Высоковольтный переключатель

-21 Бюл.20 анский088.8) е свидетельствл. Н 03 К 17/6КОВОЛЬТНЫЙ СССР 985.ПЕРЕКЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в импульсных передатчиках. Является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству1162031. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходных импульсов - достигается за счет регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя (ВП) с помощью,80,123496 фФ: НИЯ ЖР цепи обратной связи. ВП содержит 1 Ч транзисторов 1 - 1 - 1 - Х, М первых диодов 2 - 1 - 2 - 1 М, Х первых резисторов 3 - в 3 - Х, 1 Ч - 1 вторых диодов 4 - 1 - 4 - (1 Ч - 1), 1 М - 1 вторых резисторов 5 - 1 - 5 - (1 Ч - 1), третий диод 6, нагрузку 7, М третьих резисторов 8 - 1 - 8 - Я, Я конденсаторов 9 в 1 - 9 - М, М четвертых диодов 10 в 1 - 10 - Х, общую шину 11, источник питания 13. Для достижения поставленной цели в ВП дополнительно введены дифференциальный усилитель 14 на транзисторах 18 и 19, резисторах 20 и 21, источник 15 опорного напряжения, дополнительный источник 16 питания и делитель 17 напряжения. Стабильность амплитуды выходных импульсов данного переключателя выше, чем у аналогичных известных переключателей за счет использования регулирующей цепи отрицательной обратной связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных передатчиках.Цель изобретения повышение стабильности амплитуды выходных импульсов путем регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя с помощью цепи отрицательной обратной связи.На чертеже представлена схема высоковольтного переключателя.Высоковольтный переключатель содер. жит Х транзисторов 1 - -1 - 1 - М, К первых диодов 2 - -1 - 2 - Х, каждый из которых включен обратно-параллельно переходу базаэмиттер, соответствующего транзистора 1 - 1 - 1 - х., М первых резисторов 3 1 -- 3 Х, каждый из которых подключен параллельно соответствующему первому диоду 2 - 1 - 2 М, Я 1 вторых диодов 4 -1 4 - (Х - 1) и М - 1 вторых резисторов 5 - 1 - 5 - (х - 1), третий диод 6, который включен параллельно нагрузке 7, Х третьих резисторов 8 в 1 - 8 - М, х конденсаторов 9 1 9 - М и Х четвертых диодов 10110- - Х, причем база каждого транзистора 1 - 2 1 М соединена с первыми выводами соответствующего второго резистора 5 - 1 - 5(Х - 1) и второго диода 4 1 - 4 - (М - 1), вторые выводы которых подключены к общей шине 11, база первого транзистора 1 - 1 соединена с шиной источника 12 управляющих сигналов, а эмиттер -- с общей шиной 11 и первым выводом источника 13 питани, второй вывод которого через соответствующий третий резистор 8 - -1 - 8 - Х, и четвертый диод 10 - 1 - 10 Х подклк)чен к коллектору каждого транзистора 1 - 1 - 1 - М, коллектор каждого предыдущего транзистора 1 - 1 - 1 - (М -) через соответствующий конденсатор 9 1 - 9 - (М - 1) подключен к эмиттеру последующего транзистора 1 - 2 - 1 - М, коллектор К-го транзистора 1 х через М-й конденсатор 9 - Я соединен с одним выводом нагрузки 7, другой вывод которой подключен к обшей шине 11.Кроме того, высоковольтный переключатель содержит дифференциальный усилитель 14, источник 15 опорного напряжения, дополнительный источник 16 питания и делитель 17 напряжения, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя 14 через источник 15 опорного напряжения соединен с общей шиной 11, которая через дополнительный источник 16 питания подключена к выводу питания дифференциального усилителя 14, неинвертирующий вход которого соединен с выходом делителя 17 напряжения, который подключен параллельно нагрузке 7, выход дифференциального усилителя 14 соединен с базой второго транзистора 1 - 2.Дифференциальный усилитель 14 содержит два транзистора 18 и 19, тип проводимости которых противоположен типу проводимости транзисторов 1- - 1 - 1 - К переклю 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чателя, и два рсзц гора 20 и 21, причем эмиттерь транзисторов 18 и 19 объединены и через однц резистор 20 подключены к обшей шине 1, цсрцый вывод другого резистора 21 соединен с выходом дифференциального усилителя4, а второй -- с коллектором одного транзистора 18, база которого подключена к инвертируюгцему входу дифференциального усилителя 14, база и коллектор другого транзистора 19 соответственно соединены с неинвертирующим входом и выводом питания диффренциального усилителя 14.Высоковольтный переключатель работает следующим образомВ исходном состоянии в паузах между импульсами управления все транзисторы 1 - .1 - 1 - М заперты и происходит заряд конденсаторов 9 -1 - 9 М от источника 13 питания. Так, конденсатор 9. - 1 заряжается по цепи: источник 13, резистор 8 в 1, конденсатор 9 - 1, диод 2 - 2, диод 4 - 1, общая шина 11, источник 13. Аналогично заряжаются остальные конденсаторы. Токи заряда, протекая через диоды 2 - 2 - 2 - Х создают на них отрицательные перепады напряжения, приложенные к базам транзисторов 1 - 2 -- 1 Х. что обеспечивает их запирание и уменьшенное время включения. Все конденсаторы 9 - 1 9 - М заряжаются до напряжения Е источника 13 питания с полярностью, указанной на чертеже.При подаче импульса положительной полярности от источника 12 управляющих сигналов на базу первого транзистора 1 - 1 последний отпирается и к резисторам 3 - 2 и 5 - 1 прикладывается отрицательный перепад напряжения относительно общей шины 11, равный напряжению Е на конденсаторе 9 - 1 и запирающий диоды 2 2 и 4 - 1. На резисторе 3 - 2 и база-эмиттерном переходе транзистора 1 - 2 образуется положительный перепад напряжения. В результате отпирается транзистор- 2. Аналогичным образом происходит включение всех последую. щих транзисторов 1 - .3 - 1 - М.В результате к нагрузке 7 прикладывается отрицательный импульс напряжения с амплитудой М Е, равной сумме напряжений на последовательно включенных конденсаторах 9- 1 - 9 - М.После окончания положительного импульса управления на базу транзистора 1 в 1 подается запирающий отрицательный импульс, напряжение на коллекторе транзистора 1 - 1 возрастает до величины Е. После этого через резистор 8 - 1 и диоды 2 - 2 и 4 - -1 начинает аналогично описанному идти ток дозаряда конденсатора 9 1, образующий при этом отрицательный перепад напряжения на резисторе 3.2, который обеспечивает быстрое запирание транзистора 1 - 2. Аналогично описанному происходит запирание всех последующих транзисторов 1 - 3 1 - М.Формула изобретения Состаиис,п 1. Иванов Гсрсл 11. Всрсс Коррскор 1. с 1 бртнар Ти 1)акк 81 б 11 олп пс нск ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб л. 4 5 Филиал ППГ 1 Патент, г. Ункгорл. ул. Проектная, 41 едактор А. 1 сжнпна Закан 2705 Д 7 В результате на нагрузке формируется спад импульса и элементы переключателя возвращаются в исходное состояние.В процессе запирания транзисторов 1- - 1 1 - М переключателя (вследствие разброса величин времен рассасывания неосновных носителей заряда) может возникнуть ситуация, при которой после запирания транзистора 1 - 1 последующие транзисторы 1 - 2 - 1 - Я в течение некоторого времени еще остаются открытыми. В результате к коллектору транзистора 1 - 1 в течение этого времени может быть приложено суммарное напряжение, примерно равное М Е, существующее на всех последовательно соединенных через транзисторы 1 - 2 - 1 - Х конденсаторах 9 - 1 - 9 - Х.Однако при этом произойдет отпирание диода 10 - 1, благодаря чему обеспечится путь для разряда конденсаторов 9 в 1 9 - Х через нагрузку 7 на источник 13 питания. Величина напряжения на коллекторе транзистора 1 - 1 в этих условиях не превысит величину напряжения Е источника питания 13. Аналогично будут защищены и другие транзисторы в результате отпирания диодов 10 - 2 - 10 - Х.Стабилизация амплитуды выходных импульсов достигается следующим образом. При отпирании транзистора 1 - 1 ток базы транзистора 1 - 2 протекает через резистор 5 в 1 и конденсатор 9 - 1. Часть этого тока может протекать также через резистор 21, переход коллектор - эмиттер транзистора 18 и резистор 20 в дифференциальном усилителе 14. Если амплитуда выходных импульсов превышает заданное номинальное значение из-за возрастания напряжения источника 13 питания, то величина импульса напряжения на выходе делителя 17 напряжения и неинвертирующем входе дифференциального усилителя 14 становится больше, чем величина напряжения источника 15 опорного напряжения. В результате ток коллектора транзистора 19, идущий от дополнительного источника 16 питания, увеличивается, а ток коллектора транзистора 8 уменьшается. Соответственно становятся меньше токи базы и коллектора транзис 15 20 25 30 35 40 тора 1 - 2, токи базы и коллектора последующих транзисторов по этой причине также становятся меньше. Величина падения напряжения на открытых транзисторах 1 - 2 1 - М возрастает, а напряжение на нагрузке 7 остается неизменным.Стабильность амплитуды выходных импульсов предлагаемого высоковольтного переключателя выше, чем у известных высоковольтных переключателей за счет регулирования внутреннего сопротивления высоковольтного переключателя с помощью цепи отрицательной обратной связи.. Высоковольтный переключатель по авт. св. % 1162031, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды выходных импульсов, введены дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, дополнительный источник питания и делитель напряжения, причем инвертирующий вход дифференциального усилителя через источник опорного напряжения соединен с общей шиной, которая через дополнительный источник питания подключена к выводу питания дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом делителя напряжения, который подключен параллельно нагрузке, выход дифференциального усилителя соединен с базой второго транзистора.2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что дифференциальный усилитель содержит два транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости транзисторов переключателя, и два резистора, причем эмиттеры транзисторов обьединены и через один резистор подключены к общей шине, первый вывод другого резистора соединен с выходом дифференциального усилителя, а второй - с коллектором одного транзистора, база которого подключена к инвертирующему входу дифференциального усилителя, база и коллектор другого транзистора соответственно соединены с неинвертирующим входом и выводом питания дифференциального усилителя.