SU1499473A1 - Переключатель напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в качестве быстродействующих переключателей высоковольтного напр жени  в системах электростатической печати. Цель изобретени  - уменьшение рассеиваемой мощности. Дл  этого в устройство введены три транзистора 4-6, четыре резистора 11-14, конденсатор 15 и диод 16. Устройство содержит также три транзистора 1-3, четыре резситора 7-10. На схеме, кроме того, обозначены шины 19, 22 питани , обща  шина 17, управл ющие шины 18, 21. В устройстве исключена возможность одновременного нахождени  транзисторов 1 и 2 в открытом насыщенном состо нии при переходном режиме, что приводит к более чем 10-ти кратному уменьшению рассеиваемой мощности при переключени х устройства. 2 ил.

Description

Фи.1

J- 17

3U99

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в качестве быстродействующих переключателей высоковольтного напр жени  в системах электростатической печати .

Цель изобретени  - уменьшение рассеиваемой мощности.

На фиг. 1 и 2 представлены элект-г рические схемы переключателей положительного и отрицательного напр жений соответственно.

Переключатель напр жени  (фиг. 1) содержит первый 1, второй 2, третий 3 четвертый 4, п тый 5 и шестой 6 транзисторы , первый 7, второй 8, третий 9 четвертый 10, п тый 11, шестой 12, седьмой 13, восьмой 14 резисторы, конденсатор 15 и диод 16. Эмиттер транзистора 1 подключен к общей шине 17, база - к коллектору транзистора 4, база которого соединена с первой управл ющей шиной 18. Эмиттер транзистора 2 подключен к первой шине 19 питани , резисторы 7 и 8 включены последовательно между коллекторами транзисторов 1 и 2, точка соединени  резисторов 7 и В соединена с выходной ШИН.ОЙ 20 устройства, между базой и эмиттером транзистора 2 включен резистор 9, между базой транзистора 2 и коллектором транзистора 3 включен резистор 11, эмиттер транзистора 3 через резистор 10 соединен с шиной 17, а база - с коллектором транзистора 5, база которого соединена с второй управл ющей шиной 21, эмиттеры транзисторов 4 и 5 подключены к шине 17, а коллекторы через со- ртветствукщие резисторы 12 и 13 - к второй шине 22 питани . Коллектор и эмиттер транзистора 6 подключены к эмиттеру и базе транзистора 2 соответственно , база транзистора 6 через конденсатор 15 подключена к коллектору транзистора 3, резистор 14 включен между базой и эмиттером транзистора 6, анод диода 16 соединен с эмиттером , а катод - с базой транзистора 6

Переключатель работает следующим образом.

В статическом состо нии на базе транзистора 4 присутствует напр жение низкого уровн , а на базе транзистора 5 - BticoKoro уровн . Транзистор 4 закрыт, а п тый транзистор 5 - открыт и насыщен. Ток от шины 21 через резистор 12 поступает в базу транзисто

ра 1, который переходит в состо ние насыщени , а ток через резистор 13 - в коллектор насыщенного транзистора 5, следовательно, транзистор 3 заперт . Отсутствие тока коллектора транзистора 3 приводит к тому, что транзистор 2 также закрыт. Закрыт и транзистор 6. На шине 20 присутствует напр жение низкого уровн . При изменении состо ни  на шинах 18 и 21, когда на базе транзистора 4 по вл етс  напр жение высокого уровн , а на базе транзистора 5 - низкого уровн , в насыщенное состо ние переходит транзистор 4, а транзистор 5 выключаетс . Ток от шины 21 через резистор 12 поступает в коллектор транзистора 4, а ток через резистор 7 - в базу транзистора 3 и переводит его в активный режим. Транзистор 1 закрываетс , так как его база подключаетс  к общей шине 17 через сопротивление на- сьш1енного транзистора 4. Ток через транзистор 3 определ етс  напр жением на его базе и номиналом резистора 10. В первом приближении, пренебрега  током базы транзистора 3 (что допускаетс , учитыва  большой коэффициент усилени  транзистора в активном режиме ) , получаем ток коллектора, равный

En2-Uff93

кэ

R,

0 Q ,

5

0

где Е

и

nt

4 - 63i

ТОК коллектора транзисто-

ра 3;

напр жение на шине 22;

сопротивление резистора напр жение база - эмиттер третьего транзистора 3 0,7 В.

Ток коллектора транзистора 3 складываетс  из тока базы транзистора 2 и тока через резистор 9. Транзистор 2 открываетс  и переходит в насыщенный режим. На шине 20 по вл етс  напр жение высокого уровн , близкое к напр жению на шине 19. Одновременно ток коллектора транзистора 3 через диод 16 и резистор 14 зар жает конденсатор 15. После окончани  зар да конденсатора 15 (посто нна  времени зар да определ етс  емкостью конденсатора и сопротивлением р - п-перехода диода 16 и достаточно мала) ток коллектора транзистора 3 протекает только через резистор 11. На конденсаторе 15 накапливаетс  зар д, определ емый током коллектора транзистора 3 и номиналом резистора 11. Все это врем  транзистор 6 закрыт и не вли ет на врем  включени  транзистора 2.

При последующей смене управл ющих сигналов на шинах 18 и 21, когда транзистор 1 переходит в насыщенное состо ние , а транзистор 3 выключаетс  и закрываетс  транзистор 2, начинаютс  разр д накопленного зар да на конденсаторе 15 через переход база - эмиттер транзистора 6, перевод его в насыщенное состо ние. Происходит ускоренный разр да носителей в базе транзистора 2 через насыщенный транзисто 6 и ускор етс  процесс выключени  г этого транзистора. Резисторы 7 и 8 служат дл  ограничени  возможных бросков сквозного тока при переключении схемы и в предлагаемом устройстве в приниципе могут отсутствовать.

Сокращение времени выключени  транзисторов достигаетс  за счет того , что накопленный зар д базы транзистора 1 разр жаетс  через насыщенный транзистор 4, а накопленный зар д базы транзистора 2 разр жаетс  принудительно током транзистора 6, чем достигаетс  сокращение времени выключени  транзисторов в 3-5 раз, такое же уменьшение длительности сквозного тока при переключении и уменьшение амплитуды сквозного тока до трех раз за счет того, что в данной схеме исключена возможность одновременного нахождени  транзисторов 1 и 2 в открытом насьш;енном состо нии при переходном режиме.. Все это приводит к более чем 10-кратному уменьшению рассеиваемой мощности при переключени х схемы.

Переключатель напр жени  возможно примен ть в высоковольтных переклю- чател х напр жени  в системах элект« ростатической печати дл  переключени  положительных напр жений. Дл  переключени  отрицательных напр жений в устройстве достаточно заменить тип проводимости всех транзисторов и, соответственно , изменить действующие наггр жепи . Пример такого устройства приведен .на фиг. 2, в котором возможно использовать низковольтное положительное напр жение (например, +5 В)

9473

и зем.пю

10

вместо земли и зем.пю вместо отрицательного . В этом случае устройство переключает низковольтное положительное и высоковольтное отрицательное напр жени . Принцип работы переключател  отрицательного напр жени  (фиг.2) аналогичен принципу работы переключател  положительного напр жени  (фиг. 1).

5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени  Переключатель напр жени , содержащий первый транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, второй транзистор, эмиттер которого подклю-г чен к первой шине питани , первый и второй резисторы, которые вклйчены между коллекторами первого и второго транзисторов, точка соединени  кото- / рых соединена с выходной шиной, третий резистор, который включен между базой и эмиттером второго транзистора , третий транзистор, между эмиттером которого и общей шиной включен четвертый резистор, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  рассеиваемой мощности, введены четвертый, п тый и шестой транзисторы , п тый - восьмой резисторы, диод и конденсатор, п тый резистор включен между базой второго и коллектором третьего транзисторов, коллекторы четвертого и п того транзисторов подключены соответветственно к базам

   5 первого и третьего транзисторов, а их эмиттеры подключены к общей шине, шестой и седьмой резисторы включены между второй шиной питани  и коллекторами четвертого и п того транзисторов

   соответственно, базы четвертого и п того транзисторов подключены к первой и второй управл юш;им шинам соответственно , коллектор и эмиттер шестого транзистора подключены соответственно

   5 к эмиттеру и базе второго транзистора , база шестого транзистора через . конденсатор подключена к коллектору третьего транзистора, восьмой резистор включен между базой и эмиттером

   0 шестого транзистора, анод диода подключен к эмиттеру шестого транзистора , а катод - к его базе.

   Я

   /7 21

   110

   Фи,г.2