напряжения, противофаз- ного первому.

452923

Составитель Г. Генин

Релактор д Ушакова Техрел Л.Чавушьян КорректорыКЬМСИЯЬВ Д

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, П3035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 заказ Qgg

Изд. 34 899 Тираж/

Подписное