ТРАНЗИСТОРНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ РЕЛЕ Советский патент 1973 года по МПК H03K17/567 

i

Изобретение относится к полупроводниковым релейным устройствам и может быть использовано в различных устройствах автоматики, электронной защиты встроенного самоконтрол Я.

Известны транзисторные импульсные реле, дающие возможность контролировать начало и конец серии импульсов или минимальную частоту следования импульсов. Эти реле используют интегрирующую цепочку и пороговый элемент - стабилитрон, подключаемые ко входу транзистора, и управляемый ключтранзистор для управления интегрирующей цепочкой. В известных реле выходной транзистор полностью открыт, когда через пороговый элемент, стабилитрон, течет ток, равный току стабилизации.

Для обеспечения тока стабилизации на стабилитрон необходимо подать напряжение, по крайней мере, равное напряжению стабилизации. Напряжение на конденсаторе, от которого зависит режим стабилитрона, начинает расти с момента исчезновения входного напряжения положительной полярности на ключевом транзисторе, который определяет состояние конденсатора. Заряд конденсатора происходит с некоторой постоянной времени, а характеристика стабилитрона не идеальна, поэтому стабилитрон входит в режим стабилизации не скачкообразно, а с задержкой во времени. Та2

КИМ образом, выходной транзистор, открывается с такой же задержкой. Эта задержка зависит от постоянной времени заряда конденсатора, которая легко учитывается, и от характеристики стабилитрона, которая практически не поддается расчету и может быть самой различной по величине. Следовательно, задержка во времени из-за этой второй составляющей может принимать различные значения.

Целью изобретения является уменьщенне погрещности определения момента наступления М:иним:альной частоты импульсов или окончания серии импульсов.

Эта цель достигается тем, что база транзистора через стабилитрон соединена с эмиттером транзистора усилителя, коллектор которого через резистор соединен с шиной питания, а база нодсоединена к одному из вывоДов вторичной обмотки трансформатора, другой вывод которой через резистор интегрирующей / С-цепочки соединен с щиной питания, и через диод и конденсатор интегрирующей RCцепочки - с общей щиной устройства, причем параллельно конденсатору интегрирующей С-цепочки подсоединено ключевое устройство.

Реле можно использовать как генератор пачек импульсов, что значительно расщиряет

его функциональные возможности. На чертеже показана принципиальиая схема предлагаемого реле. Реле состоит из ключевого транзистора 1, управляемого входным сигналом; резистора 2, ограничивающего допустимый ток через трапзистор; интегрирующей цепочки, состоящей из конденсатора 3 и резистора 4; усилителя на транзисторе 5 и резисторе 6; порогового элемента - стабилитрона 7 и блокинг-генератора. Блокинг-генератор содержит транзистор 8, трансформатор 9, защитный диод 10, диод 11, ограничивающий разряд конденсатора через правую часть схемы, и резистор 12, ограничивающий ток через транзистор 8. Постоянная времени интегрирующей цепочки в предлагаемом реле определяется минимальной, частотой следования входных импульсов, подлежащих фиксации, или временем, требующимся для срабатывания после прекращения действия импульса или серии импульсов. Чем больще пауза .между входными импульсами (ниже частота), т. е. больщее время транзисторный ключ закрыт, тем до больщего напряжения может зарядиться конденсатор. Для того, чтобы он не успел зарядиться за время паузы до напряжения открытия стабилитрона, необходимо увеличить постоянную времени интегрирующей цепочки. Это достигается увеличением сопротивления резистора 4 (обычно порядка нескольких десятков килоом). В отличие от резистора 4 сопротивление резистора 2 должню быть как можно меньще, так как конденсатор успеть разрядиться полностью при приходе на вход ключевого транзистора 1 импульса как можно меньшей длительности. Его значение определяется максимально допустимым импульсным током транзистора и составл яст несколько ом. Предположим, что после включения напряжения питания на вход схемы будет поданю постоян1гое напряжение положительной полярности. В этом слечае ключевой транзистор I открыт, конденсатор 3 разряжен, а транзисторы 5 и 8 закрыты. При подаче на БХОД запирающих импульсов конденсатор 3 заряжается через резистор 4 в течение времени, равного паузе, и разряжается через резистор 2 и открытый ключ в течение 1 ремени, равного длитель)1остн имПульса. Этот процесс происходит и такт с частотой входного сигнала. Каждый последующий заряд конденсатора практически начинается от нуля из-за того, что разряд происходит через малое сопротивл(енио, а заряд через большое. По мере снижения частоты входного сигнала, т. е. увеличения паузы импульсами, ключевой транзистор все большее время будет находиться в закрытом состоянии, а конденсатор 3 будет успс.вать заряжаться до все большего напряжения. Значение этого напряжения, способного воздействовать на схему реле, зависит от коэффициента усиления усилителя и напряжения стабилизации стабилитрона. Чем больще коэффициент усиления усилителя, тем меньщее напряжение он усилит до значения, способного воздействовать на стабилитрон. Этого значения тока недостаточно для перевода реле в открытое состояние. Одиако он способен индуктировать в обмотке положительной обратной связи напряжения в фазе с напряжением на входе усилителя. За счет действия положительной обратной связи с этого момента начинается лавинообразный процесс открытия выходного транзистора. После открытия выходного транзистора н установления определенного тока через него ействие напрялсения положительной обратной связи прекращается, напряжение же на входе усилителя еще недостаточно для создания напряжения, обеспечивающего открытое состояние стабилитрона (он находится в режиме стабилизации только за время действия пололсительной обратной связи), а следовательно, и выходиого транзистора, и он начнет закрываться. Процесс генерации прекращается но достижении напряжения на конденсаTOipe, практически равного наПряжению стабилизации стабилитрона. После прекращения генерации транзисторы 5 и 8 полностью открываются. В исходное (закрытое) состояние реле возврап.ается при повыщении частоты входных импульсов, при котором ключ-транзистор откро.стся на время, достаточное для разряда конденсатора 3. Тогда транзистор 8 закроется, а при переводе его управляющим импульсом в открытое состояние все процессы повторяются. Предмет изобретения Транзисторное импульсное реле, содержащее ключевое устройство, пороговый элемент, выполненный на стабилитроне, интегрируюидую / С-цспочку, усилитель -и блокинг-генератор с коллекторно-базовой трансформаторной связью, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности определения момента наступления минимальной частоты импульсов или окончания серии импульсов, база транзистора блокинг-генератора через стабилитрон соединена с эмиттером транзистора усилителя, коллектор которого через резистор соединен с шиной питания, а база подсоединена к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, другой вывод которой через резистор интегрирующей С-цепочки соединен с шиной питания, и через диод и конденсатор интегрирующей ./ С-цепочки - с общей шиной устройства, причем параллельно конденсатору интегрирующей ./ С-цепочки подсоединено упомянутое ключевое устройство.