SU1137578A1 - Мостовой переключатель - Google Patents

Abstract

МОСТОВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий четьфе управл емых ключевых элемента и стабилизатор тока, управл емые ключевые элементы включены в плечи моста, в Первую диагональ которого включен стабилизатор тока, первый вывод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключени  нагрузки , отличающийс  тем, что-, с целью повышени  точности коммутации , в него введены,обраэцовьй резистор , блок гальванической разв зки , два вентильных элемента, два дифференцирующих блока, два активных фильтра нижних частот и два управл емых аттенюатора, образцовьй резистор , выводы которого соединены с вторым выводом второй диагонали моста и второй шиной подключени  нагрузки , включен между входами блока гальванической разв зки, первьй выход блока гальванической разв зки соединен с вторым входом второго ди|1)ференцирующего блока и подключен к аноду первого вентильн.ого элемента катод которого соединен с первым входом первого дифференцирующего блока, второй выход блока гальванической разв зки соединен с вторым входом первого дифференцир ук дего блока и подключен к аноду второго вентильного элемента, катод которого соединен с первым входом второго дифференцирую (Л щего блока, выходы дифференцирующих блоков подключены к входам активных С фильтров нижних частот, выходы которых соединены с управл ющи1.1И входами управл емых аттенюаторов, входы управл емых аттенюаторов подключены к управл ющим шинам устройства, a выхо:Ад ды управл емых аттенюаторов соединены с попарно объединенными управл ющи :п ми входами управл емых ключевых элементов , включенных в противоположные ч1 плечи моста. эо

Description

Изобретение относитс  к электронной технике, а именно к электронной коммутационной технике, ч может быть использовано в прецизионных системах автоматического управлени  и контрол , например в цифровых аксельрометрах . Известен мостовой переключатель, содержащий коммутирующие транзисторы стабилизатор тока и блок управлеНИН , в одну пару противоположных пле мостовой схемы включены транзисторы, в другую пару противоположных плеч мостовой схемы включены сопротивлени  нагрузки, а стабилизатор тока включен в диагональ моста Щ Недостатком подобного устройства  вл етс  низка  точность коммутации. Наиболее близким по технической сущности и схемной реализации к изоб ретению  вл етс  мостовой переключатель , содержащий четыре управл емых ключевых элемента и стабилизатор тока , управл емые ключевые элементы включены в плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилиза тор тока, первьй вьгаод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключени  нагрузки 2 . . К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность ком мутации, что про вл етс  при использова:нии мостового переключател  в та ком режиме, когда выходным параметром  вл етс  величина среднего то ка в нагрузке. Причиной низкой точно ти коммутации  вл етс  зависимость времени переключени  (быстродействи  мостового переключател  от направлени  тока в нагрузке. Эта зависимость  вл етс  следствием того, что врем  отпирани  дл  используемых в электро ной технике ключей обычно отличаетс  от времени их запирани , что и приводит к динамической ошибке коммутации . Цель изобретени  - -повьтение точности коммутации. Дл  достижени  поставленной цели в мостовой переключатель, содержащий четыре управл емых ключевых элемента и стабилизатор тока, управл емые ключевые элементы включены в плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилизатор тока, первьй вьтод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключени  нагрузки, введены образцовый резистор , блок гальванической разв зки, два вентильных элемента, два дифференцирук дих блока, два активных фильтра нижних частот и два управл емых аттенюатора , образцовьй резистор, выводы которого соединены с вторым выводом второй диагонали и с второй шиной подключени  нагрузки, включен между входами блока гальванической разв зки, первый выход блока гальванической разв зки соединен с вторым входом второго дифференцирующего блока и подключен к аноду первого вентильного элемента, катюд которого соединен с первым входом первого дифференцирующего блока, второй выход блока гальванической разв зки соединен с вторым входом первого дифференциру} (щего блока и подключен к аноду второго вентильного элемента, катод которого соединен с первым, входом второго дифференцирующего блока, выходы дифференцирующих блоков подключены к входам активных фильтров нижних частот, выходы которых соединены с управл ющими входами управл емых аттенюаторов, входы управл емых аттенюаторов подключены к управл ю- щим шинам устройства, а выходы управл емых аттенюаторов соединены с попарно объединенными управл ющими входами управл емых ключевых элементов, включенных в противоположные плечи моста. Отметим, что возможно непосредственное использование первичной обмотки трансформатора в качестве образцового резистора. На чертеже изображена принципиальна  схема, иллюстрирующа  пример конкретной реализации предлагаемого устройства при использовании полевых транзисторов в качестве управл емых ключевых элементов и диодов в качестве вентильных элементов. 1 Мостовой переключатель содержит управл емые ключевые элементы 1-4, стабилизатор токи 5, образцовьй резистор 6, блок гальванической разв зки 7, вентильные элементы 8 и 9, дифференцирующие блоки 10 и 11, активные фильтры нижних частот 12 и 13, управл емые аттенюаторы 14 и 15. Блок гальванической разв зки 7 содержит трансформатор 16, выводы первичной обмотки 17 которого соединены с входами 18 и 19 блока гальванической разв зки, а выводы вторичной обмотки 20 которого соединены с выходами 21 и 22 блока, гальваническо разв зки. Управл квдие. входы управл  мых аттенюаторов 14 и 15 соединены с управл ющими шинами 23 и 24 устрой ства, а нагрузка (показана пунктиром ) подключена к шинам 25 и 26 подключени  нагрузки; первый и второй выходы 21 и 22 блока гальваниче кой разв зки соединены соответствен но с вторыми входами 27 и 28 второг и первого дифференцирующих блоков 11 и to соответственно, а катоды вентильных элементов 8 и 9 соединен с первыми входами 29 и 30 первого и второго дифференцирующих блоков 10 и 11 соответственно; выходы 31 и 32 дифференцирующих блоков 10 и 11 соединены с входами 33 и 34 активных фильтров нижних частот 12 и 13, выхо ды 35 и 36 которых соединены с управл ющими входами управл емых аттенюаторов 14 и 15. Мостовой переключатель функционирует следующим образом. На управл ющие шины 23 и 24 устройства поступают парафазные управл ющие сигналы. С выходов управл емых аттенюаторов 14 и 15 эти парафаз ные сигналы поступают на затворы полег вых транзисторов 1-4 (т.е. .на управг л ющие входы управл емых ключевых эл ментов) , осуществл   поочередное отпирание пар .полевых транзисторов, включённых в противоположные плечи моста. В один полупёриод отпираютс  полевые транзисторы 1 и 4 а в другой - полевые транзисторы 2 и 3: В зависимости от того, кака  пара полевых транзисторов открыта, измён етс  направление тока в нагрузке. : Сигнал с образцового резистора,вкл ченного последовательно с нагрузкой. через блок 7 гальванической разв зки (который предотвращает yiечку тока из прецизионной цепи стабилизатора тока 5) и вентильные элементы 8 и 9 поступает на входы 28 и 29 первого дифференцируницего блока 10 и входы 27 и 30 второго дифференцирующего блока 11. На входе 30 первого дифференцирующего блока 10 вьдел ютс  сигналы,амплитуда которых обратно пропорциональна длительности фронта импульсов на образцовом резисторе 6, а следовательно, и на нагрузке . Амплитуда импульсов на выходе 32 второго дифференцирукицего блока 11 обратно пропорциональна длительности спада упом нутых импульсов. С выходов 35 и 36 активных фильтров нижних частот 12 и 13 напр жение, определ емое длительностью фронта или спада импульсов в нагрузке, поступает на управл ющие входы уцравл емых аттенюаторов 14 и 15. Это ведет к изменению коэффициента ослаблени  управл емых аттенюаторов, а следовательно , к изменению амплитуды управл ющих импульсов, поступающих на затворы полевых транзисторов. Изменение управл ющего напр жени  на затворах полевых транзисторов 1-4 обеспечивает выравнивание их времен отпирани  и запирани . Положительным эффектом предпожен- ного технического -решени   вл етс  повышение тоности коммутации. Этот эффект про вл етс  в том случае, когда выходным параметром мостового переключател   вл етс  среднее значение тока в нагрузке. Повьлаение точности коммутации  вл етс  следствием того,что в описанном устройстве длительности фронта и спада сигнтла в нагрузке поддерживаютс  равными, что исключает динамическую ошибку коммутации.

Claims (1)

1. МОСТОВОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий четыре управляемых ключевых элемента и стабилизатор тока, управляемые ключевые элементы включены в плечи моста, в первую диагональ которого включен стабилизатор тока, первый вывод второй диагонали моста соединен с первой шиной подключения¹ нагрузки , отличающийся тем, что-, с целью повышения точности коммутации, в него введены,образцовый резистор, блок гальванической развязки, два вентильных элемента, два дифференцирующих блока, два активных фильтра нижних частот и два управляемых аттенюатора, образцовый ре- зистор, выводы которого соединены с вторым выводом второй диагонали моста и второй шиной подключения нагрузки, включен между входами блока гальванической развязки, первый выход блока гальванической развязки соединен с вторым входом второго дифференцирующего блока и подключен к аноду первого вентильн.ого элемента, катод которого соединен с первым входом первого дифференцирующего блока, второй выход блока гальванической развязки соединен с вторым входом первого дифференцирующего блока и подключен к аноду второго' вентильного элемента, катод которого соединен с первым входом второго дифференцирующего блока, выходы дифференцирующих блоков подключены к входам активных фильтров нижних частот, выходы которых соединены с управляющими входами управляемых аттенюаторов, входы управляемых аттенюаторов подключены к управляющим шинам устройства, а выходы управляемых аттенюаторов соединены с попарно объединенными управляющими входами управляемых ключевых элементов, включенных в противоположные плечи моста.

   >

   1 1137578 2