ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах сигнализации, работающих в проблесковом режиме, в частности, в указателях поворота автомобилей.

Известны электронные прерыватели указателей поворотов, состоящие из датчика временного цикла переключений, буферного каскада, усилителя тока и мощного транзисторного ключа, нагрузкой которого являются сигнальные лампы автомобиля (Л₁).

Такому построению электронного прерывателя присущ ряд недостатков.

Во-первых, из-за малого сопротивления нитей накаливания сигнальных ламп в холодном состоянии (при комнатной температуре сопротивление в 10 раз меньше, чем при средней рабочей температуре - Л₃) в переходном режиме при включении возможен выход из строя выходного каскада, особенно в режиме аварийной сигнализации (при максимальной нагрузке), кроме того, "жесткое" включение сигнальной лампы без предварительного прогрева сокращает срок ее службы. Использование резистора, включенного параллельно выходному каскаду и поддерживающему ток в цепи сигнальных ламп при закрытом транзисторе в пределах 1,2 - 1,4 А для облегчения режима работы сигнальных ламп (Л₂) приемлемо, но технически не выгодно из-за потерь в цепях питания (аккумулятор, генератор) и необходимости применения мощного гасящего резистора.

Во-вторых, при коротком замыкании в нагрузке электронный прерыватель (Л₁), как и наиболее распространенный в настоящее время электромеханический прерыватель типа РС950, выходят из строя.

Цель изобретения - повышение надежности работы электронного прерывателя за счет облегчения режима работы электронного прерывателя за счет облегчения режима работы выходного ключа и сигнальных ламп в переходном режиме при включении и введения блока защиты от коротких замыканий в нагрузке.

Цель достигнута схемным путем, обеспечивающим перевод выходного ключа в переходном режиме при включении на время 10 - 30 м, достаточным для прогрева нитей накаливания сигнальных ламп до приемлемого уровня (Л₃) и запиранием выходного ключа при коротком замыкании в нагрузке. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Электронный прерыватель содержит датчик временного цикла переключений 1, буферный каскад 2, усилитель тока 3, выходной ключ 4, нагрузку 5, управляемый делитель напряжения 6 и блок защиты от коротких замыканий 7, причем управляющий вход блока защиты от коротких замыканий 7 соединен с нагрузкой 5, выход блока защиты от коротких замыканий 7 - с входом буферного каскада 2, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя напряжения 6, выход которого соединен с входом усилителя тока 3, управляющий вход управляемого делителя напряжения 6 - с первым выходом датчика временного цикла переключений 1, второй вход которого соединен с информационным входом блока защиты от коротких замыканий 7.

Кроме этого электронный прерыватель содержит параметрический стабилизатор питания, преобразующий питание +Еп₁ (аккумулятор, генератор) в +Еп₂ для запитки микросхем, используемых в прерывателе, и дифференцирующую цепь для организации включения нагрузки в момент подачи питания (вход дифференциальной цепи соединен с выходом стабилизатора, выход - с датчиком временного цикла переключений).

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания +Еп₁ появляется питание +Еп₂ и начинает работу датчик временного цикла переключений 1, с первого выхода которого импульсы положительной полярности длительностью 10 - 30 мс (фиг. 2, а) поступают на управляющий вход управляемого делителя напряжения 6. Со второго выхода датчика временного цикла переключений 1 меандр с частотой проблеска 670 ± 70 мс (фиг. 2, б) поступает на информационный вход блока защиты от коротких замыканий 7. Если короткого замыкания в нагрузке 5 нет, то потенциал коллектора выходного ключа 4 выше, чем потенциал на конденсаторе C₁ блока защиты от коротких замыканий 7, диод D₁ блока 7 закрыт и дифференцирование меандра цепочкой C₁, R₁, не происходит. С выхода блока 7 меандр проходит на буферный каскад 2, выходной сигнал которого делится управляемым делителем напряжения 6 в момент совпадения сигналов, приведенных на фиг. 2,а и фиг. 2,б.

При приходе импульса положительной полярности на управляемый вход управляемого делителя напряжения 6 потенциал диода D₂ блока 6 близок к нулю (логический "0") и управляемый делитель напряжения 6 уменьшает по амплитуде меандр на время 10 - 30 мс (фиг. 2,в). Это позволяет, с одной стороны, перевести режим работы выходного ключа 4 из насыщения в режим ограничения тока 1,5 - 2 А на время 10 - 30 мс, с другой стороны - достигнуть за счет предварительного подогрева нитей накаливания "мягкого" включения сигнальных ламп.

Если в нагрузке короткое замыкание, то на управляющем входе блока защиты от коротких замыканий 7 нулевой потенциал. Диод D₁ блока 7 открывается, меандр дифференцируется цепочной C₁, R₁ блока 7 (фиг. 2,г) и блокирует схему "и". На буферный каскад 2 меандр не проходит, и выходной ключ закрыт.

Примененная импульсная схема защиты от короткого замыкания в нагрузке выгодно отличается от схемы защиты, используемой, например, в реле поворота для автомобилей КАМАЗ (РС951), в котором защита от короткого замыкания сделана по принципу измерения напряжения на измерительном резисторе, включенном в цепь нагрузки. При 12-вольтовом питании (у КАМАЗа аккумулятор 24-вольтовый) это приводит к дополнительному падению напряжения на измерительном резисторе, тем самым к уменьшению яркости сигнальных ламп, что недопустимо.

Таким образом, использование управляемого делителя напряжения в момент включения и импульсной схемы защиты от короткого замыкания в нагрузке позволяет повысить надежность и эффективность работы электронного прерывателя во всех режимах эксплантации.

В настоящее время разработана конструкторская документация на указатель поворота, изготовлена опытная партия приборов, которые успешно прошли пробеговые испытания на автомобилях семейства УАЗ.

Устройство предназначено для использования в указателях поворота автомобиля. Технический результат состоит в повышении надежности работы электронного прерывателя за счет облегчения режима работы выходного ключа и сигнальных ламп при включении, также введен блок защиты при коротких замыканиях в нагрузке. Результат достигнут схемным путем, обеспечивающим перевод выходного ключа в режим усиления при включении на время 10 - 30 мс, достаточным для прогрева нитей накаливания сигнальных ламп до приемлемого уровня, и запирание выходного ключа при коротком замыкании в нагрузке. Другая возможная область применения устройства - в приборах сигнализации, работающих в проблесковом режиме. 2 ил.

Электронный прерыватель, содержащий датчик временного цикла переключений, буферный каскад и последовательно соединенные усилитель тока, выходной ключ и нагрузку, отличающийся тем, что в него введены управляемый делитель напряжения и блок защиты от коротких замыканий, управляющий вход которого соединен с нагрузкой, выход - с входом буферного каскада, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом усилителя тока, управляющий вход - с первым выходом датчика временного цикла переключений, второй выход которого соединен с информационным входом блока защиты от коротких замыканий.