Транзисторный ключ

ническое1984.РНЫИ КЛЮЧие относи шине р бл стор ся к им быть исполь ке и може пуск выходного тра ствах для передач ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретепульсной технизовано в устр Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для передачи им" пульсных сигналов через трансформатор в нагрузку, например в кабельную магистраль.Цель изобретения - увеличение амплитуды выходного сигнала и уменьшение рассеиваемой мощности путем снижения потерь в выходной цепи устройства.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема транзисторного ключа.ВТранзисторный ключ содержит выходной транзистор 1, развязывающий трансформатор с первичной 2, вторичной 3 и дополнительной 4 обмотками,компаратор 5, элемент памяти в виде триггера 6 с инверсным динамическим единичным 8-входом и двумя инверсными динамическими нулевыимпульсных сигналов через матор в нагрузку, наприме ную магистраль. Целью изо является увеличение ампли ного сигнала и уменьшение емои мощности эа счтерь в выходной цепиДля достижения цели ки формируется на в выходного трансформ ет через компаратор гера с динамическимтриггера подключен к а выход через инвертми К-входами, генератор 7 опроса, первый и второй инверторы 8 и 9 соткрытыми коллекторами, третий и - четвертый инверторы 10 и 11 и резистор 12. При этом вход инвертора 11 подключен к входной клемме, а выход - к входу инвертора 8 и к вхо. ду инвертора 10. Выход инвертора 8 подключен к базе выходного транзистора 1, эмиттер которого подключен к общей шине, а между коллектором которого и шиной источникапитания включена первичная обмотка2 развязывающего трансформатора, между базой выходного транзистора 1и шиной +5 В включен резистор 12, нагрузка подключена к вторичной обмотке 3 развязывающего трансформатора, а дополнительная обмотка 4 развязывающего трансформатора включена между общей шиной и инверсным входом компаратора 5, выход инвертора 105 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 подключен к инверсному динамическомуединичному 8-входу триггера 6, выходгенератора 7 опроса подключен к первому инверсному динамическому нулевому К-входу триггера 6, а выход компаратора 5, прямой вход которогоподключен к источнику опорного напряжения, подключен к второму инверсному динамическому нулевому Квходу триггера 6, Выход последнегоподключен к входу инвертора 9, аего выход - к базе выходного тран-"зистора 1.Транзисторный ключ работает следующим образом,В исходном состоянии импульсына вход устройства не подаются. Навходе присутствует напряжение логического нуля сигнала 0-0,4 В. Навыходе генератора 7 опроса постоян -но присутствует импульсный сигналпрямоугольной формы низкой частоты(к примеру, 1-100 Гц), который посвоему заднему фронту устанавливаеттриггер 6 в состояние логическогонуля по выходу (на выходе напряжение0-0,4 В). Дальнейшего изменения состояния триггера 6 в статическом состоянии не происходит, Входной постоянный сигнал с напряжением логического нуля 0-0,4 В, присутствующийна входе инвертора 11, вызывает навыходе этого элемента напряжение,логической единицы амплитудой 2,45 В, которое поступает на вход инвертора 10 и вход инвертора 11, что,в свою очередь, переводит эти элементы в состояние логического нуляпо выходу. Поскольку, триггер 6 находится в состоянии логического нуляпо выходу, то инвертор 9 по выходуотключен и не влияет на входной сигнал. Ток от источника питания черезрезистор 12 поступает на выход инвертора 8, и выходной транзистор 1закрыт. Сигнала на нагрузке нет,следовательно амплитуда напряженияна инверсном входе компаратора 5меньше напряжения порогового напряжения, и на выходе компаратора присутствует напряжение логическогонуля,С приходом импульса напряжениялогической единицы на вход устройства на выходе инвертора 11 появляется напряжение логического нуля,которое отключает по выходу инвертор 8 и вызывает на выходе инвертора 10 напряжение логической единицы, которое не меняет состояние триггера 6. Ток от источника питания через резистор 12 поступает в базу выходного транзистора 1 и открывает его. Через первичную обмотку 2 раэвязывающего.трансформатора протекает ток, а на нагрузке, подключенной к вторичной обмотке 3 трансформатора, также протекает ток и возникает импульс напряжения, который появляется и на дополнительной обмотке 4 трансформатора. Амплитуда и форма сигнала напряжения на дополнительной обмотке 4, подключенной к инверсному входу компаратора 5, повторяет амплитуду и форму сигнала напряжения на нагрузке, подключенной к вторичной обмотке 3 раэвязывающего трансформатора. При напряжении на нагрузке (и на дополнительной обмотке 4), превышающем напряжение опорного источника, компаратор 5 переходит в состояние логической единицы по выходу, что также не меняет состояние триггера 6. После окончания действия входного импульса (на входе инвертора 11 появляется напряжение логического нуля) на выходе инвертора 10 также происходит перепад напряжения от состояния логической единицы в состояние логического нуля, и триггер 6 переходит в состояние логической единицы по выходу. Выходы инверторов 8 и 9 находятся в состоянии логического нуля по выходу,.и ток через резистор 12 от источника питания поступает на выходы этих элементов, Выходной транзистор закрывается. На нагрузке формируется спад выходного сигнала.Одновременно спад выходного напряжения происходит и на дополнительной обмотке 4 развязывающего трансформатора. При уменьшении амплитуды сигнала на инверсном входе компаратора 5 оно становится меньше, чем напряжение от порогового источника на его прямом входе, и на выходе компаратора происходит изменение сигнала от состояния логической единицы в состояние логического нуля. Поскольку это изменение поступает на второй инверсный динамический нулевой К-вход триггера 6 позже, чем изменение, приходящее на инверсный динамический единичный Я-вход триггера 6 за счет задержки сигналав выходном транзисторе 1, развязывающем трансформаторе икомпараторе 5, то триггер 6 опять меняет свое состояние и переходит в состояние логического нуля на выходе, и элемент 9 отключается по выходу.Ток от источника питания через резистор 12 поступает на выход инвертора 8. Устройство готово к приему следующего входного импульса.В случае, если на вторичной обмотке 3 развязывающего трансформато.ра присутствует режим короткого замыкания или амплитуда его меньше пороговой, то во всех случаях амплитуда сигнала на дополнительной обмотке 4 меньше напряжения опорного источника и на выходе комнаратора постоянно присутствует напряжение логического нуля. После окончания входного импульса триггер 6 меняет свое состояние, как было описанои уже постоянно остается в таком состоянии, На выходе инвертора 9 постоянно присутствует напряжение логического нуля, выходной транзистор 1 отключен,и его состояние не зависит от сигнала на входе устройства. В дальнейшем триггер 6 может изменить свое состояние только по заднему фронту сигнала от генератора 7 опроса. В случае, если на нагрузке режим короткого замыкания отсутствует, устройство автоматически возобновляет свою работу, а если режим короткого замыкания присутствует, выходной транзистор 1 опять отключается до следующего заднего 5фронта сигнала от генератора 7 опроса.ф о р м у ла и з о б р е т е н и я1 О Транзисторный ключ, содержащийвыходной транзистор, у которого в коллекторную цепь включена первичная обмотка развязывающего трансформатора, а вторичная обмотка соединена с нагрузкой, первый инвертор, у которого вход соединен с шиной управления, а выход - с базой выходного транзистора, компаратор, у которого первый вход соединен с шиной источника опорного напряжения, второй вход - с шиной защищаемой цепи, а выход - с К-входом элемента памяти, выход элемента памяти через второй инвертор соединен с 2 Б базой выходного транзистора, итретий инвертор, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходного сигнала и уменьшения рассеиваемой мощности, Зо элемент памяти выполнен в виде КБтриггера с динамическими входами, у которого Я-вход через третий инвертор соединен с шиной управления, а шина защищаемой цепи соединена с дополнительной вторичной обмоткой развязывающего трансформатора.1471297 фЕп +Ер Заказ 1617/ ПодписноеВНИИПИ Госу по изобретениям и открЖ, Раушская наб., д. 55 Тираж 880дарственного комитета113035, Москва,и ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент агарина,10 город,Составитель А.Бомкоактор Н.Яцола Техред М.Дидык Корректор Н.Король