Коммутирующее устройство

(71) Ульяновский политехническийинститут (72) С,Б,Бакланов, В.В.Гайтан и Н.Т,Гурин (73) Ульяновский политехнический институт (56) Авторское свидетельство СССР Ь 285114, кл, 0 01 й 31(32, 1970.Авторское свидетельство СССР Ь 1352639, кл. Н 03 К 17/ОО, 1987.(54) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации электролюминесцентных излучателей, возбуждаемых знакопеременным напряжением. Целью изобретения является расширение функциональных возможноСО 4 О И ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) с тей устройства эа счет введения функциизапоминания и обеспечения произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды знакапеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, обеспечивающего сканирование. Коммутирующее устройство содержит в фазных шин, к каждой из которых подключены в чередующемся порядке и/в ячеек, каждая ячейка содержит однонаправленной полупроводниковый. элемент (ОПЗ) с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ОДС) 1, резистор 2 и конденсатор 3, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, а ОПЭ с1827050 10 20 25 30 40 ОДС связаны между собой последовательно по возбуждению, причем их первые выводы объединены общей шиной, Согласно изобретению второй вывод ОПЗ с ОДС каждой ячейки соединен с соответствующей фазной шиной с каждой из которых последовательно включен нагруэочный резистор 9, в каждую ячейку дополнительно введен двунаправленный полупроводниковый элемент (ДПЭ) с ОДС, 4, имеющий симметричную относительно начала координат аольтамперную Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации электролюминесцентных излучателей, возбуждаемых знакопеременным напряжением.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет введения функции запоминания и обеспечения произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды знакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, обеспечивающего сканирование. На фиг.1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы двух вариантоа предложенного коммутирующего устройства при а = 3, и = б; на фиг.3 и 4 приведены ВАХ ОПЭ с ОДС и ДПЭ с ОДС соответственно и положение линии нагрузки; на фиг.5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Коммутирующее устройство (фиг,1 и 2) содержит в каждой из и ячеек ОПЭ с ОДС 1, резистор 2, конденсатор.3 и ДПЭ с ОДС 4, первые выводы ОПЭ с ОДС 1 объединены общей шиной 5, вторые выводы ОПЭ с ОДС 1 в чередующемся порядке подключены к соответствующей фазной шине б, 7, 8, с каждой из которых последовательно включен нагрузочный резистор 9, в ОПЭ с ОДС связаны между собой последовательно по возбуждению, первый вывод ДПЭ с ОДС 4 соединен с первыми выводами резистора 2 и конденсатора 3, управляющие выводы ДПЭ с ОДС 4 объединены а управляющую шину 10, вторые выводы ДПЭ с ОДС 4 подключены к первой питающей шине 11, при этом вторые выводы резистора 2 и конденсатора 3 соединены между собой и связаны с второй питающей шиной 12, причем одна из питающих шин (11- фиг.1 или 12 - фиг,2) характеристику; первый вывод которого соединен с первыми выводами резистора И конденсатора, управляющие выводы ДПЭ с ОДС объединены в управляющую шину, вторые выводы ДПЭ с ОДС подключены к первой питающей шине, вторые выводы резистора и конденсатора соединены между собой и Связаны со второй питающей шиной, причем одна из питающей шин соединена с общей шиной, а в каждой ячейке ДПЭ с ОДС связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС; 5 ил. соединена с общей шиной 5, а в каждой ячейке ДПЗ с ОДС 4 связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС 1. Вход запуска 13 служит для подачи импульсов запуска,Коммутирующее устройство работает следующим образом,В устройстве ОПЭ с ОДС 1 связаны между собой последовательно по возбуждению. Связь может быть любой известной, например, объемной плазменной в полупроводниковой линейке элементов с ОДС по общему слою.Механизм действия объемной плазмен. ной связи заключается в том, что при включении одного из ОПЭ с ОДС 1 в общем базовом слое появляется токи возбуждения, служащие токами управления для соседних невключенных ОПЭ с ОДС 1,В каждой ячейке ДПЭ с ОДС 4 связан по возбуждению с ОПЗ с ОДС 1. Связь может быть, например, оптоэлектронной на основе линейки ОПЗ с ОДС 1, излучающих в инфракрасной области, и фоточувствительных ДПЭ с ОДС 4 или схемотехнической - на основе включенного диода между управляющим электродом ОПЭ и ОДС 1 и дополнительным управляющим электродом ДПЭ с ОДС 4.Работа коммутирующего устройства (фиг.1, 2) проиллюстрирована на примере возбуждения конденсаторов второй и четвертой ячеек (фиг.5)В исходном состоянии ОПЭ с ОДС 1 и ДПЭ с ОДС 4 всех ячеек выключены за счет выбора амплитуды напряжения питания Еб, Е 7, Ев, сопротивления резисторов 9 и, соответственно, Е 11(Е 12), сопротивления резисторов 2 таким образом, что линия нагрузки (фиг.3, 4) пересекает ВАХ ОПЭ с ОДС 1 в трех точках (а, б, в), ВАХ ДПЭ с ОДС 4 - в трех точках (а, б, в) а квадранте и в трех точках (г, д, е) в квадранте 1 И,После подачи на вход запуска 13 импульса запуска Оззп ВАХ ОПЭ с ОДС 1 пер 1827050вой ячейки деформируется (см.пунктирнуюлинию на фиг.3), ОПЭ с ОДС 1 включается на время действия напряжения Еб, Протекающий через включенный ОПЭ с ОДС 1 ток создает импульс возбуждения, который распространяется как в сторону ОПЭ с ОДС 1 второй ячейки, так и в направлении ДПЗ с ОДС 4 первой ячейки. деформируя ВАХ обоих элементов до положения, с одной стороны, достаточного для включения ОПЭ с ОДС 1 второй ячейки при появлении напряжения питания Е 7, и, с другой стороны, недостаточного для включения ДПЗ с ОДС 4 первой ячейки, который может включиться только при подаче на управляющую шину 10 импульса управления Оупр.15При вклюцении ОПЭ с ОДС 1 второй ячейки после подачи напряжения питания Е 7 за сцет передачи возбуждения ДПЭ с ОДС 4 второй ячейки и одновременной подачи на управляющую вину 10 импульса уп равления Оупен ДПЭ с ОДС 4 включается и коммутирует конденсатор 3 второй ячейки в цепь знакопеременного напряжения Е 11(Е 12), обеспечивая заряд его до + О во время действия положительной полуволны 25 напрякения Е 11(Е 12) и перезаряжая до - О в течение действия отрицательного полупериода Е,1(Е 12) (фиг.5). При снятии импульса управления Оупр и дальнейшем сканировании импульса возбуждения по цепи ОПЭ с ОДС 1 синхронно с импульсами фазного напряжения Еб, Е 7, Еб конденсатор 3 второй ячейки будет продолжать находиться в режиме коммутации в отсутствие управляющего воздействия эа счет устойчивого включенного состояния ДПЗ с ОДС 4 второй ячейки, т.е. будет выполнена функция запоминания. Принцип возбуждения конденсатора 3 четвертой ячейки аналогичен. Включенные ДПЭ с ОДС 4 не будут оказывать влияния на работу ОПЭ с ОДС 1 в силу 40 однонаправленного характера связи ДПЭ с ОДС 4 с ОПЭ с ОДС 1;"Запись" информации, выполняемая импульсом управления Оупен и выражающаяся в возбуждении комбинации конденсата ров 3 энакопеременным напряжением, производится за один цикл сканирования по цепи ОПЭ с ОДС 1, по окончании которого для дальнейшей работы устройства достаточно только напряжения Е 1 1(Е 12).В пределах одного цикла сканирования по цепи ОПЭ с ОДС 1 возможно производить реверсивный режим "записи", осуществляя реверс сканирования за счет выбора последовательности подачи фазного напряжения на соответствующие фаэные шины при л"Стирание" информации, выражающееся в выключении возбужденных ячеек, производится снятием напряжения Е 1(Е 12) или путем подачи на управляющую шину 10 запирающего импульса противоположной импульсу управления Оупр полярности. Послевыключения ДПЭ с ОДС 4 конденсаторы 3разряжаются через резисторы 2."Запись" новой информации производится в следующем цикле сканирования спервой ячейки.Операции "записи" и "стирания" информации позволяют произвольно выбрать комбинации .возбуждаемых конденсаторови регулировать время их коммутации независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения Еб, Е 7, Еб,Раздельная регулировка амплитуды знакопеременного напрякения Е 11(Е 12) независимо от амплитуды фазного напряжения Еб, Е 7, Ев выполняется за счет использования отдельной питающей шины 11 (12). Такой режим позволяет "развязать" цепь сканирования, выполненную на ОПЭ с ОДС 1, от цепи коммутации, выполненнойна ДПЭ с ОДС 4, Форма напряжения 511(Е 12)может быть как синусоидальной, так и в виде импульсов различной конфигурации.Таким образом, благодаря введениюДПЭ с ОДС, связанных по возбуждению сОПЭ с ОДС одноименных ячеек, использованию управляющей шины и отдельной питающей шины знакопеременногонапряжения обеспечивается введение функции запоминания, произвольный выборкомбинации возбуждаемых конденсаторов.регулировка времени их коммутации и раздельная регулировка амплитуды знакопеременного напряжения независимо отамплитудно-временных характеристик фазного напряжения, что ведет к значительному расширению функциональныхвозможностей устройства,Так, в экспериментально исследованном макете коммутирующее устройство, состоящее из десяти, яцеек, выполнено наоснове интегральной линейки обьемно-связанных тиристоров (цепочка ОПЭ с ОДС 1),в качестве ДПЭ с.ОДС 4 каждой ячейкииспользовалась пара тиристооных оптронов АОУ 103 В, у которых фототиристорывключены встречно-параллельно, образуядвунаправленный переклюцатель, а светодиоды соединены последовательно междусобой ис ОПЭ с ОДС 1 одноименной ячейки,обуславливая связь по возбуждению, Коммутирующее устройство работало в режиметрухфазного напряжения питания (а = 3). Впроцессе исследования было подтвержденовыполнение функции запоминания, обеспе 1827050чена возможность произвольного выбора комбинации возбуждаемых конденсаторов, регулировки времени их коммутации и раздельной регулировки амплитуды энакопеременного напряжения независимо от амплитудно-временных характеристик фазного напряжения, что позволило значительно . расширить функциональные возможности устройство. Формула изобретен ия Коммутирующее устройство, содержащее е фазных шин, к каждой из которых подключены в чередующемся порядке и/т ячеек, каждая ячейка содержит однонаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, резистор и конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом резистора, а однонаправленные полупроводниковые элементы с отрицательным дифференциальным сопротивлением связаны междусобой последовательно по возбуждению, причем их первые выводы объединены и подключены к общейшине,отличающеесятем,что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, второй вывод однонаправленного полупроводникового элемента с отр ным сопротивлением каждой ячейки соединен с соответствующей фазной шиной через нагрузочный резистор, в каждую ячейку дополнительно введен двунаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением, имеющий симметричную относительно начала координат вольт-амперную характеристику, первый вывод которого соединен с первыми выводами резистора и конденсатора. управляющие выводы двунаправленных полупроводниковых элементов с отрицательным дифференциальным сопротивлением объединены и подключены к управляющей шине, вторые выводы двунаправленных полупроводниковых элементов с отрицательным дифференциальным сопротивлением подключены к первой питающей шине, вторые выводы резистора и конденсатора соединены между собой и связаны с второй питаю щей шиной, причем одна из питающих шин соединена с общей шиной, а в каждой ячейке двунаправленный полупроводниковый элемент с отрицательным дифференциальнь 1 м сопротивлением связан по возбуждению 25 с однонаправленным полупроводниковымэлементом с отрицательным дифференциаль.Кос Редактор С.Кулаков к аз 2333 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Ги и ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б й комбинат "Патент", г, У ул. Гагарина нно-издател Произво