Двухпозиционный переключатель

(51) М. Кл. Н 03 К 17/60 3 Ьеударетвоеый кеиатет СССР ао делан изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В, С. Васильев, Н, П, Кутлер и О. И. Ратйер Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по автоматизированномуэлектроприводу в промышленности, в сельском-:хозяйстве и на транспорте(71) Заявитель 54) ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1Изобретение относится к коммутационной технике, а более конкретно к электронной коммутационной тех. нике, и может быть использовано, например в импульсных усилителях мощности, преобразователях частоты и автономных инверторах тока и напряжения.Известен двухпозиционный переключатель, содержащий в каждом из двух каналов переключающий транзис" тор и логический блок, входы которого подключены к управляющей вине и выходу формирователя стробирующего импульса 1 11.1( недостаткам подобного устройства следует отнести высокую сложность и значительную потребляемую мощность по цепи управления.Наиболее близким к предлагаемому является двухпозиционный переключатель, содержащий трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, каждый из двух каналов двух 2позиционного переключателя содержит первый и второй транзисторы и диод, в первом канале коллектор пер ваго транзистора, эмиттер которого подключен к выходной шине, а база Б соединена с эмиттером второго тран"зистора, подключен к первой входной шине, во втором канале эмиттер первого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине, а ба" 0 за соединена с эмиттером второготранзистора, подключен ко второй входной шине, между каждой. из входных шин и выходной шиной включен диод, выводы первичной обмотки тран сформатора соединены с управляющимишинами 21.К недостаткам известного устройст.ва относится низкая надежность функционирования, которая обусловлена возможностью возникновения "сквоз" ных" токов между входными шинами.Цель изобретения - повышение надежности.3 978346 Поставленная цель достигаетсятем, что в каждый канал двухпозиционного переключателя, содержащего трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, каждый из двух каналов двухпозиционного переключателясодержит первый и второй транзисторыи диод, в первом канале коллектор первого транзистора, эмиттер которогоподключен к выходной шине, а базасоединена с эмиттером второго транзистора, подключен к первой входнойшине, во втором канале эмиттер первого транзистора, коллектор которого подключен к выходной шине, а база соединена с эмиттером второготранзистора, подключен к второй входной шине, между каждой из входныхшин и выходной шиной включен диод,выводы первичной обмотки трансформатора соединены с управляющими шинами, введены дополнительный транзистор, дополнительные диоды, первыйи второй выпрямители, формировательимпульсов и резисторы, а вторичныеобмотки трансформатора снабжены средним выводом, е каждом канале среднийвывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входу первого выпрямителя и к коллектору второго транзистора, база которого через первый ивторой диоды соответственно соединена с коллектором первого транзистораи коллектором дополнительного транзистора, эмиттер которого подключенк выходу первого выпрямителя, а база через первый резистор соединена свыходом второго выпрямителя, входвторого выпрямителя непосредственно,база первого транзистора через параллельно соединенные второй резистор и третий диод, и база второготранзистора через третий резисторсоединены с крайним выводом вторичной обмотки трансформатора, к которой подключен вход формирователяимпульсов, другой крайний вывад вторичной обмотки трансФорматора соединен с эмиттером первого транзистора,выход Формирователя импульсов подключен к базе дополнительного транзис"тора,На чертеже изобоажена принципиальная электрическая схема деухпозиционного переключателя. Каналы двух- позиционного переключателя (за исключением включения первых транзис торов) выполнены идентично и на чер. теже подробная принципиальная схемаприведена для одного из каналов(первого) .Двухпозиционный переключатель содержит первые транзисторы 1 и 2 (впервом и во втором канале соответственно); диоды 3 и 4 (в первом и вовтором канале соответственно); трансформатор с первичной 5 и вторичными1 ф 6 и 7 обмотками. Кроме того, каждыйканал двухпозиционного переключателясодержит второй транзистор 8, дополнительный транзистор 9, первый 10,второй 1 выпрямители, формирователь15 12 импульсов (который, в простейшемслучае, представляет собой последовательно соединенные резистор и конденсатор); первый 13, второй 14 итретий 15 резисторы,. первый 16, вто 2 о рой 17 и третий 18 диоды.(оллектор первого транзистора фв первом канале подключен к первойвходной шине 19; эмиттер первоготранзистора 2 во втором канале поду 5 ключен ко второй входной шине 20;эмиттер транзистора 1 и коллектортранзистора 2 объединены и подключены к выходной шине 21; выводы первичной обмотки 5 трансформатора подклюзо цены к управляющим шинам 22, 23.1(роме того, двухпозиционный переключатель содержит диоды, шунтирующие база-эмиттерные переходы транзисторов 9 и 8,35Принцип действия двухпозиционногопереключателя состоит в следующем,Вторичные обмотки 6 и 7 выполнены таким образом, что формируемоена них напряжение является противофазным, При положительном напряжении на начальном выводе вторичнойобмотки 6, транзисторы 1 и 8 открытытоком, протекающим через резистор15, Транзистор 2 при, этом заперт инапряжение с входной шины 19 по -ступает на выходную шину 21. Подключение коллектора транзистора 8 ксреднему выводу вторичной обмотки Ьтрансформатора обеспечивает работу9этого транзистора в линейном режимес малым уровнем напряжения между коллектором и эмиттером, близким к граничному значению. Диод 6 играет рольдиода обратной связи, ограничивая напряжение на базе транзистора 8. Транзистор 9 в этом режиме практическине оказывает. влияния,на функционирование устройства, так как он запертотрицательным смещением по базе.При отрицательном напряжении наначальном выводе вторичной обмотки бтрансформатора, транзисторы 1 и 8 за.пираются. Транзистор 2 при этом открыт и напряжение с входной шины 20поступает на выходную шину 21. Форсированный режим запирания транзистора1 обеспечивается наличием диода 18.Положительным эффектом предлагаемого технического решения является 10повышение надежности функционированиядвухпозиционного переключателя засчет устранения "сквозных" токовмежду входными шинами 19 и 20. Дейст.вительно, пусть в некоторый момент 13времени транзистор 2 открыт, а транзистор 1 закрыт. При изменении полярности управляющего сигнала, поступающего на шины 22 и 23, транзисторначинает отпираться, а транзистор 2 - 20запираться, Запирание транзистора 2задерживается процессом рассасываниянеосновных носителей в базе. Поэтомуотпирание транзистора 1 должно бытьзадержано на время, достаточное для Ирассасывания неосновных носителей вбазе транзистора 2. Задержка в отпирании транзистора 1 непосредственно1обусловлена наличием элементов 9-13и 17, включенных вышеописанным образом,В исходном состоянии напряжениена базе и эмиттере транзистора 9,равное напряжению на выходах выпрямителей 11 и 10, отрицательно (относи-узтельно эмиттера транзистора 1), итранзистор 9 заперт. В момент возрастания напряжения на начальном выводе вторичной обмотки 6 трансформатора (что соответствует моменту нача- щла запирания транзистора 2) на базетранзистора 9 с помощью Формирователя12 импульсов формируется короткий отпирающий импульс, время действиякоторого достаточно для надежного за зпирания транзистора 2. На время действия этого импульса база транзистора8 через открытый транзистор 9 подключается к выходу выпрямителя 1 О, напряжение на котором отрицательно, Это 0ведет к задержке отпирания транзистора 1, устранению "сквозных" токов ик повышению надежности функционирования устройства.Формула изобретенияДвухпозиционный переключатель, со.держащий трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, каждыйиэ двух каналов двухпозиционногопереключателя содержит первый и второй транзисторы и диод, в первом канале коллектор первого транзистора,эмиттер которого подключен к выкодной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключенк. первой входной шине, во втором ка-нале эмиттер первого транзистора,коллектор которого подключен к выход.ной шине, а база соединена с эмиттером второго транзистора, подключенк второй входной шине, между каждойиз входных шин и выходной шиной включен диод, выводы первичной обмоткитрансформатора соединены с управляющими шинами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал двухпозиционного переключателя введены до-,полнительный транзистор, дополнительные диоды, первый и второй выпрямители, формирователь импульсов и резисторы, а вторичные обмотки трансформатора снабжены средним выводом,в каждом канале средний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входу первого выпрямителя и кколлектору второго транзистора, базакоторого через первый и второй диодысоответственно соединена с коллектором первого транзистора и коллектором дополнительного транзистора,эмиттер которого подключен к выходупервого выпрямителя, а база черезпервый резистор соединена с выходомвторого выпрямителя, вход второго выпрямителя непосредственно, база первого транзистора через параллельносоединенные второй резистор и третийдиод, и база второго транзистора через третий резистор соединены с крайним выводом вторичной обмотки транс"Форматора, к которой подключен входформирователя импульсов, другой крайний вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с эмиттером первоготранзистора, выход формирователя импульсов подключен к базе дополнительного транзистора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРйф 248767, кл. Н 03 К 17/08, 08.09.67.2. Патент Великобритании У 1518947,кл. НЗТ 30 05 75Зак 241/ лиал ППП "Патент", г, Ужгород, Ул. Проектная, 4е еТираж 9 ЯНИИПИ Государствпо делам изобре03, Иосква, -3 Подписноеенного комитета СССРтений и открытий5, Рауаская наб., д,