Переключатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХпсникРЕСПУБЛИК 09 (И) 17/56 фс 50 Н УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТФ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я гК АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3373889/18-21 .первая Управпякацвя шина блоха управпе- (22) 29.12.81: ния и защиты, вторая управляющая шина (46) 30,08.83. Бюп. М 32 которого подключена к точке соединения (72) В.С. Ввсипьев, Н,П, Кутперзвпкраемого тиркстора и транзистора, О,М. Ратнер к П.Г. Дерменжк, соединена с управпяюшей шиной переклю- (71) Всесоюзный научно-ксследовательс-чателя, а выходная шина блока управления ккй к проектно-конструкторский институт и защиты псаключена к базе транпо автоматизированному электропркводу зистора.в промышленности, в сельском хозяйствек на транспорте2. Переключатепь по п. 1, о т л и- (53) 621,382 (088,8), . ч а ю щк й с я тем, что блок управления (56) 1. Глаэенко Т,А, к др, Попупровод- и защнты содержит четыре транзистора, пиковые преобразователи частоты в элект конденсатор, шесть резисторов и пять ропркводах. М., фЭнергияф, 1969, с.32 дкодов, коппектор первого транзистора,2; Булатов О.Г. к др, Обратимый км .база кэмиттер которого соединены соот пульсннй преобразователь на полностью ветственно с первой упрввпяющей шиной сфЮ Управпяемых приборах дпя эпектропрквода бпока Управления и звшкты и с первой постоянного тока. - Труды МЭИ, вып,382шиной источника питания, через первый ,1978, с. 42 дкод подключен к эмиттеру второго транэкстора и непосредственно соединен с (54) (57) 1. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержа базой этого транзистора, эмкттер второго ший запираемый ткркстор, транзистор, кы- транзистора коплектор которого непосред- денсатор и резистор, анод запираемого;. ственно, а еаза через первый резистор ткркстора соединен с первой н 1 кной под- соединены со второй шиной источника пкключения коммутируемой цепи, а между- . тания, через конденсатор соединен с базой катодом запираемого тиркстора к второй, третьего транзистора, которая через па шиной подключения хоммуткруемой целираплепьно соединенные второй диод к втовключен транзистор, о т л к ч а ю щ и й- рой резистор цодкпючена к второй шине с я тем, что, с целью повышения надеж- источника питания, в чеяэ поспедоввтей ности функционирования и умейьшения рас-. но соедкнещпае третий реэкстор к третий сеиваемой мапности, в него введены двух- диод подключена к второй управляющей попюсник с диодной вопьъ-амнерной харакшине блока управления к защиты, коппектеркстихой и блок управпения к защиты,тор третьего транзистора, эмиттер кото двухпопюсник с диодной вопьт-амперной рого через четвертый резистор соединен характеристикой и конденсатор параплель- с второй шиной источника питания, подклю. но включены между второй шиной подкпю- чен к выходной шике бпока управления к чения коммутируемой цени, которая сое- защитй и к коллектору четвертого трвнзис дднена с первой шиной источника питания, тора, эмиттер четвертого транзистора, к Управпяквцим электродом запираемого база которого через пятый резистор соеткристора, который через резистор под- динена с первой шивой источника питания, ключен к второй шине источника питания, а через последоввтепьно соединенные чет.вертай диод и шестой резистор подключена пятый диод включен, между коллекторомк второй шине источника лвтечия, соеди- первого транзистора и точкой соединенонен с первой шиной источника питания, а шестого резистора и четвертого диода.Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например, при построении силовых преобразовательных устройств. 5 1 Известен переключатель, содержащий тирнстор и транзистор, последовательно. включенные в коммутируемую цепь ЯНедостатками укаэанного устройства являются низкая надежность функдиьнирова ния и значительная потребляемая мощНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемной реализации является переключатель, содержащий 15 запираемый тиристор, транзистор, конденсатор и резистор, анод запираемого тиристора соединен с перрой шиной подключения коммутируемой цепи, а между катодом запираемого тиристора и второй шиной под О ключения коммутируемой цепи включен транзистор 2К недостаткам известного устройства также относят низкую надежность функцио нирования и значительную рассеиваемую 25 мощность. Низкая надежность функпионирования обусловлена высокой сложностью управления и неэффективной зашитой от перегрузки по току. Значительная рассеиваеа мая мощность обусловлеча необходнмостыоЗО динамического и статического;распределения напряжения между запираемым тнристором и транзистором .Цель изобретения - повышение надежности функционирования и уменьшение рассеиваемой мощности.1Указанная цель достигается тем, что в переключатель, содержащий запираемый тирнстор, транзистор, конденсатор и резистор, анод запираемого тиристора сое- О динен с первой шиной подключения коммутируемой цепи, а между катодом запираемого тиристора и второй шиной подюпочения коммутируемой цепи включен транзис-, тор, введены двухполюсник с диодной вольт-амперной характеристикой и блок управления и защиты, двухполюсник с диодной вольт-амперной характеристикой иконденсатор параллельно включены между второй шиной подключения коммутируемой цепикоторая соединена с первой шиной источника питания,и управляющим электродом запираемого тиристора, который через ре,зистор подключен к второй шине источника питания, первая управляющая шина блока управления и защиты, вторая управляющая шина которого подключена к точкесоединения запираемого тиристора и транзистора, соединена с управляющей шинойпереключателя, а выходная шина блокауправления и зашиты подключена к базетранзистора.Блок управления и защиты содержит четыре транзистора, конденсатор, шесть резисторов и пять диодов, коллектор первого транзистора, база и эмиттер которого соединеньГ соответственно с первойуправляющей шиной блока управления и запаты н с первой шиной источника питания, через первый диод подключен к эмиттеру второго транзистора и непосредственно соединен с базой этого транзистора, эмит тер второго транзистора, коллектор которого непосредственно, а база через первый резистор соединены с второй шиной источника питания, через конденсатор соединен с базой третьего транзистора, которая через параллельно соединенные второй диод и второй резистор подключена квторой шине источника питания, а черезпоследовательно соединенные третий резистор и третий диод подключена к второйуправляющей шине блока управления и защиты, коллектор третьего транзистора,эмиттер ксторого через четвертый резистор соединен с второй шиной источника питания, подключен к выходной шине блока управления и защиты и к коллектору четвертого транзистора, эмиттер четвертого транзистора, база которого черезпятый резистор соединена с первой шинойисточника литания, а через последовательно соединенные четвертый диод и шестойрезистор подключена к второй шине источника питания, соединен с первой шинойбазовую цепь транзистора 2, то отпирание транзистора 9 ведет к отпиранию транзистора 2, Посредством цепи положитепьной обратной связи, состоящей иэ резистора 14 и диода 20, открытый тры-зистор 2 фиксирует открытое состояние транзистора 9. После включения транзистора 2 происходит и вкпючение запираемого тиристора 1. Процесс включения протекает форсированно благодаря импульсному разряду конденсатора 11 через управ- ляющий пер.,од управпяемого тиристора 1.Вкомм .тируемой цепи начинает протекать ток.При исчезновении сигнала высокого уровня на шине 25 транзистор 7 .запирается. Открываются транзисторы 8 и 10 и конденсатор 11 быстро разряжается через транзистор 8 и диод 19. При этом запирается транзистор 9 и начинает запираться транзистор 2. Напряжение на коллекторе транзистора .2 быстро воэоастает и становится больше напряжения на дух-, полюснике 4 с диодной вопьт-амперной характеристикой. Транзистор 2 и запираемый тиристор 1 закрываются и комьрлруемая цепь разрывается.При возникновении перегрузки по току в замкнутом состоянии переключатся транзистор 2 выходит иэ насыщения. Напряжение на его коллекторе возрастает, ,что ведет к уменьшению базового тока транзистора 9 и к его подзапиранию.Благодаря действию положительной обратМой связи через резистор 14 и циоц 20 транзисторы 2 и 9 форсированно запираются, переключатель переходит в разомкнутое состояние и возможность выхода иэ строя из-за перегрузки по току устраняется,Повышение надежности функционирования и уменьшение рассеиваемой мощности 1 обусповпено введением в переключатель ,блока управления и зашиты.двухпопюсника с диодной вольт-амперной характеристикой;.включенных вышеописанным образом. Уровень рассеиваемой в репекпючателе мощности мал, так как в разомкнутом состоянии блок управления и защиты тока не потребляет, а в замкнутом состоянии этот ток лишь незначительно превьпцает.транзистора 2, Коммутационные потери в переключателе также незначительны, Высокая надежность переключателя обуслоь лена простотой управления и эффективнойзащитой от перегрузки по току. В случаеперегрузки переключатель переходит вразомкнутое состояние, что обусловленодействием цепи положительной обратнойсвязи, включенной между коллектором транзистора 2 и базой транзистора 9. 3 , 1039031 4источника питания, а пятый диод включенмежду коллектором первого транзистораи точкой соединения шестого резистора ичетвертого ди ода.На чертеже приведена приюпптиальнаясхема, иллюстрирующая пример конкретнойреализации переключателя.Устройство содержит запираемый тиристор 1, транзистор 2, бпок 3 управленияи защиты, двухпопюсник 4 с диоднойвопьт-амперной характеристикой, конденсатор 5 и резистор 6, Блок 3 управленияи защиты содержит первый 7, второй 8,третий 9 и четвертый 10 транзисторы,конденсатор 11, первый 12, второй 13,третий 14, четвертый 15, пятый 16 ишестой 17 резисторы, первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21 и пятый 22 диоды. Первая шина 23 источникапитания соединена с эмиттером транзисто ра 2, Вторая шина 24 источника питаниячерез резистор 6 соединена с управляющимэлектродом запираемого тиристора 1. Первая управляющая шина блока 3 управпения и защиты соединена с упр пякццей 25шиной 25 переключателя, а вторая управлякицая шина 26 блока 3 управления и зашиты и его выходная шина 27 соецинены, .соответственно с коллектором и базойтранзистора 2. Первая 28 и вторая 29шины подключения коммутируемой цепиподключены соответственно к аноду запираемого тиристора 1 и к эмиттеру транзистора 2.В качестве двухполюсника 4 с диоднойвольт-амперной характеристикой в описы- З 5ваемом варианте переключателя испопьзованы последовательно включенные диоды, Переключатель работает спедующим 40образом,В исходном состоянии на шине 25 присутствуетсигнал низкого уровня, При этомтранзисторы 7 и 9 закрыты, а транзисторы 8 и 10 открыты. Напряжение на кон 4денсаторе 11 близко к нулю, а транзистор 2 заперт. Заперт и тиристор 1, такд,ак напряжение на его катоде превышаетзначение, необходимое для насыщениянапряжение на, управпяюп.;ем эпектроце. Токв коммутируемой цепи отсутствует,50Замыкание коммутируемой цепи происходит поспе поступления на шину 25 попо.жительного сигнала. При этом открывается транзистор 7, напряжение на его коллекторе падает, что ведет к запиранию 55транзисторов 8 и 10. Начинается зарядконденсатора 11 базовым током транэис-;тора 9, так как транзистор 9 вюпочен в1039031 А, Знмокосов едактор С, Кв Подписноевмвтета СССРи открытийРаушскаа .наб., д. 4 113035,ква, Жкап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6242/60 ВНИИП по