Релейный ключ Советский патент 1984 года по МПК H01H47/02 H01H47/32 

Изобретение относится к автоматик и может быть использовано в аппаратуре контроля и управления ггроизводственными процессами, в частности, в системах автоматизированного управления пуском и остановом паровых турбин для выдачи сигналов о состоянии аппаратуры управления в информационно-вычислительную систему.

Известно устройство, содержащее два ключевых элемента, выполненных .на -транзисторах,коллекторы которых .соединены с обмотками электромагнитных реле, база одного из транзисторо соединена с коллектором другого, токоограничивающий резистор и дополнительный транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены с выводами токоограничивающего резистора, а база через резистор и разделительные соединена с коллекторами транзисторов f i .

Недостатком известного устройства является протекание токов через обмотки реле в течение всего времени действия управляющих сигналов на входе устройства и, как следствие, большое потребление энергии и снижение надежности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления дистанционным переключателем, содержащее элемент задерлски, орган управления, соеднненньгй с информационными входами первог и через инвертор второго элементов апрет, выходы которых соединены с включающим и выключающим входами дистанционного переключателя, логический элемент Несовпадение и RS-тригreps входы которого подключены соотйртстзенно к выходам элементов Запрет, а выход - к первому входу логического элемента Несовпадение, второй вход которого пoдкJПoчeн к органу управления, а выход через элемент зад.ержки соединен с управляющимвходами элементов Запрет .

Недостатком известного устройства является относителы- ая сложность формирования импульсных команд в цепях обмоток дистанционного переключателя с помощью триггера, элемента Несовпадение и реле времени и необходимость дополнительного усиления управ ляющих сигналов при использовании релейных ключей в качестве выходных элементов в системах логического про.граммного управления, реализованных

на маломощных интегральных микросхемах, например, 134 серии.

Цель изо бретения - расширение функциональных возможностей и повьшение надежности релейного ключа.

Указанная цель достигается тем, что в релейный ключ, содержащий дистанционный переключатель, орган управления, инвертор и выводы для подключения первого источника питания, причем в(,гход органа управления соединен с входом инвертора, одни из вьгоодов лервой и второй обмоток дистанционного переключателя объединены и соединены с выводом для подключения указанного источника питания, введены блок непрерывного контроля исправности, два усилителя-формирователя импульсных команд и выводы для подключения второго источника питания, один из усилителей формирователей импульсных команд включен между выходом органа управления и другим вьшодом первой обмотки дистанционного переключателя, другой между выходом инвертора и другим выводом второй обмоткр дистанционного перекхиочателя. един КЗ входов .блока непрерьшного контроля исправности соединен с выходом органа управления, другой подключен к выходу инвертора, причем один и другой усилители-формирователи импульсных команд и блок непрерьшного контроля исправности соединены с выводами для подключения второго источника питания.

Кроме roгo кaзадый усштитель-формирователв 1-дапульснь х комавд может быть выполнен в транзисторного входного ключа, выходного усилительного каскада, включающего в себя составной транзистор, диода, конденсатора и резистора, коллектор 7ранзистора входного ключа соединенчерез резистор с выводом для подключения второго источника питания и через конденсатор - с вы:ходным усилительным каскадом и с диодом, включенным в цепь разряда конденсатора,

Кроме того, блок непрерывного контроля исправности вьтолнен в виде первого и второго элементов И, элемента ИЛИ-НЕ, светодиода, трех резис5торов и одной Из контактных групп дистанционного переклочателя, подвижньш контакт указанной контактной группы соединен с одним из выводов для подключения второго источника питания, а ее размыкающий и замыкаю щий контакты соединены с первыми входами элементов К и через первьп и второй резисторы блока непрерьшного контроля исправности с другим выводом для подключения второго источника питания, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ выход которого через последовательно соединенные светодиод и третий резистор соединен с другим вьшодом для подключения второго источника питания, причем вторые входы элементов И являются входами блока непрерьшного контроля исправности. На чертеже представлена схема предлагаемого релейного ключа. Релейный ключ содержит орган 1 управления, которьп подключен к вхо ду 2 первого усилителя-формировател 3 импульсных команд, выход 4 которо го соединен с первой обмоткой 5 дистанционного переключателя 6, и к первому входу 7 блока 8 непрерывног контроля исправности. Одновременно выход органа 1 упра вления подключен через инвертор 9 к входу 10 второго усилителя-формирователя 11, выход 12 которого соединен с второй обмоткой 13 дистанци онного переключателя 6. Выход инвертора 9 подключен такке к второму входу 14 устройства 8 непрерьшного контроля исправности. Питание дистанционного переключа теля 6 осуществляется от первого источника 15 Ер питания. Усилители-формирователи 3 и 11 содержит входной ключ, реализованны на первом транзисторе 16, резистор 17коллекторной .цепи которого соедин с одной стороны с вторым источником 18(пч) питания, а с другой - с конденсатором 19, соединенным с вхо дом выходного усилительного каскада .выполненного на составном транзисто 20 с помощью второго 21 и третьего 22 транзисторов. Одновременно конденсатор 19 соед нен с катодом диода 23, включенного для ускорения разряда конденсатора 19. Полярность заряда конденсатора 19показана На чертеже. Резисторы 24 и 25 служат для исключения обрьшо базовых цепей транзисторов 21 и 22, Блок непрерывного контроля исправности содержит первый элемент И 26, второй элемент И 27, элемент ПШ1НЕ 28, свитодиод 29, резисторы 30-32, одну из копта)тиых групп 33 дистанционного переключателя б, подвижный контакт 34, KOTOpi)rii подключен к минусу 35 второго источника 18 (С) питания. Размь0 ающий контакт 36 соединен с первым входом первог-о элемента И 26 и через второй резистор 30 с njDocoM второго источника 18 () питания, с которым через резистор 31 соединен замыкающий контакт 37, одновременно подключенньш к первому входу второго элемента И 27. Первьш 7 и второй 14 входы блока 8 непрерывного контроля исправности соединен с вторыми входами соответственно первого и второго элементов / К 26 и 27. Выходы первого и второго элементов И 26 и 27 подключены к входам элемента ИЛИ-КЕ 28, выход которо го подктаочен к катоду светодиода 29, анод которого соединен через ограничивающи четвертый резистор 32 с плюсом второго источника 18 (Epj,) питания. Релейньй ключ работает следутощш- образом. Hpiii появлении на выходе органа 1 управления управляющего сигнала с / уровнем напряжения, соответствующим логическому нулю, транзистор 16 первого усилителя-формирователя 3 закрывается. По цепи: плюс второго источника 18 (+Ер(2) питан ш - резистор 17 - база-эмиттер составного транзистора 20 - минус 35 второго источника 1 питания осуществляется заряд конденсатора 19. Составной транзистор 20 работает в ключевом режиме и обеспечивает высокий коэффициент усиления по току и мощности. Длительность импульса тока, поступающего на (рабочую) обмотку 5 дистанционного перек/мчателя 6, зависит от времени заряда конденсатора 19 и определяется, в основном величкной резистора 17. При появлении на выходе органа 1 управления сигнала с уровнем напряжения, соответствующим логической единице, транзистор 16 первого усилителя-формирователя 3 открьгаается, конденсатор 19 разряжается по цепи коллектор-эмиттер открытого транзистора 16 и диод 23. Составной транзистор 20 закрьшается, на выходе 4 первого усшштеляформирователя 3 устанавливается напр жение, соответствующее напряжению первого источника 15 Ef питания. .При этом на выходе инвертора 9 и соответственно на входе 10 второго усилителя-формирователя 11 устанавливается напряжение, соответствующее уровню логического нуля, и ма выходе 12второго усилителя-формирователя П формируется импульс тока, поступающий на вторую (отбойную) обмотку 13дистанционного переключателя 6, Таким образом, при появлении потенциальных управляющих сигналов на выходе органа 1 управления с ypoBHeN логического нуля или логической едиHHiifii на одном из выходов 4 и 12 первого и второго усилителей-формирователей 3 и 1 формируется импульсный токовой сигнал на соответствующую ;: обмотку дистандионного перехслючателя 6. В случае сбоя в работе релейного ключа, если, например, при появлении на выходе органа 1 управления сигнала с уровнем логического нуля не замыкаются контакты 34 и 37 контактной групп-ы 33, на выходе второго элемента И 27 появляется сигнал с уровнем напрялсения, соответствуЮЩ1-1М логической единице, который .после инвертирования с помощью элемента ИЛИ-НЕ 28 включает светодиод 29, сигнализирующий о неисправности релейного ключа, Аналог1-гчно сигнал неисправности поступает с выхода первого элемента И 26 на светодиод 29, если при нали чни на выходе органа 1 управления управляющего сигнала с уровнем логической единицы разомкнуты контакты 34 и 36 контактной группы 33. Резисторы 30 и 3 обеспечивают формирование сигнала, соответствующего уровню логической единицы на первых входах первого и второго элементов И при разомкнутых соответствующих контактах контактной группы 33, При нормальной работе релейного ключа на первом и втором входах каждого из элементов И 26 и 27 должны присутствовать сигналы с разными уровнями напряжения (0; 1 и 1; 0) в зависимости от уровня управляющего сигнала на выходе органа 1 управления , Предлагаемый релейньа ключ обеспечивает экономичное управление дистанционными переключателями от логических управляющих программных устройств на маломощных интегральных микросхемах, в частности серии 134, за счет совмещения функций усиления и формирования импульсных команд в одном узле - усилителе-формирователе. Благодаря сокращению числа функциональных элементов в цепях управления обмотками дистанционного перелючателя и введению устройства непрерьшного контроля исправности повышается надежность устройства.

1. РЕЛЕЙНЬЙ КЛЮЧ, содерлсащий дистанционный переключатель, орган управления, инвертор и выводы для подключения первого источника питания, причем выход органа управления .соединен с входом инвертора, одни из выводов первой и второй обмоток дистанционного переключателя объединены, и соединены с выводом для подключения первого источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности-, в него введены блок непрерывного контроля исправности, два усилителя-формирова теля импульсных команд и выводы для подключения второго источника питания, один из усилителей формирователей импульсных команд включен между выходом органа управления и другим -вьгоодом первой обмотки дистанционного переключателя, другой - между выходом инвертора и другим выводом второй обмотки дистанционного переключателя, один из ВХОД06 блока непрерывного контроля исправности соединен с выходом органа управления,другой подключен к выходу инвертора, причем один и другой усилители-формирователи импульсных команд и блок непрерывного контроля исправности соединены с выводами для.подключения второго источника питания. 2,Ключ поп.,отличающ и и с я тем, что каждьв усилительформирователь импульсных команд выполнен в виде транзисторного входного ключа, выходного усилительного каскада, включающего в себя составной транзистор, диода, конденсатора и резистора, коллектор транзистора входного ключа соединен через резистор с выводом для подключения второго источника питания и через конденсатор - с выходным усилительным каскадом и с диодом, включенным С2 & в цепь разряда конденсатора. 3.Ютюч по п.1 или 2, отличающийся тем, что блок непрерывного контроля исправности выполнен в виде первого и второго элементов И, элемента ИЛИ-НЕ, светодиода, трех резисторов и одной из контактных групп дистанционного переключателя, подвижный контакт указанной контактной группы соединен с одним из выводов для подключения второго источника Ю питания, а ее размыкающий и замыкающий контакты соединены с первыми вхо дами элементов И и через первый и второй резисторы блока непрерывного контроля исправности - с другим выводом для подключения второго источника питания, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ. выход которого через последовательно соединенные светодиод и третий резистор соединен с другим выводом для подключения второго источника питания, причем вторые входы элементов И являются входами блока непрерывного контроля исправности.