Высоковольтный транзисторный переключатель

(5)5 Н 03 К 17/60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГНКТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 932610, кл, Н 03 К 7/02, 1982,Авторское свидетельство СССР Юф 612410, кл, Н 03 К 17/60, 1977.(57) Изобретение относится к импульсной технике, использовано в импульсных модуляторах и стабилиза,торах, Бель изобретения - повьппение быстродействия и надежности работы. Устройство содержит и транзисторов 2, и формирователей 3 управляющих импульсов, п стабилитронов 4. В устройство введены генератор 1 управляющих световых импульсов, и резисторов 5, и диодов 6, и конденсаторов 7, п дополнительных стабилитронов 8, и формирователей 9 контрольных световых импульсов, блок 12 сравнения. Поставленная цель достигается за счет наличия в устройстве системы автоматического контроля работы транзисторов ,и их защиты при возникновении перенапряжения. 1 ил.1345 Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в импульсных модуляторахимпульсных стабилизаторах и другихустройствах радиоэлектроники,Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы.На чертеже представлена принципиальная схема устройства. 10Устройство содержит генератор 1управляющих световых импульсов, итранзисторов 2, и Формирователей 3управляющих импульсов, и стабилитронов 4, и резисторов 5, и диодов 6, 15и конденсаторов 7, и дополнительныхстабилитронов 8, и формирователей 9контрольных световых импульсов, состоящих из генератора 10 световых импульсов и приемника 11 световых импульсов, блок 12 сравнения.Транзисторы 2 соединены последовательно и включены между выходной 13и общей 14 шинами, база-коллекторныйпереход транзисторов 2 зашунтирован 25стабилитроном 4, база каждого транзистора 2 подключена к выходу соответствующего Формирователя 3, эмиттеркаждого транзистора 2 подключен кобщим выводам соответствующих формирователей 3 и 9, а также первым выводам соответствующих конденсатора 7и стабилитрона 8, вторые выводы которых подключены к выводам питанияФормирователей 3 и 9, Первый вывод 35каждого резистора 5 соединен сколлектором соответствущцего транзистора 2, второй выход - с управляющим входом формирователя 9 и анодом диода 6, катод которого подключен 40к вторым выводам конденсатора 7 истабилитрона 8, которые соединены па-раллельно.Первый вход генератора 1 соединенс шиной 15 управления, второй вход -с выходом блока 12, а выход генера"тора 1 соединен с входами и формиро"вателей 3 диэлектрическими волноводами, выходы формирователей 9 подключены к и входам блока 12, (и+1)-й 50вход которого соединен с шиной 15.Выход генератора 10 соединен с входом приемника 11 диэлектрическимиволноводами,Генератор 1 и генераторы 10 могутбыть выполнены в виде транзисторного импульсного усилителя, нагрузкойкоторого является светодиод . Формирователи 3 и приемники 11 могут быть выполнены в виде транзисторного импульсного усилителя, к входу которого подключен фотодиод. Блок 12 сравнения может быть выполнен на основеэлементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, напримермикросхем К 155 ЛП 5,Переключатель работает следующимобразом.В статическом режиме все транзисторы 2 закрыты. Делитель из резисторов 5 и стабилитронов 8 обеспечивает равномерное распределение выходного напряжения по транзисторам 2.Конденсаторы 7 заряжены до напряжения пробоя стабилитронов 8. Генератор1 выключен, На управляющем входегенераторов 10 присутствует напряжение высокого уровня (по величинеблизкое напряжению пробоя стабилитронов 8) и они также выключены. На всехвходах блока 12 сравнения напряжениеимеет один уровень и сигнал на еговыходе равен нулю.Поступающий по шине 15 управляющий импульс попадает на входы блока12 сравнения и генератора 1, при этомпоследний включается и излучает световые импульсы, которые по диэлектрическим волноводам поступают на входыФормирователей 3. При этом диэлектрические волноводы кроме передачи мощности световых импульсов на входыформирователей 3 осуществляют такжеэлектрическую развязку Формирователей 3, транзисторов 2 с генератором 1.и между собой. Сигнал, поступившийна входы формирователей 3 в видемощности светового импульса, преобразуется ими в управляющие импульсытока, которые поступают в базы транзисторов 2. Транзисторы 2 открываются, напряжение на их коллекторахуменьшается. Напряжение на шине 13,являющееся суммой напряжений на транзисторах 2, также уменьшается, приэтом формируется Фронт импульса нашине 13. Всякое изменение напряженияна транзисторах 2 передается черезрезисторы на управляющие входы генераторов 10, Уменьшение напряжения наколлекторах транзисторов 2 приводитк снижению напряжения на управляющихвходах генераторов 10 до величины нйзкого уровня и, вследствие этого, квключению этих генераторов и формированию ими сигналов в виде мощностисветовых импульсов. Последние по диэлектрическим волноводам поступают на5 16370 входы соответствующих приемников 11 и преобразуются ими в импульсы напряжения, При этом диоды 6 исключают разряд конденсаторов 7 через резисторы 5 и далее через открытые транзисторы5 2, а также обеспечивают снижение напряжений на управляющих входах генераторов 10 до величины низкого уровня при открывании транзисторов 2, диэлектрические волноводы обеспечивают электрическую развязку генераторов 10 с приемниками 11 и между собой. Таким образом на входы блока 12 сравнения поступают импульсы контроля напряжения 5 на транзисторах 2, фронт каждого из которых совпадает с моментом открывания соответствующего транзистора 2.В момент окончания управляющего импульса на шине 15 генератор 1 выключается, Поступление световых импульсов на входы формирователей 3 прекращается, что приводит к окончанию импульсов тока с выходов этих формирователей в базы транзисторов 2, Транзисторы 25 2 закрываются, напряжение на их коллекторах начинает увеличиваться, при этом формируется спад импульса на шине 13, Конденсаторы 7, частично разрядившиеся за время наличия импульса 30 токами питания формирователей 3 и генераторов 10, начинают дозаряжаться токами через резисторы 5 и диоды 6 до напряжения пробоя стабилитронов 8. Таким образом спад каждого импульса контроля напряжения на транзисторах 2 также совпадает с моментом закрывания соответствующего транзистора. ,Палее работа устройства повторяется в изложенной последовательности. аоВ процессе работы устройства блок 12 сравнения осуществляется по поступающим на входы контрольным импульсам непрерывный контроль взаимной синхронности коммутации транзисторов 2 и 45 синхронности с управляющим импульсом, поступающим по шине 15, При нормальной работе устройства напряжение на выходе блока 12 сравнения отсутствует, При появлении сбоя или отказа в работе отдельных элементов устройства (например, формирователя 3), приводящего к возникновению асинхронизма в коммутации транзисторов 2 как между собой, так и относительно полученного устройством управляющего импульса, на выходе блока 12 сравнения появляется сигнал, Этот сигнал поступает на второй вход генератора 1 для вы 18 6ключения его, Таким образом.исключается возможность развития лавинногопроцесса выхода элементов устройстваиз строя при возникновении сбоев вего работе или отказе отдельных элементов. При этом кратковременные пенапряжения транзисторов 2 устраняютсяработой стабилитронов 4.В предлагаемом высоковольтномтранзисторном переключателе источники питания управляющих база-эмиттерных цепей последовательно соединенныхтранзисторов 2 выполнены в виде накопительных конденсаторов 7, подключенных через резистор 5 и диод 6 параллельно каждому транзистору, При этом завремя наличия управляющего импульсана шине 15 и нахождения переключателя, а следовательно, и транзисторов2 в проводящем состоянии происходитчастичный разряд накопительных конденсаторов 7 потребителями. Восполнение этих потерь заряда происходит впаузе между импульсами, когда транзисторы 2 закрыты. Приемлемая глубиначастичного разряда может быть достигнута выбором величины накопительныхконденсаторов 7, а полное восполнение в паузе между импульсами потерьзаряда на этих конденсатора 7 в выбором постоянной времени заряда, которая определяется величиной сопротивления резисторов, включенных после-довательно с этими конденсаторами.Такое выполнение в переключателе индивидуальных, электрически развязанных между собой источников питаниядля управляющих цепей последовательно соединенных транзисторов свело кнезначительной величине паразитнуюемкость коллекторно-эмиттерной цепикаждого транзистора, которая затягивает коммутацию. Включение всех транзисторов в устройстве происходит одновременно, при этом время коммутациипереключателя не превышает временивключения отдельного транзистора,Наличие в устройстве системы автоматического контроля работы транзисторов и защиты обеспечивает высокую надежность работы устройства,не ухудшая его коммутационных характеристик,Формула изобретенияВысоковольтный транзисторный переключатель, содержащий и последова1637018 Составитель Г.ТерешинаТехред Л.Олийнык Редактор Е.Папп Корректор И,ШарошиЗаказ 825 Тираж 469 Подписное РцИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 тельно соединенных между выкодной иобшей шинами транзисторов, формирователь управляющих импульсов, и резисторов, и диодов, и конденсаторов ии стабилитронов, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы,введены генератор управляющих световых импульсов, (и) формирователей 1 Оуправляющих импульсов, и формирователей контрольных световых импульсов,блок сравнения, п дополнительных стабнлитронов, при этом база-коллекторный переход каждого транзистора зашунтирован стабилитроном, база каждого транзистора подключена к выходусоответствующего формирователя управляющих импульсов, эмиттер каждоготранзистора подключен к общим выводам 20соответствующих формирователя управляющих импульсов и формирователя контрольных световых импульсов, а такжепервым выводам соответствующих конденсатора и дополнительного стабилитрона, вторые выводы которых подключены к выводам питания формирователя управляющих импульсов и формирователя контрольных световых импульсов, первый вывод каждого резистора соединен с коллектором соответствующего транзистора, второй вывод - с управляющим входом формирователя контрольных световых импульсов и анодом диода, катод которого подключен к вторым выводам конденсатора и дополнительного стабилитрона, которые соединены параллельно, первый вход генератора управлякнцих световых импульсов соединен с шиной управления, второй вход с выходом блока сравнения, а выход генератора соединен с входами и формирователей управляющих импульсов диэлектрическими волноводами, выходы п формирователей контрольных световых импульсов подключены к и входам блока сравнения, (и+1)-й вход которого соединен с шиной управления.