Ключевое устройство

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 744983 Ж(23) Приоритет Опубликовано 30.06.80. Бюллетеиь24 Дата опубликования описания 02,07.80 по делам иаооретеиий и открытий(54) КЛЮЧЕВОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области электронной автоматики, может быть использовано для реверсирования токов в нагрузкепо заданной программе и является усовершенствованием ключевого устройства поавт. св,308511.5Известное ключевое устройство Я состоит из реверсивного мостовогопереключателя на транзисторах и устройства управления его работой, содержащего два тригге 1 ора, противофазные выходы которых соединены с базами соответствуюших транзис-.торов мостового переключателя, и содержит, кроме того, два каскада совпадения,первые входы которых подключены к источнику входного управляющего напряжения,вторые входы - к вспомогательному источнику импульсов, а первый и второй выходы каскадов совпадения через трансформаторы соединены с раздельными входамитриггеров.Недостатком данного устройства является невысокая точность коммутации,ввиду наличия обходных паразитных токов 2(минующих нагрузку) и некоторого влия;- ния управляющих токов на величину тока в нагрузке. Цель изобретения - повышение точнооти коммутации.Для достижения поставленной цели ключевое устройство содержит диоды, включенные в проводящем для тока нагрузки направлении последовательно с каждым основным транзистором мостового переключателя, дополнительные транзисторы и дваисточника запираюшего напряжения, одниполюса которых соединены с одноименными полюсами источника рабочего тока, адругие полюса через дополнительные транзисторы - с бжами основных транзисторов,причем базы дополнительных транзисторовсоответственно подключены к противофазным выходам триггеров,Кроме того, переходы основных транзисторов база-эмиттер и коллектор-база зашунтированы резисторами.3 74498Иа фиг, 1 приведена принципиальнаясхема устройства; на фиг, 2 -а-е этпорынапряжений в основных цепях устройства,Устройство содержит основные транзисторы 1-4, триггеры 5, 6, каскады 7,8 совпадения с выходами на импульсныхтрансформаторах, импульсный генератор 9повышенной частоты, инвертор 10, дополнительные транзисторы 11-14, диоды 1518 с малым обратньгм током,ЕОЦепи смешения и другие вспомогательные цепи на схеме не показаны.Ключевое устройство собрано по схемемоста и содержит две параллельно вкпюче 11 ные группы переключаютдих транзисторов, 15Б каждую группу входят два последоватегьно включеппых транзистора разной струк-.туры 1, 2 и 3, 4 с инверсной схемой управления через дополнительные транзисторы 11-14. Последовательно с каждым треь="зистором 1-4 включен диод 15-18. К зажимам моста присоединен источник О- питающего нагрузку тока, а во вторую диагональ вхгцочено нагрузочное сопротивление 7.Н, К базам транзисторов одинаковойструктуры 1, 2 и 3, 4 через дополнителгные транзисторы 11, 12, 13, 14 подкгпочены разнозначные выходы одного и тогоже триггера 5, 6 или включенного послетриггера пвухтектного усиггитегтл. Каждыйтриггер соединен с выходной обмоткойтрансформатора одного каскада 7 совпаде.ния и выходной обмоткой второго каскада8 совпадения. Каскады 7 и 8 совпаденияподключены к вспомогательному импульсному генератору 9 повышенной частоты( в десятки или сотни и выше кГц), К первому каскаду совпадения подкгпочен источник управляющего напряжения Оэ. а ковторому каскаду совпадения - источник ип Овертировапного управляющего напряжения,например, инвертор 10, К каждому триггеру или триггеру с усилителем подводитсянапряжение от отдельного гальваническиизолированного источника ( 3 л,Е.Е)45Работа устройства происходит следующим образом.На вход устройства поступает входнойуправляющий сигнал О например в виде сигнала, показанного на. фиг, 2 б. Согласно этому сигналу в момент 1 Е," непрагление тоха в нагрузке Хн должно изменитьсвой знак на обратный, Этот сигнал О поступает на каскад 7 совпадения и на инвертор 10. Ко второму входу каскада 7совпадения подводятся импульсы повышенной частоты от генератора 9 (см, фит, 2,а).С выхода каскада 7, с обеих обмоток его 3фвыходного трансформатора снимаются одинаковые сигналы (см, фиг. 2, в). г Сапнойобмотки этот сигнал запускает триггер 5,а со второй- опрокидывает триггер 6. Ккаскаду 8 совпадения подводятся такжесигнал с инвертора .1 0 (см. фиг. 2, г).Ко второму входу каскада 8 совпаденияподводятся также импульсы б. с генератора 9 (фиг. 2,а). На выходе каскада 8,с обеих обмоток его выходного трансформатора снимаются одинаковые сигналы (см,фиг. 2,д), Сигнал с одной обмотки запус кает триггер 6, а со второй обмотки опрокидывает триггер 5,В результате па выходах триггера 5получаем сигналы, аналогичные сигналампоказанным не фиг, 2, б и г,. е на выходах триггера 6 - сигналы, аналогичныесигналам, показалным на фиг, 2, г и б,Выходы триггеров 5 и 6 между собойэлектрически развязаны, так кек они питаются от изолированных источников напряжений Ц, и Ь.Погтожительцый сигнал (фиг, 2,б) отпи=реет транзистор 11 и этим подводит минус от источнике Ок базе инверсноФвключенного транзистора и запирает егои диод 15. Отрицательный сигнал (см.фиг, 2 г) запирает транзистор 13 и отпирает транзистор 3.Отрицательный сигнал (см, фиг, 2, г)отпирает транзистор 14 и за счет +источнике 3 Е запирает транзистор 4 и диод 18,положительный сигнал (фиг. 2,б) запираеттранзистор 1 2 и отпирает транзистор 2,В результате, через нагрузку 7 1 домомента С будет течь ток в положительном направлении по пепи: +источника токаО., коллектор-эмиттер транзистора 3,диод . 7, нагрузка гн, диод 16, эмиттерколлектор транзисторе 2, -источнике От,Аналогично в момент изменения знака(фиг. 2,д) запустит триггер 6, Отрицательный сигнал (фиг. 2,.б) запрет транзистор11 и отопрет транзистор 1, а положительный сигнал (фиг, 2,г) отопрет транзистор13 и запрет транзистор 3 и диод 17. По.-:ложительный сигнал (фиг. 2,г) запреттранзистор 1 4, отопрет транзистор 4, аотрицательный сгп"нал. (фиг. 2,б) отопреттранзистор 12 и запрет транзистор 2 идиод 16. Ток через пагрузку 7 изменитсвой знак на обратный (знаки на фиг, 1в скобках).В результате, через нагрузку 2.И послемомента Г будет течь ток в обратном иа 5 7449правлении по цепи; +источника О колгфлектор-эмиттер транзистора 1, диод 15,нагрузка Хн, диод 18, эмиттер-коллектортранзистора 4, -источника Ьг,Для защиты источника тока О и переключающих транзисторов в цепь 3 целесотобразно установить небольшое ограничивающее сопротивление или автомат перегрузки.Заполнение управляющих триггерами 5, 106 напряжений (фиг, 2, в и д) частыми импульсами исключает возможность ложногосрабатывания триггеров 5, 6 от случайных помех и гарантирует надежное безошиб очное реверсирование ключевого устройся ва, а также упрощает сопряжение триггеров 5, 6 с источником входного управляющего напряжения Ов, так как позволяетна выходах каскадов,7, 8 совпадения установить импульсные трансформаторы, выполняющие и развязывающие функции,С целью приближения момента реверсирования к заданному Г между входами кась.када 7 совпадения и между входами каскада 8 совпадения целесообразно устаповить дифференцирующие цепочки с неболчишой задержкой. При этом. частота сигналац, может быть снижена,83 6 формула изобретения 1 . Ключевое устройство по авт, св, Ло 308511, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ком.мутации, оно содержит диоды, включенные в проводящем для тока нагрузки направле нии последовательно с каждым основным транзистором мостового переключателя, дополнительные транзисторы и два источника запирающего напряжения, одни полюса которых соединены с одноименными полюсами источника рабочего тока, а другие полюса через дополнительные транзисторы соединены с базами основных транзисторов причем базы дополнительных транзисторовсоответственно подключены к противофазным выходам триггеров.2. Устройство пои. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что переходы основных транзисторов база-эмиттер и коллектор- база зашунтированы резисторами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Ио 308511, кл. Н 03 К 17/60, 1968,Составитель Н. ЩелобаТехред М. Петко ктор М. Вигула 3683/16Тираж 995 ПодписЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5лиал ППП "Патептф г. Ужгород, ул. Проектная,