Переключатель напряжения на емкостной нагрузке

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиниСоциапистнчесникРеспубпни(51) м. Кл. Н 03 К 17/62 Гаеударстюиый комитет СССР по делен изабретеиий и открытийДата опубликования описания 30,09,81(54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕПЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЕИКОСТНОЙ НАГРУЗКЕ Изобретение относится к радиотехнике, связанной с формированием управляющих напряжений на емкостной нагрузке, в частности к устройствам управления электрооптическими световымизатворами и дискретными дефлекторами, фИзвестен переключатель напряжения,содержащий цепочку последовательносоединенных транзисторов 11,Однако в известном устройстве рассеивается большая мощность при пере- О10ключении.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности переключательнапряжения на емкостной нагрузке, сои 15держащий и транзисторных ключей ( + 1)из которых включены последовательномежду шинами источника питания, объединенные выводы щ-го и (в + 1)-гопоследовательно соединенных транзис 20торных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из (- - 1) последовательно соединенных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шиной источника питания, а другой вывод и объединенные выводы каждой пары последовательно соединенныхконденсаторов соединены через соответствующие коммутирующие элементы с соответствующими объединенными выводамипоследовательно .соединенных транзисторных ключей, кроме объединенныхвыводов е-го и (Й 1 + 1)-го транзисторных ключей 12),Этот переключатель отличается малой мощностью, затрачиваемой на переключения из-за рекуперации энергии вцепи конденсаторов, Недостатком этого переключателя является также сложность его схемы, обусловленная большим числом коммутирующих элементов.Цель изобретения - упрощение переключателя,Для достижения поставленной целив переключателе напряжения на емкостной нагрузке, содержащем и транзисторных ключей, (+ 1) из которыхвключены последовательно между шинаФормула изобретения 3 86904Ми источника питания, объединенныевыводы ш-го и (ш + 1)-го последовательно соединенных транзисторных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из ( -- 1) последовательно соединенных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шинойисточника питания, а другой вывод иобъединенные выводы каждой пары последовательно соединенных конденсаторов соединены через соответствующиекоммутирующие элементы с соответствующими объединенными выводами последовательнр соединенных транзисторныхключей, кроме объединенных выводов-го и (щ + 1)-го транзисторных ключей, коммутирующие элементы выполненына транзисторных ключах, причем транзисторы коммутирующих элементов, подключенных к объединенньж выводам с1-го по в-ый последовательно соединенных транзисторных ключей, подсоединены в обратном включении, а транзисторы остальных коммутируницих элементовподсоединены в прямом включении. 25Кроме тогов равно целой части от-1 - + 1).И2 2На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство содержит источник 1 питания, цепь 2 последовательно соединенных конденсаторов, последовательно соединенные транзисторные ключи 3-8, итранзисторные ключи 9-12, служащиекоммутирующими элементами, соединяющими выводы цепи конденсаторов 2 собъединенными выводами транзисторныхключей 3-8. Между объединенным; выводом транзисторных ключей 5 и 6 и общей шиной источника 1 питания вклю 40чена нагрузка 13,Для развязки управляющих электродов транзисторных ключей 3-12 от схемы управления по постоянному току использованы трансформаторы, первичныеобмотки которых подключены к соответствующим выходам схемы управления,Первоначально емкость нагрузки 13разряжена, и каждый конденсатор цепи2 заряжен до напряжения 2 О/и, где 5 ОО - напряжение источника 1 питания(для схемы, изображенной на чертеже,и = 10).От схемы управления сначала поочередно отпираются транзисторные ключи,12, 11, 5, 4 и 3, чЧо приводит кпоследовательному ступенчатому заряду емкости нагрузки 13 поочередно от 0 4всех конденсаторов цепи 2, а на последнем этапе - от источника 1 питания соответственно по цепям транзисторныхключей 12-7-6, 11-6, 10-5,. 9-4-5 и3-4-5. При этом ток ключей 7, 6, 10 и9 проходит через переходы база - коллектор их транзисторов и вторичныеобмотки трансформаторов,Разряд емкости нагрузки 13 происходит при последовательном отпирании отсхемы управления транзисторных ключей9, 1 О, 6, 7 и 8 поочередно на все кон-денсаторы цепи 2, а на последнем этапе - на общую шину источника питанияпо цепям транзисторных ключей 5-4-9,5-10, 6-11, 6-7-12 и 6-7-8, При этомток ключей 5, 4, 11 и 12 проходит через переходы база - колпектоо их транзисторов и вторичные обмотки трансформаторов, При разряде емкости нагрузки 13 в конденсаторы цепи 2 возвращается вся энергия, отобранная уних при заряде емкости нагрузки 13,Это обусловливает такую же высокуюэкономичность переключателя, как иизвестного устройства.Схема, показанная на чертеже, соответствует случаю в = 3. В общем случае нагрузка 13 может быть подключенак любым объединенным выводам транзисторных ключей 3-8, Однако надежностьпереключателя наибольшая, если щ равно целой части от -- + 1), так как1(иг 2при этом напряжение делится междутранзисторными ключами наиболее равномерно, В этом случае транзисторымогут иметь меньший запас по напряжению, а если транзисторные ключисоставлены для повышения их рабочегонапряжения из нескольких последовательно соединенных транзисторов, томожно обойтись минимальным количеством транзисторов.Преимуществом предлагаемого устройства над известным является меньшая сложность, так как общее количество транзисторных ключей в обоих схемах одинаково, но в предлагаемом устройстве отсутствуют диоды, которых в известной схеме не менее (и - 2) штук.Переключатель может быть собран также по мостовой схеме, что позволяет вдвое снизить потребление энергии и напряжение питания,1, Переключатель напряжения на емкостной нагрузке, содержащий и тран151. Зарецкий А. А. и др, Высоковольтный ключ дпя привода электрооптического дефлектора. "Вопросы радиоэлектроникифф, сер. ЭВТ, 976, вып. 6.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2805471/18-21,кл. Н 03 К 17/62, 06.08.79 (прототип).1 5 6 Ь 90 зисторных ключей (+ 1) из которых включены последовательно между шина- ми источника питания, объединенные выводы ш-го и (е + 1)-го последовательно соединенных транзисторных ключей подсоединены к емкостной нагрузке, и цепь из (1- 1) последовательно соединенных конденсаторов, один вывод которой соединен с общей шиной источника питания, а другой вывод иобъеди- в ненные выводы каждой пары последовательно соединенных конденсаторов сое= динены через соответствующие коммутирующие элементы с соответствующимиобъединенными выводами последовательно соединенных транзисторных ключей, кроме объединенных выводов ш-го и (ш + 1)-го транзисторных ключей, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения переключателя, коммутирующие элементы выполнены на транзисторных ключах, причем транзисторы ком" 40 6мутирующих элементов, подключенных к объединенным выводам с 1-го по е-ый последовательно соединенных транзисторных ключей, подсоединены в обратном включении, а транзисторы остальных коммутирующих элементов подсоединены в прямом включении.2. Переключатель по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в равно целой части от ф ( + 1). Источнйки "йнформации,принятые во внимание при экспертизе869040 Г. Решетник орр каз 8356/ Тираж 991 ИИПИ Государстве о делам изобре Москва, Ж, ног ени илиал ППП "Патент", г, Ужгор оектная,Редактор Л, Пчелин ВН 03 Составитель Л, Б Техред Т.Маточка Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/