Устройство для гальванического разделения сигналов Советский патент 1987 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к промышленной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для осуществления связи с датчиками и исполнительными устройствами микропроцессорных систем, программируемых контроллеров и других устройств, где требуется передача сигналов с гальваническим разделением.

Цель изобретения - повьшение входного сопротивления и уменьшение потребляемой мощности.

Устройство для гальванического разделения сигналов (фиг.1) содержит трансформатор I, конденсатор 2, диод 3, генератор 4 и бесконтактный ключ 5, второй информационный выход которого соединен с выходной клеммой 6, источник 7 постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 4 вырабатывает прямоугольные колебания Ц со скважностью л. (фиг. 2). Эти импульсы замыкают бесконтактный ключ 5. Допустим, что на входе присутствует сигнал 1. При этом диод 3 закрыт. В промежутке времени t ключ 5 открыт, ток I|j этого ключа увеличивается и в индуктивности трансформатора накапливается энергия, в момент времени t ключ за- крьюается, что вызывает за счет ЭДС самоиндукции появление на информационном выходе ключа всплеска напряжения (), При этом на вторичной обмотке трансформатора 1 также появляется всплеск напряжения U, , плюс которого прикладывается к аноду диода 3, но так как к катоду диода 3 приложено более положительное напряжение входного сигнала 1, диод 3 не открывается. Если всплеск напряжения

и

u)t

окажется больше, чем входное напряжение ивх то диод откроется, этот всплеск будет ограничен, ограничен будет также всплеск напряжения на выходе ключа 5. Вследствие этого исключается возможность пробоя бесконтактного ключа 5 ЭДС самоиндукции.

Если на входе устройства присутствует входной сигнал О, то напряжение на конденсаторе 2 близко к нулю. Это имеет место в интервалах времени tj-.g (фиг,2). При этом в интервале времени tj.j ключ 5 открыт, ток 1 увеличивается, индуктивность трансформатора запасает энергию, диод 3 закрыт отрицательным импульсом на

O

5

0

5

0

5

0

5

0

5

аноде. В момент времени t ключ 5 закрывается, за счет ЭДС самоиндукции на аноде диода 3 возникает положительный потенциал, а так как на катоде , диода 3 потенциал нулевой, то диод открывается. Это приводит к шунтированию диодом ЭДС самоиндукции и, слег довательно, к резкому ее уменьшению, при этом несколько увеличивается дли- тельност исчезновения импульса самоиндукции. Таким образом, на информационном выходе ключа 5, а следова- . тельно, и на выходе схемы возникают импульсы самоиндукции, амплитуда которых зависит от величины входного сигнала (при входном сигнале О амплитуда существенно меньше, чем при сигнале 1). Эти импульсы легко выделить с помощью регистров или триггеров и использовать в микропроцессорной системе для ввода логических сигналов с гальваническим разделением.

Предлагаемое устройство имеет меньшую по сравнению с другими типами развязывакядих устройств, потребляемую мощность и большее входное сопротивление за счет большой скважности питающего тока. Формула изобретения

Устройство для гальванического разделения сигналов, содержащее трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого соединен с ано- дом диода, катод которого соединен с первой входной клеммой и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с второй входной клеммой и вторым выводом .первичной обмотки трансформатора, первый вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с первой выходной клеммой, отличающееся тем, что, с целью повышения входного сопротивления и уменьшения потребляемой мощности, в него введены генератор импульсов, источник постоянного напряжения и бесконтактный ключ, причем выход источника постоянного напряжения соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, управляющий вход бесконтактного ключа соединен с выходом генератора, первый информационный выход бескон- такного ключа соединен с общей шиной, второй информационный выход бесконтактного ключа соединен с первьйм выводом вторичной обмотки трансорфмато- ра.

Фи.2

Изобретение относится к промышленной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для осуществления связи с датчиками и исполнительными устройствами микропроцессорных систем, программируемых контроллеров и других устройств, где требуется передача сигналов с гальванической развязкой. Устройство содержит трансформатор 1, конденсатор 2, диод 3, генератор 4, бесконтактный ключ 5, второй информационный выход которого соединен с выходной клеммой 6, источник 7 постоянного напряжения. Устройство имеет меньшую по сравне- ник) с другими типами развязывающих устройств потребляемую мощность и большое входное сопротивление за счет большой скважности питающего тока. Импульсы, формируемые на.выходе схемы, легко вьщелить с помощью регистров или триггеров и использов.ать в микропроцессорной системе для ввода логических сигналов с гальваническим разделением. 2 ил. (Л + 0 00 ГС о 00 СХ) О5