SU1246359A1

SU1246359A1 - Device for reversing current

Info

Publication number: SU1246359A1
Application number: SU853835226A
Authority: SU
Inventors: Юрий Григорьевич Бондаренко; Игорь Владимирович Лукашевич
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4220
Priority date: 1985-01-02
Filing date: 1985-01-02
Publication date: 1986-07-23

Abstract

Устройство относитс к элбктрон- ной коммутационной технике. Может быть использовано в устройствах автоматического -регулировани дл реверсировани нормированных значений тока. Целью изобретени вл етс расширение диапазона коммутируемых наг33 рузок. Дл этого в устройство, содержащее мостовой переключатель 1 на ЩП-транзисторах 2 и 5, инвертирующие каскады 6 и 7,стабилизатор тока 1C, ;инвертор 11, введены инвертирукндий усилитель 15, построенный на базе операционного усилител с отрицательной обратной св зью; регулирующий элемент 16; истоковый повторитель 12, выполненный на НЦП-транзисторе 13 и- . на резистивном делителе напр жени 14. Инвертирующие каскады 6 и 7 выполнены на h -р-h -транзисторе 8 и резисторе 9. МДП-транзистор 13 того же типа, что и МДП-транзйсторы мостового переключател . Регулирующий элемент выполнен на двух транзисторах и трех резисторах. На чертеже указаны: выводы мостового переключател в с Й1 25 (ЛThe device relates to an electrical switching technology. It can be used in auto-regulation devices for reversing the normalized current values. The aim of the invention is to expand the range of switched locks. To do this, a device containing a bridge switch 1 on SchP transistors 2 and 5, inverting cascades 6 and 7, a current regulator 1C,; inverter 11, is introduced into an inverter amplifier 15, built on the basis of an operational amplifier with negative feedback; regulatory element 16; the source follower 12, made on the NCP transistor 13 and-. resistive voltage divider 14. Inverting cascades 6 and 7 are made on an h-p-h transistor 8 and a resistor 9. The MOS transistor 13 is of the same type as the MIS transistors of the bridge switch. The regulating element is made on two transistors and three resistors. The drawing shows: the conclusions of the bridge switch in with J1 25 (L

Description

37, 38 и 21; обща шина 18, отрицательные полюсы 19, 20 и положительные полюсы 22,23 инвертирующих каскадов 6, 7, выход 24 регулирующего элемента, инвертирующий вход 25 ин-. вертирующего усилител м неинвертирующий вход 26, его выход 27, выводы регулирующего элемента 16 - управл ющий вход 28, первый 29 и второй 30 полюсы питани , положительна клемма источника питани 31 устройства.37, 38 and 21; common bus 18, negative poles 19, 20 and positive poles 22,23 inverting stages 6, 7, the output 24 of the regulating element, the inverting input 25 in-. non-inverting input 26; its output 27; the outputs of the regulating element 16 — the control input 28, the first 29 and the second 30 poles of the power supply, the positive terminal of the power source 31 of the device.

Изобретение относитс к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах автоматического регулировани дл реверсировани нормированных значений тока.The invention relates to electronic switching technology and can be used in automatic control devices for reversing normalized current values.

Цель изобретени - расширение диапазона коммутируемых нагрузок путем введени в мостовой управл емый переключатель истокового повторител на МДП-транзисторе, инвертирующего усилител и регулирующего элемента за счет отслеживани величины падени напр жени на нагрузке и соответствующего регулировани величины напр же- ки питани мостового переключател при сохранении допустимого напр жени управлени МДП-транзисторами мостового переключател .The purpose of the invention is to expand the range of switched loads by introducing a source follower on a MOS transistor, an inverting amplifier and a regulating element into the bridge controlled switch by tracking the voltage drop across the load and appropriately adjusting the voltage value of the bridge switch while maintaining the allowable voltage control of the MOSFET bridge transistors.

На чертеже показана принципиальна схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of the device.

Устройство содержит мостовой переключатель 1 на МДП-транзисторах 2-5, например, н-типа, первый 6 и второй 7 инвертирующие каскады, выполненные, , например, на и -Р-h-транзисторе 8 и резисторе 9, стабилизатор 10 тока, инвертор 11, истоковый повторитель 12, вьшолненный на МДП-транзисторе 13 того же типа, что и МДП-транзисторы мостового переключател , и на резис- тивном делителе 14 напр жени , инвертирующий усилитель 15, например, на базе операционного усилител с отрицательной обратной св зью, регулиру- к ций элемент 16.The device contains a bridge switch 1 on MOS transistors 2-5, for example, n-type, the first 6 and second 7 inverting cascades, performed, for example, on and -P-h transistor 8 and resistor 9, current stabilizer 10, inverter 11, a source follower 12 implemented on a MOS transistor 13 of the same type as the MOS transistors of a bridge switch, and on a resistive voltage divider 14, an inverting amplifier 15, for example, based on an operational amplifier with negative feedback, regulation element 16.

В первую диагональ мостового переключател 1 включена нагрузка. Между первым выводом 17 второй диагонаThe first diagonal of the bridge switch 1 includes the load. Between the first pin 17 of the second diagon

входы 32,, ЗА и выходы 35, 36 инвертирующих каскадов 6, 7, управл юща шина 33 устройства. Цель достигаетс за счет отслеживани величины падени напр жени на нагрузке и соответствующего регулировани величины напр жени питани мостового переключател при сохранении допустимого напр жени управлени ВДП-транзис- торами мостового переключател .- 4 з.п , 1 ил.inputs 32, FOR and outputs 35, 36 of inverting stages 6, 7, control bus 33 of the device. The goal is achieved by monitoring the magnitude of the voltage drop across the load and appropriately adjusting the voltage value of the power supply of the bridge switch while maintaining the permissible control voltage of the VDP transistors of the bridge switch. 4 hp, 1 sig.

8eight

5 five

15 15

20 20

30 35 30 35

2525

ли мостового переключател 1 на МДП- транзисторах, к которому подключен затвор М,ЦП-транзистора 13 истокового повторител 12, и общей шиной 18, к которой подключены отрицательные полюсы 19 и 20 питани инвертирующих каскадов 6 и 7, включен стабилизатор 10 тока. Второй вывод 21 второй диагонали мостового переключател 1-на МДП-транзисторах соединен с положительным полюсами 22 и 23 питани инвертирующих каскадов 6 и 7, со стоком М,ЦП-транзистора 13 истокового повторител 12 и подключен к выходу 24 регулирующего элемента 16.whether the bridge switch 1 on the MIS transistors, to which the gate M is connected, the CPU transistor 13 of the source follower 12, and the common bus 18, to which the negative poles 19 and 20 of the power of the inverting stages 6 and 7 are connected, has a current stabilizer 10. The second terminal 21 of the second diagonal of the bridge switch 1 on MOS transistors is connected to the positive poles 22 and 23 of the power supply of inverting stages 6 and 7, to the drain M, the CPU transistor 13 of the source follower 12 and connected to the output 24 of the regulating element 16.

Ме:жду истоком МДП-транзистора 13 истокового повторител 12 и общей шиной 18 включен резистивный дели7 тель 14 напр жени , средн точка которого подключена к инвертирующему входу 25 инвертирующего усилител 15, неинвертирующий вход 26 и выход 27 которого подключены соответственно к общей шине 18 и управл ющему входу 28 регулирующего элемента 16, первый 29 и второй 30 полюсы питани которого подключены соответственно к положительной клемме 31 источника питани устройства и к общей шине 18. Вход 32 первого инвертирующего каскада 6 подключен к управл ющей шине 33 устройства и к входу инвертора 11, вьпГод .которого подключен к входу 34 второго инвертирующего каскада 7. Выходы 35 и 36 инвертирующих каскадов 6 и 7 подключены соответственно к попарно объердненным затворам МДП-транзисто- ров 2 и 5, 3 и 4, образующим соответ- .твенно первьш 37 и второй 38 управл ющие чател .Me: I wait for the source of the MOS transistor 13 of the source follower 12 and the common bus 18 includes a resistive divider 14 of the voltage, the midpoint of which is connected to the inverting input 25 of the inverting amplifier 15, the non-inverting input 26 and the output 27 of which are connected respectively to the common bus 18 and control The control input 16 of the regulating element 16, the first 29 and second 30 poles of the power supply of which are connected respectively to the positive terminal 31 of the device power supply and to the common bus 18. The input 32 of the first inverting stage 6 is connected to the control bus 33 of the device and to the input of the inverter 11, which is connected to the input 34 of the second inverting stage 7. The outputs 35 and 36 of the inverting stages 6 and 7 are connected respectively to pairs of MOSFET transistors 2 and 5, 3 and 4, forming respectively first 37 and second 38 control chats.

входы мостового переклюbridge switch entrances

Эмиттер h -р-п-транзистора 8 инвертирующего каскада 6(7) соединен с отрицательным полюсом питани 19(20) инвертирующего каскада, положительный полюс питани которого соединен с одним выводом 15езистора 9, второй вывод которого соединен с коллекторо транзистора 8 и вьгходом соответствующего инвертирующего каскада 6(7), база транзистора 8 вл етс входом инвертирующего каскада.The emitter of h-p-p transistor 8 of the inverting cascade 6 (7) is connected to the negative pole of the power supply 19 (20) of the inverting cascade, the positive power supply pole of which is connected to one output 15 of the resistor 9, the second output of which is connected to the collector of the transistor 8 and the input of the corresponding inverting a cascade 6 (7), the base of the transistor 8 is the input of an inverting cascade.

Регулирующий элемент 16 выполнен на двух транзисторах различного типа проводимости и трех резисторах. Коллектор и база соответственно транзисторов h- и р-типа объединены и подключены к одному из выводов пер вого резистора, второй вывод которого подключен к эмиттеру р- h-р-транзистора и вл етс первым полюсом 29 питани регулирующего элемента 16. Второй и третий резисторы включены последовательно между вторым полюсом 30 питани и его выходом 24, к которому подключен коллектор р - и -р- транзистора. Общий вывод второго и третьего резисторов подключен к эмит теру и - р - In-транзистора, база которого вл етс управл ющим входом 28 регулирующего элемента 16.The regulating element 16 is made on two transistors of different types of conductivity and three resistors. The collector and the base of the h- and p-type transistors, respectively, are combined and connected to one of the terminals of the first resistor, the second terminal of which is connected to the emitter of the p-h-p transistor and is the first power supply pole 29 of the regulating element 16. The second and third resistors connected in series between the second pole 30 of the power supply and its output 24, to which the collector of the p and p transistor is connected. The common terminal of the second and third resistors is connected to the emitter of the i - p - In transistor, the base of which is the control input 28 of the regulating element 16.

Инвертирующий усилитель 15 выполнен на операционном усилителе с ре- .зистором в цепи отрицательной обратной св зи и резистором в цепи инвертирующего входа.An inverting amplifier 15 is provided on an operational amplifier with a resistor in the negative feedback circuit and a resistor in the inverting input circuit.

Устройство работает следующим образом ..The device works as follows.

В исходном состо нии.на управл ющую шину 33 подан сигнал низкого уровн . На выходах 35 и 36 инвертирующих каскадов 6 и 7 при этом формируютс соответственно сигналы высокого (напр жение на выходе 24 регулирующего элемента) и низкого (обща шина 18) уровней. МДП-транзисторы 2 и 5 открыты , а МДП-транзисторы 3 и 4 закрыты. Ток через нагрузку протекает в одном направлении - с.выхода 24 регулирующего элемента через МДП-транзисторы 2 и 5 и стабилизатор 10 тока.In the initial state, a low level signal is applied to the control bus 33. At the outputs 35 and 36 of the inverting stages 6 and 7, signals of high (voltage at the output 24 of the regulating element) and low (common bus 18) levels are formed respectively. MOSFET transistors 2 and 5 are open, and MOSFET transistors 3 and 4 are closed. The current through the load flows in one direction - from the output 24 of the regulating element through the MIS transistors 2 and 5 and the current stabilizer 10.

При поступлении сигнала высокого уровн на управл ющую шину 33 устройства открываютс МДП-транзисторы 3 и 4 и ток через нагрузку мен ет свое направление.When a high level signal arrives at the control bus 33, the devices open the MIS transistors 3 and 4 and the current through the load changes its direction.

10ten

1515

5five

5 five

0 0 0 0

5 five

00

5 0 50

5 five

При изменении сопротивлени нагрузки напр жение на стабилизаторе 10 тока также измен етс . Это изменение напр жени отслеживаетс инвертирую- цим усилителем 15. Истоковый повто- ритель 12 слузкит дл согласовани выходного сопротивлени стабилизатора 10 тока с входным сопротивлением инвертирующего усилител 15. Выходной сигнал инвертирующего усилител управл ет работой регулирующего элемента 16.When the load resistance changes, the voltage on the current stabilizer 10 also changes. This voltage change is monitored by an inverted amplifier 15. The source follower 12 is clocked to match the output impedance of the current regulator 10 to the input impedance of the inverting amplifier 15. The output of the inverting amplifier controls the operation of the regulating element 16.

При увеличении сопротивлени нагрузки напр жение на стабилизаторе тока уменьшаетс , а на выходе инвертирующего усилител - увеличиваетс . Сопротивление р- и -Р -транзистора регулирующего элемента 16 при этом уменьшаетс , что приводит к увеличению напр жени питани , поступающего на мостовой переключатель 1.As the load resistance increases, the voltage at the current regulator decreases, and at the output of the inverting amplifier increases. The resistance of the p-and-p-transistor of the regulating element 16 decreases in this case, which leads to an increase in the supply voltage to the bridge switch 1.

Напр жение, подаваемое на мостовой переключатель, выбираетс и регулируетс таким образом, чтобы при минимальном сопротивлении нагрузки его величина была меньше предельно допустимого напр жени затвор - исток открытого МДП-транзистора мостового переключател . Максимальна величина этого напр жени ограничена предельно допустимым напр жением сток - исток МДП-транзисторов переключател , которое значительно больше предельно допустимого напр жени затвор - исток.The voltage applied to the bridge switch is selected and adjusted so that, with a minimum load resistance, its value is less than the maximum permissible gate voltage — the source of the open MOS transistor of the bridge switch. The maximum value of this voltage is limited by the maximum permissible voltage drain - the source of the MOS transistors of the switch, which is much greater than the maximum permissible voltage gate - source.

Claims

1. A current reversing device containing a bridge switch, two inverting stages, a current regulator and an inverter, the load is connected to the first bridge switch diagonal, one of the current regulator terminals is connected to the first terminal of the second diagonal bridge switch , the input of the first inverting stage is connected to the control bus of the device and to the input of the inverter, the output of which is connected to the input of the second inverting stage: The outputs of the first and second inverting stages are connected respectively to the first and second control inputs of the bridge switch, characterized in that. with

In order to expand the range of switched loads, an inverting amplifier, a regulating element and a source follower consisting of a MOS transistor and a resistive voltage divider connected between the source of the MOS transistor and the common busbar connected to the second output current stabilizer, The middle firebox of the resistive divider is connected to the inverting input of the inverting amplifier, the non-inverting input of which is connected to the common bus, and the output to the control input of the regulating element whose output is Connected to the second output of the second diagonal of the bridge switch, the positive poles of the inverting stages and the drain of the MOS transistor of the source follower, and the gate of the same MIS transistor connected to the first output of the second diagonal of the bridge switch, the first and second poles of the regulating element are connected respectively to the positive terminal of the power source of the device and to the external bus.

2, The device according to claim 1, characterized in that the bridge switch is made on MIS transistors of the same type as the MOS transistor of the source follower, the drains of the first and second MOS transistors are combined and connected to the second you are the water of the second diagonal bridge switch, the sources of the third and fourth MOS transistors are also combined and connected to the first output of the second diagonal bridge switching of the bodies, the gates of the first and fourth, second and third MOS transistors are pairwise connected and connected respectively to the first the second and the second control inputs of the bridge switching of the bodies, the source of the first and the drain of the third MOS transistors and, respectively, the source of the second and the drain of the fourth MOS transistors are pairwise combined and

connected to the nodes connecting the load- $ 0 its output.

Editor V. Petrash

Compiled by V. Lementuyev Tehred L. Oleinik

Order 4021/55 Circulation 816 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

J1O cases of inventions and discoveries 113035, i Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

ruzki first diagonal bridge switch.

3. The device according to claim 1, characterized in that the inverting cascade is made on an h -p-type transistor, the emitter of which is connected to the negative power pole of the inverting stage, the positive power pole of which is connected to one output of the resistor, the second output of which connected to the collector of the n-p -h type transistor, and is the output of the inverting stage, the base of the transistor -p -i-type is the input of the inverting stage.

4. The device according to claim 1, that is, so that the regulating element is made on two transistors and three resistors, the collector and the base, respectively, k – h and

P -h-p -transistors are combined and connected to one of the terminals of the first resistor, the second output of which is connected to the emitter of the p -and -p transistor and is the first power pole of the regulating element, the third resistor is connected in series between the second power pole of the regulator element and it; you, to which the collector of the p -HI-p transistor is connected, the point of connection of the second and third transistors is connected to the emitter and-p-h -p 1 n resistor, the base of which is the control input of the regulating element. ,

5. The device according to claim 1, which is based on the fact that the inverting rush amplifier is made on an operational amplifier, the inverting input of which is connected to the first terminals of the first and second resistors of the inverting amplifier, the second terminals of which are connected to the inverting input and output inverting amplifier, the non-inverting input of the operational amplifier and its output are-- with the corresponding non-inverting input of the inverting amplifier and

Proof-reader I. Erdeyi