Мостовой переключатель

А 09 01)СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) Н 03 К 17/56 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Будинский Я.В. Транзисторныепереключающие схемы. М., "Связь",1965, с. 197.2, Авторское свидетельство СССРВ 298071, кл, Н 03 1)/56, 1971.(54)(57) МОСТОВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ,содержащий четыре управляемых ключевых .элемента и стабилизатор тока, управляемые ключевые элементы включеныв плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилизатор тока, первый вывод второй диагонали моста сое-.динен с первой шиной подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности коммутации, в него введены,образцовый резистор, блок гальванической развяз:ки, два вентильных элемента, два дифференцирующих блока, два активныхфильтра нижних частот и два управляемых аттенюатора, образцовый резистор, выводы которого соединены свторым выводом второй диагонали моста и второй шиной подключения нагрузки, включен между входами блока гальванической развязки, первый выходблока гальванической развязки соединен с вторым входом второго дифференцирующего блока н подключен к анодупервого вентильного элемента, катодкоторого соединен с первым входомпервого дифференцирующего блока,второй выход блока гальваническойразвязки соединен с вторым входом первого дифференцирукнцего блока и подключен к аноду второго вентильногоэлемента, .катод которого соединен спервым входом второго дифферекцирующего блока, выходы дифференцирующихблоков подключены к входам активныхфильтров нижних частот, выходы которых соединены с управлякщиии входами управляемых аттенюаторов, входыуправляемых аттенюаторов подключены куправляющим шинам устройства, а выходы управляемых аттенюаторов соединены с попарно объединенными унравляющи.ми входами управляемых ключевых эле. ментов, включенных в противоположныеплечи моста, 1137578Изобретение относится к электрон-ной технике, а именно к электроннойкоммутационной технике, и может бытьиспользовано в прецизионных системахавтоматического управления и контроля, например в цифровых аксельрометрах.Известен мостовой переключатель,содержащий коммутирующие транзисторы,стабилизатор тока и блок управления, в одну пару противоположных плечмостовой схемы включены транзисторы,в другую пару противоположных плечмостовой схемы включены сапротивления нагрузки, а стабилизатор тока 15включен в диагональ моста 11,Недостатком подобного устройстваявляется низкая точность коммутации.Наиболее близким но технической20 сущности и схемной реализации к изобретению является мостовой переключатель, содержащий четыре управляемых ключевых элемейта и стабилизатор тока, управляемые ключевые элементы25 включены в плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилизатор тока, первый вывод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключения нагрузки 2.К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность коммутации, что проявляется при использовании мостового переключателя в таком режиме, когда выходным параметром является величина среднего тока в нагрузке. Причиной низкой точности коммутации является зависимость времени переключения (быстродействия) мостового переключателя от направления тока в нагрузке. Эта зависимость 40 является следствием того, что время отпирания для используемых в электронной технике ключей обычно отличается от времени их запирания, что и приводит к динамической ошибке ком мутации.Цель изобретения - повышение точ- ности коммутации.Для достижения поставленной цели в мостовой переключатель, со держащий четыре управляемьгк ключевых элемента и стабилизатор тока, управляемые ключевые элементы включены в плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилизатор тока, 55 первый вывод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключения нагрузки, введены образцовый резистор, блок гальванической развязки,два вентильных элемента, два дифференцирующих блока, два активных фильтра нижних частот и два управляемых аттенюатора, образцовый резистор, выводы которого соединены с вторымвыводом второй диагонали и с второйшиной подключения нагрузки, включенмежду входами блока гальваническойразвязки, первья выход блока гальва"нической развязки соединен с вторымвходом второго дифференцирующегоблока и подключен к аноду первоговентильного элемента, катод которого соединен с первым входом первогодифференцирующего блока, второй вы-ход блока гальванической развязкисоединен с вторым входом первого дифференцирующего блока и подключен каноцу второго вентильного элемента,катод которого соединен с первым входом второго дифференцирующего блока,выходы дифференцирующих блоков подключены к входам активных фильтровнижних частот, выходы которых соединены с управляющими входами управляемых аттенюаторов, входы управляемыхаттенюаторов подключены к управляющим шинам устройства, а выходы управ"ляемых аттенюаторов соединены с попарно объединенными управляющими входами управляемых ключевых элементов,включенных в противоположные плечи моста.Отметим, что возможно непосредственное использование первичнойобмотки трансформатора в качестве"образцового резистора".На чертеже изображена принципиальная схема, иллюстрирующая пример конкретной реализации предлагаемого устройства при использовании полевыхтранзисторов в качестве управляемыхключевых элементов и диодов в качестве вентильных элементов.1Мостовой переключатель содержитуправляемые ключевые элементы 1-4,стабилизатор тока 5, образцовый резистор 6, блок гальванической развязки 7, вентильные элементы 8 и 9,дифференцирующие блоки 10 и 11,активные фильтры нижних частот 12и 13, управляемые аттенюаторы 14 и 15.Блок гальванической развязки 7содержит трансформатор 1 б, выводыпервичной обмотки 17 которого соединены с входами 18 и 19 блока гальванической развязки, а выводы вторичз 1137 ной обмотки 20 которого соединены с выходами 21 и 22 блока гальванической развязки. Управляющие, входы управляемых аттенюаторов 14 и 15 соединены с управляющими шинами 23 и 24 устрой" 5 ства, а нагрузка (показана пунктиром) подключена к шинам 25 и 2 б подключения нагрузки, первый и второй выходы 2 и 22 блока гальванической развязки соединены соответствен О но с вторыми входами 27 и 28 второго и первого дифференцирующйх блоков 11 и О соответственно, а катоды 1вентильных элементов 8 и 9 соединены с первыми входами 29 и 30 первого и 15 второго дифференцирующих блоков 10 и 11 соответственно; выходы 31 и 32 дифференцирующих блоков 10 и 11 соединены с входами 33 и 34 активных Фильтров нижних частот 12 и 13, выхоо ды 35 и 36 которых соединены с управляющими входами управляемых аттенюаторов 14 и 15.Мостовой переключатель Функционирует следукюцим образом, 25На управляющие шины 23 и 24 устройства поступают парафазные управляющие сигналы. С выходов управляемых аттенюаторов 14 и 15 эти парафаз" ные сигналы поступают на затворы поле-. щ вых транзисторов 1-4 (т.ена управ;" ляющие входы управляемых ключевых элементов), осуществляя поочередное отпирание пар .полевых транзисторов, включенных в противоположные плечи35 моста, В один полупериод отпираются полевые транзисторы 1 и 4, а в другой - полевые транзисторы 2 и Зг В зависимости от того, какая пара полевых транзисторов открыта, изме няется направление тока в нагрузке.Сигнал с образцового реэистора,включенного последовательно с нагрузкой, через блок 7 гальванической развяз 578 4ки (который предотвращает утечку тока из прецизионной цепи стабилизатора тока 5) и вентильные элементы 8 и 9 поступает на входы 28 и 29 первого дифференцирующего блока 10 и входы 27 и 30 второго дифференцирующего блока 1. На входе 30 первого дифференцирующего блока 10 выделяются сигналы, амплитуда которых обратно пропорциональна длительности фронта импульсов на образцовом резисторе б, а следовательно, и на нагрузке. Амплитуда импульсов на выходе 32 второго дифференцирующего блока 11 обратно пропорциональна длительности спада упомянутых импульсов. С выходов 35 и 36 активных фильтров нижних частот 12 и 13 напряжение, определяемое длительностью фронта или спада импульсов в нагрузке, поступает на управляющие входы управляемых аттенюаторов 14 и 15. Это ведет к изменению коэффициента ослабления управляемых аттенюаторов, а следовательно, к изменению амплитуды управляющих импульсов, поступающих на затворы полевых транзисторов. Изменение управляющего напряжения на затворах полевых транзисторов 1-4 обеспечи" вает выравнивание их времен отпирания и запирания.Положительным эффектом предложенного технического решения является повышение тоности коммутации. Этот эффект проявляется в том случае, когда выходным параметром мостового переключателя является среднее значение тока в нагрузке, Повышение точности ком 4 утации является следствием того,что в описанном устройстве длительности фронта и спада сигнала в нагрузке поддерживаются равными, что исключает динамическую ошибку коммутации..Нефе Составительдактор И.Келемеш Техред З.Пал каз 10540 871 Подписсударственного комитета Сизобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб ое Фили ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Тир ВНИИПИ по дела 113035,Корректор А.Обручар