Многоканальный коммутатор и блок защиты Советский патент 1990 года по МПК H03K17/08 H03K17/60 

1

(21)4317649/24-21

(22)16.10.87

(46) 07.01.90. Бюл. № 1 (72) Л.В.Брылев и В.И.Ярыч

(53)621.382(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 1248055, кл. Н 03 К 17/687, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1195445, кл. Н 03 К 17/78, 1984.

(54)МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР И БЛОК ЗАЩИТЫ

(57)Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах

автоматики, а также при создании систем коммутации с матричным управлением. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания. Коммутатор содержит в каждом канале коммутации оптрон, транзистор и два резистора, а блок защиты содержит оптрон, транзистор, тиристор, конденсатор и девять резисторов. Цель достигается с помощью введения общего для всех каналов коммутации резистора и указанного блока защиты. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, а также при создании систем коммутации с матричным управлением. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания. Коммутатор содержит в каждом канале коммутации оптрон, транзистор и два резистора, а блок защиты содержит оптрон, транзистор, тиристор, конденсатор и девять резисторов. Цель достигается с помощью введения общего для всех каналов коммутации резистора и указанного блока защиты. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в бесконтактных устройствах автоматики и телемеханики, в частности, при создании бесконтактных устройств управления объектами, требущими гальванической развязки.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания в нагрузке.

На чертеже изображены схемы многоканального коммутатора и блока защиты.

Многоканальный коммутатор 1 содержит каналы 2 коммутации, каждый из которых включает в себя оптрон 3, транзистор 4, резисторы 5 и 6, резистор 5 включен между базой и эмиттером фототранзистора оптрона 3, база транзистора 4 соединена с первым выводом резистора бис эмиттером фото- транзистора оптрона 3. Катоды свето- диодсв оптрона 3 всех каналов 2 коммутации подключены к выводам управляющей шины 7, коллекторы транзисторов 4 подключены к выходной шине 8 коммутатора, аноды светодиодов оптро- на 3 объединены и подключены к общей управляющей шине 9 коммутатора, коллекторы фототранзисторов оптронов 3 объединены и подключены к шине 10 питания коммутатора. Базы транзисторов 4 через резисторы 6 соединены i общей шиной 11, эмиттеры транзисторов 4 объединены и соединены с контрольным выходом 12 коммутатора, общий резистор 13 включен между общей шиной 11 и контрольным выходом 12 коммутатора.

Блок 14 защиты содержит оптрон 15, транзистор 16, тиристор 17, конденсатор 18, резисторы 19-27, причем

W

С

СП

со

4Ь

sj

ел

00

-31534

анод светодиода оптрона 15 через резистор 19 подключен к источнику 28 управляющего напряжения, коллектор фототранзистора оптрона 15 подключен |с источнику 29 постоянного напряжения , катод светодиода оптрона 15 со- Јдинен с первым выводом 30 блока защиты, второй вывод (выход) 3 которого соединен через резистор 24 с кол- лектором транзистора 16, управляющий электрод тиристора 17 через резне- top 26 соединен с третьим выводом (входом) 32 блока 14 защиты, катод tnpHCTOpa 17 соединен с общей ши- ной 11, анод тиристора 17 через ре- истор 25 соединен с эмиттером, тран- истора 16, база которого подключена к общей точке соединения первых вы- одов резисторов 21 и 22, второй вы- вЧэд резистора 22 подключен к общей прше 11, второй вывод резистора 21 ерез резистор 20 подключен, к базе И непосредственно - к эмиттеру фото- транзистора оптрона 15, эмиттер транзистора 16 через резистор 23 соединен с базой фототранзистора оптрона 15, конденсатор 18 включен между управляющим электродом тиристора 17 и общей шиной 11.

Общая управляющая шина 9 коммутатора соединена с первым выводом 30 блока 14 защиты, второй вывод 31 которого соединен с шиной 10 питания Коммутатора, контрольный выход 12 которого соединен с третьим выводом 32 блока 14 защиты.

Многоканальный коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутст- вии сигнала на управляющей шине 7 отсутствует ток в выходной цепи опт- ронов 3 и 15, транзисторы 4 и 16 закрыты, тиристор 17 закрыт, конденсатор 18 разряжен. При появлении сиг нала на управляющей шине 7 через светодиоды оцтронов 3 и 15 протекает ток, фототранзисторы оптронов Зи 15 открываются, открывается транзистор 16. В базу транзистора 4 течет ток от источника 29 постоянного напряжения через коллектор-эмиттерные переходы фототранзистора оптрона 15, транзистора 16, фототранзистора оп- трона 3, Транзистор 4 открывается, осуществляя коммутацию нагрузки е- рез выходную шину 8, По окончании

управляющего сигнала закрываются фототранзисторы оптронов 3 и 15, от5

0 0

5

0 5 Q 5

ключая цепь протекания тока через коллектор-эмиттерный переход транзистора 16 в базу транзистора 4. Транзисторы |6 и 4 закрываются, т.е. коммутатор возвращается в исходное состояние. При появлении следующего управляющего сигнала работа коммутатора повторяется,

В случае возникновения перегрузки по току или короткого замыкания в нагрузке возрастает ток через коллектор-эмиттерный переход транзистора 4 и, соответственно, через общий резистор 13, Падение напряжения на общем резисторе 13 увеличивается, и, в случае превышения им пороговой величины на контрольном выходе 12 коммутатора, срабатывает блок 14 зашиты, который обесточивает шину 10 -питания коммутатора, в результате чего транзистор 4 закрывается на время действия сигнала на управляющей шине 7. По окончании сигнала на управляющей шине блок 14 защиты возвращается в исходное состояние.

Блок зашиты работает следующим образом,

В отсутствие короткого замыкания при появлении сигнала на управляющей шине 7 открывается фототранзистор оптронз 15 и транзистор 16, через коллектор-эмиттерные переходы которых шина источника 29 постоянного напряжения подключается к шине 10 питания коммутатора. Тиристор 17 закрыт, поскольку на его управляющем электроде, соединенном с контрольным выходом 12 коммутатора, величина напряжения не превышает порогового (отпирающего) значения. При возникновении перегрузки транзистора 4 по току или короткого замыкания в нагрузке величина напряжения на контрольном выходе 12 коммутатора превышает пороговое значение и тиристор 17 открывается. При этом сопротивление цепочки ; резисторов 23-25 сказывается существенно меньше сопротивлений цепочек резисторов 21-22 и 23-24, что приводит к уменьшению падения напряжения Ug3транзистора 16 и запиранию его . Запирание транзистора 16 обеспечивает шину 10 питания коммутатора и приводит к напиранию транзистора 4,

По окончании сигнала на управляющей шине 7 прекращается ток через светодиоды оптронов 3 и 15, фототранзисторы которых запираются, при этом тиристор 17, у которого в данном случае снимается анодное напряжение, возвращается в исходное состояние Конденсатор 18 разряжается. Блок защиты вновь готов к работе.

Многоканальный коммутатор обладает повышенной надежностью работы за счет обеспечения защиты выходных транзисторов ют перегрузки по току и от короткого замыкания в нагрузке. Защита транзисторов всех каналов коммутации, независимо от их количества, осуществляется с помощью одного общего резистора и блока защиты.

Блок защиты от короткого замыкания в нагрузке также обладает повышенной надежностью работы, поскольку изменение отдельных параметров полупроводниковых элементов в резуль- тает воздействия эксплуатационных факторов (например, остаточное падение напряжения UK9 транзистора, коэффициент передачи по току транзистора), входящих в состав блока, не приводит к изменению характера работы блока защиты.

Формула изобретения зо

5

0

5

о

5

0

5

ра, которая соединена с вторым выводом блока защиты, эмиттер фототранзистора оптрона в каждом канале соеди- нен с базой транзистора, которая через резистор соединена с общей шиной, к которой подключен первый вывод общего резистора, второй вывод которого соединен с эмиттерами транзисторов и контрольным выходом коммутатора, который соединен с третьим выводом блока защиты, четвертый и пятый выводы которого соединены с источником управляющего напряжения и с источником постоянного напряжения соответственно.

j