RU2025041C1

RU2025041C1 - Commutator

Info

Publication number: RU2025041C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Ткачев
Original assignee: Крымский институт природоохранного и курортного строительства
Priority date: 1991-01-02
Filing date: 1991-01-02
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: pulse equipment. SUBSTANCE: commutator includes transistors 1-8, mechanical switch 9, resistors 10-20, diodes 21-26, diode bridges 27-31, output wires 32-36. EFFECT: expanded operational capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для коммутации напряжения любой полярности в устройствах автоматики и измерительной техники. The invention relates to a pulse technique and can be used for switching voltage of any polarity in automation devices and measuring equipment.

Известно коммутирующее устройство (1). Недостаток этого устройства - коммутация напряжения только одной полярности. Known switching device (1). The disadvantage of this device is voltage switching of only one polarity.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является коммутирующее устройство (2), которое содержит первый и второй транзисторы n-p-n типа, шестой и седьмой транзисторы n-p-n типа, механический переключатель на три положения со средним (нейтральным) положением, семь резисторов, пять выходных шин, шину источника коммутируемого напряжения, шину управления, первый и второй транзисторы имеют основные и дополнительные эмиттеры, четвертый и пятый транзисторы имеют основные и дополнительные коллекторы, базы первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы подключены к неподвижным контактам механического переключателя, подвижный контакт которого соединен с шиной управления, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с эмиттерами соответственно четвертого и пятого транзисторов и подключены к шине источника коммутируемого напряжения, основные эмиттеры первого и второго транзисторов подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, а дополнительные эмиттеры этих транзисторов соединены между собой и подключены к базе третьего транзистора, которая, в свою очередь, подключена к общей шине через третий резистор, эмиттер третьего транзистора соединен с шиной коммутируемого напряжения, а коллектор - с третьей выходной шиной, основные коллекторы четвертого и пятого транзисторов подключены к четвертой и пятой выходным шинам, а дополнительные коллекторы этих транзисторов соединены между собой и подключены к базе третьего транзистора, базы четвертого и пятого транзисторов подключены к коллекторам шестого и седьмого транзисторов соответственно через четвертый и пятый резисторы, базы шестого и седьмого транзисторов соединены с общей шиной соответственно через шестой и седьмой резисторы, а эмиттеры этих транзисторов подключены к неподвижным контактам механического переключателя. Недостаток этого устройства - коммутация напряжения только одной полярности. Closest to the proposed invention is a switching device (2), which contains the first and second npn type transistors, the sixth and seventh npn type transistors, a three-position mechanical switch with a middle (neutral) position, seven resistors, five output buses, a switched source bus voltage, control bus, the first and second transistors have primary and secondary emitters, the fourth and fifth transistors have primary and secondary collectors, the bases of the first and second transistors respectively through the first and second resistors, they are connected directly to the fixed contacts of the mechanical switch, the movable contact of which is connected to the control bus, the collectors of the first and second transistors are connected to the emitters of the fourth and fifth transistors, respectively, and connected to the bus of the switching voltage source, the main emitters of the first and second transistors are connected, respectively to the first and second output buses, and additional emitters of these transistors are interconnected and connected to the base of the third t an anistor, which, in turn, is connected to a common bus through a third resistor, the emitter of the third transistor is connected to a switched voltage bus, and the collector to a third output bus, the main collectors of the fourth and fifth transistors are connected to the fourth and fifth output buses, and additional collectors of these transistors are interconnected and connected to the base of the third transistor, the bases of the fourth and fifth transistors are connected to the collectors of the sixth and seventh transistors, respectively, through the fourth and fifth the resistors, the bases of the sixth and seventh transistors are connected to the common bus, respectively, through the sixth and seventh resistors, and the emitters of these transistors are connected to the fixed contacts of the mechanical switch. The disadvantage of this device is voltage switching of only one polarity.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем коммутации напряжения любой полярности. Это достигается тем, что в коммутирующее устройство введены восьмой полевой транзистор, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды, первый, второй, третий, четвертый и пятый диодные мосты, причем эмиттер четвертого транзистора через первый диод соединен с базой третьего транзистора, а через восьмой резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя, эмиттер пятого транзистора через второй диод соединен с базой третьего транзистора, а через девятый резистор подключен ко второму неподвижному контакту механического переключателя, коллекторы и эмиттеры первого, второго, третьего, шестого и седьмого транзисторов включены в диагонали соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов, первые выводы которых соединены с шиной коммутируемого напряжения, вторые выводы первого, второго, третьего, четвертого и пятого диодных мостов подключены соответственно к первой, второй, третьей, четвертой и пятой выходным шинам, второй вывод третьего резистора соединен со стоком восьмого транзистора, затвор которого через десятый резистор подключен к общей шине, а через одиннадцатый резистор соединен с первыми выводами третьего и четвертого диодов, вторые выводы которых подключены к эмиттерам соответственно четвертого и пятого транзисторов, исток восьмого транзистора через пятый диод соединен с общей шиной, а через шестой диод подключен к шине коммутируемого напряжения. The purpose of the invention is the expansion of functionality by switching voltage of any polarity. This is achieved by the fact that the eighth field effect transistor, the eighth, ninth, tenth and eleventh resistors, the first, second, third, fourth, fifth and sixth diodes, the first, second, third, fourth and fifth diode bridges are introduced into the switching device, and the emitter of the fourth the transistor through the first diode is connected to the base of the third transistor, and through the eighth resistor is connected to the first fixed contact of the mechanical switch, the emitter of the fifth transistor through the second diode is connected to the base of the third transistor, and through nine the first resistor is connected to the second fixed contact of the mechanical switch, the collectors and emitters of the first, second, third, sixth and seventh transistors are included in the diagonals of the first, second, third, fourth and fifth diode bridges, respectively, the first conclusions of which are connected to the switching voltage bus, the second conclusions the first, second, third, fourth and fifth diode bridges are connected respectively to the first, second, third, fourth and fifth output buses, the second terminal of the third resistor is connected to the current of the eighth transistor, the gate of which through the tenth resistor is connected to the common bus, and through the eleventh resistor is connected to the first terminals of the third and fourth diodes, the second conclusions of which are connected to the emitters of the fourth and fifth transistors, respectively, the source of the eighth transistor through the fifth diode is connected to the common bus, and through the sixth diode is connected to the bus switching voltage.

На чертеже представлена схема коммутирующего устройства. Коммутирующее устройство содержит транзисторы 1-8, из которых первый 1, второй 2 и третий 3 p-n-p транзисторы, четвертый 4, пятый 5, шестой 6 и седьмой 7 n-p-n транзисторы, восьмой 8 полевой транзистор, механический переключатель 9 на три положения со средним (нейтральным) положением и с одним подвижным и двумя неподвижными контактами, одиннадцать резисторов 10-20, шесть диодов 21-26, пять диодных мостов 27-31, каждый из которых содержит четыре диода, первую 32, вторую 33, третью 34, четвертую 35 и пятую 36 выходные шины, шину 37 управления, шину 38 коммутируемого напряжения и общую шину 39. The drawing shows a diagram of a switching device. The switching device contains transistors 1-8, of which the first 1, second 2 and third 3 pnp transistors, fourth 4, fifth 5, sixth 6 and seventh 7 npn transistors, eighth 8 field-effect transistor, mechanical switch 9 to three positions with medium (neutral ) position and with one movable and two fixed contacts, eleven resistors 10-20, six diodes 21-26, five diode bridges 27-31, each of which contains four diodes, the first 32, the second 33, the third 34, the fourth 35 and the fifth 36 output buses, control bus 37, switched voltage bus 38 communications and common bus 39.

Коллекторы и эмиттеры первого 1, второго 2, третьего 3, шестого 6 и седьмого 7 транзисторов включены в диагонали соответственно первого 27, второго 28, третьего 29, четвертого 30 и пятого 31 диодных мостов, первые выводы которых соединены с шиной 38 коммутируемого напряжения, вторые выводы первого 27, второго 28, третьего 29, четвертого 30 и пятого 31 диодных мостов подключены соответственно к первой 32, второй 33, третьей 34, четвертой 35 и пятой 36 выходным шинам, базы первого 1 и второго 2 транзисторов подключены к коллекторам четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соответственно через первый 10 и второй 11 резисторы, базы четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соединены с общей шиной 39 соответственно через четвертый 13 и пятый 14 резисторы, эмиттеры четвертого 4 транзистора через первый 21 диод соединен с базой третьего 3 транзистора, а через восьмой 17 резистор подключен к первому неподвижному контакту механического переключателя 9, эмиттер пятого 5 транзистора через второй 22 диод соединен с базой третьего 3 транзистора, а через девятый 18 резистор подключен ко второму неподвижному контакту механического переключателя 9, подвижный контакт которого соединен с шиной 37 управления, базы шестого 6 и седьмого 7 транзисторов подключены к эмиттерам четвертого 4 и пятого 5 транзисторов соответственно через шестой 15 и седьмой 16 резисторы, база третьего 3 транзистора через третий 12 резистор подключена к стоку восьмого 8 транзистора, затвор которого через десятый 19 резистор подключен к общей шине 39, а через одиннадцатый 20 резистор соединен с первыми выводами третьего 23 и четвертого 24 диодов, вторые выводы которых подключены к эмиттерам соответственно четвертого 4 и пятого 5 транзисторов, исток восьмого 8 транзистора через пятый 25 диод соединен с общей шиной 39, а через шестой 26 диод подключен к шине 38 коммутируемого напряжения. The collectors and emitters of the first 1, second 2, third 3, sixth 6 and seventh 7 transistors are included in the diagonals of the first 27, second 28, third 29, fourth 30 and fifth 31 diode bridges, respectively, the first terminals of which are connected to the bus 38 of the switched voltage, the second the conclusions of the first 27, second 28, third 29, fourth 30 and fifth 31 diode bridges are connected respectively to the first 32, second 33, third 34, fourth 35 and fifth 36 output buses, the bases of the first 1 and second 2 transistors are connected to the collectors of the fourth 4 and fifth 5 transistor respectively, through the first 10 and second 11 resistors, the bases of the fourth 4 and fifth 5 transistors are connected to the common bus 39, respectively, through the fourth 13 and fifth 14 resistors, the emitters of the fourth 4 transistor through the first 21 diode are connected to the base of the third 3 transistor, and through the eighth 17 resistor connected to the first fixed contact of the mechanical switch 9, the emitter of the fifth 5 transistor through the second 22 diode is connected to the base of the third 3 transistor, and through the ninth 18 the resistor is connected to the second fixed contact of the mechanical switch switch 9, the movable contact of which is connected to the control bus 37, the bases of the sixth 6 and seventh 7 transistors are connected to the emitters of the fourth 4 and fifth 5 transistors, respectively, through the sixth 15 and seventh 16 resistors, the base of the third 3 transistor through the third 12 resistor is connected to the drain of the eighth 8 a transistor whose gate through the tenth 19 resistor is connected to a common bus 39, and through the eleventh 20 the resistor is connected to the first terminals of the third 23 and fourth 24 diodes, the second terminals of which are connected to the emitters, respectively Grated 4 and fifth 5 transistors, the source of the eighth 8 transistor through the fifth 25 diode is connected to a common bus 39, and through the sixth 26 diode is connected to a bus 38 of a switched voltage.

Коммутирующее устройство работает следующим образом. При установке подвижного контакта механического переключателя 9 в среднее (нейтральное) положение транзисторы 1, 2, 6 и 7 закрыты и напряжение на первой 32, второй 33, четвертой 35 и пятой 36 выходных шинах отсутствует. The switching device operates as follows. When you install the movable contact of the mechanical switch 9 in the middle (neutral) position, the transistors 1, 2, 6 and 7 are closed and the voltage on the first 32, second 33, fourth 35 and fifth 36 output buses is absent.

Если напряжение на шине 38 положительное, то эмиттерный переход транзистора 3 смещается в прямом направлении. Ток проходит по цепи: шина 38, первый прямосмещенный диод диодного моста 29, эмиттерный переход транзистора 3, резистор 12, переход сток-исток транзистора 8, диод 25, общая шина 39. Транзистор 3 открывается и на третьей 34 выходной шине появляется положительное напряжение. If the voltage on bus 38 is positive, then the emitter junction of transistor 3 is biased in the forward direction. The current passes through the circuit: bus 38, first forward biased diode of diode bridge 29, emitter junction of transistor 3, resistor 12, drain-source junction of transistor 8, diode 25, common bus 39. Transistor 3 opens and a positive voltage appears on the third 34 output bus.

Если напряжение на шине 38 отрицательное, то эмиттерный переход транзистора 3 также смещается в прямом направлении. Ток проходит по цепи: шина 39, нагрузка, третья 34 выходная шина, второй прямосмещенный диод диодного моста 29, эмиттерный переход транзистора 3, резистор 22, переход сток-исток транзистора 8, диод 26, шина 38. Транзистор 3 открывается и на третьей 34 выходной шине появляется отрицательное напряжение. If the voltage on bus 38 is negative, then the emitter junction of transistor 3 is also biased in the forward direction. Current passes through the circuit: bus 39, load, third 34 output bus, second directly biased diode of diode bridge 29, emitter junction of transistor 3, resistor 22, drain-source transition of transistor 8, diode 26, bus 38. Transistor 3 opens on the third 34 Negative voltage appears on the output bus.

Таким образом, при установке подвижного контакта механического переключателя 9 в среднее (нейтральное) положение коммутируемое напряжение любой полярности подается только на третью 34 выходную шину. Thus, when the movable contact of the mechanical switch 9 is in the middle (neutral) position, the switched voltage of any polarity is supplied only to the third 34 output bus.

При установке подвижного контакта механического переключателя 9 в одно из крайних положений (например, в нижнее) и при подаче на шину 37 управления напряжения положительной полярности эмиттерный переход транзистора 6 смещается в прямом направлении. Транзистор 6 открывается и на четвертой 35 выходной шине появляется коммутируемое напряжение положительной или отрицательной полярности. Положительное напряжение с шины 37 управления поступает на эмиттер транзистора 4 и на базу транзистора 3 и запирает их. Запирание транзистора 4 вызывает запирание транзистора 1. Поэтому напряжение на первой 32 и третьей 34 выходных шинах отсутствует. Напряжение на второй 33 и пятой 36 выходных шинах также отсутствует, так как транзисторы 2 и 7 закрыты. When the movable contact of the mechanical switch 9 is set to one of the extreme positions (for example, to the lower) and when a positive polarity voltage is applied to the control bus 37, the emitter junction of the transistor 6 is shifted in the forward direction. The transistor 6 opens and a switched positive or negative polarity voltage appears on the fourth 35th output bus. Positive voltage from the control bus 37 is supplied to the emitter of transistor 4 and to the base of transistor 3 and locks them. The locking of the transistor 4 causes the locking of the transistor 1. Therefore, the voltage on the first 32 and third 34 output buses is absent. The voltage on the second 33 and fifth 36 output buses is also absent, since transistors 2 and 7 are closed.

Если на шину 37 управления подано отрицательное напряжение, то открывается транзистор 4, что вызывает отпирание транзистора 1 и на первой 32 выходной шине появляется положительное или отрицательное напряжение. Отрицательное напряжение с шины 37 поступает на базу транзистора 6 и на затвор транзистора 8 и запирает их. При этом запирается транзистор 3. На третьей 34 и четвертой 35 выходных шинах напряжение отсутствует. Таким образом, при установке подвижного контакта переключателя 9 в одно из крайних положений (нижнее) коммутируемое напряжение любой полярности появляется только на первой 32 выходной шине, если на шине 37 присутствует отрицательное напряжение, и только на четвертой 35 выходной шине, если напряжение на шине 37 положительное. If a negative voltage is applied to the control bus 37, the transistor 4 is opened, which causes the transistor 1 to unlock and a positive or negative voltage appears on the first 32 output bus. Negative voltage from the bus 37 enters the base of the transistor 6 and the gate of the transistor 8 and locks them. In this case, the transistor 3 is blocked. There is no voltage on the third 34 and fourth 35 output buses. Thus, when the movable contact of the switch 9 is installed in one of the extreme positions (lower), the switching voltage of any polarity appears only on the first 32 output bus, if the negative voltage is present on the bus 37, and only on the fourth 35 output bus, if the voltage on the bus 37 positive.

Аналогично происходит коммутация напряжения на второй 33 и пятой 36 выходных шинах при установке контакта переключателя 9 в верхнее положение. Similarly, the voltage is switched on the second 33 and fifth 36 output buses when the contact of the switch 9 is in the upper position.

Функциональные возможности предложенного коммутирующего устройства шире, чем у известных, так как устройство позволяет коммутировать напряжение любой полярности на пяти выходных шинах, используя механический переключатель только с двумя электрическими контактами. The functionality of the proposed switching device is wider than that of the known ones, since the device allows switching voltage of any polarity on five output buses using a mechanical switch with only two electrical contacts.

Claims

SWITCHING DEVICE containing the first, second and third p - n - p-transistors, the fourth, fifth, sixth and seventh n - p - n-transistors, a mechanical switch with a middle (neutral) position and with one movable and two fixed contacts, the first the second, third, fourth, fifth, sixth and seventh resistors, the first, second, third, fourth and fifth output buses, the control bus, the bus voltage source, the movable contact of the mechanical switch is connected to the control bus, the base of the first and second transistor c are connected to the collectors of the fourth and fifth transistors, respectively, through the first and second resistors, the base of the third transistor is connected to the first output of the third resistor, the bases of the fourth and fifth transistors are connected to the common bus, respectively, through the fourth and fifth resistors, the emitters of the fourth and fifth transistors are connected to the bases of the sixth and the seventh transistors, respectively, through the sixth and seventh resistors, characterized in that, in order to expand the functionality, the eighth field transistor, eighth, ninth, tenth and eleventh resistors, first, second, third, fourth, fifth and sixth diodes, first, second, third, fourth and fifth diode bridges, and the emitter of the fourth transistor is connected through the first diode to the base of the third transistor, and through the eighth resistor connected to the first fixed contact of the mechanical switch, the emitter of the fifth transistor through the second diode connected to the base of the third transistor, and through the ninth resistor connected to the second fixed contact of the mechanical switch the collector, collectors and emitters of the first, second, third, sixth and seventh transistors are included in the diagonals of the first, second, third, fourth and fifth diode bridges, respectively, the first conclusions of which are connected to the switching voltage bus, the second conclusions of the first, second, third, fourth and fifth diode bridges are connected respectively to the first, second, third, fourth and fifth output buses, the second terminal of the third resistor is connected to the drain of the eighth transistor, the gate of which is connected through the tenth resistor a common bus, and through the eleventh resistor connected to the first terminals of the third and fourth diodes, the second terminals of which are connected to the emitters of respectively the fourth and fifth transistors, the source of the eighth transistor through the fifth diode is connected to the common bus, and via the sixth diode is connected to the bus switching voltage.