Коммутатор Советский патент 1986 года по МПК H03K17/72 

Введение регистра 9 памяти датчика 10 времени, триггера 11, генератора 12, импульсов, элементов ИЛИ 13 и 14 и элемента ИЛИ 18 во времязадающую ячейку позволяет обеспечить независи1

Изобретение относится к сильноточной импульсной технике, в частности к устройствам электронной коммутации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения автоматического включения и выключения нагрузок в произвольном порядке по заданной программе.

На чертеже представлена функциональная схема коммутатора.

Коммутатор содержит нагрузки 1 и тиристоры 2 по числу коммутируемых цепей, времязадающие ячейки 3, источник 4 питания, первую входную шину 5, вторую входную шину 6, третью вход- ную шину 7, четвертую входную 8, регистр 9 памяти, датчик 10 времени, триггер 11, генератор 12 импульсов, первый элемент ИЛИ 13, второй элемент ИЛИ 14, ждущий мультивибратор 15.

Каждая времязадающая ячейка 3 состоит из первого 16 и второго 17 счетчиков, второго элемента ИЛИ 18, первого 19, второго 20, третьего 21, четвертого 22 резисторов, первого 23, -второго 24 транзисторов и конденсатора 25.

Катоды тиристоров 2 соединены с общим проводом. Первые выводы нагрузок 1 объединены и подключены к поло- жительной шине источника 4 питания, отрицательная шина которого соединена с общим проводом. Коллектор первого транзистора 23 соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора 2, а эмиттер подключен к общему проводу, коллектор второго транзистор 24 через первый резистор 19 соединен с положительной шиной источника 4 питания. Первая входная шина 5 устрой- ства подключена к первому входу регистра 9, вторая входная шина 6 соединена с вторым входом регистра 9, третья входная шина 7 подключена к первому входу первого элемента ИЛИ 13, а четвертая входная шина 8

мую коммутацию каждой нагрузки с изменяющимся временем задержки включения и выключения, что расширяет фун- кцио 1альиые возможности устройства. 1 ил.

с вторым входом второго элемента ИЛИ 14, первые входы регистра 9 соединены соответственно с первым входом первого счетчика 16 каждой время задающей ячейки 3, вторые входы регистра 9 подключены к первому входу второго счетчика 17 каждой времязада ющей ячейки 3 соответственно, третий выход регистра 9 подключен к первому входу датчика 10 времени, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 13, входом ждущего мультивибратора 15 и вторыми входами первого 16 и второго 17 счетчиков каждой времязадающей ячейки 3, третий вход датчика 10 времени подклю - чен к выходу генератора 12 импульсов и к третьим входам первого 16 и второго 17 счетчиков каждой времязадающей ячейки 3, выход датчика 10 времени соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 14 и вторым входом первого элемента ИЛИ 13, выход второго элемента ИЛИ 14 подключен к второму входу триггера 11 и к четвертым входам первого 16 и второго 17 счетчиков, а также к второму входу элемента ИЛИ 18, каждой времязадающей ячейки 3, первьм вход триггера 11 соединен с выходом ждущего мультивибратора 15, а выход подключен к входу генератора 12 импульсов, выход первого счетчика 16 каждой времяза- даюо;ей ячейки 3 через второй резисто 20 соединен с базой первого транзистора 23, коллектор которого через третий резистор 21 подключен к положительной шине источника 4 питания, выход второго счетчика 17 каждой времязадающей ячейки 3 подключен к первому входу элемента ИЛИ 18, выход которого через четвертый резистор 22 подключен к базе второго т)анзистора 24, эмиттер которого соединен с общим проводом, коллектор через конден сат(3р 25 соединен с анодом соответ

ствующего тиристора 2 и выво дом соответствующе й нагрузки 1.Коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристоры 2 выключены и нагрузки 1 обесточены, триггер 11, а также первый 16 и второй 17 счетчики каждой времязадаю-аей ячейки 3 установлены в нулевое состояние .

Первый транзистор 23 каждой время- задающей ячейки 3 открыт высоким уровнем с выхода первого счетчика 16, F поступающим на его базу через второй резистор 20, в результате чего на управляющих электродах тиристоров 2 поддерживается низкий уровень напряжения, обеспечиваюиц 1Й надежное закрывание тиристоров 2.

Второй транзистор 24 каждой времязадающей ячейки 3 закрыт низким уровнем, поступающим с выхода второго счетчика 17 через элемент ИЛИ 18 и четвертый резистор 22 на его базу, поэтому конденсатор 25 разряжен.

На первой входной шине 5 на первый (информационный) вход регистра 9 памяти поступает код, определяющий длительность времени задержки включения первой нагрузки Ij , сопровождаемый импульсом по второй входной шине 6, поступающим на второй вход (вход записи) регистра 9 памяти и записывающим поступившую информацию в регистр 9 памяти. Аналогично производится

запись кода времени задержки выключе-35 работают в режиме вычитания, поэтому

код, записанньй в них, начинает уменьшаться. Для правильной работы устройства необходимо, чтобы код, записанный в первый счетчик 16, был 40 всегда меньше кода, записанного во второй счетчик 17.

имя для первой нагрузки 1, затем записываются коды времени задержки включения и выключения второй нагрузки 1, и т.д.

Кроме того, в регистр 9 памяти записывается код, определяющий длительность цикла работы устрой-ства, т.е. промежуток времени, в течение которого производятся процессы кoм iyтaции нагрузок 1. По окончании записи информации на выходах регистра 9 памяти устанавливаются необходимые коды, определяющие времена задержек включения всех нагрузок 1, которые с первых выходов регистра 9 памяти поступают на первые входы (информационные) первых счетчиков 16 всех времязадающих ячеек 3 соответственно, а коды, определяющие времена задержек выключе ния всех нагрузок 1 с вторых выходов регистра 9 памяти подаются на первые (информационные) входы вторых счетчи45

50

- 55

Когда все разряды первого счетчика 16 какой-либо времязадающей ячейки установятся в нуль, т.е. по окончании времени задержки включения данной нагрузки 1, на его выходе появляется отрицательный импульс, которьй через второй резистор 20 поступает на базу первого транзистора 23 и закрывает его. На коллекторе первого транзистора 23 возникает высокий уровень, поступающий на управляющий электрод соответствующего тиристора 2 и открывающий его. Включается соответствующая нагрузка 1. По окончании импульса первый транзистор 23 снова открывается, на его коллекторе уста0

Q

кон 17 всех вримяэадающих ячеек 3 соответственно.

Код длительности цикла с трет ,его выхода регистра 9 памяти поступает на первьиЧ (информационный) вход датчика 10 времени .

После записи информации по третьей входной шине 7 на первьй вход первого элемента ИЛИ 13 поступает импульс запуска, который с выхода первого элемента ИЛИ 13 подается на вторые входы (входы предварительной установки) первого и второго счетчиков 16 и 17 каждой времязадающей ячейки 3 и второй вход (вход предварительной установки) датчика 10 времени.

По переднему фронту импульса запуска в первый 16 и второй 17 счетчики, а также в датчик 10 времени записываются коды, поступившие на их первые (информационные) входы.

Одновременно импульс запуска поступает на вход ждущего мультивибратора 15, который вьфабатывает импульс по его заднему фронту. Этот импульс устанавливает триггер 11 в единичное состояние. Высокий уровень с выхода триггера 11 запускает генератор 12 импульсов, который начинает вырабатывать импульсы, поступающие на третие входы (тактовые) первого 16 и второго 17 счетчиков каждой времязадающей ячейки 3, а также на третий (тактовый) вход датчика 10 времени.

Первый 16 и второй 17 счетчики

45

50

55

Когда все разряды первого счетчика 16 какой-либо времязадающей ячейки установятся в нуль, т.е. по окончании времени задержки включения данной нагрузки 1, на его выходе появляется отрицательный импульс, которьй через второй резистор 20 поступает на базу первого транзистора 23 и закрывает его. На коллекторе первого транзистора 23 возникает высокий уровень, поступающий на управляющий электрод соответствующего тиристора 2 и открывающий его. Включается соответствующая нагрузка 1. По окончании импульса первый транзистор 23 снова открывается, на его коллекторе устанавливается низкий уровень, -и данная нагрузка 1 остается включенной.

Аналогично включаются остальные нагрузки 1, причем лроцесс включения происходит независимо, а время задерки включения определяется заданным кодом, записанным в первые счетчики 16 каждой времязадающей ячейки 3,

После включения данной нагрузки конденсатор 25 начинает заряжаться через первый резистор 19 и открытый тиристор 2, так как второй транзисто 24 закрыт. Зарядившись, он остается в таком состоянии, не влияя на рабо- ту устройства, до того момента, когд все разряды второго счетчика 17 установятся в нуль и на его выходе появися положительный импульс, который - через элемент И.ПН 18 и .чертвертый резистор 22 поступит на базу и откроет второй транзистор 24.

При открывании второго транзистор 24 на аноде тиристора 2 за счет тока перезаряда конденсатора 25 возникает отрицательный импульс, который закрывает соответствующий тиристор 2 и выключает данную нагрузку 1,

Таким образом, в течение цикла призводится включение и выключение нагрузок 1 в произвольном порядке и с произвольными временами задержки определяемыми кодами, записанными в регистр 9 памяти.

Информация с выходов регистра 9 памяти переписывается в первый 16 и второй 17 счетчики и датчик 10 времени импульсом запуска. После этого регистр 9 памяти освобождается и может быть использован для записи кодов, определяющих времена задержки включения нагрузок 1 во втором цикле.

После окончания первого гшкла,

т.е. при появлении импульса на выходе датчика 10 времени, который через второй элемент ИЛИ 14 подается на второй вход трчгт ера 11 , последний устанавливается Б нулевое состояние, низкий уровень с его выхода останавливает генератор 12 импульсов и тактовые импульсы прекращаются.

Одновременно импульс с выхода датчика К) времени поступает на четвертые входы (установки в нулевое состояние) первого 16 и второго 1/ счетчиКОБ всех времязадающих ячеек 3 и устанавливает все разряды в нулевое состояиир, а также через элемент

, юQ

25

30

5

0

5

0

ИЛИ 18 и четвертый резистор 22 поступает на базы вторых транзисторов 24 каждой времязадающей ячейки 3, в результате чего все нагрузки 1, включенные до этого момента, выключаются.

Кроме того, импульс с выхода датчика 10 времени подается на BTopoii вход первого элемента ИЛИ 13, на выходе которого появляется импульс, аналогичный импульсу запуска, по которому начинается второй цикл работы устройства.

Дальше работа устройства повторяется описанным образом, причем, если до появления импульса окончания цикла информация, записанная в резисторе 9 памяти изменяется, то в следующем цикле изменяется порядок и время коммутации нагрузок 1, если же не изменяется, то сохраняется режим коммутации предьщущего цикла.

При необходимости установки по четвертой входной шине 8 подается импульс Стоп, поступающий на второй вход второго элемента ИЛИ 14, с выхода которого импульс сбрасывает тригт- гер 1 1 в нуль., останавливая генератор 12 импульсов, а также сбрасывает первый 16 и второй 17 счетчики всех вре- мязадающих ячеек 3 и через злемент ШШ 18 выключает тиристоры 2, включенные до этого момента. Для повторного запуска устройства необходимо подать

импульс запуска по третьей входной щине 7.

Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет обеспечить независимую коммутацию каждой нагрузки с изменяющимся временем задержки включения и выключения, что расщиря- ет функциональные возможности предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий тиристоры по числу нагрузок, катодами соединенные с обш,им проводом нагрузки, первые выводы которых объединены и подключены к положительной щине источника питания, отрицательная щина которого соединена с общим проводом, и время- задающие ячейки, каждая из которых содержит первьш транзистор, коллектор которого соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора, а эмиттер подключен к общему проводу, нторой транзистор, коллек-|-:ф которого

через первый резистор соединен с шиной источника питания, конденсатор, второй, третий, четвертый резисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены регистр памяти, датчик времени (таймер), триггер, генератор импульсов, первый и второй элементы ИЛИ, жду- щий мультивибратор, а в каждую время- задающую ячейку - первый и второй счетчики и элемент ИЛИ, причем первая входная шина коммутатора подключена к первому входу регистра, вторая входная шина соединена с вторым входом регистра, третья входная шина подключена к первому входу первого элемента ИЛИ, а четвертая входная шина соединена с вторым входом второго элемента ИЛИ, первые выходы регистра соединены соответственно с первым входом первого счетчика каждой время- задающей ячейки, вторые выходы регистра подключены к первому входу второго счетчика каждой времязадаю- щей ячейки соответственно, третий выход регистра подключен к первому входу датчика времени, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входом ждущего мультивибратора и вторыми входами первого и второго счетчиков каждой времязаРедактор А.Сабо Заказ 2782/57

Составитель С.Куст Техред О.Сопко

Корректор

Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпряитие, г.Ужгород,ул.Проектная, 4

дающей ячейки, третий вход датчика времени подключен к выходу генератора импульсов и третьим входам первого и второго счетчиков каждой вре- мязадающей ячейки, выход датчика времени соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера и четвертым входам первого и второго счетчиков, а также к второму входу второго элемента ИЛИ каждой времязадающей ячейки, первый вход триггера соединен с выходом ждущего мультивибратора, а выход подключен к входу генератора импульсов, выход первого счетчика каждой время- задающей ячейки через второй резистор соединен с базой первого транзистора, коллектор которого через третий резистор подключен к положительной шине источника питания, вькод второго счетчика каждой времязадающей ячейки подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого через четвертый резистор подключен к базе второго транзистора, эмиттер которого соединен с общим проводом, коллектор через конденсатор соединен с анодом соответствующего тиристора и вторым выводом соответствующей нагрузки.

Корректор С.Черни

Изобретение относится к сильноточной импульсной технике. Цель - расширение функциональных возможностей. Коммутатор содержит нагрузки 1 и тиристоры 2 по числу коммутируемых цепей, времязадающие ячейки 3, источник 4 питания, входные шины 5-8, per- гистр 9 памяти, датчик 10 времени, триггер 11, генератор 12 импульсов, .ч- элементы ИШ1 13 и 14 и ждущий мульти- вибратор 15. Каждая времязадающая ячейка состоит из счетчиков 16 и 17, элемента ИЛИ 18, резисторов 19-22, транзистора 24 и конденсатора 75. to 00 со to со