Компенсированный ключ

ллфенс ге,И,Яоюз СоветскиаоцмалистичеекниРеспубики ТОРС СВИДЕТЕЛЬ СТприсоединением заявки Гоаударотовииьб 1 комитет СССР(23) П риоритет делам изобретен и открытийОпубликовано 07.07.80, Бюллетень25Дата опубликования описания 07.07,80 УДК621.382(088.8 2) Авторы изобретения Лирцм и 7) Заявитель ОМПЕНСИРОВАННЫЙ КЛ 1 ммутиробмотк Изобретение относится к автоматике и из:мерительной технике, Оно может быть исполь.зовано при построении автоматических цифровыхизмерительных приборов и систем,Известны компенсированные ключи, содержа.щие трансформатор питания коммутируемойцепи, коммутирующий МДП.транзистор и операционный усилитель, в цепь отрицательнойобратной связи которого включены коммутирующий и дополнительный МДП-транзисторы11. К недостаткам таких компенсированныхключей следует отнести большую рассеивающуюмощность и узкие функпиональные воэможности, обусловленные трудностями, возникающими при коммутации МДП-транзисторамибольших токов.Наиболее близкий по технической сущностии схемному решению к изобретению компенсированный ключ, содержащий коммутирующнйэлемент, операционный усилитель, МДП-трапзистор, трансформатор питания коммутируемойцепи, имеющий дополнительную обмотку сосредним выводом и компенсирующий резистор,причем один вывод вторичной обмотки транс. 2форматора питания соединен с обшей шиной,второй вывод через нагрузку соединен с вхо.дом коммутирующего элемента и истокомМДП-транзистора, инвертирующий вход операционного усилителя и его выход подключены5к стоку МДП.транзистора и выходу коммутирующего элемента соответственно, неинвертирующий вход операционного усилителя связансо средним выводом компенсирующего рези.тостора, выполненного переменным, затвор МДПтранзистора соединен с управляющим входомустройства 21.Недостатками этого ключа являются значительная рассеиваемая мощность и узкие функ 15циональные возможности, обусловленные трудностямивозникающими при коммутации боль.ших токов МДП-транзисторами,С целью уменьшения рассеиваемой ключом .мощности и расширение функциональных возможностей компенсированный ключ, содержащий коммутирующий элемент, операционныйусилитель, МДП.транзистор, трансформаторпитания ко уемой цепи, имеющий допол.нительную у со средним выводом и3 7 сбо 34компенсирующий резистор, причем один выводвторичной обмотки трансформатора питаниясоедиттетт с общей шиной, второй вывод черезнагрузку с входом коммутирующего элементаи йстоком МЛП-транзистора, инвертируюшийвход операционного усилителя и его выходподключены к стоку МДП.транзистора и выходу коммутирующего элемента соответственно,неинвертируюший вход операционного усилите.ля связан со средним выводом компенсирую 10щего резчстора, выполненного переменным,затвор МЛП-транзистора соединен с управляющим входом устройства, дополнительно включает МДП-транзистор и два резистора, а коммутирующий элемент представляет собой двабиполярных транзистора дополнительных типовпроводимости, эмиттеры которых обаединеньти связаны с выходом коммутирующего элемента, базы также объединены и подключенык управляющему входу коммутирующего элемента, коллекторы через диоды, включенныевстречно-последовательно с базо коллекторнымипереходами транзисторов соединены с входомкоммутирующего элемента, причем дополни.тельный МДП.транзистор, затвор которого под.ключен к управляющему входу устройства, ипервый допоЛнительньтй резистор включены по.следовательно с дополнительной обмоткой транс.форматора, средняя точка которой подключенак выходу коммутирующего элемента, точкасоединения первого дополнительного резистораи истока дополнительного МЛП-транзистора че.рез второй дополнительный резистор соединенас управляющим входом коммутирующего эле"мента, между выходом которого и общей ши.ной включен компенсирующий резистор,"На чертеже показана схема компенсированногоключа, где 1 - коммутируемая цепь т,нагрузка), 2 МДП-транзистор, 3,4 - транзисторы коммутирующего элемента, 5,б-диоды, 7 - опера 4 Оционный усилитель, 8 - второй дополнительный резистор, 9 - дополнительный МЛПтранзистор, 10 - дополнительная обмотка транс.форматора питания коммутируемой цепи, 11 -первый коммутирующий резистор, 12 - компен.сирующий резистор, 13 - вторичная обмоткатрансформатора коммутируемой цепи,Принцип .действия ключа состоит в следующем,Разомкнутому состоянию компенсированного50ключа соответствует закрытое состояние МДП.транзисторов 2 и 9. При этом с поступлениемимпульсов питания на вход первичной обмотки трансформатора на его выходных обмотках1 О и 13 трансформируются импульсы, которыеподаются с обмотки 13 на коммутируемуюцепь 1, а с обмотки 10 через резисторы 11и 8 на базы транзисторов 3 и 4. Причем обмотка 10 включена таким образом, что на базу 4каждого из транзисторов 3 и 4 при подаче импульсов напряжения на сто котт:тектор пода. ется эаниратощес напряжение. так, например, если и обмотке 3 трансформируется положительный импульс, развязываюший пипл 6 открывается, но на базу транзистора 4 ттодается отрицательный запирттюптттй импуттьс с полови. ны обмотки 10, Этот же импульс является отпираюшим для транзистора 3, но так как в коллекторной цепи этого транзистора вклю чен диод в обратном направлении, коммутирующий элемент, состоящий из транзисторов 3 и 4 и диодов 5 и 6, будет закрыт, При изменении по. лярности питающего напряжения выходным сигналом обмотки 10 закрывается транзистор 3 и от. крывается транзистор 4. При этом диод б включается в цепь коллектора транзистора 4 в обрат. ном направлении. Состояние компенсирующего элемента не меняется.При подаче на затворы МЛП-транзисторов 2 и 9 управляющего потенциала они открываются На базах транзисторов 3 и 4 меняется фаза импульсного напряжения питания на 180, так как МДП-транзистор 9 подключает базовую цепь этих резисторов к противоположному выводу обмотки 10. Теперь при действии положительного импульса с выхода обмотки 13 на базы транзисторов 3 и 4 будет также поступать положительное напряжение, которое открывает транзистор 4, замыкая тем самым коммутирующий элемент, так как диод 6 в этом случае оказывается включенным в цепь коллектора этого транзистора в прямом направлении, При изменении полярности питающего напряжения открывается транзистор 3. Открытое состояние коммутирующего элемента не меняется.Протекающий через открытый коммутирующий элемент ток образует падение напряжения на коммутирующем элементе, которое через открытый МДП-транзистор 2 отрицательной обратной связи тООС) подается на инвертирую. щий вход усилителя, Благодаря действию ОСС на выходе операционного усилителя устанавливается напряжение, противоположное по знаку падению напряжения на сопротивлении откры. того коммутирующего элемента и выходном сопротивлении усилителя, вследствие чего меж. ду точкой "а". и общей шиной значительно уменьшается разность потенциалов.Но напряжение на выходе операционного усилителя, вызванное действием ООС, неполностью компенсирует падение напряжения на коммутирующем элементе и выходном сопро. тивлении операционного усилителя. Поэтому для повышения компенсирующего выходного напряжения усилителя часть этого падения напряжения подается на его неинвертируннций вход через регулируемый делитель (резисторКомпенсированный ключ, содержащий коммутирующий элемент, операционный усилитель, МДП-транзистор, трансформатор питания. коммутируемой цепи, имеющий дополнительную обмот; ку со средним выводом и компенсируюЮщ резистор, причем один вывод вторичной обмотки трансформатора питания соединен с общей шиной, второй вывод через нагрузку соединен с входом коммутирующего элемента и истоком МДП-транзистора, инвертирующий вход операционного усилителя и его выход подключены к стоку МДП-транзистора и выходу коммутирующего элемента соответственно, неинвертирующий вход операционного усилителя связан со средним выводом компенсирующего резистора, выполненного переменным, затвор МДП-транзистора соединен с управляющим входом устройства, о т л и ч а ю . ш и й с я тем, что, с целью расширения функ. циональных возможностей и уменьшения рассеиваемой ключом мощности, он дополнительно содержит МДП-транзистор и два резистора, а ЦНИИПИ Заказ 3975/53 Тираж 995 Подписи Филиал ППП "Патент",. Ужгород, ул. Проектна 1), с помощью которого между точкой "а"и общей шиной можно установить нулевуюразность потенциалов. ФФормула. изобретения 746934 6коммутирующий элемент представляет собойдва биполярных транзистора дополнительныхтипов проводимости, эмиттеры которых объе.динены и связаны с выходом коммутирующего элемента, базы также объединены и подключены к управляющему входу коммутирующего элемента, коллекторы через диоды, включенные встречно-последовательно с базо-коллекторными переходами транзисторов соединеныс входом коммутирующего элемента, причемдополнительный МДП.транзистор, затвор которого подключен к управляющему входу устрой.ства, и первый дополнительный резистор включены последовательно с дополнительной обмоткой трансформатора, средняя точка которойподключена к выходу коммутирующего элемента, точка соединения первого дополнительного резистора и истока дополнительногоМДП-транзистора через второй дополнитель.ный резистор соединена с управляющим входомкоммутирующего элемента, между выходомкоторого и обшей шиной включен компенсирующий резистор,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 427473,кл. Н 03 К 17/56, 07.08.72.2, Авторское свидетельство СССР У 417905,кл, Н 03 К 17/60, 07.08.72.