RU2602368C1 - Controlled switch of electric circuit elements - Google Patents

Controlled switch of electric circuit elements Download PDF

Info

Publication number
RU2602368C1
RU2602368C1 RU2015135562/08A RU2015135562A RU2602368C1 RU 2602368 C1 RU2602368 C1 RU 2602368C1 RU 2015135562/08 A RU2015135562/08 A RU 2015135562/08A RU 2015135562 A RU2015135562 A RU 2015135562A RU 2602368 C1 RU2602368 C1 RU 2602368C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
operational amplifier
voltage
resistor
common
Prior art date
Application number
RU2015135562/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2015135562/08A priority Critical patent/RU2602368C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602368C1 publication Critical patent/RU2602368C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/163—Soft switching
    • H03K17/164—Soft switching using parallel switching arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/22—Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/602—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/62—Switching arrangements with several input- output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • H03K17/6221—Switching arrangements with several input- output-terminals, e.g. multiplexers, distributors combined with selecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/66—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/665—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only
    • H03K17/666—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor
    • H03K17/668—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor in a symmetrical configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0002—Multistate logic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to computer engineering, information-measurement equipment, automation and industrial electronics. For this purpose a controlled switch of electric circuit elements includes an additional operational amplifier, an inverting input of which is connected to a common lead of the second, the fourth resistors and an inverting input of the available operational amplifier, the latter output is connected to a non-inverting input of the additional operational amplifier, to its output a free lead of the fourth resistor is connected, a lead for the positive supply voltage of the additional operational amplifier is connected to the common lead of the first controlled key and the lead of the existing operational amplifier for connection of the positive supply voltage, a lead for the negative supply voltage of the additional operational amplifier is connected to the common lead of the second controlled key and the lead of the existing operational amplifier for connection of the negative supply voltage.
EFFECT: reducing the value of direct resistance and reducing the value of residual voltage of the controlled switch of electric circuit elements.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Оно может быть использовано, в частности, для коммутации резисторов в цифроаналоговых преобразователях, в мостовых цепях для определения параметров двухполюсников и параметров схемы замещения датчиков.The invention relates to computing, information technology, automation and industrial electronics. It can be used, in particular, for switching resistors in digital-to-analog converters, in bridge circuits for determining the parameters of two-terminal devices and the parameters of the sensor equivalent circuit.

Известен детектор на транзисторном ключе (Груздев С.В., Пронин Е.М. Импульсная тензометрия. - М.: Энергия, 1976, рис. 32 на стр 45 [1]), содержащий последовательно соединенные входной резистор, ключ на двух компенсированных транзисторах и конденсатор, а также трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с общим выводом коллекторов двух транзисторов, а другой - с общим выводом, баз двух транзисторов, на первичную обмотку трансформатора подается сигнал управления.Known detector on a transistor key (Gruzdev S.V., Pronin EM. Pulse tensometry. - M .: Energy, 1976, Fig. 32 on page 45 [1]), containing a series-connected input resistor, a key on two compensated transistors and a capacitor, as well as a transformer, one of the terminals of the secondary winding of which is connected to the common output of the collectors of two transistors, and the other to the common output of the bases of two transistors, a control signal is supplied to the primary winding of the transformer.

Недостатком его является отсутствие возможности поддержания транзисторного ключа в замкнутом состоянии продолжительное время. Это связано с наличием трансформатора в цепи управления транзисторами. Трансформатор не трансформирует постоянные напряжения. А трансформация длительных неизменяющихся напряжений приводит к таким большим габаритным размерам и весу трансформатора, что он становится конструктивно несовместимым с остальной схемой и с элементами изделия.Its disadvantage is the inability to maintain the transistor switch in a closed state for a long time. This is due to the presence of a transformer in the transistor control circuit. The transformer does not transform constant voltages. And the transformation of long-term unchanging voltages leads to such large overall dimensions and weight of the transformer that it becomes structurally incompatible with the rest of the circuit and with the elements of the product.

Известна схема компенсированного ключа (Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника. - М: Высшая школа, 2004, рис. 7.16, стр. 558 [2]), содержащая последовательно соединенные источник входного напряжения, резистор и два транзистора, а также трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с общим выводом коллекторов двух транзисторов, другой вывод ее через резистор соединен с базой первого транзистора, а также этот вывод через другой резистор соединен с базой второго транзистора.A known compensated key circuit (Gusev VG, Gusev Yu.M. Electronics and microprocessor technology. - M: Higher school, 2004, Fig. 7.16, p. 558 [2]), containing a series-connected input voltage source, resistor and two transistors, as well as a transformer, one of the terminals of the secondary winding of which is connected to the common terminal of the collectors of two transistors, the other terminal through a resistor is connected to the base of the first transistor, and this terminal is connected through the other resistor to the base of the second transistor.

Недостатком ее является отсутствие возможности поддержания транзисторного ключа в замкнутом состоянии продолжительное время.Its disadvantage is the inability to maintain the transistor switch in a closed state for a long time.

Известна измерительная схема моста узкого диапазона (Малиновский В.Н. Цифровые мосты. - М.: Энергия, 1976, рис. 3-7, стр. 106 [3]), содержащая четырехплечий электрический мост, две клеммы для подключения формирователя питающего напряжения моста и требующееся число параллельно включенных цепей из последовательно соединенных резистора и ключа, эти цепи включаются параллельно резистору плеча с уравновешивающими элементами мостовой цепи.A known measuring circuit of a narrow range bridge (Malinovsky VN Digital bridges. - M .: Energia, 1976, Fig. 3-7, p. 106 [3]), containing a four-arm electrical bridge, two terminals for connecting a bridge voltage driver and the required number of parallel-connected circuits from a series-connected resistor and a key, these circuits are connected parallel to the shoulder resistor with balancing elements of the bridge circuit.

Недостатком ее является понижение точности измерения из-за составляющих погрешности от реального прямого сопротивления ключа (сопротивления ключа в замкнутом состоянии), от реального обратного сопротивления ключа (сопротивления ключа в разомкнутом состоянии), и от остаточного напряжения ключа (напряжение на ключе в замкнутом состоянии).Its disadvantage is a decrease in measurement accuracy due to error components from the real direct resistance of the key (key resistance in the closed state), from the real reverse resistance of the key (resistance of the key in the open state), and from the residual voltage of the key (voltage on the key in the closed state) .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа управляемый коммутатор элементов цепи [Патент РФ №2510571 НОЗК 17/16. Управляемый коммутатор элементов цепи /Г.И. Передельский. - Опубл. в Бюл., 2014, №9], содержащий коммутируемую электрическую цепь, подключенную к инвертирующему входу операционного усилителя, питается приведенная цепь, от формирователя питающего напряжения от двух источников постоянного положительного и отрицательного напряжений подаются на операционный усилитель через транзисторные управляемые ключи, управляющие сигналы, на которые подаются от формирователя управляющих напряжений, на вход которого поступают входные сигналы.The closest in technical essence and the achieved result is selected as a prototype managed switch circuit elements [RF Patent No. 2510571 NOZK 17/16. Managed switch circuit elements / G.I. Peredelsky. - Publ. in Bul., 2014, No. 9], containing a switched electric circuit connected to the inverting input of the operational amplifier, the reduced circuit is fed, from the supply voltage shaper from two sources of constant positive and negative voltage are supplied to the operational amplifier through transistor controlled keys, control signals, which are supplied from the shaper control voltages, the input of which receives input signals.

Недостатком его является конечное (не идеальное) значение прямого сопротивления и конечное (не идеальное) значение остаточного напряжения. Остаточное напряжение его определяется выражениемIts disadvantage is the final (not ideal) value of the direct resistance and the final (not ideal) value of the residual voltage. Its residual stress is determined by the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где Uист - напряжение источника, питающего электрическую цепь,wherein U ist - source voltage supplying electrical circuit

R1,R2,R3 - сопротивления электрической цепи, R6 - сопротивление в цепи отрицательной обратной связи и K - коэффициент усиления операционного усилителя. В сложившемся реальном понимании прямое сопротивление здесь отсутствует. Косвенно его можно определить какR 1 , R 2 , R 3 are the resistances of the electric circuit, R 6 is the resistance in the negative feedback circuit, and K is the gain of the operational amplifier. In the current real sense, there is no direct resistance here. Indirectly, it can be defined as

Figure 00000002
Figure 00000002

где IR2 - сила электрического тока, протекающего через сопротивление R2. Недостатком его является наличие прямого сопротивления коммутатора и наличие остаточного напряжения, значения которых имеется возможность уменьшить.where I R2 is the strength of the electric current flowing through the resistance R2. Its disadvantage is the presence of direct resistance of the switch and the presence of residual voltage, the values of which can be reduced.

Задача, на решении которой направлено изобретение, состоит в уменьшении значения прямого сопротивления и в уменьшении значения остаточного напряжения управляемого коммутатора элементов электрической цепи.The problem to which the invention is directed is to reduce the value of direct resistance and to reduce the value of the residual voltage of the controlled switch of the elements of the electric circuit.

Это достигается тем, что в управляемый коммутатор элементов электрической цепи, содержащий электрическую цепь с коммутируемым элементом, формирователь питающего цепь напряжения, операционный усилитель, два источника питающих постоянных напряжений положительной и отрицательной полярности, два управляемых ключа и формирователь управляющих напряжений для этих ключей, электрическая цепь, в частности, состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов, к их общему выводу подключен третий резистор, свободный вывод которого соединен с «землей», формирователь питающего цепь напряжения, выход которого соединен со свободным выводом первого резистора, а общая шина заземлена, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со свободным выводом второго резистора, неинвертирующий вход заземлен, к общему выводу второго резистора и инвертирующего входа операционного усилителя подключен четвертый резистор, первый источник питающего постоянного напряжения положительной полярности и второй питающий источник отрицательной полярности, общие шины которых заземлены, первый и второй управляемые ключи, первый из них включен между выводом для положительного напряжения операционного усилителя и выходом первого источника питающего постоянного напряжения, второй - между выводом для отрицательного напряжения операционного усилителя и выходом второго источника питающего постоянного напряжения, формирователь управляющих напряжений для управляемых ключей, первый выход которого соединен со входом управления первого управляемого ключа, второй выход формирователя соединен со входом управления второго управляемого ключа, на вход формирователя подаются входные сигналы, общая шина его заземлена, введен дополнительный операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с общим выводом второго, четвертого резисторов и инвертирующего входа имеющегося операционного усилителя, с выходом последнего соединен неинвертирующий вход дополнительного операционного усилителя, к выходу его подключен свободный вывод четвертого резистора, вывод для положительного питающего напряжения дополнительного операционного усилителя соединен с общим выводом первого управляемого ключа и выводом имеющегося операционного усилителя для подключения положительного питающего напряжения, вывод для отрицательного питающего напряжения дополнительного операционного усилителя подключен к общему выводу второго управляемого ключа и выводу имеющегося операционного усилителя для подключения отрицательного питающего напряжения.This is achieved by the fact that in a controlled switch of elements of an electric circuit containing an electric circuit with a switched element, a driver of a supply voltage circuit, an operational amplifier, two sources of supply constant voltage of positive and negative polarity, two controlled keys and a driver of control voltages for these keys, an electric circuit , in particular, consists of series-connected first and second resistors, a third resistor is connected to their common terminal, the free terminal of which connected to the “ground”, the driver of the supply voltage circuit, the output of which is connected to the free output of the first resistor, and the common bus is grounded, the operational amplifier, the inverting input of which is connected to the free output of the second resistor, the non-inverting input is grounded, to the common output of the second resistor and inverting the input of the operational amplifier is connected to the fourth resistor, the first source of supply DC voltage of positive polarity and the second supply source of negative polarity, common buses to which are grounded, the first and second controlled keys, the first of them is connected between the output for the positive voltage of the operational amplifier and the output of the first source of supply DC voltage, the second is between the output for the negative voltage of the operational amplifier and the output of the second source of supply DC voltage, the driver of control voltages for controlled keys, the first output of which is connected to the control input of the first managed key, the second output of the driver is connected to the control input the second controlled key, input signals are fed to the input of the driver, its common bus is grounded, an additional operational amplifier is introduced, the inverting input of which is connected to the common output of the second, fourth resistors and the inverting input of the existing operational amplifier, the non-inverting input of the additional operational amplifier is connected to the output of the latter, the output of the fourth resistor is connected to its output, the output for the positive supply voltage of an additional operational amplifier The spruce is connected to the common terminal of the first controlled key and the terminal of the existing operational amplifier for connecting the positive supply voltage, the terminal for the negative voltage of the additional operational amplifier is connected to the common terminal of the second controlled key and the terminal of the existing operational amplifier for connecting the negative voltage.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1).The invention is illustrated in the drawing (Fig. 1).

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи содержит коммутируемую электрическую цепь из последовательно соединенных первого 1 и второго 2 резисторов, к общему выводу которых подключен резистор 3, свободный вывод последнего заземлен. Оба инвертирующих входа двух операционных усилителей 4 и 5 соединены со свободным выводом резистора 2. Неинвертирующий вход первого из них (4) заземлен, а выход подключен к неинвертирующему входу второго (5) операционного усилителя. Между выходом его и общим выводом резистора 2 и двух инвертирующих входов включен резистор 6 (резистор, в цепи отрицательной обратной связи). К сводному выводу резистора 1 подключен выход источника 7 напряжения, питающего электрическую цепь. Общая шина этого источника заземлена. В коммутаторе также имеются источник 8 постоянного положительного напряжения и источник 9 постоянного отрицательного напряжения, общие шины которых заземлены. Между выходом источника 8 и общим выводом двух выводов для подключения положительного питающего напряжения операционных усилителей включен управляемый ключ 10, а между выходом источника 9 и общим выводом двух выводов для подключения отрицательного питающего напряжения операционных усилителей - управляемый ключ 11. Управляющий вход ключа 10 соединен с первым выходом формирователя 12 управляющих напряжений, а управляющий вход ключа 11 - со вторым выходом этого формирователя, общая шина формирователя заземлена. На вход формирователя 12 управляющих напряжений подаются входные сигналы еВХ.The managed switch of the elements of the electric circuit contains a switched electric circuit of series-connected first 1 and second 2 resistors, to the common terminal of which a resistor 3 is connected, the free terminal of the latter is grounded. Both inverting inputs of two operational amplifiers 4 and 5 are connected to the free terminal of resistor 2. The non-inverting input of the first of them (4) is grounded, and the output is connected to the non-inverting input of the second (5) operational amplifier. Between its output and the common output of resistor 2 and two inverting inputs, resistor 6 is connected (resistor, in the negative feedback circuit). The combined output of the resistor 1 is connected to the output of a voltage source 7 supplying an electric circuit. The common bus of this source is grounded. The switch also has a constant positive voltage source 8 and a constant negative voltage source 9, the common buses of which are grounded. A managed key 10 is connected between the output of source 8 and the common output of two conclusions for connecting the positive supply voltage of the operational amplifiers, and a managed key 11 is connected between the output of the source 9 and the general output of two conclusions for connecting the negative supply voltage of the operational amplifiers. The control input of the key 10 is connected to the first the output of the driver 12 of the control voltage, and the control input of the key 11 with the second output of this driver, the common bus of the driver is grounded. At the input of the shaper 12 control voltages the input signals e BX .

При отсутствии входного сигнала формирователя 12 управляющих напряжений (еВХ=0) на каждом из двух его выходов напряжение отсутствует, и оба управляемых ключа находятся в разомкнутом состоянии. Это исходное состояние схемы.In the absence of an input signal from the driver 12 of the control voltage (e BX = 0), there is no voltage at each of its two outputs, and both controlled keys are in the open state. This is the initial state of the circuit.

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи работает следующим образом. При воздействии входного сигнала (еВХ≠0) на вход формирователя 12 управляющих импульсов управляющие напряжения с обоих выходов этого формирователя переводят управляемые ключи 10 и 11 в проводящие состояние и на операционные усилители через них подаются питающие постоянные напряжения положительной и отрицательной полярности с выходов двух источников 8 и 9 постоянного напряжения. При большом коэффициенте усиления операционного усилителя в общем случае разностное напряжение между двумя его входами стремится к нулю. В данном случае в схеме имеются два операционных усилителя 4 и 5, их общий коэффициент усиления Kобщ равен произведению коэффициентов усиления K4 и K5 каждого операционного усилителяManaged switch elements of the electric circuit operates as follows. When the input signal (e BX ≠ 0) is applied to the input of the shaper 12 of the control pulses, the control voltages from both outputs of this shaper translate the controlled keys 10 and 11 into a conducting state and supply operational amplifiers with positive and negative polarities from the outputs of two sources 8 and 9 constant voltage. With a large gain of the operational amplifier, in the general case, the difference voltage between its two inputs tends to zero. In this case, the circuit has two operational amplifiers 4 and 5, their total gain K total equal to the product of the gain K 4 and K 5 of each operational amplifier

Figure 00000003
Figure 00000003

Тогда в еще большей степени разностное напряжение между двумя входами операционного усилителя 4 стремится к нулю. Неинвертирующий вход его заземлен, тогда имеется эффект подключения неинвертирующего входа и подключенного к нему вывода коммутируемого резистора 2 к «земле» (виртуальный нуль). Остаточным напряжением здесь является весьма малое разностное напряжение между входами операционного усилителя 4, по сути напряжение относительно земли на инвертирующем входе этого усилителя. Оно равноThen, to an even greater extent, the difference voltage between the two inputs of the operational amplifier 4 tends to zero. Its non-inverting input is grounded, then there is the effect of connecting the non-inverting input and the output of the switched resistor 2 connected to it to the "ground" (virtual zero). The residual voltage here is a very small differential voltage between the inputs of the operational amplifier 4, in fact, the voltage relative to the ground at the inverting input of this amplifier. It is equal

Figure 00000004
Figure 00000004

где Uист - напряжение источника 7, питающего электрическую цепь,where U East - the voltage of the source 7, which feeds the electric circuit,

R1,R2,R3 - сопротивления резисторов 1, 2 и 3, R6 - сопротивление резистора 6 в цепи отрицательной обратной связи. Это остаточное напряжение получается исчезающе малым, т.к. в знаменателе (4) находится произведение двух коэффициентов усиления K4 и K5, имеющих, как известно, весьма большие значения.R 1 , R 2 , R 3 - the resistance of the resistors 1, 2 and 3, R 6 - the resistance of the resistor 6 in the negative feedback circuit. This residual stress is negligible, since in the denominator (4) is the product of two gain factors K 4 and K 5 , which are known to have very large values.

В сложившемся реальном понимании прямое сопротивление в рассматриваемой схеме управляемого коммутатора отсутствует. Косвенно его можно определить какIn the current real understanding, there is no direct resistance in the controllable switch circuit under consideration. Indirectly, it can be defined as

Figure 00000005
Figure 00000005

где IR2 - сила электрического тока через сопротивление R2.where I R2 is the electric current through the resistance R 2 .

Значение прямого сопротивления тоже получается исчезающе малым, т.к. знаменатель в (5) представляет собой произведение весьма больших значений K4 и K5.The value of the direct resistance also turns out to be vanishingly small, because the denominator in (5) is a product of very large values of K 4 and K 5 .

Операционные усилители и в прототипе, и в рассматриваемой схеме можно выбрать одинаковыми, тогда K4=K и K5=K. Сопоставление формул (1) и (4), а также (2) и (5) показывает, что остаточное напряжение и прямое сопротивление в рассматриваемой схеме во много раз меньше, чем в прототипе из-за наличия в знаменателях в (4) и (5) коэффициента усиления.Operational amplifiers in the prototype and in the considered circuit can be chosen the same, then K 4 = K and K 5 = K. A comparison of formulas (1) and (4), as well as (2) and (5) shows that the residual voltage and direct resistance in the circuit under consideration are many times smaller than in the prototype due to the presence of denominators in (4) and ( 5) gain.

После окончания входного сигнала (еВХ=0) управляемые ключи 10 и 11 переходят в непроводящее состояние и операционные усилители 4 и 5 отключаются от питающих источников 8 и 9. Тогда коммутируемый резистор 2 отключен от «земли» и отделяется от «земли» несколькими р-n переходами транзисторов операционных усилителей в непроводящем электрический ток состоянии. Для увеличения значения обратного сопротивления можно выбрать операционные усилители с полевыми транзисторами на входе. В общем случае значения обратных сопротивлений в прототипе и в рассматриваемой схеме сопоставимы между собой.After the end of the input signal (e BX = 0), the controlled keys 10 and 11 go into a non-conductive state and the operational amplifiers 4 and 5 are disconnected from the supply sources 8 and 9. Then, the switched resistor 2 is disconnected from the ground and separated from the ground by several p -n transitions of transistors of operational amplifiers in a non-conductive state of electric current. To increase the value of reverse resistance, you can choose operational amplifiers with field effect transistors at the input. In the General case, the values of the inverse resistances in the prototype and in the considered circuit are comparable.

Таким образом, управляемый коммутатор элементов электрической цепи позволяет существенно уменьшить значения остаточного напряжения и прямого сопротивления относительно известных схемотехнических решений.Thus, the controlled commutator of the elements of the electric circuit can significantly reduce the values of residual voltage and direct resistance relative to known circuit solutions.

Claims (1)

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи, содержащий электрическую цепь с коммутируемым элементом, формирователь питающего цепь напряжения, операционный усилитель, два источника питающих постоянных напряжений положительной и отрицательной полярности, два управляемых ключа и формирователь управляющих напряжений для этих ключей, электрическая цепь состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов, к их общему выводу подключен третий резистор, свободный вывод которого соединен с «землей», формирователь питающего цепь напряжения, вывод которого соединен со свободным выводом первого резистора, а общая шина заземлена, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со свободным выводом второго резистора, неинвертирующий вход заземлен, к общему выводу второго резистора и инвертирующего входа операционного усилителя подключен четвертый резистор, первый источник питающего постоянного напряжения положительной полярности и второй питающей источник отрицательной полярности, общие шины которых заземлены, первый и второй управляемые ключи, первый из них включен между выводом для положительного напряжения операционного усилителя и выходом первого источника питающего постоянного напряжения, второй - между выводом для отрицательного напряжения операционного усилителя и выходом второго источника питающего постоянного напряжения, формирователь управляющих напряжений для управляемых ключей, первый выход которого соединен со входом управления первого управляемого ключа, второй выход формирователя соединен со входом управления второго управляемого ключа, на вход формирователя подаются входные сигналы, общая шина его заземлена, отличающийся тем, что в него введен дополнительный операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с общим выводом второго, четвертого резисторов и инвертирующего входа имеющегося операционного усилителя, с выходом последнего соединен неинвертирующий вход дополнительного операционного усилителя, к выходу его подключен свободный вывод четвертого резистора, вывод для положительного питающего напряжения дополнительного операционного усилителя соединен с общим выводом первого управляемого ключа и выводом имеющегося операционного усилителя для подключения положительного питающего напряжения, вывод для отрицательного питающего напряжения дополнительного операционного усилителя подключен к общему выводу второго управляемого ключа и выводу имеющегося операционного усилителя для подключения отрицательного питающего напряжения. A controlled switch of elements of an electric circuit, comprising an electric circuit with a switched element, a driver of a supply voltage circuit, an operational amplifier, two sources of supply constant voltage of positive and negative polarity, two controlled keys and a driver of control voltages for these keys, the electrical circuit consists of a series of connected first and the second resistors, a third resistor is connected to their common output, the free output of which is connected to the “ground”, the shaper emitting a voltage circuit, the output of which is connected to the free output of the first resistor, and the common bus is grounded, an operational amplifier whose inverting input is connected to the free output of the second resistor, the non-inverting input is grounded, the fourth resistor is connected to the common output of the second resistor and the inverting input of the operational amplifier, the first a source of direct current supply of positive polarity and a second supply source of negative polarity, the common buses of which are grounded, the first and second control keys, the first of them is connected between the output for the positive voltage of the operational amplifier and the output of the first source of supply DC voltage, the second is between the output for the negative voltage of the operational amplifier and the output of the second source of supply DC voltage, a driver of control voltages for the controlled keys, the first output of which is connected with the control input of the first managed key, the second output of the driver is connected to the control input of the second managed key, on the shaper’s stroke the input signals are fed, its common bus is grounded, characterized in that an additional operational amplifier is introduced into it, the inverting input of which is connected to the common output of the second, fourth resistors and the inverting input of the existing operational amplifier, the non-inverting input of the additional operational amplifier is connected to the output of the latter, the output of the fourth resistor is connected to its output, the output for the positive supply voltage of an additional operational amplifier is connected n with a common terminal of the first controllable switch and the output of the operational amplifier available for connection of positive supply voltage terminal for a negative supply voltage of additional operational amplifier is connected to the common terminal of the second controllable switch and output the available operational amplifier to connect the negative supply voltage.
RU2015135562/08A 2015-08-21 2015-08-21 Controlled switch of electric circuit elements RU2602368C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135562/08A RU2602368C1 (en) 2015-08-21 2015-08-21 Controlled switch of electric circuit elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135562/08A RU2602368C1 (en) 2015-08-21 2015-08-21 Controlled switch of electric circuit elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602368C1 true RU2602368C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57759938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015135562/08A RU2602368C1 (en) 2015-08-21 2015-08-21 Controlled switch of electric circuit elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602368C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734322C1 (en) * 2019-12-19 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "ПАРАМЕРУС" Device and method of control of high-voltage semiconductor switching device
CN113328739A (en) * 2020-02-28 2021-08-31 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 USB-PD power interface and associated method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1234959A1 (en) * 1984-09-03 1986-05-30 Предприятие П/Я В-8542 Switching device
US4642553A (en) * 1984-04-20 1987-02-10 Jeumont-Schneider Corporation Commutator containing a semiconductor with unidirectional current and bidirectional voltage, and with controlled interruption and automatic ignition
RU2258302C2 (en) * 2003-07-22 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Voltage commutator with protection from current overload
RU2510571C1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled circuit element switch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4642553A (en) * 1984-04-20 1987-02-10 Jeumont-Schneider Corporation Commutator containing a semiconductor with unidirectional current and bidirectional voltage, and with controlled interruption and automatic ignition
SU1234959A1 (en) * 1984-09-03 1986-05-30 Предприятие П/Я В-8542 Switching device
RU2258302C2 (en) * 2003-07-22 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Voltage commutator with protection from current overload
RU2510571C1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled circuit element switch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734322C1 (en) * 2019-12-19 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "ПАРАМЕРУС" Device and method of control of high-voltage semiconductor switching device
CN113328739A (en) * 2020-02-28 2021-08-31 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 USB-PD power interface and associated method
CN113328739B (en) * 2020-02-28 2023-08-04 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 USB-PD power interface and associated method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101918338B1 (en) Sensor device
US8988063B2 (en) System and method for current measurement in the presence of high common mode voltages
RU2602368C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
US10803911B2 (en) Low offset current sense amplifier
Misurec et al. Schmitt trigger with controllable hysteresis using current conveyors
RU2610298C1 (en) Controlled switch of voltages carrying information
RU2602396C1 (en) Digital-to-analogue converter
RU2510571C1 (en) Controlled circuit element switch
US10205378B2 (en) Circuit and method for high-accuracy current sensing
JP5955432B1 (en) Electronic load device
RU2660601C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
US10045420B2 (en) Current balancing system for semiconductor elements in parallel
RU2699581C2 (en) Controlled switch of voltages carrying information
CN109564139B (en) Sensor device
RU2628994C1 (en) Controlled mains element switch
RU170159U1 (en) Hardware implementation of an artificial neuron
RU2604879C9 (en) Non-inverting voltage repeater
RU2645867C1 (en) Measuring bridge with increase speed of response
JP2016090379A (en) measuring device
RU2602374C1 (en) Analogue integrator
RU2693291C1 (en) Sampling and storage device
US20220341973A1 (en) Temperature-insensitive current sensing for power stage
RU2495442C1 (en) Bridge measuring device of parameters of bipoles
RU2427847C1 (en) Bridge resistor gauge of three resistance transducers
RU2646377C1 (en) Analogue integrator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170822