Электронное реле Советский патент 1992 года по МПК H03K17/687 

Изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано для бесконтактной коммутации устройств электроавтоматики.

Известна схема управления мощными полевыми транзисторами, содержащая генератор импульсов, инвертор, первую и вторую схемы И, первый и второй транзисторы, трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к схеме формирования управляющего напряжения и коммутирующий МОП-транзистор (ФРГ, заявка № OS 3616097, кл. Н 03 К 17/687).

Недостатком известной схемы является ее сложность и ограниченная область применения ввиду отсутствия гальванической развязки коммутирующего МОП-транзистора от цепей питания схемы формирования управляющего напряжения.

Известно распределительное трансформаторное устройство, содержащее инвертор, первый и второй генераторы, первый и второй транзисторы, первый и второй трансформаторы, первый и второй управляющие транзисторы, первый и второй диоды и коммутирующий МОП-транзистор (ФРГ, заявка № OS35333798, кл. Н 03 К 17/687, прототип).

Недостатком известного устройства является его сложность.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Цель достигается тем, что в известное электронное реле, содержащее генератор импульсов, транзистор, затвор которого соединен с выходом генератора импульсов, а исток- с первой шиной источника питания, инвертор, в ход которого соединен с входной шиной, первый диод, катод которого подключен к второй шине питания электронного реле, коммутирующий МОП-транзистор, второй и третий диоды, первый и второй управляющие транзисторы и трансформатор, первые выводы первой и второй обмоток которого соединены между собой, а третья и четвертая обмотка подключены

СО

С

XJ

О СП 00 00

о

между затвором и истоком первого и второго управляющих транзисторов соответственно, стоки которых соединены с катодами второго и третьего диодов соответственно, анод второго диода соединен с затвором коммутирующего МОП-транзистора и затвором второго управляющего транзистора, анод третьего диода подключен к затвору первого управляющего транзистора, первой выходной шине и истоку коммутирующего МОП-транзистора, сток которого соединен с второй выходной шиной электронного реле, введены первый и второй ключи, первые выходы которых подключены к второй шине питания, управляющие входы - к выходу и входу инвертора соответственно, вторые выходы - к вторым выводам первой и второй обмоток трансформатора соответственно, первые выводы которых соединены с анодом первого диода и стоком транзистора.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа тем, что в него введены первый и второй ключи, выходы которых включены между шиной питания и вторым выводами первой и второй обмоток трансформатора, а управляющие входы подключены к выходу и входу инвертора соответственно, первые выводы первой и второй обмоток трансформатора соединены с анодом первого диода и током транзистора.

Аналогичных электронных реле с указанной совокупностью отличительных признаков по результатами патентных исследований не выявлено, т.е. предложенное решение подпадает под критерий Существенные отличия.

Наличие указанное совокупности отличительных признаков в предложенном техническом решении позволяет упростить .схему устройства за счет исключения генератора, трансформатора, диода и транзистора.

На фиг.1 изображена схема электронного реле; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Электронное реле содержит генератор 1 импульсов, соединенный с затвором транзистора 2, исток которого соединен с первой шиной питания 3, а сток - с анодом первого диода 4 и первыми выводами обмоток 5, 6 трансформатора 7, вторые выводы которых соединены с вторыми выходами ключей 8, 9, первые выходы которых подключены к второй шине питания 10, а их управляющие входы соединены с выходом и входом инвертора 11 соответственно. Вход инвертора 11 подключен к входной шине 12. Обмотки 13,14 подключены между

истоком и затвором управляющих транзисторов 15,16 соответственно, стоки которых соединены с катодом диодов 17, 18 соответственно. Анод диода 17 подключен к затво- рукоммутирующего МОП-транзистора 19 и затвору управляющего транзистора 16. Анод диода 18 соединен с затвором управляющего транзистора 15, первой выходной шиной 20 и истоком коммутирующего МОП0 транзистора 19, сток которого соединен с второй выходной шиной 21.

Электронное реле работает следующим образом,

В исходном состоянии на входную шину

5 12 подается входной сигнал низкого уровня напряжения (лог.0), соответственно напряжение на выходе инвертора 11 имеет высокий уровень (лог.1), при этом ключ 8 замкнут, а ключ 9 разомкнут. Генераторфор0 мирует непрерывную последовательность импульсов со скважностью 2, которая подается на затвор транзистора 2. Под воздействием импульсов происходит переключение транзистора 2 и формирование на обмотке

5 5, подключенной через замкнутый ключ 8 к шине питания 10, последовательности импульсов положительной полярности. Обмотки 13 и 14 включены противофазно по отношению к обмотке 5; поэтому импульсы

0 на обмотках имеют отрицательную полярность. По окончании каждого импульса на обмотках трансформатора 7 возникает обратный выброс, обусловленный спадом тока намагничивания обмотки 5. Напряжение об5 ратного выброса ограничивается диодом 4, подключенным к обмотке 5 через замкнутый ключ 8. Под воздействием импульсов управляющий транзистор 16 закрыт, а управляющий транзистор 15 открыт, Через открытый

0 транзистор 15 происходит заряд входной емкости 22 коммутирующего МОП-транзистора 19, при этом потенциал истока оказ- выается выше потенциала затвора и МОП-транзистор 19 находится в непроводя5 щем состоянии. В паузах между импульсами транзистор 16 закрыт, т.к. амплитуда обратного выброса, ограниченная диодом 4, меньше порога отпирания транзистора. Диод 17 предотвращает разряд входной емко0 сти 22 через управляющий транзистор 15, который может быть открыт напряжением на входной емкости 22. Таким образом, в паузах между импульсами заряд на входной емкости 22 сохраняется и коммутирующий

5 МОП-транзистор 19 удерживается в закрытом состоянии.

При подаче на входную шину 12 сигнала высокого уровня замыкается ключ 9 и размыкается ключ 8. К шине питания 10 подключается обмотка 6, которая включена

согласно по отношению к обмоткам 13 и 14 трансформатора 7, поэтому импульсное напряжение на них будет иметь положительную полярность, при этом открывается управляющий транзистор 16, а транзистор 15 закрывается. Происходит перезаряд входной емкости 22 через диод 18 и открытый транзистор 16. Потенциал затвора коммутирующего МОП-транзистора 19 становится выше потенциала истока, тран- зистор открывается и удерживается в этом состоянии напряжением на входной емкости 2 в паузах между импульсами.

При окончании входного сигнала устройство возвращается в исходное состоя- ние.

Таким образом, электронное реле обеспечивает коммутацию нагрузки в соответствии с входным сигналом, однако по сравнению с ивзестным имеет более про- стое схемное решение.

Формула изобретения Электронное реле, содержащее генератор импульсов, МОП-транзистор, затвор ко- торого соединен с выходом генератора импульсов, а исток - с первой шиной источника питания, инвертор, вход которого соединен с входной шиной, первый диод, катод которого подключен к второй шине источни- ка питания, коммутирующий МОП-транзистор, второй и-третий диоды, первый и второй управляющие МОП-транзисторы и трансформатор, первый вывод первой обмотки которого соединен с анодом первого диода и стоком МОП-транзистора, а вторая обмотка включена между затвором и истоком первого управляющего МОП-транзистора, анод второго диода соединен с затвором первого управляющего МОП-транзистора, а его катод - с затвором коммутирующего МОП-транзистора и стоком второго управляющего МОП-транзистора, затвор которого соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к сток первого управляющего МОП-транзистора, первый выходной шине и истоку коммутирующего МОП-транзистора, сток которого соединен с второй выходной шиной, отличающееся тем, что, с цлеью упрощения, введены третья и четвертая обмотки трансформатора, первый и второй ключи, первые выводы которых подключены к второй шине источника питания, управляющие входы - к выходу и входу инвертора соответственно, вторые выходы - к вторым выводам первой и третьей обмоток трансформатора соответственно, первый вывод третьей обмотки соединен с первым выводом первой обмотки, а четвертая обмотка подключена между затвором и стоком второго управляющего МОП-транзистора.

Изобретение относится к коммутационной технике. Электронное реле содержит генератор импульсов 1, МОП-транзиторы 2,15,16,19, трансформатор 7, ключи 8, 9, источник 10 питания. В зависимости от состояния ключей 8, 9, управляемых входным сигналом, на вторичных обмоткахтрансфор- матора формируются импульсы противоположной полярности, под воздействием которых через транзисторы 15, 16 происходит заряд входной емкости коммутирующего транзистора 19, благодаря чему осуществляется управление коммутационным транзистром 19. 2 ил.

Риг/

П П П П j

UofrM.

П

Фиг. 2