Переключатель напряжения

.Шварцбе ельство СССР 17/60, 1979.90,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве быстродействующих переключателей высоковольтного напряжения в системах электростатической печати,Цель изобретения - уменьшение рассеиваемой мощности. Для этого в устройство введены три транзистора 4 - 6, четыре резистора 11 - 14, конденса". тор 15 и диод 16. Устройство содержит также три транзистора 1 - 3, четыре резистора 7 - 10. На схеме, кроме того, обозначены шины 19, 22 питания, общая шина 17, управляющие шины 18,21, В устройстве исключена возможность одновременного нахождения транзисторов 1 и 2 в открытом насыщенном состоянии при переходном режиме, что приводит к более чем 10-кратному уменьшению рассеиваемой мощности при переключениях устройства. 2 ил.3 1499473Изобретение относится к импульсной технике и может быть использо"вано в качестве быстродействующих переключателей высоковольтного напряжения в системах электростатической пе 5чати,Цель изобретения - уменьшение рассеиваемой мощности.На фиг. 1 и 2 представлены элект-.рические схемы переключателей положительного и отрицательного напряжений соответственно.Переключатель напряжения (фиг. 1)содержит первый 1, второй 2, третий 3,15четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 транзисторы, первый 7, второй 8, третий 9,четвертый 10, пятый 11, шестой 12,седьмой 13, восьмой 14 резисторы,конденсатор 15 и диод 16. Эмиттер 20транзистора 1 подключен к общей шине 17, база - к коллектору транзистора 4, база которого соединена с первой управляющей шиной 18. Эмиттертранзистора 2 подключен к первой шине 19 питания, резисторы 7 и 8 включены последовательно между коллекторами транзисторов 1 и 2, точка соединения резисторов 7 и 8 соединенас выходной шиной 20 устройства, между базой и эмиттером транзистора 2включен резистор 9, между базой транзистора 2 и коллектором транзистора 3включен резистор 11, эмиттер транзистора 3 через резистор 10 соединенс шиной 17, а база - с коллекторомтранзистора 5, база которого соединена с второй управляющей шиной 21,эмиттеры транзисторов 4 и 5 подключены к шине 17, а коллекторы через соответствующие резисторы 12 и 13 -к второй шине 22 питания. Коллектор иэмиттер транзистора 6 подключены кэмиттеру и базе транзистора 2 соответственно, база транзистора 6 через 45конденсатор 15 подключена к коллектору транзистора 3, резистор 14 включенмежду базой и эмиттером транзистора6, анод диода 16 соединен с эмиттером, а катод - с базой транзистора 6.Переключатель работает следующимобразом,В статическом состоянии на базетранзистора 4 присутствует напряжениенизкого уровня, а на базе транзистора 5 - вйсокого уровня. Транзистор 4закрыт, а пятый транзистор 5 - открыти насыщен. Ток от шины 21 через резистор 12 поступает в базу транзисто 4ра 1, который переходит в состояниенасыщения, а ток через резистор 13 -в коллектор насыщенного транзистора5, следовательно, транзистор 3 заперт. Отсутствие тока коллекторатранзистора 3 приводит к тому, чтотранзистор 2 также закрыт, Закрыти транзистор 6. На шине 20 присутствует напряжение низкого уровня, Приизменении состояния на шинах 18 и 21,когда на базе транзистора 4 появляется напряжение высокого уровня, а набазе транзистора 5 - низкого уровня,в насыщенное состояние перехОдиттранзистор 4, а транзистор 5 выключается. Ток от шины 21 через резистор12 поступает в коллектор транзистора 4, а ток через резистор 7 -в базутранзистора 3 и переводит его в активный режим. Транзистор 1 закрывается, так как его база подключается кобщей шине 17 через сопротивление насыщенного транзистора 4. Ток черезтранзистор 3 определяется напряжениемна его базе и номиналом резистора 10.В первом приближении, пренебрегая током базы транзистора 3 (что допускается, учитывая большой коэффициентусиления транзистора в активном режиме), получаем ток коллектора, равныйЕп 1-Пбэз1кэ К ф4где 1 - ток коллектора транзисто-ра 3;Е д - напряжение на шине 22;к 4 - сопротивление резистора 44Б - напряжение база " эмиттертретьего транзистора 3-0,7 В,Ток коллектора транзистора 3 складывается из тока базы транзистора 2и тока через резистор 9. Транзистор 2открывается и переходит в насыщенныйрежим. На шине 20 появляется напряжение высокого уровня, близкое к напряжению на шине 19, Одновременно токколлектора транзистора 3 через диод16 и резистор 14 заряжает конденсатор 15. После окончания заряда конденсатора 15 (постоянная времени заряда определяется емкостью конденсатора и сопротивлением р - и-переходадиода 16 и достаточно мала) ток коллектора транзистора 3 протекает только через резистор 11, На конденсаторе 15 накапливается заряд, определяемый током коллектора транзистора 3и номиналом резистора 11. Все это вреФормула изобретенияПереключатель напряжения, содержащий первый транзистор, эмиттер кото - рого подключен к общей шине, второй транзистор, эмиттер которого подключен к первой шине питания, первый и второй резисторы, которые включены между коллекторами первого и второго транзисторов, точка соединения кото-. рых соединена с выходной шиной, третий резистор, который включен между базой и эмиттером второго транзистора, третий транзистор, между эмиттером которого и общей шиной включен четвертый резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения рассеиваемой мощности, введены четвертый, пятый и шестой транзисторы, пятый - восьмой резисторы, диод и конденсатор, пятый резистор включен между базой второго и коллектором третьего транзисторов, коллекторы четвертого и пятого транзисторов подключены соответветственно к базам первого и третьего транзисторов, а ихэмиттеры подключены к общей шине, шестой и седьмой резисторы включены между второй шиной питания и коллекторами четвертого и пятого транзисторовсоответственно, базы четвертого и пятого транзисторов подключены к первойи второй управляющим шинам соответственно, коллектор и эмиттер шестоготранзистора подключены соответственнок эмиттеру и базе второго транзистора, база шестого транзистора черезконденсатор подключена к коллекторутретьего транзистора, восьмой резистор включен между базой и эмиттеромшестого транзистора, анод диода подключен к эмиттеру шестого транзистора, а катод - к его базе. 5 149947мя транзистор 6 закрыт и не влияетна время включения транзистора 2.При последующей смене управляющихсигналов на шинах 18 и 21, когда транзистор 1 переходит в насыщенное состояние, а транзистор 3 выключается изакрывается транзистор 2, начинаютсяразряд накопленного заряда на конденсаторе 15 через переход база - эмит 10тер транзистора 6, перевод его в насьпценное состояние, Происходит ускоренный разряда носителей в базе тран"зистора 2 через насьпценный транзистор6 и ускоряется процесс выключенияэтого транзистора. Резисторы 7 и 8служат для ограничения возможныхбросков сквозного тока при переключении схемы и в предлагаемом устройстве в приниципе могут отсутствовать.Сокращение времени выключениятранзисторов достигается за счет того, что накопленный заряд базы транзистора 1 разряжается через насыщенный транзистор 4, а накопленный заряд базы транзистора 2 разряжаетсяпринудительно током транзистора 6,чем достигается сокращение временивыключения транзисторов в 3-5 раз,такое же уменьшение длительности 30сквозного тока при переключении иуменьшение амплитуды сквозного токадо трех раз за счет того, что в данной схеме исключена возможность одновременного нахождения транзисторов 1и 2 в открытом насьпценном состояниипри переходном режиме Все это приводит к более чем 10-кратному уменьшению рассеиваемой мощности при переключениях схемы,40Переключатель напряжения возможноприменять в высоковольтных переключателях напряжения в системах электростатической печати для переключения положительных напряжений. Дляпереключения отрицательных напряжений45в устройстве достаточно заменить типпроводимости всех транзисторов и, соответственно, изменить действующиенапряжения. Пример такого устройстваприведен на фиг. 2, в котором возможно испольэовать низковольтное положительное напряжение (например, +5 В) 6вместо "земли" и землю" вместо отрицательного. В этом случае устройство переключает низковольтное положительное и высоковольтное отрицательное напряжения. Принцип работы переключа" теля отрицательного напряжения (фиг,2) аналогичен принципу работы переключателя положительного напряжения (фиг. 1) .1499473Составитель Г.ТерешинаРедактор И.Иулла Техред.Л,Сердюкова Корректор И,МускаЗаказ 4706/54 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4