SU902256A1 - Матричный коммутатор - Google Patents

Description

( МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  создани  коммутаторов с матричной организацией цепей управлени .

Известны матричные коммутаторы с посто нной пам тью в каждой  чейке, содержащие в каждой  чейке тиристор, последовательно с которым включена нагрузка, первые и вторые координатные шины, шину питани , общую шину и источник смещени  1.

Недостаток указанных матричных коммутаторов заключаетс  в том, что дл  выбора требуемых  чеек в нем используетс  зависимость переключательных характеристик тиристоров от величины анодного напр жени , котора   вл етс  слабо выраженной, что делает веро тность неправильной выборки  чеек весьма значительной.

Известен матричный коммутатор, содержащий в каждой  чейке тиристор, имеющий первый и второй катоды, и

резистор, включенный последовательно с тиристором, и диод, первый .вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора, а таюхе первые, вторые и третьи координатные шины, шину питани  и общую шину, первые, вторые и третьи ключевые элементы, входы которых  вл ютс  первыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и резисторы , причем первые координатные шины соединены с вторыми выводами диодов, вторые координатные шины соединены с вторыми катодами тиристоров , а третьи координатные шины через третьи ключевые элементы соединены с шиной питани , кроме того, указанное устройство содержит источник смещени , пол рность которого противоположна пол рности основного источника питани  2.

Недостаток данного коммутатора состоит в наличии источника смещени  противоположной пол рности, peaлизаци  которого св зана с определенными трудност ми. Цель изобретени  - упрощение уст ройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в матричный коммутатор, содержа щий в каждой  чейке тиристор, имеющий первый и второй катоды, резистор , включенный последовательно с тиристором, и диод, первый вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора, а также первые , вторые и третьи координатные шины, шину питани  и общую шину, первые, вторые и третьи ключевые элементы, входы которых  вл ютс  первыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и резисторы , причем первые координатные шины соединены с вторыми выводами . диодов, вторые координатные шины со динены с вторыми катодами тиристоров , а третьи координатные шины чер третьи ключевые элементы соединены с шиной питани , в каждую  чейку дополнительно введен первый транзис тор, база которого соединена с первым катодом тиристора, эмиттер соединен с общей шиной, а коллектор  вл етс  выходом  чейки, первые коо динатные шины соединены с выходами первых ключевых элементов и через резисторы соединены с шиной питани  вторые координатные шины соединены с ыходамм вторых ключевых элементо --; третьи координатные шины через резисторы соединены с анодами тирис торов. Кроме того, матричный коммутатор может быть модифицирован введением в каждую  чейку второго транзистора коллектор и база которого соединены с первым катодом тиристора, а эмиттер соединен с общей шиной; введени ем пороговых элементов, которые вкл чены между первыми координатными шинами и общей шиной; введением доп нительного ключевого элемента, выхо которого соединен со входами третьих 1слгачевь х элементов, а вход  вл етс  входом выключени  коммутатора. На фиг. 1 изображена обща  схема матричного коммутатора; на фиг. 2 второй возможный вариант выполнени   чеек коммутатора; на фиг; 3 вари ант выполнени  пороговых элементов. Матричный коммутатор содержит (фиг. 1) пр моугольную матрицу из т X п  чеек m х п. Кажда  из  чеек i j содержит двухкатодный тиристор 2, первый катод которого соединен с базой транзистора 3, эмиттер транзистора 3 соединен с общей шиной k, а коллектор 5 транзистора 3  вл етс  выходом  чейки 1 j. Управл ющий электрод тиристора 2 через диод 6 соединен с первой координатной шиной 7, в качестве диодов 6 целесообразно использовать диоды Шоттки. Второй катод тиристора 2 соединен с второй координатной шиной 8, анод тиристора 2 через резистор 9 соединен с третьей координатной шиной 10. Первые координатные шины 7 через соответствующие резисторы 11 соединены с шиной 12 питани , через соответствующие пороговые элементы 13 с общей шиной 4 и с выходами соответствующих первых ключевых элементов 1, входы 15 которых  вл ютс  первыми координатными входами коммутатора. Вторые координатные шины 8 соединены с выходами соответствующих вторых ключевых элементов 16, входы 17 которых  вл ютс  вторыми координатыми входами коммутатора . Третьи координатные шины 10 соединены с шиной 12 питйми  через соответствующие третьи ключевые элементы,выполненные на транзисторах 18, включенных по схеме с общим коллектором . Базы транзисторов 18 могут служить в качестве третьих координатных входов коммутатора, что обеспечивает выключение  чеек матрицы по столбцам. В схеме (фиг. 1) данные транзисторы управл ютс  совместно, дл  чего базы транзисторов 18 через,резистор 19 соединены с шиной 12 питани  и с выходом дополнительного ключевого элемента 20, вход 21 которого  вл етс  входом выключени   чеек коммутатора . Между базами транзисторов 18 и общей шиной k может быть включен дополнительный пороговый элемент 22, фиксирующий напр жение на базах данных транзисторов на соответствующем уровне. Второй возможный вариант выполнени   чеек коммутатора 1 j (фиг. 2), отличаетс  от показанного на фиг.1 наличием дополнительного транзистора 23, коллектор и база которого соединены с первым катодом тиристора 2, а эмиттер - с общей шиной 4.При таком включении транзисторы 3 и 23 образуют источник стабильного тока с диодным смещением, что обеспечивает получение фиксированного тока в нагрузках.

Пороговый элемент 13 содержит диод 2k, аналогичный по своей технологии диодам 6, и диоды 25, 26, выполненные на основе коллекторных переходов транзисторов. Подобное выполнение пороговых элементов 13 обеспечивает максимальное напр жени на шинах 7. Матричный коммутатор работает-следующим образом.

Допустим, что в исходном состо нии тиристоры 2 всех  чеек коммутатора наход тс  в выключенном состо нии на координатных входах 15 и 17 входе 21 выключени  сигналы низкого уровн  (менее О, В) . Дл  включени   чеек 1 1 первого столбца марицы на соответствующий (первый) вход 17 и соответствующие входы 15 подаютс  сигналы высокого уровн  (не менее 2,4 В) . В результате этого на первой шине 8 устанавливаетс  низкий потенциал (около 0,ЗВ), а на выбранных шинах 7 - потенциал порогового элемента 13, при этом в схеме имеет место такое соотношение напр жений, благодар  которому через управл ющие р-п переходы р-база - второй катод тиристоров 2 выбранных  чеек начинает протекать ток, который вызывает их включение. После окончани  сигналов высокого уровн  на входах 15 и 17 анодный ток включенных тиристоров 2 перераспредел етс  в первые катоды тириторов 2, соединенные с базами транзисторов 3- Транзисторы 3 включаютс  и на соответствующих выходах 5-1 выбранных  чеек устанавливаетс  низкий потенциал.

/ налогичным образом могут быть включены  чейки, расположенные в других столбцах матрицы.

Дл  выключени   чеек на вход 21 подаетс  сигнал высокого уровн . При этом на базах транзисторов 18 устанавливаетс  напр жение около 0,3В, транзисторы 18 выключаютс  и обрывают анодный ток включенных тиристоров 2, что вызывает их выключение .

В отсутствие пороговых элементов 13 дл  работы коммутатора требуютс  соответствующие временные соотношени  напр жений на координатных шинах 7 и 8 когда напр жение на шинах 7 не достигает уровн , достаточного дл  включени  тиристоров 2, расположенных в невыбранных столбцах матрицы. Дл  получени  такой последовательности напр жений на шинах 7 и 8 при условии совпадени  сигналов на входах 15 и 17 необходимо , чтобы врем  выключени  транзистора ключевых элементов 16 превышало врем  выключени  транзистора ключевых элементов 1А, что может быть достигнуто соответствующим подбором конфигурации транзисторов и величины резисторов.

Таким образом, данное устройство проще по своей реализации, поскольку дл  его работы не требуетс  наличие источника смещени  противоположной nonRpHoctM, и более технологично .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1 . Матричный коммутатор, содержащий в каждой  чейке тиристор, имеющий первый и второй катоды, резистор , который включен последовательно с тиристором, и диод, первый вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора, а также первые, вторые, и Третьи координатные шины, шину питани  и общую шину, первые , вторые и третьи ключевые элементы , входы которых  вл ютс  первыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и резисторы, приче первые координатные шины соединены с Еторыми выводами диодов, вторые координатные шины соединены с вторыми катодами тиристоров, а третьи координатные шины через третьи ключевые элементы соединены с шиной питани , отличающийс  тем, что, с целью упрощени , в каждую  чейку дополнительно введен первый транзистор , база которого соединена с первым катодом тиристора, эмиттер соединен с общей шиной, а коллектор  вл етс  выходом  чейки, первые координатные шины соединены с выходами первых ключевых элементов и через резисторы соединены с шиной питани , вторые координатные шины соединены с выходами вторых ключевых элементов, а третьи координатные шины через резисторы соединены с анодами тиристоров .
2. 2. Коммутатор по п.1, о т   и чающийс  тем,что, в-каждую

    чейку дополнительно введен второй транзистор, коллектор и база которого соединены с первым катодом тиристора , а эмиттер соединен с общей шиной .
3. 3. Коммутатор по п.1, отличающийс  тем,что дополнительно введены пороговые элементы, которые включены между первыми координатными шинами и общей шиной . .

   k. Коммутатор по п.1, о т л и чающийс  тем, что дополнительно введен ключевой элемент, выход которого соединен со входами третьих ключевых элементов, а вход  вл етс  входом выключени  коммутатора .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1., Патент США № j-SSO-QitS, кл.3 0-166 опублик. 1972.

   2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2803983, кл. НОЗК 17/56, 1979 (прототип).