ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ Советский патент 1971 года по МПК H03K5/13 

Известны полупроводниковые устройства, содержащие блокинг-генератор с двухобмоточным трансформатором и интегрирующую RC-цепь, -конденсатор которой через пороговый элемент соединен с базовой цепью транзистора блокинг-генератора, срабатывающего при напрял ении на конденсаторе, равном порогу срабатывания порогового элемента.

Эти устройства отличаются сложностью и высокой вероятностью ложного срабатывания при действии сильных электромагнитных помех, которые могут иметь место при работе релейных схем.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства, позволивщей упростить его и повысить помехозащищенность, является применение реле в качестве трансформатора блокинг-генератора, причем обмотка реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, подключена к базе его транзистора через элемент с S-образной вольт-амперной характеристикой.

С целью использования предлагаемого устройства для сочетания электронных и релейных схем между интегрирующей цепью и целью положительной обратной связи блокинггенератора включен диод, а величина емкости интегрирующей цепи выбрана сколь угодно малой.

На фиг. 1 показана схема устройства, где интегрирующая цепь непосредственно подключена к элементу с S-образной вольт-амперной характеристикой; на фиг. 2-выполнение устройства задержки с подключением интегрирующей цепи к элементу с S-образной вольт-амперной характеристикой через диод. В качестве трансформатора блокинг-генератора используется двухобмоточное иснолнительное реле. Обмотка 1 этого реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, соединена через диод 2, динистор 3, имеющей S-образную вольт-амперную характеристику, и сопротивление 4, ограничивающее ток разряда конденсатора 5, с базой транзистора 6. В качестве элемента 3 с S-образной вольт-амперной характеристикой можно использовать динистр, тиристор (с соответствующей схемой включения), транзистор с короткозамкнутыми выводами эмиттер - база и т. д. Предпочтительным представляется применение динистора.

В точку соединения диода 2 и элемента 3 (динистора) включена интегрирующая цепь.

Для обеспечения режима запирания транзистора 6 его эмиттер включен в точку соединения сопротивления 7 и кремниевого диода 8. Ток смещения подается в базу транзистора 6 через сопротивление 9. Диод 10, включенный

top 6 от перенапряжений и обеспечивает замедленное отпускание якоря реле. Время задержки обусловлено параметрами интегрирующей цепи на сопротивление 12 и конденсаторе 5. Контактом 13 реле, управляющего работой устройства задержки (на схеме реле не показано), через сопротивление 14, ограничивающее ток разряда конденсатора 5, снимается незначительный отрицательный потенциал с точки соединения диода 2 и динистора 5. Контакт 15 реле занятия (на схеме реле не показано) замыкается при занятии релейного прибора, в состав которого может входить устройство задержки. Конденсатор -16, обеспечивающий выключение динистора 3, включен параллельно диоду 2. Контакт 17 исполнительного реле обеспечивает его блокировку.

Устройство задержки работает следующим образом.

В исходном состоянии управляющий контакт 13 замкнут, контакт 15 реле занятия разомкнут. Конденсатор 5 разрял ен, и в точку соединения диода 2 и динистора 3 подан незначительный отрицательный потенциал, снимаемый с делителя на сопротивлениях 12 и 14, Диод 2 и динистор 3 закрыты, в результате чего положительная обратная связь на базу транзистора 6 блокинг-генератора не подается. При замыкании контакта 15 реле занятия на устройство задержки подается напряжение питания, однако ток через обмотку 11 иснолнительного реле не протекает, так как транзистор находится в режиме запирания. Потенциал базы относительно эмиттера положительный, равный падению напряжения , на диоде 8.

При срабатывании управляющего реле его контакт 13 размыкается, в результате чего снимается шунт с конденсатора 5. Начинается заряд конденсатора 5 через сопротивление 12. Постоянная времени этой цепи обусловливает время задержки срабатывания устройства. Заряд конденсатора 5 осуществляется до напряжения переключения динистора 3. При переключении динистора 3 транзистор 6 насыщается и конденсатор 5 интенсивно разряжается через динистор 3, сопротивление 4, прямой переход база - эмиттер транзистора и диод 8, обеспечивая глубокое насыщение транзистора.

При насыщении транзистора блокинг-генератора через обмотку 11 реле протекает нарастающий ток, в результате чего в обмотке 1 наводится з.д.с. в фазе с входным сигналом. Когда отрицательное напряжение на обмотке 1 превысит отрицательное напряжение на конденсаторе 5, диод 2 открывается и обмотка / положительной обратной связи через открытый диод 2 и открытый динистор 3 подключается к базе транзистора.

Начинается регенеративный процесс, продолжающийся до тех тор, пока выполняются условия самовозбуждения блокинг-генератора. Когда ток через обмотку 11 реле -приближается к своему установивщемуся значению.

скорость его нарастания уменьщается. При уменьшении воздушного зазора магнитопровода реле при его срабатывании увеличивается индуктивность реле и скорость нарастания тока через обмотку // рзле также уменьшается. В результате этого уменьшается напряжение в обмотке /. Диод 2 закрывается и цепь положительной обратной связи блокинг-генератора отключается отбазы транзистора 6.

В обоих случаях обратная связь отключается после надежного срабатывания исполнительного реле.

Транзистор 6 закрывается. При уменьшении тока через обмотку 11 в обмотке / наводится Э.Д.С. противоположного знака. Положительное напряжепие обмотки / через емкостный неравноплечий делитель на конденсаторе 16 и конденсаторе 5 интегрирующей цени подается на динистор 3, обеспечивая его выключение. Конденсатор 5 интегрирующей цепи обеспечивает нормальный режим работы динистора, ори котором приложенное к динистору обратное напряжение не превышает предельно допустимого значения. Емкость конденсатора 16 незначительна. В частном случае, при использовании емкости между анодом и катодом низкочастотного диода 2, конденсатор 16 может отсутствовать. Таким образом, обмотка / исполнительного

реле, находящаяся в цепи положительной обратной связи блокинг-генератора, включается только на время формирования переднего фронта импульса коллекторного тока. В формировании заднего фронта импульса цель обратной связи не принимает участия.

После разряда конденсатора 5 и после того, как динистор 3 вновь закрывается, начинается повторный заряд конденсатора 5. Процесс протекает аналогично рассмотренному.

Вновь переключается динистор 3 и разряжается конденсатор 5, ток разряда которого приводит к регенеративному процессу в блокинггенераторе и т. д. На коллекторе транзистора 6 блокинг-генератора появляются прямоугольные импульсы, причем первый импульс появляется с задержкой, обусловленной работой интегрирующей цепи.

При отпускании управляющего реле контактом 13 подается незначительный отрицательный потенциал в точку соединения диода 2 и динистора 5, в результате чего устройство возвращается в исходное состояние. Питание с устройства задержки снимается контактом /5 при отпускании реле занятия.

Если для работы релейных схем, в состав которых может входить описываемое устройство задержки, исполнительное реле не должно от1пускать в течение длительного времени, то нужно контактом 17 исполнительного реле

подать «землю на коллектор транзистора 6. Исполнительное реле заблокируется и отпустит только при освоболедении релейного прибора, так как в этом случае контакт 15 реле занятия разомкнется и снимет питание с исЁСли для работы релейных схем достаточно иметь кратковременное срабатывание исполнительного реле, контакт 17 блокировки не используется. В этом случае исполнительное реле работает с частотой, обусловленной параметрами интегрирующей цепи. При времени задержки, меньшем, чем время отпускания исполнительного реле, оно останется лод током После первого импульса до тех пор, пока замкнут контакт 13 управляющего реле.

Предлагаемое устройство задержки может, кроме того, быть использовано в качестве низкочастотного генератора импульсов при значительной скважности. Например, используя это устройство задержки, можно получить различные выдержки, аналогичные выдержкам сигнально-вызывной машины АТС.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет осуществить управление релейными схемами со стороны электронных контактов, формирующих импульсы малой длительности. Оно позволяет при этом отказаться от -применения триггеров, в коллекторную цепь которых обычно включается исполнительное реле.

Для использования предлагаемого устройства в этом новом качестве между интегрирующей цепью и цепью положительной обратной связи блокинг-генератора включен диод 18, исключающий шунтирование цепи положительной обратной связи управляющим электронным контактом (см. фиг. 2). Величина емкости интегрирующей цепи не играет в этом случае превалирующего значения и может стремиться к нулю, так как действие положительной обратной связи после ее выключения обеспечивает надежное срабатывание реле.

Предмет изобретения

1.Полупроводниковое устройство задержки, содержащее блокинг-генератор с двухобмоточным трансформатором и интегрирующую RC-цепь, конденсатор которой через пороговый элемент соединен с базовой цепью транзистора блокинг-генератора, срабатывающего при напряжении на конденсаторе, равном порогу срабатывания порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его помехозащищенности, в качестве указанного трансформатора применено реле, причем обмотка реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, подсоединена к базе транзистора блокинг-генератора через упомянутый пороговый элемент, в качестве которого выбран элемент с S-образной вольт-амперной характеристикой.

2.Устройство по п. I, отличаю1цееся тем, что между интегрирующей цепью и цепью положительной обратной связи блокинг-генератора

включен диод, а величина емкости интегрирующей цепи выбрана сколь угодно малой.