БЕСКОНТАКТНОЕ РЕЛЕ Советский патент 1967 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к бесконтактным реле на полупроводниковых приборах, например, для устройств передачи и приема телеграфных сигналов, содержащим двухтактный преобразователь постоянного тока на транзисторах, выходной согласующий трансформатор, полупроводниковый стабилитрон, подсоединенный параллельно входу реле, транзистор управления, выпрямители и выходные транзисторы.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что коллектор транзистора управления соединен с эмиттерами транзисторов преобразователя, средняя точка базовых обмоток которого подсоединена к базе транзистора, подсоединенного параллельно входу реле.

Это позволяет повысить надежность действия реле и уменьшить собственные искажения.

На чертеже изображена принципиальная электросхема предложенного устройства.

При отсутствии электронапряжения на входных зажимах /, 2 все транзисторы закрыты, и выходное напряжение со стороны внешней нагрузки равномерно делится между выходными транзисторами 3, 4. Количество выходных транзисторов зависит от их собственных параметров, величины внешнего напряжения и характера нагрузки. С появлением

электронапряжения на зажимах 1, 2 на входном сопротивлении реле падает напряжение, величина которого определяется величиной входного электротока и величиной внутреннего сопротивления, причем до момента пробоя стабилитрона 5, соединенного параллельно входу реле через переход база-эмиттер транзистора 6 управления, величина входного сопротивления определяется параллельным соединением резисторов 7, 8 при условии работы транзистора 9, соединенного параллельно входу реле, в режиме насыщения. Так как обратный ток стабилитрона 5 до момента пробоя практически равен нулю,

транзистор 6 будет закрыт и эмиттерные цепи транзисторов 10, 11, составляющих двухтактный преобразователь постоянного тока, не замкнуты. Транзистор 9 открыт, транзисторы 3, 4 закрыты.

При достижении током на входе определенной величины, падение напряжения на входе станет равным пробивному напряжению стабилитрона 5. Ток пробоя стабилитрона откроет транзистор 6, что соединит эмиттеры

транзисторов 10, 11 преобразователя с точкой 2 входа реле. С точкой 1 входа преобразователь соединен через согласующий трансформатор ,12. Вследствие дальнейшего приращения тока

трона 5, который обеспечит режим насыщения транзистору 6 управления. Условия для начала генерации преобразователя созданы тем, что транзисторы //, 10 .получают отрицательное смещение через .резистор 8, так и транзистор 9.

При работе преобразователя базовые токи транзисторов 10, 11 протекают через резистор J3, соединенный параллельно переходу базаэмиттер транзистора 9. Падение напряжения на резисторе 13 является Напряжением положительного смещения для транзистора 9. Поэтому с .началом генерации преобразователя транзистор 9 закрывается и отключает резистор 7 со входа реле. Такая цоложительная об.ратная связь за счет подсоединения средней точки 14 базовых обмоток 15, 16 преобразователя к базе транзистора 9 обеспечивает быстрый переход реле из состояния «выключено в состояние «включено и спасобствует переключению входного тока на стабилитрон 5 и преобразователь.

Так как стабилитрон 5 включен через небольшое сопротивление база-эмиттер транзистора (триода) 9 параллельно входу реле, то дальнейшее увеличение тока ла входе реле не приведет к существенному изменению падения напряжения на входном сопротивлении реле. Следовательно, преобразователь будет получать питание от стабилизированного источника электронапряжения, и величина тока через преобразователь .не будет зависеть ог величины тока на входе.

Мощность, трансформируемая преобразователем во вторичную цепь выходного устройства, будет тоже постояина.

Транзисторы 10, 11 преобразователя открываются .по очереди в течение полови.ны периода колебания. Напряжение на выходных обмотках согласующего трансформатора 12 выпрямляется диодами 17, 18, 19, 20 ,и открывает выходные транзисторы 3, 4.

Величина базового тока выходных транзисторов реле должна быть достаточна для насыщения транзисторов при задаваемом коллекторном токе, который является коммутируемым током нагрузки выходной цепи реле.

Таким образом, в предложенном реле входной ток преобразователя для управления выходными транзисторами 3, 4 выходного устройства протекает через стабилитрон 5, переход база-эмиттер (триода) транзистора управления 6 и резистор 8.

С уменьшением тока на входе ток через стабилитрон 5 будет недостаточен для поддержания тра.нзистора 6 в открытом состоянии. Соответственно начнет уменьшаться ток преобразователя и величина .напряжения положительного смещения на базе тра-нзисто.ра 9, последний открывается и .подключает параллельно входу реле резистор 7, что приводит к уменьшению входного сопротивления реле. Так как характеристика пробоя ста билитрона достаточно крутая, то уменьшение тока на входе реле .с подключением транзистора 9 предварительной -нагрузки приведет к быстрому выключению лреобразователя и соответстпенно выходных транзисторов 3, 4.

Диапазон токов, в котором предложенное реле не обеспечивает насыщения выходных транзисторов 3, 4, является относительно небольшим, так как применяемый в качестве элемента с гра.ничными условиями стабилитрон 5 имеет крутую характеристику пробоя. К тому же при переключении действует положительная обратная связь, в которой участвуют транзистор 6 управления, преобразователь и транзистор 9.

Предлагаемое электронное реле обладает релейной переходной характеристикой и обеспечивает включение и выключение тока в выходной цепи при определенных величинах тока на входе, причем величины токов включе ия и выключения могут быть установлены с помощью элементов реле независимо друг от друга. Величиной сопротивления коллектор чой цепи транзистора 9 величина тока включения может быть определена так, что с включением реле на выходе обеспечивается включение нагрузки при насыщенных тра.нзисторах выходной части реле.

Предмет изобретения

Беско.нтактное реле на полупроводниковых приборах, .например, для устройств передачи и приема телеграфных сигналов, содержащее двухтактный преобразователь постоянного тока на тра.нзисторах, выходной согласующий трансформатор, полупроводниковый .стабилитрон, включенный параллельно входу реле, транзистор управления, выпрямители и выходные транзисторы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы реле и уменьшения собственных искажений, коллектор транзистора управления соединен с эмиттерами транзисторов преобразователя, средняя точка базовых обмоток которого подсоединена к базе транзистора, включенного параллельно входу реле.