Переключатель тока

(51)5 Н 03 К 17/бб ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРК 864568, кл, Н 03 К 17/60, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 764133, кл. Н 03 К 17/66, 1980.(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для реверсивного управления поляризованным реле и другими электромаг;-,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для реверсивного управления поляризованными реле и другими электромагнитными устройствами.Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей переключателя тока за счет устранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления до- полнительного улравления.На чертеже представлена схема переключателя тока.Переключатель тока содержит первый и второй силовые транзисторы 1, 2 первого типа проводимости, третий и четвертый силовые транзисторы 3, 4 второго типа проводимости, первые,80164 Ц 654 нитными устройствами. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных воэможностей переключателя тока за счет устранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополнительного управления. Устройство имеет три устойчивых состояния. В первом состоянии транзисторы 2,4,6,7 открыты, а транзисторы 1,3,5,8 закрыты. Во втором состоянии транзисторы 1,3,5,8 открыты, а транзисторы 2,4,6,7 закрыты. Третье состояние характеризуется эак" рытым состоянием транзисторов 1,2,3, д 4 у 5 у)е 3 запа ф-лы) 1 иле оуправляющий и блокирующий транзисторы 5, 6 первого типа проводимостимЬщ вторые управляющий и блокирующий Ь транзисторы 7, 8 второго типа прово- р димости, семь резисторов 915, прит р чем коллекторы первого и четвертогосиловых транзисторов 1 и 4 подключены к первому выводу нагрузки 16, СЛ второй вывод которой соединен с кол- ф"ф лекторами второго и третьего силовых транзисторов 2 и 3, .эмиттеры первого и второго силовых транзисторов 1 и 2 подклочены к первой шине 17 питания, эмиттеры третьего и четвертого силовых транзисторов 3 и 4 соединены свторой шиной 18 питания, база первого силового транзистора 1 подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора 5, коллектор которого через первый резистор 9 соединен с базойтретьего силового транзистора 3, а база подключена к коллектору первого блокирующего транзистора 6, база которого через второй резистор 10 соединена с первой входной шиной 19, а эмиттер подключен к первой шине 17 питания, коллектор второго управляющего транзистора 7 соединен с первым выводом третьего резистора 11, а база подключена к первому выводу четвертого резистора 12 и коллектору второго блокирующего транзистора 8, база которого соединена с первым езыводам пятого резистора 13, первый вы вод шестого резистора 14 подключенк второй входной шине 20, база второ.го силового транзистора 2 соединенас вторым выводом третьего резистора11, первый вывод которого через седь мой резистор 15 подключен к базе первого блокирующего транзистора 6,коллектор которого соединен с вторымвыводом четвертого резистора 12,эмиттеры вторых управляющего и блокирующего транзисторов 7 и 8 соответственно подключены к базе четвертогосилового транзистора 4 и второй шине18 питания, второй вывод пятого резистора 13 соединен с коллектором первого управляющего транзистора 5, второй вывод шестого резистора 14 подключен к базе второго управляющеготранзистора 7, Кроме того, база вто. рого блокирующего транзистора 8 черезвосьмой резистор 21 соединена с треть-З 5ей входной шиной 22, база первого управляющего транзистора 5 через девятый резистор 23 подключена к четвертой входной шине 24.40 Зля статического режима управления первая входная шина 19 через восьмой резистор 21 подключена к базе второго блокирующего транзистора 8.Для режима управления с помощью источника питания первая шина 17 питания через диод 25 соединена с дополнительной входной шиной 26, которая через восьмой резистор 21 под-.50 клюцена к базе второго блокирующего транзистора 8 (данная связь на чертеже не показана), которая через конденсатор 27 соединена с второй шиной 18 питания, база второго уп 55 ра вляюще го тра нз ис тора 7 через дополнительный резистор 28 подключена к первой шине 17 питанияВина 29 в режиме статического управления подключена к первой и третьей входным шинам 19 и 22.Переключатель тока работает следующим образом.Рассмотрим работу устройства приразличных режимах управления. Принеобходимости возможны комбинациирежимов управления.В прямом динамическом режиме управления устройство работает следующим образом.При вклоцении питания и отсутствии управляющих сигналов на всехвходных шинах устройство принимаетпервое состояние, при котором транзисторы 2,4,6,7 открыты, а транзисторы 13,5,8 закрыты.Если теперь на шины 19 и 20 подать низкий уровень управляющего сигнала, то устройство не изменит состояния, установившегося при включе-нии питания, так как через резистор14 протекает часть базового токатранзистора 7, который остается внасыщенном состоянии, и низкий уровень на шине 19 не изменит насыщенного состояния транзистора 6, таккак зашунтирован смещенным в прямомнаправлении р-и-переходом. Состояниеустройства не изменится и при высоком уровне управляющего сигнала нашине 19, так как при этом также неизменяется насыщенное состояниетранзистора 6,При подаче на шину 20 высокогоуровня управляющего сигнала начинает закрываться транзистор 7 и устройство лавинообразно переходит во ,второе устойчивое состояние, при котором транзисторы 1,3,5,8 открыты,а транзисторы 2,4,6,7 закрыты, после цего уровень управляющего сигналана, состояние устройства не влияет,так как при низком уровне весь токпротекает через насыщенный транзистор8 и изменить состояние транзистора 7не может.Чтобы перевести устройство в первое состояние необходимо подать высокий уровень сигнала на шину 19. Высокий уровень через резистор 10 откроет транзистор 6, благодаря чему закроет транзистор 5 и устройство лавинообразно перейдет в первое состояние.При подаче и удержании на шинах19 и 20 высокого уровня управляющегосигнала транзистор 7 переходит в сос 164965445 тояние отсечки, а транзистор 6 - всостояние насыщения. Устройство приэтом переходит в третье состояние,при котором транзисторы 1,2,3,4,5,7закрыты.В этом режиме управления в общемслучае шины 22,24,26,29 не задействуются,В инверсном динамическом режиме 10устройство работает аналогично, приэтом в первое устойчивое состояниеустройство устанавливается при подаче низкого уровня управляющего сигнала на шину 24, во второе - при пода че на шину 22 и третье - при подачеи удержании на обеих шинах. Шины 19,20,26,29 в общем случае не задействованы,Незадействованные шины могут быть 20использованы, например, для организации логической функции запрета. Так,при подаче и удержании низкого уровня на шине 22 устройство никогда неперейдет во второе состояние. 25В статическом режиме управленияпри подключенном источнике питания исоединенных между собой шинах 19,22,29 с помощью внешней перемычки устройство работает следующим образом. , 30При включении питания и отсутствииуправляющих сигналов за счет протека "ния тока по цепи шина 18, эмиттербаза транзистора 8, резистор 21, резистор 10, база-эмиттер транзистора6, шина 17 насыщаются транзисторы6 и 8 и устройство устанавливаетсяв третье состояние, в котором будетнаходиться до подачи управляющих сигналов на шину 29.40При подаче и удержании низкогоуровня на шине 29 закрывается транзистор 6 и открывается транзистор 8устройство переходит в первое состояние и будет в нем находиться всевремя, пока на шине 29 присутствуетнизкий уровень входного сигнала.При подаче и удержании высокогоуровня на шине 29 закрывается транзистор 8 и открывается транзистор 6 устройство переходит во второе состояние и будет находиться в нем, покана шине 29 присутствует высокий уровень входного сигнала.Режим управления с помощью источника питания является примером одного из режимов управления, реализован- .ного путем ;омбинации описанных выше режимов. Для его реализации не" обходимо соед ; , у 26 с,.;:.:22. В этом режиме реализована такжефункция приоритета второго состояния, которая как правило требуетсяпри управлении поляризованным реле.В этом режиме устройство работаетследующим образом.При подаче напряжения питаниямежду шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние,диод 25 вклочен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22,При подаче напряжения питания между шиной 18 и шиной 22 устройствозапитывается через включенный в прямом направлении диод 25, при этомчерез резистор 21 организуется базовый ток транзистора 8, открываяего,и устройство устанавливается вовторое состояние.Надежность и функциональные возможности предлагаемого переключателятока выше, чем у известных, за счетустранения зависимости времени нахождения силовых транзисторов в активном режиме от параметров управляющего сигнала и осуществления дополнительного управления .Формула изобре те ния1. Переключатель тока, содержащий первый и второй силовые транзисторы первого типа проводимости, третий и четвертый силовые транзисторы второго типа проводимости, первые управляющий и блокирующий транзисторы первого типа проводимости, вторые управляющий и блокирующий транзисторы, семь резисторов, коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов подключены к первому выводу нагрузки, второй вывод которой соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов, эмиттеры первого и второго силовых транзисторов подключены к первой шине питан:я, эмиттеры третьего и четвертого .".иловых. транзисторов соединены с второй шиной питания, база первого силового транзистора подключена к эмиттеру первого управляющего транзистора, коллектор которого через первый резистор соединен с базой третьего силового транзистора, а база подключена к коллектору первого блокирующего транзистора, база которого церез второйрезистор соединена с первой входной шиной, а эмиттер подключен к первой шине питания, коллектор второго управляющего транзистора соединен с5 первым выводом третьего резистора, а база подключена к первому выводу четвертого резистора и коллектору второго блокирующего транзистора, база которого соединена с первым выводом пятого. резистора, первый вывод шестого резистора подключен к второй входной шине, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, база второго .силового транзис- тора соединена с вторым выводом третьего резистора, первый вывод кот торого через седьмой резистор подключен к базе первого блокирующего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом четвертого резистора, эмиттеры вторых управляюцего иблокирующего транзистора второго типа проводимости соответственно подключены к базе четвертого си лового транзистора и второй шине питания, второй вывод пятого резистора соединен с коллектором первого управляющего транзистора, второй вывод шестого резистора подключен к ба- Зо зе второго управляющего транзистора. 2. Переключатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, база второго блокирующего транзистора через восьмой резистор соединена с третьей входной шиной, база первого управляющего транзистора через девятый резистор подключена к четвертой входной шине . 3Переключатель тока по и,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, первая входная шина через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего транзистора.4. Переключатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей, первая шина питания через диод соединена с дополнительной входной шиной, которая через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего транзистора, которая через конденсатор соединена с второй шиной питания, база второго управляющего транзистора через дополнительный резистор подключена к первой шине питания.164 Э 654 оставитель Д. Ивановемред Л. Олийнык тор Л. Патай дактор В. Фельдма ГКНТ СССР агарина,10 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород,Заказ 4229 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по и113035, Иосква, Ж,Подписноебретениям и открытиямаушская наб., д. 4/5