Оптоэлектронное переключающее устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K17/78 

1

Изобретение относится к области импульсной техники и электротехники и может быть использовано как бесконтактное переключающее устройство в средствах промышленной автоматики.5

Известны и нашли широкое применение в мировой практике оптоэлектронные бесконтактные выключатели. Такие устройства включают в себя источник излучения, приемник излучеиия, усилитель тока нриемни- ю ка излучения, формирователь и усилитель мош,ности, коммутирующий день нагрузки 1.

Недостаток таких устройств - дополнительный источник питания для управления 15 источником излучения, низкие функциональные возможностн.

Известно также оптоэлектронное переключающее устройство, содержащее источник излучения, нрпемпик излучения, выход 20 которого через усилитель подключен к входу формирователя, инвертор и усилитель мощности 2.

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы.25

С целью повышения надежности работы в оптоэлектронное переключающее устройство, содержащее источник излучения, приемник излучения, выход которого через усилитель подключен к входу формирова- 30

2

теля, инвертор и усилитель мощности, введен формирователь-повторитель и дополнительный усилитель мощности, причем выход формирователя через инвертор соединен с входом усилителя мощности, а через формирователь-повторитель - с входом дополнительного усплителя мощности, выходы указанных усилителей мощиости являются соответственно инверсным и ирямым выходами ycTpoiiCTBa, ири этом цепи иитаиия всех блоков, кроме дополннтельного усилителя мощиости и приемиика излучеиия, объединеиы и последовательно иодключеиы к источнику излучения.

На чертеже представлена функциональная схема нредлагаемого устройства.

Устройство содерл ит источник i излучен)1я, представляющий собой арсенид-галиеBbiii светодиод иифракрасиого сиектра, который вклЕОчеи плюсом к плюсовой шине питания; ирнемиик 2 излучеиия, иредставляющий собой кремниевый фотодиод, плюсом включенный на вход усилителя 3. Носледний иредставляет собой эмиттерный повторитель, собранный на составном транзисторе. Выход усилителя 3 соединен с формирователем 4, который собран на транзисторах и представляет собой триггер Шмитта.

Напряжение питания усилителя 3 и формирователя 4 стабилизируется. Выход формирователя 4 соединен с входом инвертора 5. Инвертор 5 и формирователь-повторитель 6 собраны на транзисторах и представляют собой каскад с эмиттериой связью. Усилители мощности прямого 7 и инверсного 8 сигналов выполнены на транзисторах. Все элементы устройства размещены на изоляционпой плате внутри корпуса и залиты герметиком.

Устройство работает в режиме переключения.

При освещении приемника 2 излучения источником 1 излучения сиимается сигнал на выходе усилителя 8 логической единицы, а на выходе усилителя 7 - сигнал логического нуля.

При перекрывании светового потока коммутационным экраиом сигнал па выходе усилителя 8 - логический нуль, на выходе )силителя 7 - логическая единица.

Когда приемник 2 излучения освещен, то напряжение на нем минимально и оно повторяется усилителем 3. При этом формирователь 4 находится в таком положении, что на выходе имеется сигнал логического нуля, на выходе усилителя 8 - напряжение логической единицы. Ток, протекающий через источник 1 излучения, равен сумме токов усилителя 3, формирователя 4, инвертора 5, формирователя-повторителя б и усилителя 8 мощности инверсного сигнала. При перекрывании светового потока напряжение на приемнике 2 излучения максимально и оно повторяется.

При этом ток через источник излучения будет меньще на величину, равную току через открытый транзистор усилителя 8 мощности инверсного сигнала, так как в

случае этот транзистор будет закрыт.

Такое включение источника излучения, при котором ток через источник излучения минимален при перекрытом световом потоке и максимален при ирохождении светового потока, позволяет создать по.чожительную оптнческую обратную связь. Это позволит создать необходимую релейность схемы, что в свою очередь стабилизирует работу устройства в условиях сильиых вибраций.

Формула изобретения

Оптоэлектронное переключающее устройство, содержащее источник излучения, приемник излучеиия, выход которого через усилитель подключен к входу (формирователя, инвертор и усилитель мощности, отличающееся тем, что, с целью повышепия надежности работы, в него введен формирователь-повторитель и дополнительный усилитель мощности, иричем выход формирователя через инвертор соединен с входом усилителя мощности, а через формирователь-повторитель - с входом дополнительного усилителя мощности, выходы указаниых усилителей мощности являются соответственно инверсным и ирямым выходами устройства, при этом цепи питания всех блоков, кроме дополнительиого зсилителя мощности и приемника излучения, объединены и последовательно подключены к источнику излучения.

Источники информации,

принятые во внимаиие при экспертизе

1.Патент Фрапции № 2232883, кл. П ОЗК 19/02, 1975.

2.Патент Великобритании JN 1394444, кл. Н ОЗК 17/72, 1975 (прототип).