Многоканальное коммутирующееустройство

 

Со оэ Советских

Социалистических

Республик

«ii851

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт.-саид-ву (5l)M. Кд.

Н 03 К 17/56//

Н 03 К 17/16 (22)Заявлено15.!0.79 (21) 2829963/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Пкударстеенный коилтет

СССР

Опубликовано 30.07.81. Бктллетеиь М 28 (53) 3 ДК621.3Я2 (088.8) ао делам изобретений н атхрытлй

Дата опубликования описания 3 1.07,81 т

С. M. Берглезов, В. А. Горохов, В.< А. РешеЗ арев и А. П. Шевьев

I ( г f

/ (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройст-; вам электронной коммутации и может быть использовано для создания многоразрядных коммутаторов, реализуемых в виде интегральной схемы(ИС).

Известны многоканальные комму" тирующие устройства, содержащие в каждом разряде тиристор, последовательно с которым включена нагрузка, цепи связи и цепи включения тиристоров (1 )

Использование в подобных схемах в цепях связи и выключения тиристоров реактивных элементов(конденсаторов большой емкости катушек индуктив ностей)практически не позволяет реализовать их средствами микроэлектронной технологии, что является нх недостатком.

Более высокими техническими ха- з0 рактеристиками обладают беэреактнвные многоразрядные коммутирующие устройства, содержащие в каждом канале тиристор, а также устройство унравлений, выходы которого соединены с дву" мя шинамн питания (первой и второй), и блок запуска, выход которого соединен с управляющим электродом первого тиристора PJ

Недостатком данных устройств является сравнительно высокое остаточное напряжение на выходе, которое складывается из остаточного напряжения иа коммутирующем транзисторе(0, 3 Б) и напряжения на выходе устройства управления (Ф 0,3 В)при реализации устройства управления по ТТ3 технологии

Таким образом, остаточное напряжение на выходах составляет Ф0,6 Вт что приводит к значительному рассеиванию мощности при работе на сильноточную нагрузку. Кроме того, это напряжение превышает напряжение "О" логических ТТЛ ИС, что затрудняет ис пользование этих устройств, в системах, реализуемых на ТТЛ ИС.

3 8517

Цель изобретения — уменьшение остаточного напряжения на выходах уст- ройства.

llоставленная цель достигается тем, что в многоканальном коммутирующем устройстве, содержащем в каждом канале тиристор, а также устройство управления, выходы которого соединены с первой и второй шинами, блок запуска, выход которого соединен с 10 управляющим электродом тиристора.первого канала, и такоограничивающий элемент, катоды тиристоров всех каналов соединены с общей шиной, первые аноды тиристоров нечетных ка- 15 налов соединены с первой шиной,пер" вые аноды тиристоров четных каналов соединены со второй шиной, вторые аноды тиристоров соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения каналов,а устройство управления соединено с шиной питания через токоограничивающий элемент.

Кроме того, устройство может быть модифицировано введением в каждый канал первого транзистора, эмиттерный переход которого включен в катодную цепь тиристора, введением в каждый канал второго транзистора, база которс.го соединена с базой и коллектором первого. транзистора, а эмиттер соединен с общей шиной, а также введением в каждый канал токоограничивающего элемента, включенного в цепь первого анода тиристора.

На фнг. 1 изображена принципиальная схема многоканального коммутирующего устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на 40 фиг. 3 — схемный эквивалент многоразрядного эиристора; на фиг. 4,5 и 6возможные модификации выполнения отдельных каналов устройства; на фиг.? и 8 - возможный вариант выполнения 45 устройства запуска и устройства управления.

Многоканальное коммутирующее устройство (см. фиг. 1)содержит в каждом из И каналов 1=1-1= И тиристор 2, катод которого соединен с общей шиной 3, первый анод тиристоров нечетных каналов соединен с первой шиной 4, первый анод тиристоров четных каналов соединен со второй шиной S, вторые аноды тиристоров 2 соединены с управляющими электродами тиристоров следующих по направле75 4

Г нию переключения каналов. Шины 4 и

5 соединены с выходом устройства 6 управления, которое соединено с шиной 7 питания через токоограничи" вающий элемент 8.

На входную шину 9 подаются перепады напряжения устройства 6 управления. Устройство 10 запуска соединено с управляющим электродом тиристора 2, первого канала 1-1. Имппульс запуска подается на входную шину II устройства 10 запускы. Выходные шины

l2 в этом варианте -устройства могут быть соединены с дополнительными вторыми катодами тиристоров 2.

Многоанодный и многокатодный тиристор в топологическом отношении может быть выполнен в виде комбинации двух многозмиттерных транзисторов 13 и

14 (фиг. 3), Второй вариант подключения нагрузки, в котором выходная шина I i подключена к коллектору дополнительного транзистора 15, показан на фиг. 4> на фиг. 5 представлен третий вариант

В подключения нагрузки, в котором выходная шина 12 подключена к коллектору второго дополнительного транзистора 16. Транзисторы 15 и 16 соединены по конфигурации"зеркала тока.

В ячейке канала 1- 1, изображенной на фиг, 6, содержится дополнительный токоограничивающий элемент 17.Токоограничивающий элемент 8 в этом случае может отсутствовать.

Устройство 10 запуска (фиг. 7) может быть выполнено в виде инвертора, состоящего из транзистора !8, коллектор которого соединен с управляющим электродом тиристора 2 канала 1-1, эмиттер соединен с общей шиной 3, а база соединена через резистор 19 с общей шиной 3 и через диод 20 — с коллектором транзистора

21, эмиттер которого соединен с вход-ной шиной II, а база через резистор

22 соединена с шиной 7 питания.

Устройство 6 управления (фиг.8) содержит два управляемых источника тока, образованных транзисторами 23 и 24, резистором 25 и диодами 26-29.

Базы транзисторов 23 и 24 через резисторы 30 и 31 соединены с коллекторами транзисторов 32 и 33, которые вместе с транзисторами 34 и резисторами 35-37 образуют многостабильную схему. База транзистора 33 че.рез диод 38 соединена с коллектором

5 851775 4 входного транзистора 39, эмиттер кото- Поступление тока на шину 5 вырого соединен с входной шиной 9, à зывает включение тристора 2 канала б аза через резистор 40 соединена с 1-2 вследствие протекания управляюшинои питания 7. В данном варианте щего тока данного тиристора 2 по цепи устройство 6 управления представляет 5 второй анод — первый катод тиристора 2 моностабильную схему, поэтому для канала 1-„.1, После включения тирис- ° ; работы устройства на входную шину 9 тора 2 канала 1-2 происходит выклюдолжны подаваться перепады напряжения чение тиристора 2 канала 1-1, так (фиг,2 для формирования которых может как цепь второй анод — первый катод использоваться, например, триггер. !О тиристора 2 канала l-! (падение наОчевидно, что при реализации устрои- пряжения IB) шунтируется цепью упства 6 управления в виде бистабиль- равляющий электрод — первый катод ной схемы управление устройством тиристора 2 канала .I-2(падение напряможет осуществляться с помощью серии жения 0,3B). импульсов. 13 Таким образом, при наличии сигнала

Работа многоканального коммутирую- высокого уровня на входной шине 9 ! щего устройства осуществляется сле- многоканальное коммутирующее устройдующим образом. ство переключается во второе устойВ исходном состоянии тиристоры 2 чивое положение, в котором к обвсех каналов 1-1 — 1-и выключены, 20 щей шине 3 оказывается подключенной шина 4 соединена с токоограничиваю- выходная шина !2 канала 1-2. щим элементом 8, а шина 5 обесто- Госле окончания сигнала высокого чена. При поступлении сигнала высо- уровня на входной шине 9 устройство 6 кого. уровня на входную шину 11 трап- управления возвращается в первоначальзистор 18 устройства 10 запуска(фиг.7) 2$ ное состояние, при котором шина 5 включается и соединяет управляющий обесточена, а на шину 4 подается электрод тиристора 2 канала I с фиксированный ток (фиг. 2). Поступлеобщей шиной 3, в результате данный ние тока на шину 4 вызывает включетиристор 2 включается. Включение ти- ние тиристора 2 канала I- 3 и выклюристора 2 приводит к соединению вы- 30 чение тиристора 2 канала I- 2 в соотходной шины 12 канала I — I с общей ветствии с описанным ранее механизшиной 3. В ячейках, показанных на мом. Далее рабога устройства протефиг. 1; это соединение осуществляет- кает аналогичным образом,т.е. постуся благодаря наличию связи между пление каждого следующего перепада эмиттерами т анзисто а 14( ранзистора !4(фиг. 3), ко- 2у напряжения на входную шину 9 вызывает торые выполняют роль первого и вто- смещение включенного состояния в рого катодов тиристора 2. В ячей- схеме на один канал. ке, показанной на фиг. 4 и .6, выход- При наличии в анодной цепи тири"ная шина 12 соединяется с общей шиной торов 2 дополнительного токоограничи

3 через транзистор 15, который при 40 вающего элемента 17 и использовании включении тиристора 2 переходит по два тиристора на каждый канал в в состояние насыщения, а в ячейке, устройстве может быть включена произизображенной на фиг. 5, выходная ши- вольная комбинация каналов. Однако, на 12 соединяется с общей шиной 3 устройство 6 управления в этом случае через транзистор 161 который выпол- аф должно формировать йа выходах наняет роль повторителя тока. пряжения, а не токи. В качестве таПри поступлении первого сигнала кого устройства управления можно исвысокого уровня на выходную шину .9 пользовать один триггер. включается транзистор 33 устройства управления фиг, 8), а транзистор 50

32 выключается, поскольку базовый Формула изобретения ток транзистора 34 перераспределяется в его коллектор. В результате транзистор 23 выключается, а транзис- 1. Многоканальное коммутирующее тор 25 включается. При этом шина 4 55 устройство, содержащее в каждом канаобесточивается, а на шину 5 с колпек- . ле тиристор, а также устройство уптора транзистора 25 йодается фиксы- равления, выходы которого соединены рованный ток (фиг. 2). с первой и второй шинами, блок sa7 85 пуска, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора первого канала, и токоограничивающий элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения остаточного напряшения на выходах, катоды тиристоров всех каналов соединены с общей шиной, первые аноды тиристоров нечетных каналов соединены с первой шиной, первые аноды тиристоров четных каналов соединены со второй шиной, вторые аноды тиристоров соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения каналов, а устройство управления соединено с шиной питания через токоограничивающий элемент.

2 ° Устройство по п.l о т л ич а ю щ е е с я тем, что в калщый канал введен первый транзистор, эмиттерный переход которого включен в катодную цепь тиристора.

1775 8

1

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в каждый канал дополнительно введен второй транзистор, база которого соединена с базой и коллектором первого транзистора, а эмиттер соединен с первой шиной.

4. Устройство по пп. 1-3, о т" л и ч а ю щ е е с я тем, что в каж-.

10 дый канал дополнительно введен токоограничивающий элемент, который включен в цепь первого аМда тиристооа.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Горохов В. А. и др. Тиристоры в импульсных схемах. М.,".(.оветское радио", 1972, с. 268, рис,95.

20 2. Авторское свидетельство СССР

У 577678, кл. Н 03 К 17/56, 1975 (прототип). Pui.2

851775 иг.

Составитель Л. Скобелева

Редактор Н. Бушаева Техред А. Ач Корректор Н. Швыдкая

Заказ 6389 87 Тирал 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фкпиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4