Переключатель тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 Н 03 К 17/6 Е ЬСТВ В ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 864568, кл. Н 03 К 17/60, 1981,Авторское свидетельство СССРМ 1649654, кл, Е 03 К 17/66, 1988,(57) Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано для реверсивного управления электромагнитными элементами. Цель изобретения -повышение надежности переключателя тоИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для реверсивного управления поляризованными реле и другими электромагнитными устройствами.Целью изобретения является повышение надежности переключателя за счет уменьшения коэффициента усиления и увеличения времени задержки включения одного плеча по отношению к другому, путем включения одного из блокирующих транзисторов в инверсном режиме и исключения конденсатора.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 второю типа проводимости, первые управляющий и блокирующий транзисторы 5,6 первого типа 1714804 А ка за счет увеличения времени задержки включения одного плеча мостовой схемы по отношению к другому. При подаче напряжения питания между шинами 17 и 18 переключатель устанавливается в.первое состояние за счет нарушения симметрии схемы транзистором 8, который включен инверсно, Диод 25 включен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22, При подаче напряжения питания между шинами 18 и 22 переключательь запитывается через включенный диод 25, при этом через резистор 21 течет базовый ток транзистора 8, открывая его, и устройство устанавливается во второе состояние. 1 ил. Ф проводимости, вторые управляющий и блокирующий транзисторы 7,8 второго типа проводимости, семь резисторов 915, причем коллекторы первого и четвертого силовых транзисторов 1 и 4 подключены к первому выводу нагрузки 16, второй вывод которого соединен с коллекторами второго и третьего силовых транзисторов 2 и 3, эмиттеры первого и второго силовых транзисторов 1 и 2 подключены к первой шине 17 питания, эмиттеры третьего и четвертого силовых транзисторов 3 и 4 соединены с второй шиной 18 питания, база первого силового транзистора 1 подключена к эмиттеру пеового управляющего транзистора 5, коллектор которого через первый резистор 9 соединен с базой третьего 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 эмиггер4550 подключен к первой шине 17 пианин коллектор второго управляющего транзистора 7 соединен с первым выводом третьего резистора 11, а база подключена к первому выводу четвертого резистора 12 и эмиттеру второго блокирующего транзистора 8, база которого соединена с первым выводом пятого резистора 13, первый вывод шестого резистора 14 подключен к второй входной шине 20, база второго силового транзистора 2 соединена с вторым выводом третьего резистора 11, первый ввод которого через седьмой резистор 15 подключен к базе первого блокирующего транзистора 6, коллектор которого соединен с вторым выводом четвертого резистора 12, эмиттер и коллектор вторых управляющего и блокирующего транзистора 7 и 8 соответственно подключены к базе четвертого силового транзистора 4 и второй шине 18 питания, второй вывод пятого резистора 13 соединен с коллектором первого управляющего транзистора 5, второй вывод шестого резистора 14 подключен к базе второго управляющего транзистора 7, Кроме того, база второго блокирующего транзистора 8 через восьмой резистор 21 соединена с третьей входной шиной 22, база первого управляющего транзистора 5 через девятый резистор 23 подключена к четвертой входной шине 24,Для 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 подключена к базе второго блокирующего транзистора 8 данная связь на чертеже не показана), база второго управляющего транзистора 7 через дополнительный резистор 27 подключена к первой шине 17 питания.Также на чертеже показана шина 28, которая в режиме статического управления подключена к первой и третьей входным шинам 19 и 22.Переключатель тока работает следующим образом,Рассмотрим работу устройства при различных режимах управления. При необходимости возможны комбинации режимов управления.В прямом динамическом режиме управления устройство работает следующим образом,При включении питания и отсутствия управляющих сигналов на всех входных шинах устройство принимает первое состояВ этом режиме управления, в общем случае, шины 22, 24, 26, 29 не задействуются.В инверсном динамическом режиме устройство работает аналогично, при этом в первое устойчивое состояние устройство устанавливается при подаче низкого уровня управляющего сигнала на шину 24, во второе - при подаче на шину 22 и третье - при подаче и удержании на обеих шинах, Шины 19, 20, 26, 29 в общем случае, не задействованы.Не задействованные шины могут бытьиспользованы, например, для организации логической функции запрета. Так, при подаче и удержании низкого уровня на шине 22 устройство никогда не перейдет во второесостояние.В статическом режиме управления, приподключенном источнике питания и соединенных между собой шинах 19, 22, 28 спомощью внешней перемычки, устройствоработает следующим образом. При включении питания и отсутствии управляющих сигналов за счет протекания тока по цепи -шина 18, эмиттер-база транзистора 8,резистор 21, резистор 10, база - эмиттертранзистора 6, шина 17 насыщаются транзистора 6 и 8 и устройство устанавливаетсяв третье состояние, в котором будет находиться до подачи управляющих сигналов нашину 29.При подаче и удержании низкого уровня на шине 28 закрывается транзистор 6 иоткрывается транзистор 8 - устройство переходит в первое состояние и будет в немнаходиться все время, пока на шине 28 присутствует низкий уровень входного сигнала,При подаче и удержании высокого уровня нэ шине 28 закрывается транзистор 8 иоткрывается транзистор 6 - устройство пе.реходит во второе состояние и будет находиться в нем, пока на шине 28 присутствуетвысокий уровень входного сигнала.В описанных выше режимах включениетранзистора 8 в инверсном режиме на работу устройства существенно не влияет, таккак для управления электромагнитными устройствами скорость реакций устройства навоздействие управляющего сигнала не является существенной, потому что в любомслучае особенно при действии положительной обратной связи) оно, по крайней мере,на прядок меньше, чем время реакции элекромагнитного устройства, То же можно сказать и о токах, необходимых для управленияустройством, поскольку они в любом случаенамного меньше, чем ток, необходимый дляуправления электромагнитным устройством.Режим управления с помощью источника питания является примером одного изрежимов управления, реализованного путем комбинации описанных выше режимов,Для его реализации необходимо соединитьшину 26 с шиной 22, В этом режиме реализована также функция приоритета второгосостояния, которая, как правило, требуется 5при управлении поляризованным реле, Вэтом режиме устройство работает следующим образом,При подаче напряжения питания между 5 шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние, диод 25 включен в обратном направлении и напряжение с шины 17 не передается на шину 22. При подаче напряжения питания междушиной 18 и шиной 22 устройство запитывэется через включенный в прямом направлении диод 25, при этом через резистор 215 организуется базовый ток транзистора 8,открывая его, и устройство устанавливаетсяво второе состояние.В этом режиме работа устройства существенно отличается от работы известного10 устройства.Так, при подаче напряжения питаниямежду шинами 17 и 18 устройство устанавливается в первое состояние не за счет задержки включения транзистора 8 с15 помощью конденсатора, а за счет нарушения симметрии устройства путем инверсного включения транзистора 8,Кэк известно, инверсные параметрытранзистора, э в частности коэффициент пе 20 редачи эмиттерного тока а меньше коэффициента передачи эмиттерного тока принормальном включении ам, и аналогично,для постоянной времени та ) та 1 чНеобходимо также отметить, что из известной теории Эюеоса Эберса-Молла ипрактики использования биполярных транзисторов следует, что инверсное включениетранзистора, по сравнению с нормальным,с общим эмиттером, при глубоком насыщении, обладает наименьшим остаточным напряжением, Что в нашем случаеобеспечивает более сильное запираниетранзисторов 4, 7 насыщенным транзистором 8, включенным в инверсном режиме,чем запирание транзисторов 5, 1 насыщенным транзистором 6, включенным в нормальном режиме по схеме с общимэмитте ром.На основании известных соотношений,40 в момент подачи напряжения питания между шинами 17 и 18, за счет худших переходных и частотных свой"тв, меньшегоусиления в петле положительной обратнойсвязи, включающей транзистор 8, а также за45 счет организации базового тока транзистора 7 с помощью резистора 27 и запираниятранзистора устройство однозначно переходит в первое состояние.Надежность предлагаемого переключа 0 теля тока выше, чем у известного за счетисключения конденсатора,За счет исключения конденсатора впредлагаемом устройстве расчетная надежность повышается на 40 ОО, а максимально5 допустимая температура нагрева устройства повышается на 40 С.Повышается надежность также и зэ счетменее плотной компоновки элементов наподложке. Необходимо также отметить, чтопосле исключения конденсатора из схемы,появляется возможность реализации предложенного устройства по твердотельнойтехнологии,Формула изобретения 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 второго типа проводимости, девять 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 питания, эмиттеры третьего и четвертого силовых 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 через второй резистор соединена с первой входной шиной, а эмиттер подключен к первой шине питания, коллектор второго управляющего транзистора соединен с первым выводом третьего резистора, а база подключена к первому выводу четвертого резистора, база второго блокирующего транзистора соединена с первым выводом пятого резистора, первый вывод шестого резистора подключен к второй входной ши не, база второго силового транзистора соединена с вторым выводом третьего резистора, первый вывод которого через седьмой резистор подключен к базе первого блокирующего транзистора, коллектор ко торого соединен с вторым выводом четвертого резистора, эмиттер второго управляющего транзистора подключен к базе четвертого силового транзистора, второй вывод пятого резистора соединен с коллек тором первого управляющего транзистора,второй вывод шестого резистора подключен к базе второго управляющего транзистора, база второго блокирующего транзистора через восьмой резистор соединена с третьей 20 входной шиной, база первого управляющего транзистора через девятый резистор подключена в четвертой входной шине, первая входная шина через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего тран зистора, а первая шина питания через диодсоединена с дополнительной входной шиной, которая через восьмой резистор подключена к базе второго блокирующего транзистора, база второго управляющего 30 транзистора через дополнительный резистор подключена к первой шине питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, коллектор второго блокирующего транзистора соединен с вто рой шиной питания, а эмиттер - с базойвторого управляющего транзистора,,Гагарина, 101 инат "Патент", г. Ужгор здательский Заказ 1330 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5