Синхронный оптический переключатель Советский патент 1983 года по МПК H03K17/567 

2. Переключатель по п. 1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что в Фавляемом и согласующем оптронах фотодатчики выполнены в виде инфракрасных светодиодов, подключенных к соответствукхцим выходам управляемого и согласующего оптропов.

1. СИНХРОННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий управляемый генератор постоянного тока, два выхода которого через управляеьцй оптрон подключены к соответствупщим входам токового усилителя, кл|0ч переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой ЯШИНОЙ., источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым входом диодного моста, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которрго через нагрузку соединен с второй ши- . ной источника переменного напряжения, к выходу диодного моста подключены силовые выводы тиристорного усилителя, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения надежности, введены детектор нулевых значений, согласующий оптрон и импульсный усилитель с источником питания, причем вход импульсного усилителя подключен к выходу i согласумдего оптрона, первый вход которогр подключен к выходу токового усилителя, второй вход - к первому выходу детектора нулевых значений, второй выход которого соедагнен с первым входом токового I усилителя, а входы детектора нулевых значений подключены к шинам источника переменного напряжения. СП 00 о сд 4aii 3|г

Изобретение относится к оптоэлектронике и может найти применение в Оптических переключателях для сопряжения логических схем с нагрузкой переменного тока.

Известен оптический переключатель f содержащий последовательно включенные логическое устройство, оптрон, тиристорный усилитель, диодный мост, согласующий по току транзистор, ограничительный резистор, триак с элементами защиты от перенапряжений и нагрузкой Г Однако указанное устройство не отличается высокой надежностью.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный оптический переключатель, содержащий управляемый генератор постоянного тока, дв выхода которого через управляемый оптрон подключены к соответствующим входам токового усилителя, клю переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой шиной источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым входом диодного мота, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которого через нагрузку соединен с второй шиной источника переменного напряжения, к выходу диодного моста подключены силовые выводы тиристорного усилителя 2 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность, так как фоточувствительный элемент оптрона, когда нет управляющего сигнала, находится под напряжением источника переменного напряжения, а его граничное напряжение должно не уступать триаку.

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в синхронный оптический переключатель, содержащий управляемый генератор постоянного тока, два выхода которого через управляемый оптрон подключены к соответствующи входам токового усилителя, ключ переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой шиной

источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым входом диодного моста, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которого через нагрузку соединен с второй шиной источника переменного напряжения, к. выходу диодного моста подключены силовые

0 выводы тиристорного усилителя, введены детектор нулевых значений, согласующий оптрон и импульсный усилитель с источником питания, причем вход импульсного усилителя

5 подключен к выходу согласующего оптрона, первый вход которого подключен к выходу токового усилителя, второй вход - к первому выходу детектора нулевых значений, второй выход которого соединен с первым входом, токового усилителя, а входы детектора нулевых значений подключены к шинам источника переменного напря|Жения.

Кроме того, в управляемом и согласующем оптронах фотодатчики выполнены в виде инфракрасных светодиодов, подключенных к соответствующим выходам управляемого и согласующего оптронов.

0 На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит детектор 1 нулевых значений, управляемый генератор 2 постоянного тока, управ5 ляемый оптрон 3, токовый усилитель 4, согласующий оптрон 5, импульсный усилитель 6, источник 7 питания, тиристорный усилитель 8, диодный мост 9, ограничительный резистор

0 10f триак 11.

Управляемый генератор 2 постоянного тока выполнен на транзисторе 12, двух резисторах и стабилитроне. Управляемый оптрон 3 состоит

с из светодиода 13 и фотодиода 14.

Токовый усилитель 4 состоит из транзистора 15 и транзистора 16.. Согла,сующий оптрон 5 состоит из светодиода 17 и фотодиода 18. Импульсный усилитель 6 содержит полевой транзистор 19, переменный резистор 20, дифференциальный усилитель 21, транзистор 22, резистор 23. Источник 7 питания выполнен на диоде 24, резисторе 25, конденсаторе 26,

диоде 27. Детектор нулевых значений содержит .транзистор 28 и стабилитрон 29.

Переключатель работает следуюсцим образом.

При поступлении на вход управляемого генератора 2 постоянного тока положительного напряжения транзистор 12 открывается и включает светодиод 13 управляемого оптрона 3 Токовый усилитель 4, выполненный на транзисторах 15 и 16, усиливает фототок фотодиода 14 оптрона 3, при этом транзистор 16 приходит в насыщение.

С коллектора транзистора 28 дететора 1 нулевых значений через импульсный усилитель 6 подаются импулсы. Фототок фотодиода 18 согласующего оптрона 5 усиливается по току полевым транзистором 19 с п-каналом и по напряжению - дифференциальным усилителем 21. Постоянная составляющая компенсируется до нуля переменным резистором 20 на входе дифференциального усилителя 21.

С эмиттера, транзистора 22 импульсного усилителя 6 усиленные импульсь, поступают на управляющий электрод тиристррного усилителя 8. Переменное напряжение, идущее от источника Переменного напряжения к нагрузке, поступает.параллельно через диод 24 на источник 7 питания импульсного усилителя 6, фильтруется резистором 25, конденсатором 26 и стабилизируется диодом 27.

Таким образом, уже в момент прохождения напряжения через нуль на вход тиристорного усилителя 8 поступа от импульсы с амплитудой, , равной напряжению питания импульсного усилителя 6.

При импульсном управлении напряжение на входе тиристорного усилителя 8 не является функцией времени так как нагрузочная прямая управляющего напряжения тиристорного усилителя не начинается от нуля координат и не перемещается параллельно сама себе, а фиксирована стабилитроном 27 и резистором 23 до уровня тока спрямления тиристорного усилителя 8, при котором подхватывающее

значение анодного тока н папрЯКСние, при котором он открмиаотсп, самое наименьшее.

.Подхватывающе.е значение анодного тока тиристорного усилителя 8 является током спрямления триака, поэтому тиристорный усилитель 8 и триак 11 открываются одновременно, после чего тиристорный усилитель 8 блокируется в течение каждо0го полупериода триаком 11. Диодный мост 9 управляет работой триака 11 в 1-м положительном и II1-м отрицательном квадрантах, где его чувствительность наибольшая. Ограничительный резистор 10 защищает

5 диодный мост 9 и тиристорный усилитель 8 от перенапряжений.

Когда управляемый генератор 2 тока выключен, управляемый оптрон 3 закрыт, и импульсы с детектора

0 1 нулевых значений не поступают на согласующий оптрон 5 - триак 11 выключен.

Фотодиод 14 управляемого оптрона 3 и токовый усилитель 4 выпол5няют функцию управляемого ключа, поэтому транзисторы 15 и 16 должны обладать обратными токами коллекторов и эмиттеров не более 0,2 мкЛ и коэффициентом усиления .

0

Напряжение питания для элементов, включенных в коллекторную цепь транзистора-28 детектора 1 нулевых значений, ограничено стабилитроном 29 до уровня 3 В, а на фотодиоде

5 14, работающем без смещения и подключенном между базой-эмиттером транзистора 15, напряжение не превышает 0,3 В.

Катод и анод фотодиода 18 в lie0пи затвора-истока полевого транзистора 19 эквивалентно, связаны лишь с одним силовым выводом триака 11, поэтому- напряжение на триаке не влияет на его работу, так как фотодиод 18 работает без вспомогатель5ного источника смещения при нулевом напряжении в режиме вентильного фотоэффекта.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется высокая

0 надежность функционирования элементов схемы.