Коммутатор Советский патент 1992 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике, технике связи, а также может применяться в любых отраслях народного хозяйства, где необходимо высокое быстродействие и надежность при коммутации.

Известны коммутаторы содержащие в каждом канале тиристор, анод которого через соответствующую нагрузку подключен к первому полюсу источника пос:тоянНого напряжения, а катод на эмиттер транзистора. Управляющий электрод- через соответствующие контакты, стабилитрон и резистор ко второму полюсу источника питания 1.

Недостатком данного коммутатора является то, что электромагнитное реле включено последовательно с тиристором/в результате чего снижается быстродействие работы коммутатора, а. наличие большого количества радиоэлементов снижает надежность..

Известны коммутаторы.содержащие информационные входы, первые информационные выходы, положительную шину источника пИтания, замыкающие контакты реле включения, диоды, исполнительное реле, первое дополнительное электромагнитное реле, замыкающие контакты второго дополнительного электромагнитного реле, нейтральное реле, отрицательную шину источника питания, размыкающие контакты нейтрального реле, замыкающие контакты реле вкл1Ьчения. вторые информационные выходы, переключающие контакты первого дополнительного электромагнитного реле, замыкающие контакты исполнительного реле. При формировании одного из каналов подается плюс источника питания на вход одного из реле включения, реле включения срабатывает и блокируется своим замыкающим контактом, в результате чего срабатывает исполнительное реле, замыкает свои

контакты и подключается один из информационных входов на первый информационный выход.

Для формирования канала на второй информационный выход, плюс источника 5 питания подается на второе дополнительное электромагнитное реле, которое срабатывает и замыкает свой контакт, в результате чего срабатывает первое дополнительное электромагнитное реле и пере- 10 ключает свои контакты на второй информационный выход. Изобретение позволяет коммутировать одну группу информационных входов на две группы выходных шин 2.15

Недостатки этого коммутатора следующие:

коммутатор имеет общий размыкающий контакт нейтрального реле, через который подается отрицательное напряжение 20 на все реле включения, что снижает надежность работы коммутатора;

в коммутаторе использовано большое количество механических контактов реле, что также снижает надежность его работы; 25

время включения канала ограничено временем включения реле, что снижает быстродействие работы коммутатора.

Наиболее близким техническим решением, является коммутатор, содержащий в 30 каждом канале электромагнитное реле один конец которого включен на шину управления, а второй через диод на неподвижный контакт электромагнитного реле, а подвижный контакт подключен на минусовую шину. 35 Коммутирующий элемент выполнен на транзисторном ключе, база которого подключена на шину блокировки, а коллектор к шине включения. Электромагнитное реле и неподвижный контакт каждого канала под- 40 ключены через соответствующие диоды на шину включения и шмну блокировки.

Недостатки данного коммутатора следующие:

в каждом канале использован механи- 45 ческий контакт блокировки электромагнитного реле, что снижает надежность работы коммутатора;

коммутирующий элемент выполнен на транзисторе, что также: снижает надеж- 50 ность;

электромагнитное реле каждого канала включено последовательно с коммутирующим элементом, в результате чего время включения канала определяется временем включе- 55 ния электромагнитного реле, что снижает быстродействие работы коммутатора.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия,

Цель достигается тем, что в коммутаторе, содержащем в каждом из N каналов электромагнитное реле, первый и второй диоды, шину управления и общие для всех каналов резистор, первый вывод которого соединен с питающей шиной, шину срабатывания и шину отключения, с которой соединен анод первого диода каждого канала, введен стабилитрон, включенный между шиной отключения и точкой соединения второго резистора с шиной срабатывания, а также в каждый канал введен тиристор, катод которого соединен с шиной управления, управляющий электрод - с катодом первого диода, а анод подключен к питающей шине через обмотку электромагнитного реле и к шине срабатывания через катод-анод второго диода.

На чертеже представлена принципиальная схема коммутатора.

Приняты обозначения: 1 - шина управления; 2 - тиристор; 3 - выходная шина нагрузки; 4 - электромагнитное реле; 5 первый диод развязки; б - второй диод развязки; 7 - шина отключения; 8 - шина срабатывания; 9 - стабилитрон; 10- резистор; 11 - общая плюсовая шина питания; 12 группа контактов реле подключения информационных шин; 13 - группа информационных шин входных каналов; 14 - группа информационных шин выходных каналов.

В каждом канале имеется шина управления 1 каналами, которая соединена с катодом тиристора 2, а анод через диод 6 подключен на шину срабатывания 8. Управляющие электроды, через первый диод развязки 5, подключены на шину отключения 7. Электромагнитное реле 4 одним концом включено на плюсовую шину 11, а вторым на выходную шину 3, которая подключена к аноду тиристора 2.

Коммутирующий элемент выполнен на резисторе 10, один конец которого подключен на плюсовую шину 11, а второй на шину срабатывания 8 и стабилитроне 9, катод которого включен на шину срабатывания 8, а анод на шину отключения 7.

В качестве сопротивления нагрузки применено электромагнитное реле. Группа входных информационных шин 13 через нормально открытые контакту 12 подключается к группе информационных шин 14.

Функционирование коммутатора осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии на шине управления 1 отсутствует отрицательное напряжение. На выходной шине 3, при помощи обмотки электромагнитного реле 4, с общей плюсовой шины 11 поступает положительный потенциал. Положительный потенциал

с плюсовой шины 11 через резистор 10 поступает на шину срабатывания 8, а также через стабилитрон 9 на шину отключения 7 и с этой же шины через диоды развязки 5 на управляющие злектроды тиристоров 2.

Группа информационных шин 13 входных каналов подключена к нормально открытым контактам 12 электромагнитного реле 4.

При необходимости скоммутировать группу входных информационных шин 13 любого входного канала на группу информационных шин 14 выходного канала, необходимо на шину управления данного канала подать отрицательное напряжение (общая отрицательная шина питания на чертеже не показана). При подаче отрицательного напряжения на управляющую шину 1 первого канала, включается тиристор 2, т.к. на его управляющем электроде и на аноде присутствует положительный потенциал. Включение тиристора первого канала осуществляется по цепи: плюсовая шина 11, резистор 10, шина срабатывания 8, диод 6, анод тиристора 2, шина управления 1.

В результате включения, на выходной шинеЗ появляется отрицательное напряжение. Так как в качестве сопротивления нагрузки к выходной шине 3 подключено электромагнитное реле 4, то данное реле срабатывает по цепи: плюсовая шина 11, обмотка реле 4, выходная шина 3. При включении реле 4, срабатывают контакты 12 и группа информацинных шин 13 первого входного канала подключается к группе информационных шин выходного канала 14.

При включении тиристора 2 первого канала, отрицательное напряжение с анода тиристора через диод 6 поступает на шину срабатывания 8 и через стабилитрон 9 поступает на шину отключения 7. Так как при работе канала на управляющих электродах всех тиристоров отсутствует положительное напряжение, то при подаче отрицательного напряжения на управляющую шину 1 любого канала, включение тиристоров не происходит и подключение любого канала во время работы первого канала невозможно. При снятии отрицательного напряжения с управляющей шины 1 первого канала происходит его отключение и схема возвращается в исходное состояние. Работа остальных каналов происходит аналогичным образом.

При необходимости, для контроля включения каналов, параллельно обмотки электромагнитного реле 4 можно подключить сигнальную лампочку.

Преимуществом данного типа коммутатора является следующее.

Формирование канала в коммутаторе

осуществлено бесконтактным способом,

при помощи тиристора и коммутирующего

элемента, что увеличивает надежность работы коммутатора.

Упрощена схема коммутирующего элемента, который выполнен на резисторе и стабилитроне.

Введена выходная шина.к которой можно подключать нагрузку имеющую, как активный так и реактивный характер, что i резко увеличивает быстродействие работы коммутатора.

Наличие минимального количества радиоэлементов и механических контактов, а

также применение тиристоров и коммутиру- . ющего элемента,выполненного на резисторе и стабилитроне, повышает надежность и быстродействие работы коммутатора. .

Ф о р м у л а и 30 б р ет е н и я . Коммутатор, содержащий в каждом из N

-каналов электромагнитное реле, первый и второй диоды, шину управления и общие

для всех каналов резистор, первый вывод которого соединен с питающей шиной, шину срабатывания и шину отключения, с коорой соединен анод первого диода каждого канала, о т личающийся тем,

что, с целью повышения надежности и быстродействия, он содержит стабилитрон, который включен между шиной отключения и очкой соединения второго вывода резистора с шиной срабатывания, а в каждый канал

введен тиристор, катод которого соединен с шиной управления, управляющий электрод

-с катодом первого диода, а анод подключен к питающей шине через обмотку электромагнитного реле и к шине срабатывания

через катод-анод второго диода.

;j

15

13

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. Коммутатор содержит в каждом канале электромагнитное реле 4. диоды 5, 6 и общие для всех каналов резистор 10. шину 1 управления, шину 8 срабатывания, шину 7 отключения, питающую шину 11. Введение стабилитрона 9. который включен между шиной 7 и точкой соединения резистора 10 с шиной 8. и введение в каждый канал тиристора 2. катод которого соединен с шиной 1. управляющий электрод- с катодом диода5. а анод подключен к шине 11 через обмотку реле 4 и к шине 8 через диод 6. позволяет уменьшить количество механических контактов и радиоэлементов. 1 ил.