RU214106U1

RU214106U1 - Transistor reversing switch

Info

Publication number: RU214106U1
Application number: RU2022103769U
Authority: RU
Inventors: Мая Ивановна Стальная; Сергей Юрьевич Еремочкин; Павел Евгеньевич Хоренко; Денис Валерьевич Шумский
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2022-10-12

Abstract

Полезная модель предназначена для использования в качестве электрического коммутирующего устройства, а именно устройства, осуществляющего изменение направления тока через нагрузку. Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности за счет исключения возможности короткого замыкания силовой части схемы при неправильной подаче управляющих сигналов на базы транзисторов. Транзисторный реверсивный коммутатор содержит четыре транзистора, в качестве двух из которых использованы транзисторы n-p-n проводимости, соединенные эмиттерами и подключенные к минусу постоянного силового питающего напряжения. В качестве двух других транзисторов транзисторного реверсивного коммутатора использованы транзисторы p-n-p проводимости, причем эмиттеры этих транзисторов соединены и подключены к плюсу постоянного силового питающего напряжения. Коллекторы первого и четвертого транзисторов объединены и подключены к первому входу нагрузки, коллекторы третьего и второго транзисторов объединены и подключены ко второму входу нагрузки. База первого транзистора соединена с одним из выводов первого резистора, база четвертого транзистора соединена с одним из выводов четвертого резистора, второй вывод первого резистора и второй вывод четвертого резистора соединены и подключены к общей точке, которая подсоединена к аноду и катоду фотодиодов, соответственно, первой и четвертой оптопар, соединенных последовательно, при этом катод фотодиода первой оптопары соединен с плюсом, а анод четвертой оптопары соединен с минусом силового питающего напряжения. База второго транзистора соединена с одним из выводов второго резистора, база третьего транзистора соединена с одним из выводов третьего резистора, второй вывод второго резистора и второй вывод третьего резистора соединены и подключены к общей точке, которая подсоединена к аноду и катоду фотодиодов, соответственно, третьей и второй оптопар, соединенных последовательно, при этом катод фотодиода третьей оптопары соединен с плюсом, а анод второй оптопары соединен с минусом силового питающего напряжения. Повышается надежность устройства путем использования пар транзисторов разной проводимости, что позволяет при подаче управляющих сигналов отпирать один из транзисторов и одновременно надежно запирать другой, таким образом, исключая возможность короткого замыкания силовой части схемы. Это также достигается введением цепочек, содержащих четыре оптопары, что позволяет отказаться от использования четырех изолированных источников постоянного тока в цепи база-эмиттер. 2 ил.

The utility model is intended for use as an electrical switching device, namely a device that changes the direction of the current through the load. The technical result of the claimed utility model is to increase reliability by eliminating the possibility of a short circuit in the power section of the circuit when control signals are incorrectly applied to the transistor bases. The transistor reversing switch contains four transistors, two of which are npn conduction transistors connected by emitters and connected to the minus of the constant power supply voltage. As the other two transistors of the transistor reversing switch, transistors of pnp conductivity are used, and the emitters of these transistors are connected and connected to the plus of the constant power supply voltage. The collectors of the first and fourth transistors are combined and connected to the first load input, the collectors of the third and second transistors are combined and connected to the second load input. The base of the first transistor is connected to one of the terminals of the first resistor, the base of the fourth transistor is connected to one of the terminals of the fourth resistor, the second terminal of the first resistor and the second terminal of the fourth resistor are connected and connected to a common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, the first and a fourth optocoupler connected in series, wherein the cathode of the photodiode of the first optocoupler is connected to the plus, and the anode of the fourth optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage. The base of the second transistor is connected to one of the terminals of the second resistor, the base of the third transistor is connected to one of the terminals of the third resistor, the second terminal of the second resistor and the second terminal of the third resistor are connected and connected to a common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, the third and the second optocoupler connected in series, while the cathode of the photodiode of the third optocoupler is connected to the plus, and the anode of the second optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage. The reliability of the device is increased by using pairs of transistors of different conductivity, which allows, when control signals are applied, to unlock one of the transistors and at the same time reliably lock the other, thus eliminating the possibility of a short circuit in the power part of the circuit. This is also achieved by introducing strings containing four optocouplers, which eliminates the need for four isolated DC sources in the base-emitter circuit. 2 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к коммутационным устройствам и может быть использована для реверсивной коммутации токов в нагрузке.The proposed utility model relates to switching devices and can be used for reverse switching of currents in the load.

Известно устройство - реверсивный четырехполюсник, содержащий два релейных контакта В1 и В2, два релейных контакта H1 и Н2 и индуктивную нагрузку в виде якорной обмотки двигателя постоянного тока. При замыкании контактов В1 и В2 ток протекает через якорную обмотку двигателя (нагрузки) в прямом направлении. При замыкании контактов H1 и Н2 и размыкании контактов В1 и В2 осуществляется реверсивное подключение якорной обмотки двигателя (нагрузки), ток при этом подключении протекает в обратном направлении (Вишневский С.Н. Характеристики двигателя в электроприводе [Текст]. - 6-е изд., испр. - Москва: Энергия, 1977. - С. 84, рис. 2-22).A known device is a reversible four-terminal network containing two relay contacts B1 and B2, two relay contacts H1 and H2 and an inductive load in the form of an armature winding of a DC motor. When contacts B1 and B2 are closed, the current flows through the armature winding of the motor (load) in the forward direction. When contacts H1 and H2 are closed and contacts B1 and B2 are opened, the armature winding of the motor (load) is reversibly connected, the current flows in the opposite direction during this connection (Vishnevsky S.N. Characteristics of the motor in the electric drive [Text]. - 6th ed. , Rev. - Moscow: Energy, 1977. - S. 84, Fig. 2-22).

Однако описанное устройство имеет следующие недостатки: появление электрических дуг в момент размыкания группы контактов, относительно большое время коммутации, вызванное механическим замыканием группы контактов.However, the described device has the following disadvantages: the appearance of electric arcs at the moment of opening the group of contacts, the relatively long switching time caused by the mechanical closure of the group of contacts.

Наиболее близким к предлагаемой модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является реверсивный транзисторный мост, содержащий четыре транзистора одинаковой проводимости, а именно n-p-n проводимости, которым для управления по базовой цепи необходимо четыре изолированных источника постоянного тока. Все транзисторы подключены к нагрузке. Изменение направления тока в нагрузке происходит путем включения соответствующей группы транзисторов. Коллекторы первого и третьего транзисторов объединены и подключены к плюсу постоянного силового питающего напряжения и катодам первого и третьего диодов, соответственно. Эмиттеры второго и четвертого транзисторов объединены и подключены к минусу постоянного силового питающего напряжения и к анодам второго и четвертого диодов, соответственно. Эмиттер первого транзистора и коллектор четвертого транзистора объединены и подключены к первому входу нагрузки, а также - к аноду первого диода и катоду четвертого диода. Эмиттер третьего транзистора и коллектор второго транзистора объединены и подключены ко второму входу нагрузки, а также - к аноду третьего диода и катоду второго диода (Гельман М.В. Преобразовательная техника: учебное пособие / М.В. Гельман, М.М. Дудкин, К.А. Преображенский. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ. 2009. - С. 211, рисунок 10.12).The closest to the proposed model in terms of technical essence and the achieved result (prototype) is a reversible transistor bridge containing four transistors of the same conductivity, namely n-p-n conductivity, which need four isolated DC sources to control the base circuit. All transistors are connected to the load. The change in the direction of the current in the load occurs by turning on the corresponding group of transistors. The collectors of the first and third transistors are combined and connected to the plus of the constant power supply voltage and the cathodes of the first and third diodes, respectively. The emitters of the second and fourth transistors are combined and connected to the minus of the constant power supply voltage and to the anodes of the second and fourth diodes, respectively. The emitter of the first transistor and the collector of the fourth transistor are combined and connected to the first input of the load, as well as to the anode of the first diode and the cathode of the fourth diode. The emitter of the third transistor and the collector of the second transistor are combined and connected to the second input of the load, as well as to the anode of the third diode and the cathode of the second diode (Gelman M.V. Converter technology: tutorial / M.V. Gelman, M.M. Dudkin, K. A. Preobrazhensky, Chelyabinsk: SUSU Publishing Center, 2009, p. 211, figure 10.12).

Однако это устройство обладает пониженной степенью надежности вследствие высокого риска короткого замыкания силовой части реверсивного транзисторного моста в случае неправильной подачи управляющего сигнала на базы транзисторов, а также возможного короткого замыкания между изолированными источниками питания цепей управления транзисторами.However, this device has a reduced degree of reliability due to the high risk of a short circuit in the power section of the reversing transistor bridge in the event of an incorrect control signal to the transistor bases, as well as a possible short circuit between the isolated power supplies of the transistor control circuits.

Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности за счет исключения возможности короткого замыкания силовой части схемы при неправильной подаче управляющих сигналов на базы транзисторов.The technical problem to be solved by the present utility model is to increase reliability by eliminating the possibility of a short circuit of the power part of the circuit when control signals are incorrectly applied to the transistor bases.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в транзисторном реверсивном коммутаторе, содержащем четыре транзистора, в качестве двух из которых использованы транзисторы n-p-n проводимости, соединенные эмиттерами и подключенные к минусу постоянного силового питающего напряжения, причем эти транзисторы подключены коллекторами к разным входам нагрузки, согласно полезной модели в качестве двух других транзисторов транзисторного реверсивного коммутатора использованы транзисторы p-n-p проводимости, причем эмиттеры этих транзисторов соединены и подключены к плюсу постоянного силового питающего напряжения. Коллекторы первого и четвертого транзисторов объединены и подключены к первому входу нагрузки, коллекторы третьего и второго транзисторов объединены и подключены ко второму входу нагрузки. База первого транзистора соединена с одним из выводов первого резистора, база четвертого транзистора соединена с одним из выводов четвертого резистора, второй вывод первого резистора и второй вывод четвертого резистора соединены и подключены к общей точке, которая подсоединена к аноду и катоду фотодиодов, соответственно, первой и четвертой оптопар, соединенных последовательно, при этом катод фотодиода первой оптопары соединен с плюсом, а анод четвертой оптопары соединен с минусом силового питающего напряжения. База второго транзистора соединена с одним из выводов второго резистора, база третьего транзистора соединена с одним из выводов третьего резистора, второй вывод второго резистора и второй вывод третьего резистора соединены и подключены к общей точке, которая подсоединена к аноду и катоду фотодиодов, соответственно, третьей и второй оптопар, соединенных последовательно, при этом катод фотодиода третьей оптопары соединен с плюсом, а анод второй оптопары соединен с минусом силового питающего напряжения.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in a transistor reversing switch containing four transistors, two of which are n-p-n transistors connected by emitters and connected to the minus of the constant power supply voltage, and these transistors are connected by collectors to different load inputs, according to useful model, as the other two transistors of the transistor reversing switch, transistors of p-n-p conductivity are used, and the emitters of these transistors are connected and connected to the plus of a constant power supply voltage. The collectors of the first and fourth transistors are combined and connected to the first load input, the collectors of the third and second transistors are combined and connected to the second load input. The base of the first transistor is connected to one of the terminals of the first resistor, the base of the fourth transistor is connected to one of the terminals of the fourth resistor, the second terminal of the first resistor and the second terminal of the fourth resistor are connected and connected to a common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, the first and a fourth optocoupler connected in series, wherein the cathode of the photodiode of the first optocoupler is connected to the plus, and the anode of the fourth optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage. The base of the second transistor is connected to one of the terminals of the second resistor, the base of the third transistor is connected to one of the terminals of the third resistor, the second terminal of the second resistor and the second terminal of the third resistor are connected and connected to a common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, the third and the second optocoupler connected in series, while the cathode of the photodiode of the third optocoupler is connected to the plus, and the anode of the second optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage.

Повышение надежности устройства обусловлено использованием пар транзисторов разной проводимости, что позволяет при подаче управляющего сигнала отпирать один из транзисторов и одновременно надежно запирать другой. Это также достигается введением цепочек, содержащих четыре оптопары, при отсутствии использования четырех изолированных источников постоянного тока в цепи база-эмиттер.An increase in the reliability of the device is due to the use of pairs of transistors of different conductivity, which makes it possible, when a control signal is applied, to unlock one of the transistors and at the same time reliably lock the other. This is also achieved by introducing strings containing four optocouplers, without using four isolated DC sources in the base-emitter circuit.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема транзисторного реверсивного коммутатора; на фиг. 2 показана тактовая диаграмма работы транзисторного реверсивного коммутатора.The proposed utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a diagram of a transistor reversing switch; in fig. 2 shows a clock diagram of the operation of a transistor reversing switch.

Кроме того, на чертежах используются следующие обозначения:In addition, the following symbols are used in the drawings:

- VT1, VT3 - транзисторы p-n-p проводимости;- VT1, VT3 - transistors p-n-p conductivity;

- VT2, VT4 - транзисторы n-p-n проводимости;- VT2, VT4 - transistors n-p-n conductivity;

- R1, R2, R3, R4 - сопротивления;- R1, R2, R3, R4 - resistance;

- Rн - сопротивление нагрузки;- Rn - load resistance;

- VD1, VD2, VD3, VD4 - оптопары;- VD1, VD2, VD3, VD4 - optocouplers;

- «-» - минус постоянного силового напряжения;- "-" - minus the constant power voltage;

- «+» - плюс постоянного силового напряжения;- "+" - plus of constant power voltage;

- сплошной линией со стрелкой показано прямое направление тока в нагрузке;- a solid line with an arrow shows the direct direction of the current in the load;

- пунктирной линией со стрелкой показано обратное направление тока в нагрузке;- the dotted line with an arrow shows the reverse direction of the current in the load;

- t1, t2, t3, t4, t5, t6 - моменты времени коммутации.- t1, t2, t3, t4, t5, t6 - switching times.

Пример выполнения транзисторного реверсивного коммутатора представлен на фиг. 1.An example of a transistor reversing switch is shown in Fig. one.

Транзисторный реверсивный коммутатор содержит четыре транзистора: транзистор 1 (VT1) p-n-p проводимости и транзистор 2 (VT3) p-n-p проводимости, соединенные эмиттерами и подключенные к плюсу постоянного силового питающего напряжения, транзистор 3 (VT2) n-p-n проводимости и транзистор 4 (VT4) n-p-n проводимости, соединенные эмиттерами и подключенные к минусу постоянного силового питающего напряжения.The transistor reversing switch contains four transistors: transistor 1 (VT1) p-n-p conductivity and transistor 2 (VT3) p-n-p conductivity, connected by emitters and connected to the plus of a constant power supply voltage, transistor 3 (VT2) n-p-n conductivity and transistor 4 (VT4) n-p-n conductivity, connected by emitters and connected to the minus of the constant power supply voltage.

База транзистора 1 (VT1) p-n-p проводимости и база транзистора 4 (VT4) n-p-n проводимости через сопротивление 5 (R1) и сопротивление 6 (R4), соответственно, подключены к общей точке 7, которая подсоединена к аноду фотодиода оптопары 8 (VD1) и к катоду фотодиода оптопары 9 (VD4), при этом катод фотодиода оптопары 8 (VD1) подключен к плюсу силового питающего напряжения, а анод фотодиода оптопары 9 (VD4) подключен к минусу силового питающего напряжения. База транзистора 2 (VT3) p-n-p проводимости и база транзистора 3 (VT2) n-p-n проводимости через сопротивление 10 (R3) и сопротивление 11 (R2), соответственно, подключены к общей точке 12, которая подсоединена к аноду фотодиода оптопары 13 (VD3) и к катоду фотодиода оптопары 14 (VD2), при этом катод фотодиода оптопары 13 (VD3) подключен к плюсу силового питающего напряжения, а анод фотодиода оптопары 14(VD2) подключен к минусу силового питающего напряжения.The base of the transistor 1 (VT1) of p-n-p conductivity and the base of the transistor 4 (VT4) of n-p-n conductivity through resistance 5 (R1) and resistance 6 (R4), respectively, are connected to a common point 7, which is connected to the anode of the photodiode of the optocoupler 8 (VD1) and to the cathode of the photodiode of the optocoupler 9 (VD4), while the cathode of the photodiode of the optocoupler 8 (VD1) is connected to the plus of the power supply voltage, and the anode of the photodiode of the optocoupler 9 (VD4) is connected to the minus of the power supply voltage. The base of transistor 2 (VT3) of p-n-p conductivity and the base of transistor 3 (VT2) of n-p-n conductivity through resistance 10 (R3) and resistance 11 (R2), respectively, are connected to a common point 12, which is connected to the anode of the photodiode of the optocoupler 13 (VD3) and to the cathode of the photodiode of the optocoupler 14 (VD2), while the cathode of the photodiode of the optocoupler 13 (VD3) is connected to the plus of the power supply voltage, and the anode of the photodiode of the optocoupler 14 (VD2) is connected to the minus of the power supply voltage.

Коллекторы транзистора 1 (VT1) p-n-p проводимости и транзистора 4 (VT4) n-p-n проводимости объединены и подключены к первому входу 15 нагрузки 16 (Rн). Коллекторы транзистора 2 (VT3) p-n-p проводимости и транзистора 3 (VT2) n-p-n проводимости объединены и подключены к второму входу 17 нагрузки 16 (Rн).The collectors of the transistor 1 (VT1) p-n-p conductivity and transistor 4 (VT4) n-p-n conductivity are combined and connected to the first input 15 of the load 16 (Rn). The collectors of the transistor 2 (VT3) p-n-p conductivity and transistor 3 (VT2) n-p-n conductivity are combined and connected to the second input 17 of the load 16 (Rn).

Работа транзисторного реверсивного коммутатора происходит следующим образом.The operation of the transistor reversing switch is as follows.

Для прохождения тока через нагрузочное сопротивление в прямом направлении, указанном сплошной линией со стрелкой на фиг. 1, в момент времени t1 (фиг. 2) подаются сигналы на оптопары 9 (VD4) и 13 (VD3). Начинают протекать базовые токи, один из токов протекает по пути: плюс постоянного силового питающего напряжения, эмиттер транзистора 1 (VT1), база транзистора 1 (VT1), резистор 5 (R1), общая точка 7, оптопара 9 (VD4), минус постоянного силового питающего напряжения, что приводит к открытию транзистора 1 (VT1), транзистор 4 (VT4) при этом надежно заперт, другой базовый ток протекает по пути: плюс постоянного силового питающего напряжения, оптопара 13 (VD3), общая точка 12, резистор 11 (R2), база транзистора 3 (VT2), эмиттер транзистора 3 (VT2), минус постоянного силового питающего напряжения, что приводит к открытию транзистора 3 (VT2). Транзистор 2 (VT3) при этом надежно заперт. Так как транзисторы 1 (VT1) и 3 (VT2) открыты, начинает протекать коллекторный ток по следующему направлению через нагрузку 16 (Rн): плюс постоянного силового питающего напряжения, эмиттер транзистора 1 (VT1), коллектор транзистора 1 (VT1). вход 15 нагрузки 16 (Rн), нагрузка 16 (Rн), коллектор транзистора 3 (VT2), эмиттер транзистора 3 (VT2), минус постоянного силового питающего напряжения. В момент времени t2 (фиг. 2) перестают подаваться управляющие сигналы на оптопары 9 (VD4) и 13 (VD3), и происходит закрытие транзисторов 1 (VT1) и 3 (VT2). Для прохождения тока в обратном направлении через нагрузку 16 (Rн), указанного пунктирной линией со стрелкой (фиг. 1), в момент времени t3 (фиг. 2) подаются сигналы на оптопары 8 (VD1) и 14 (VD2). Начинают протекать базовые токи, один из токов протекает по пути: плюс постоянного силового питающего напряжения, оптопара 8 (VD1), общая точка 7, резистор 6 (R4), база транзистора 4 (VT4). Эмиттер транзистора 4 (VT4), минус постоянного силового питающего напряжения, что приводит к открытию транзистора 4 (VT4), транзистор 1 (VT1) при этом надежно заперт, другой базовый ток протекает по пути: плюс постоянного силового питающего напряжения, эмиттер транзистора 2 (VT3), база транзистора 2 (VT3), резистор 10 (R3), общая точка 12, оптопара 14 (VD2), минус постоянного силового питающего напряжения, что приводит к открытию транзистора 2 (VT3), транзистор 3 (VT2) при этом надежно заперт. Так как транзисторы 2 (VT3) и 4 (VT4) открыты, начинает протекать коллекторный ток через нагрузку 16 (Rн) по следующему пути: плюс постоянного силового питающего напряжения, эмиттер транзистора 2 (VT3), коллектор транзистора 2 (VT3), вход 17 нагрузки 16 (Rн), нагрузка 16 (Rн), коллектор транзистора 4 (VT4), эмиттер транзистора 4 (VT4), минус постоянного силового питающего напряжения. В момент времени t4 (фиг. 2) перестают подаваться управляющие сигналы на оптопары 8 (VD1) и 14 (VD2), и происходит закрытие транзисторов 2 (VT3) и 4 (VT4), затем цикл повторяется. В случае неправильной (одновременной) подачи управляющих сигналов на оптопары 8 (VD1) и 9 (VD4), исключено короткое замыкание силовой части схемы, поскольку ток в этом случае будет протекать по пути: плюс силового питающего напряжения, оптопара 8 (VD1), общая точка 7, оптопара 9 (VD4), минус силового питающего напряжения. Аналогично, в случае неправильной (одновременной) подачи управляющих сигналов на оптопары 13 (VD3) и 14 (VD2), исключено короткое замыкание силовой части схемы, поскольку ток в этом случае будет протекать по пути: плюс силового питающего напряжения, оптопара 13 (VD3), общая точка 12, оптопара 14 (VD2), минус силового питающего напряжения.For current to flow through the load resistance in the forward direction indicated by the solid line with an arrow in FIG. 1, at time t1 (Fig. 2), signals are applied to optocouplers 9 (VD4) and 13 (VD3). Base currents begin to flow, one of the currents flows along the path: plus DC power supply voltage, emitter of transistor 1 (VT1), base of transistor 1 (VT1), resistor 5 (R1), common point 7, optocoupler 9 (VD4), negative DC power supply voltage, which leads to the opening of transistor 1 (VT1), transistor 4 (VT4) is securely locked, another base current flows along the path: plus a constant power supply voltage, optocoupler 13 (VD3), common point 12, resistor 11 ( R2), the base of transistor 3 (VT2), the emitter of transistor 3 (VT2), minus the constant power supply voltage, which leads to the opening of transistor 3 (VT2). Transistor 2 (VT3) is securely locked. Since transistors 1 (VT1) and 3 (VT2) are open, the collector current begins to flow in the following direction through the load 16 (Rн): plus a constant power supply voltage, the emitter of transistor 1 (VT1), the collector of transistor 1 (VT1). input 15 load 16 (Rn), load 16 (Rn), collector of transistor 3 (VT2), emitter of transistor 3 (VT2), minus DC power supply voltage. At time t2 (Fig. 2), control signals to optocouplers 9 (VD4) and 13 (VD3) are no longer supplied, and transistors 1 (VT1) and 3 (VT2) close. To pass the current in the opposite direction through the load 16 (Rn), indicated by a dotted line with an arrow (Fig. 1), at the time t3 (Fig. 2) signals are sent to optocouplers 8 (VD1) and 14 (VD2). Base currents begin to flow, one of the currents flows along the path: plus a constant power supply voltage, optocoupler 8 (VD1), common point 7, resistor 6 (R4), base of transistor 4 (VT4). The emitter of transistor 4 (VT4), minus the constant power supply voltage, which leads to the opening of transistor 4 (VT4), transistor 1 (VT1) is securely locked, another base current flows along the path: plus a constant power supply voltage, the emitter of transistor 2 ( VT3), base of transistor 2 (VT3), resistor 10 (R3), common point 12, optocoupler 14 (VD2), minus the constant power supply voltage, which leads to the opening of transistor 2 (VT3), transistor 3 (VT2) while reliably locked. Since transistors 2 (VT3) and 4 (VT4) are open, the collector current begins to flow through the load 16 (Rn) along the following path: plus a constant power supply voltage, the emitter of transistor 2 (VT3), the collector of transistor 2 (VT3), input 17 load 16 (Rн), load 16 (Rн), collector of transistor 4 (VT4), emitter of transistor 4 (VT4), minus DC power supply voltage. At time t4 (Fig. 2), control signals to optocouplers 8 (VD1) and 14 (VD2) cease to be applied, and transistors 2 (VT3) and 4 (VT4) close, then the cycle repeats. In case of incorrect (simultaneous) supply of control signals to optocouplers 8 (VD1) and 9 (VD4), a short circuit of the power part of the circuit is excluded, since the current in this case will flow along the path: plus power supply voltage, optocoupler 8 (VD1), common point 7, optocoupler 9 (VD4), minus the power supply voltage. Similarly, in case of incorrect (simultaneous) supply of control signals to optocouplers 13 (VD3) and 14 (VD2), a short circuit of the power part of the circuit is excluded, since the current in this case will flow along the path: plus the power supply voltage, optocoupler 13 (VD3) , common point 12, optocoupler 14 (VD2), minus the power supply voltage.

Таким образом, предлагаемый транзисторный реверсивный коммутатор имеет преимущество перед реверсивным транзисторным мостом, выбранным в качестве прототипа, заключающееся в повышении надежности устройства путем использования пар транзисторов разной проводимости, что позволяет при подаче управляющих сигналов отпирать один из транзисторов и одновременно надежно запирать другой, таким образом, исключая возможность короткого замыкания силовой части схемы. Это также достигается введением цепочек, содержащих четыре оптопары, что позволяет отказаться от использования четырех изолированных источников постоянного тока в цепи база-эмиттер.Thus, the proposed transistor reversible switch has an advantage over the reversible transistor bridge chosen as a prototype, which consists in increasing the reliability of the device by using pairs of transistors of different conductivity, which allows one of the transistors to be unlocked when control signals are applied and the other one to be reliably locked, thus excluding the possibility of a short circuit of the power part of the circuit. This is also achieved by introducing strings containing four optocouplers, which eliminates the need for four isolated DC sources in the base-emitter circuit.

Claims

A transistor reversing switch containing four transistors, two of which are n-p-n transistors connected by emitters and connected to the minus of the constant power supply voltage, and these transistors are connected by collectors to different load inputs, characterized in that as the other two transistors of the transistor reversing The switch uses p-n-p transistors, and the emitters of these transistors are connected and connected to the plus of a constant power supply voltage, while the collectors of the first and fourth transistors are combined and connected to the first load input, and the collectors of the third and second transistors are combined and connected to the second load input, the base of the first transistor is connected to one of the terminals of the first resistor, the base of the fourth transistor is connected to one of the terminals of the fourth resistor, the second terminal of the first resistor and the second terminal of the fourth resistor are connected and connected to common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, of the first and fourth optocouplers connected in series, while the cathode of the photodiode of the first optocoupler is connected to the plus, and the anode of the fourth optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage, the base of the second transistor is connected to one of the terminals of the second resistor, the base of the third transistor is connected to one of the terminals of the third resistor, the second terminal of the second resistor and the second terminal of the third resistor are connected and connected to a common point, which is connected to the anode and cathode of the photodiodes, respectively, of the third and second optocouplers connected in series, while the cathode of the photodiode of the third optocoupler is connected to the plus, and the anode of the second optocoupler is connected to the minus of the power supply voltage.