Коммутирующее устройство Советский патент 1985 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в приборах автоматического контроля и управл«ния.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения коммутации по изменению уровня входного напряжения при достижении порогового значения, а также повышение надежности работы устройства за счет исключения контактной управляюшей группы и снижения требований к напряжению питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема коммутируюш,его устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Коммутирующее устройство состоит из компаратора 1 напряжения, переключателя 2 и исполнительного устройства 3, содержащего п дистанционных переключателей 4.1 - 4.П с включающими обмотками 5.1-5.п, отключающ.ими обмотками 6.1-б.п, переключающей группой 7-m произвольного дистанционного переключателя 4-ш, четыре управляющих транзистора 8-11, четыре резистора 12-15 и два времязадающих конденсатора 16 и 17, причем первые выводы включающих обмоток 5.1-5.п и отключающих обмоток 6.1-б.п дистанционных переключателей 4.1-4.П соединены с первой шиной питания, а вторые - соответственно с коллекторами управляющих транзисторов 8 и 9, базы которых соединены соответственно через резисторы 12 и 13 с второй шиной питания, а через резисторы 14 и 15 соединены соответственно с размыкающим и замыкаюахим контактами переключающей группы 7-т произвольного дистанционного переключателя 4-iri, которые подключены соответственно через времязадающие конденсаторы 16 и 17 к Г5торой шине питания, а ее переключающий контакт соединен с первой щиной питания, управляющие транзисторы 10 и 11 эмиттерами соединены с второй шиной питания, коллекторами - соответственно с эмиттерами управляющих транзисторов 8 и 9, а базами - соответственно с неинвертирующим и инвертирующим выходами переключателя 2 тока, вход которого соединен с выходом компаратора 1 напряжений.

Коммутирующее устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения на входе компаратора 1 напряжений выще порогового значения коммутирующее устройство находится в исходном состоянии. При этом на выходе компаратора 1 напряжений установлено отрицательное напряжение, которое прикладывается к входу переключателя 2 тока. Переключателем 2 тока ток скоммутирован через инвертирующий выход в базу управляющего транзистора 11, управляющий транзистор 1 1 при этом открыт, а управляющий транзистор 10 заперт. Управляющий транзистор 8 открыт отпирающим напряжением через нормально замкнутые контакты группы 7-т дистанционного переключателя и резистор 14, конденсатор 16 заряжен до напряжения питания. Управляющий транзистор 9 заперт, так как отпирающее напряжение с него снято и конденсатор 17 разряжен. При этом включающие обмотки 5.1-5.П и отключающие обмотки 6.1-б.п дистанционных переключателей 4.1-4.п обесточены и потребление исполнительного устройства 3 определяется только током через резисторы 14 и 12.

При уменьщении напряжения на входе компаратора 1 напряжений ниже порогового значения (точка А, фиг. 2) на его выходе устанавливается положительное напряжение,

которое прикладывается к входу переключателя 2 тока. В результате переключателем 2 тока ток коммутируется через неинвертирующий выход в базу управляющего транзистора 10. При этом управляющий транзистор 10 открыт, а управляющий транзистор 11 заперт. Поскольку также открыт управляющий транзистор 8, то включающие обмотки 5.1-5.П дистанционных переключателей оказываются запитанными. Дистанционные переключатели срабатывают, переключающая группа 7-гп дистанционного переключателя 4-ш устанавливается в другое устойчивое состояние. Надежность срабатывания дистанционных переключателей обеспечивается поддержанием некоторое время управляющего транзистора 8 в открытом состоянии за счет разряда времязадающего конденсатора 16 через резисторы 14 и 12 и его база-эмиттерный переход. После полного разряда времязадающего конденсатора 16 управляющий транзистор 8 запирается. После переключения контактов

5 переключающей группы 7-ш дистанционного переключателя времязадающий конденсатор 17 заряжается до напряжения питания. Управляющий транзистор 9 при этом открыт, но ток через отключающие обмотки 6.1-б.п дистанционных переключателей отсутствует, потребление исполнительного устройства 3 ограничивается током через резисторы 15 и 13.

Для облегчения режимов транзисторов 8 и 10 вместо включающих обмоток дистанционных переключателей может быть использовано включающее промежуточное однообмоточное реле, при этом длительность импульса, формируемого включающим промежуточным однообмоточным реле (диаграммы Ubui.(ft,i и и,вх, фиг. 2), определяется

0 выражением« F D

T, t,cpm + Rn-C,3-inHi±iLj,(1)

.Utna |-Kll

где ti cp.m - время срабатывания дистанционного переключателя 4-т при управлении по обмотке;

5PI - коэффициент передачи тока базы

управляющего транзистора 8 в схеме с общим эмиттером;

напряжение питания коммутирующего устройства; .сопротивление обмотки вклюR

о6н1 чающего промежуточного однообмоточного реле; UOTO 1 - напряжение отпускания включающего промежуточного однообмоточного реле.

При увеличении напряжения на входе компаратора напряжений 1 выше порогового значения (точка В, фиг. 2) на его выходе устанавливается отрицательное напряжение, которое прикладывается к входу переключателя 2 тока. В результате переключателем 2 тока ток коммутируется через инвертирующий выход в базу управляющего транзистора 11. При этом управляющий транзистор 11 открыт, а управляющий транзистор 10 заперт. Поскольку также открыт управляющий транзистор 9, то отключающие обмотки 6.1-6.П дистанционных переключателей оказываются запитанными. Дистанционные переключатели срабатывают, переключающая группа 7-т дистанционного переключателя 4-т устанавливается в исходное состояние. Надежность срабатывания дистанционных переключателей обеспечивается поддержанием некоторое время управляющего транзистора 9 в открытом состоянии за счет разряда времязадающего конденсатора 17 через резисторы 13 и 15 и его базаэмиттерный переход. После полного разряда времязадающего конденсатора 17 управляющий транзистор 9 запирается. После переключения контактов переключающей группы 7-т дистанционного переключателя в исходное состояние времязадающий конденсатор 16 заряжается до напряжения питания Управляющий транзистор 8 при этом открь1т, но ток через включающие обмотки 5.1--о.п дистанционных переключателей отсутствует и потребление исполнительного устройства 3

ограничивается током через резисторы 12

и 14

Для облегчения режимов транзисторов 9 и 11 вместо отключающих обмоток 6.1-б.п дистанционных переключателей может быть использовано отключающее промежуточное однообмоточное реле, при этом длительность импульса, формируемого отключающим промежуточным однообмоточным реле (диаграммы и«.ое„ 2 и Ue., фиг. 2), определяется выражением

. I D г I, P2-E,i-R°6«2(2)

.« + Rl2C,,,.R;2.(

где t2cpm - время срабатывания дистанциононного переключателя 4-т по обмотке отключения 4т-2;

и, коэффициент передачи тока базы управляющего транзистора 9 в схеме с общим эмиттером; Е„ -напряжение питания коммутирующего устройства;

0 .2 - сопротивление обмотки отключающего промежуточного однообмоточного реле;

Uom2 -напряжение отпускания отключающего промежуточного однособмоточного реле.

Если при изменении уровня входного напряжения второй переход через пороговое значение происходит быстрее, чем определенная выражениями (1) и (2) длительность формируемых импульсов управления (точки 0 С Д и Е, фиг. 2), то эти импульсы ограничиваются моментом второго перехода через пороговое значение.

Использование в коммутирующем устройстве компаратора 1 напряжений и переключателя 2 тока позволяет отслеживать 5 изменение входного напряжения и формировать по достижении порогового значения два противофазных управляющих сигнала.

КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее дистанционные переключатели, первые выводы включающих и отключающих обмоток которых соединены с первой щиной питания, а вторые - соответственное коллекторами первого и второго управляющих транзисторов, причем базы первого и второго управляющих транзисторов соединены соответственно через первый и второй резисторы со второй щиной питания, а через третий и четвертый резисторы - соответственно с размыкающим и замыкающим контактами переключающей группы одного из дистанционных переключателей, которые подключены соответственно через первый и второй времязадающие конденсаторы ко второй шине питания, а ее переключающий контакт соединен с первой щиной питания, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет обеспечения коммутации по изменению уровня входного напряжения при достижении порогового значения, в него введены компаратор напряжений, переключатель тока и третий и четвертый управляющие транзисторы, причем эмиттеры третьего и четвертого управляющих транзисторов соединены со второй щиной питания, коллекторы - соответственно с эмиттерами i первого и второго управляющих транзисторов, а базы - соответственно с неинвер(Л тирующим и инвертирующим выводами переключателя тока, вход которого соединен с выходом компаратора напряжения. САЭ СД О5 .J