DE2553213C2 - Elektronischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter in Form eines Vierpoles für hohe Frequenzen mit einer Diode im Längszweig und einer Diode im Querzweig und Transistoren zum wechselweisen Einschalten eines Durchlaßstromes für die Diode im Längszweig und einer Sperrspannung für die Diode im Querzweig oder umgekehrt und einer Steuerschaltung.

Ein derartiger elektronischer Schalter ist aus der DT-OS 23 45 988 bekannt. Dieser Schalter ist vielpolig ausgeführt und soll in ZF-Schaltverteilern eingesetzt werden. Da nur kleine Leistungen zu schalten sind, ist die Sperrspannung für die jeweiligen Dioden niedrig. Hieraus folgt, daß bei fehlerhaften Steuersignalen oder anderen ähnlichen Störungen die Sperrspannung die durchgeschaketen Dioden nicht zerstören kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Schalter für große Leistungen und demzufolge hohen Sperrspannungen zu vermeiden, daß durch fehlerhafte Steuerspannungen oder Störungen

die Dioden zerstört werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit dem im Anspruch 1 angegebenen Mittel. Weiterbildungen und Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Die durchgeschalteten Dioden in einem elektronischen Schalter für große Leistungen sind zuverlässig gegen ein unbeabsichtigtes Anlegen der hohen Sperrspannung geschützt. Der Aufwand hierfür ist gering.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den elektronischen Schalter und

Fig.2 eine Schaltung zum Ansteuern der Transistoren zum Einschalten der Sperrspannung.

Der in Fig. 1 dargestellte elektronische Schalter für hohe Frequenzen und große Leistung ist in Form eines Vierpols aufgebaut und enthält einen Längszweig und einen Querzweig. Der Längszweig weist nach einer Eingangsklemme 1 einen Trennkondensator 2, eine Diode 3, zwei weitere Trennkondensatoren 4 und 5 und schlieCiich eine Ausgangsklemme 6 auf. Der Querzweig enthält eine Reihenschaltung aus einer Diode 7 mit einem Trennkondensator 8, wobei die Diode 7 an die Verbindungsleitung der beiden Trennkondensatoren 4 und 5 angeschlossen ist und der Trennkondensator einseitig auf Masse liegt.

Die Dioden 3 und 7 sind vorzugsweise PIN-Dioden und werden durch einen Durchlaßstrom niederohmig und durch Anlegen einer Sperrspannung hochohmig gesteuert. Der Weg für den Durchlaßstrom für die Diode 3 ist folgender: Von einer mit ihrem Minus-Pol auf Masse liegenden 5-V-Gleichspannungsquelle 9 über eine Drossel 10 zur Anode der Diode 3, über eine weitere Drossel 11 zum Kollektor eines Transistors 12 und über einen in die Emitterleitung geschalteten Widerstand 13 nach Masse. Die Basis des Transistors 12 ist mit einem ersten Ausgang 18 eines Steuergerätes 14 verbunden.

Der Weg für den Durchlaßstrom für die Diode 7 ist folgender: Von der 5-V-Gleichspannungsquelle 9 zur Anode der Diode 7, über eine Drossel 15 zum Kollektor eines Transistors 16 und über einen in die Emitterleitung geschalteten Widerstand 17 nach Masse. Die Basis des Transistors 16 ist mit einem zweiten Ausgang 19 des Steuergerätes 14 verbunden.

Die Sperrspannung für die Diode 3 wird folgendermaßen angelegt: Der Plus-Pol einer 800-V-Gleichspannungsquelle 20 ist über die Drossel 11 mit der Kathode 3 und der Minus-Pol ist mit dem Emitter eines Transistors

21 verbunden. Der Kollektor des Transistors 21 ist über die Drossel 10 an die Anode der Diode 3 geschaltet, während die Basis über eine spezielle ODER-Schaltung

22 mit dem zweiten Ausgang 19 des Steuergerätes 14 verbunden ist.

Die Sperrspannung für die Diode 7 wird folgendermaßen angelegt: Der Pluspol einer weiteren 800-V-Gleichspannungsquelle 23 ist über die Drossel 15 mit der Kathode der Diode 7 und der Minus-Pol ist mit dem Emitter eines Transistors 24 verbunden Der Kollektor des Transistors 24 ist an die Anode der Diode 7 geschaltet, während die Basis über eine weitere spezielle ODER-Schaltung 25 mit dem ersten Ausgang 18 des Steuergerätes verbunden ist.

Der Emitter des Transistors 12 ist mit der ODER-Schaltung 22 und der Emitter des Transistors 16 ist mit der ODER-Schaltung 25 verbunden. Wenn an den Widerständen 13 bzw. 17 kein genügend großer

Spannungsabfall, die Verriegelungsspannung, entsteht, dann kann in die jeweilige Verbindungsleitung ein Gleichspannungsverstärker 26 bzw. 27 eingeschaltet werden, wie es in F i g. 1 dargestellt ii t.

Liegt am Eingang des Steuergerätes 14 eine logische 1, dann erscheint am Ausgang 18 eine logische 1 und am Ausgang 19 eine logische 0.1st am Eingang eine logische 0 vorhanden, dann steht am Ausgang 18 eine logische 0 und am Ausgang 19 eine logische 1. Diese Schaltspannunger· können durch zwei UND-Schaltungen, wie in F i g. 1 dargestellt, erzeugt werden.

In F i g. 2 ist die spezielle ODER-Schaltung 22 bzw. 25 dargestellt, um die 800-V-Gleichspannungsquelle 20 bzw. 23 von der Steuerung galvanisch zu trennen, ist vor den Transistor 21 bzw. 24 ein Optokoppler 28 geschaltet, der von einem Transistor 29 angesteuert wird. Auf die Basis dieses Transistors 29 werden die Schaltspannungen des Steuergerätes 14 gegeben und an den Emitter, der über einen Widerstand 30 hochgelegt ist, gelangt die Verriegelungsspannung vom Verstärker 26 bzw. 27.

Das Ein- und Ausschalten des elektronischen Schalters für hohe Frequenzen und große Leitungen wird nachstehend beschrieben. Eine logische 1 am Eingang des Steuergerätes 14 bewirkt, daß die Diode 3 durchgeschaltet und die Diode 7 gesperrt wird; der Schalter ist leitend. Eine logische 0 am Eingang des Steuergerätes 14 bewirkt, daß die Diode 3 gesperrt und die Diode 7 durchgeschaltet wird.

Für den Ein-Zustand Jes Schalters bedeutet dies im einzelnen: Die logische 1 am Ausgang 18 des Steuergerätes 14 öffnet den Transistor 12 und läßt in schon beschriebener Weise den Durchlaßstrom durch die Diode 3 fließen. Dieser Durchlaßstrom erzeugt am Widerstand 13 einen Spannungsabfall, der als Verriegelungsspannung über den Gleichspannungsverstärker 26 und die ODER-Schaltung 22 den Transistor 21 sperrt. Der Transistor 21 wird gleichzeitig von der logischen 0 des Ausganges 19 des Steuergerätes 14 beaufschlagt und somit gesperrt. Durch den Einsatz der Verriegelungsspannung ist aber sichergestellt, daß bei einer Störung in der Steuerung durch von außen eingestreute Störungen oder in der Umschaitphase des Schalters, die durchgeschaltete Diode 3 durch die 800-V-Gleichspannung nicht zerstört wird. Gleichzeitig bewirkt die logische 1 am Ausgang 18, daß der Transistor 24 durchschaltet und die Sperrspannung der 800-V-Gleichspannungsquelle 23 an die Diode 7 liegt. Die logische 0 am Ausgang 19 bewirkt, daß der Transistor 16 gesperrt bleibt.

Für den Aus-Zustand des Schalters kehren sich die Verhältnisse in entsprechender Weise um.

H'erzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronischer Schalter in Form eines Vierpoles für hohe Frequenzen mit einer Diode im Länj. -ig und einer Diode im Querzweig und Trans oren zum wechselweisen Einschalten eines Durchlaßstromes für die Diode im Längszweig und einer Sperrspannung für die Diode im Querzweig oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß vom jeweiligen Transistor (12, 16) der den Durchlaßstrom für eine der Dioden einschaltet, eine Verriegelungsspannung zum zusätzlichen Sperren des zur Einschaltung der Sperrspannung für die andere Diode dienenden Transistors (21, 24) abgenommen wird.

2. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (12, 16) zum Einschalten des Durchlaßstromes in ihrer Emitterschaltung einen Widerstand (13, 17) aufweisen und daß der daran entstehende Spannungsabfall als Verriegelungsspannung benutzt wird.

3. Elektronischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsspannung durch je einen Gleichspannungsverstärker (26,27) verstärkt wird.

4. Elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Transistoren (21, 24) zum Einschalten der Sperrspannung und dem Steuergerät (14) je ein Optokoppler (28) vorhanden ist, der von einem Transistor ein- bzw. ausgeschaltet wird.

5. Elektronischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspannung des Steuergerätes (14) zum Sperren des den Optokoppler (28) ansteuernden Transistors (29) und die Verriegelungsspannung in Art einer ODER-Schaltung an diesem Transistor (29) zusammengeführt werden.

6. Elektronischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspannung des Steuergerätes (14) an die Basis des den Optokoppler (28) ansteuernden Transistors (29) und die Verriegelungsspannung an den durch einen Widerstand (30) hochliegenden Emitter gelegt ist.