Высоковольтный переключатель

(19) (Н) 1)4 НОЗК 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГНКТ СССР ИЕ ИЗО ЕНИ О Бюл. У 10кий088.8)свидетельство СССРН 03 К 17/60, 1977.видетельство СССРН 03 К 17/56, 1983 АТЕЛЬполнии можетвах имформиро(54) (57) ЫСОКОВОЛЬТНЫИ ПЕРЕКЛК)Ч зобретение является д )м к авт,св. У 1150752 спользовано в устройс ой техники в качестве высоковольтных сигнал тения является защита тель бытн пульЦелью тройствате изоб(56) АвторскоР 612410, кл.АвторскоеР 1150752, кл ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ва от короткого замыкания нагрузки. С отой целью в переключатель введено соответствующее число блоков защиты 14 в составе двух дополняющих транзисторов 5, 16, отсекающего диода 17, дифференцирующей цепи 18 и двух дополнительных резисторов 21 и 22. Устройство содержит, кроме то" го, транзисторы 1 в каждой ступени, диоды 2, 8, резисторы 3, 4, 7, 9, полевой транзистор 5, конденсатор 6, источники тока 10. Запирание транзисторов переключателя при коротком замыкании за счет срабатывания блоков защиты 14 ведет к защите переключателя от выхода из строя чем обес- апечивается повышение надежности устройства. 1 ил.Высоковольтный переключатель работает следующим образом.В исходном состоянии в паузах между импульсами управления транзисторы1 заперты, и напряжение на нагрузке 11 отсутствует.При поступлении положительного импульса, запуска с выхода источника13 управляющих сигналов на базу первого из транзисторов 1 он открывается и протекание тока коллектора через источник 10 постоянного напряжения, первый 3 и третий 7 резисторы, переход база-эмиттер транзистора 1, второй 4 и четвертый 9 резисторы вызывает отпирание транзистора 1. Полевой транзистор 5 запирается под действием отрицательного перепада напряжения, поступающего на его затвор с второго резистора 4.Аналогично происходит лавинообразный процесс отпирания всех последующих транзисторов 1 и залирание полевых транзисторов 5, в результате че,го на нагрузке 11 формируются фронт и вершина выходного импульса. В теИзобретение относится к импульсной технике и может быть использованов импульсных системах формированияи коммутации высоковольтных сигналов.Цель изобретения - защита устройства от короткого замыкания нагрузкипутем введения в переключатель соответствующего числа блоков защиты всоставе двух дополнительных транзисторов, отсекающего диода, дифференцирующей цепи и двух дополнительныхрезисторов, за счет обеспечения запнрания транзисторов переключателяпри коротком замыкании. 15На чертеже приведена принципиальная электрическая схема высоковольтного переключателя, содержащего, например, два идентичных звена.Высоковольтный переключатель со",держит И транзисторов 1 Я первыхдиодов 2, каждый из которьи включенобратнопараллельно переходу базаэмиттер соответствующего транзистораИ первых резисторов 3, каждый из 25которых подключен параллельно соответствующему первому диоду 2, (И)вторых резисторов 4, первый выводкаждого из которых соединен с коллектором. соответствующего транзистора(И) четвертых резисторов 9 и источников 10 постоянного напряжения,35которые соединены последовательноФи согласно, причем каждая точка сое: динения источников 10 постоянногонапряжения подключена через третийрезистор 7 и второй диод 8, которыесоединены параллельно, к базе соответствующего транзистора 1, Первыйвывод последнего источника 10 посто-янного напряжения через нагрузку 11соединен с коллектором Я-го транзистора 1, а второй вывод первого источника 10 постоянного налряжения - собщей шиной 12 и эмиттером первоготранзистора 1, база. которого подключена.к шине источника 13 управляющих50сигналов. Второй вывод каждого второго резистора 4 через конденсатор 6и четвертый резистор 9,. которые соединены параллельно, подключен к эмиттеру последующего транзистора 1, Первый и второй выводы вторых резисто 55ров 4 соединены соответственна с затвором и истоком соответствующегополевого транзистора 5, а база каждога транзистора 1 подключена к стоку соответствующего полевого транзистора 5. Блок 14 защиты содержит первый 15 и второй .16 дополнительныетранзисторы, соединенные паследователью, отсекающий диод 17, дифференцирующую цепь 18 в составе конденсатора 19 и резистора 20, а также первый 21 и второй 22 дополнительныерезисторы, При этом дифференцирующаяцепь,18 включена между коллекторамипоследующего.и предыдущего транзисторов 1 в переключателе, База первогодополнительнога транзистора 15 соединена непосредственно с катодомотсекающего диода 1 и через первыйдополнительный резистор 21 соединенас затвором соответствующего полевоготранзистора 5 и эмиттером второгодополнительного транзистора 16, база которого через второй дополнительный резистор 22 соединена с истокомполевого, транзистора 5. Коллекторпервого дополнительного транзистора15.соединен с базой соответствующеготранзистора,1 переключателя. Анодотсекающего, диода 1 подключен ксредней, точке дифференцируницей цепи18, т.е. соединен через резистор 20с затвором; соответствующего полевоготранзисторачение этого времени происходит зарядконденсаторов 6.В момент окончания импульса запуска на базу первого иэ транзисторов 1 с выхода источника 13 управ 5лякщих сигналов подается отрицательф ный импульс сброса. Транзистор 1 запирается, ток через второй резистор4 прекращается, и полевой транзистор5 отпирается, так как напряжениемежду его затвором и истоком становится равным нулю. При этом начинается разряд конденсатора 6 через диод2 и полевой транзистор 5, в результа те чего на базе трачзистора 1 созФдается отрицательный перепад напряжения, переводящий его в запертоесостояние, Аналогично протекает лавинообразный процесс запирания остальных транзисторов 1 и отпираниеполевых транзисторов 5. В результа"те на нагрузке 11 формируется спадвыходного импульса, а переключательвозвращается в исходное состояние.При возникновении короткого замыкания (пробоя) в нагрузке 11 вовремя импульса к открытым транзисторам 1 прикладывается суммарное напряжение от источников 10, включенныхпоследовательно и согласно. Транзисторы переходят при этом в активныйрежим, и импульсная мощность, выделяемая ими, резко возрастает, что может привести в пробою и последующему отказу переключателя.35Блок .14 защиты работает следующимобразом.При возникновении кратковременногопробоя в нагрузке 11 во время импуль Оса транзисторы 1 переходят в активный режим, Напряжения на. коллекторахсоответствующих транзисторов 1 приэтом резко возрастают и, соответст"венно, через дифференцирующую цепь18 протекает ток.Протекание тока создает на резисторе 20 положительный импульс напря.жения, который через отсекающий диод17 поступает на базу первого дополнительного транзистора 15 и отпираетего. Протекание тока нагрузки черезвторой резистор 4 создает на нем положи- .тельный импульс напряжения, который через второй дополнительный резистор 22поступает на базу второго дополни 55тельного транзистора 16 и отпираетего. В результате при коротком замя"кании (пробое) в нагрузке 11 отпираются оба дополнительных транзистора15 и 16 в блоке 14 защиты. При этомконденсатор 6 разряжается по цепи:верхняя обкладка конденсатора 6,база-эмиттерный переход соответствующего транзистора 1, последовательно соединенные дополнительные транзисторы 15 и 16, второй резистор 4,нижняя обкладка конденсатора 6. Набаза - эмиттерном переходе соответствую- .щего транзистора 1.при этом образуется отрицательный запирающий импульс,ограничиваемый по амплитуде диодом 2.Аналогичным образом запираются идругие транзисторы 1, чем и обеспечивается защита.После этого.в силу прекращенияпротекания тока нагрузки через второй резистор 4 второй. дополнительныйтранзистор 16 опять запирается, Еслиимпульс на .базе транзистора 1 еще незакончился, то транзисторы 1 вновьлавинообразно отпираются, напряженияна их коллекторах при этом резкоуменьшаются, Соответственно, на ре" .зисторах 20 образуются отрицательныеимпульсы, которые благодаря отсекающим диодам 17 не поступают на базыпервых дополнительных транзисторов 15.Положительный технический эффектот применения высоковольтного пере.ключателя состоит в обеспечении егозащиты при возникновении пробоя внагрузке,Формула изобретенид Высоковольтный переключатель, .по авт,св. 1:150752, о т л ич а ю щ и й; с я. тем; .что, с целью защиты от кот. роткого замыкания нагрузки, в него введены,(Ю) идентичных блоков защиты, каждый иэ которых содержит дв 4 дополнительных транзистора того же типа, что и транзисторы переключателя, соединенные последовательно, атакже отсекающий диод, дифференцирующую цепьи два дополнительных резистора, причем дифференцирующая цень включена между коллекторами последующего и предыдущего транзисторов переключателя, бава первого дополнительного транзистора соединена непосредственно с катодом отсекающего диода, анод которого соединен со средней точкой дифференцирующей цепи, а через первый дополнительный резисторс затвором соответствующего полевогоСоставитель В,ЛементуевТехред М,Дидьк Корректор Л.Патайс Редактор М.Келемеш Заказ 956/55 Тираж 879 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 14 б 5991 6транзистора и эмиттеоом второго до- полевого транзистора, коллектор перполнительного транзистора, база кото- ного дополнительного транзистора соерого через второй дополнительный ре- динен с базой соответствующего транзистор соединена с истоком того же зистора переключателя.