Устройство согласования высоковольтнойКОММуТАциОННОй цЕпи C иНТЕгРАльНОйМиКРОСХЕМОй Советский патент 1981 года по МПК H03K5/153 

(54) УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ ЦЕПИ С ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМОЙ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, выполненных на базе интегральных микросхем, для согласования входного сигнала, .ставленного низким или высоким уровнями напряжения промышленной сети переменного или постоянного тока, до уровня сигнала, необходимого для управления интегральными микросхемами.

Известно согласующее звено, включаемое между высоковольтной коммутационной сетью и интегральной схемой, содержащее, устройство с двумя устойчивыми состояниями и делитель напряжения 1.

Недостатком этого звена является малый диапазон применения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство развязки входных цепей переменного тока, содержащее выпрямитель и элемент гальванической развязкиС З.

Недостатками устройства являются большое потребление по входной цепи, узкий рабочий диапазон входного напряжения и низкое быстродействие.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности входной цепью, расширение рабочего диапазона входного сигнала и повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство согласования высоковольтной коммутационной цепи с интегральной микросхемой, содержащее выпрямитель-ограничитель и элемент гальванической развязки, введены первый генератор импульсов, например, на однопереходном транзисторе, транзисторный ключ, первый и второй RS-триггеры, первый и второй элементы

10 И-НЕ, элемент задержки и второй генератор импульсов, шины питания первого генератора импульсов через вьшрямитель-ограничитель подключены к входу устройства, а выход -- к входу элемента гальванической развязки, вход транзисторного ключа

5 подключен к выходу элемента гальванической развязки, выход второго генератора импульсов подключен непосредственно к первым входам элементов И-НЕ и через элемент задержки - к нулевому установочному входу первого RS-триггера, единичный

20 установочный вход которого подключен к выходу транзисторного ключа, а прямой и инверсный выходы - к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы которых подключены к единичному и нулевому установочным входам второго RS-триггера соответственно, прямой выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы в соответствующих точках схемы.

Устройство содержит выпрямитель-ограничитель 1, первый генератор 2 импульсов, элемент 3 гальванической развязки, тр|анзисторный ключ 4, первый RS-триггер 5, элементы 6, 7 И-НЕ, второй RS-триггер 8, второй гене})атор импульсов, элемент 10 задержки.

Напряжение на входе устройства, обозначено Ui (фиг. 2); напряжение на выходе первого генератора 2 импульсов с паузой длительностью Tj. и временемtj - отсутствия колебаний в районе прохода входного сигнала через нуль - Uz; напряжение на выходе триггера 5 - LJy; напряжение на выходе триггера 8 (на выходе устройства - Ug; напряжение на выходе второго генератора 9 - напряжение на выходе элемента 10 задержки - U(o; величина задержки импульсов элементом 10 обозначенаТю-ц

Устройство работает следующим образом.

При входном сигнале, соответствующем уровню логического «О, первый импульс генератора 9 через элемент 10 задержки устанавливает RS-триггер 5 в нулевое состояние, которое через элемент 7 И-НЕ, следующим импульсом переписывается в RSтриггер 8 и на выходе устройства появляется сигнал, соответствующий логическому «О,

При наличии входного сигнала U генератор 2 формирует серию импульсов Uz, усиливаемых ключом 4, которые имеют разрывы в моменты времени, когда входное напряжение меньше порога возбуждения генератора 2. При этом длительность разрывовТ гг. определяется уровнем логического «О, который характеризирует статическую помехоустойчивость устройства.

Для надежной работы устройства необходимо, чтобы в промежутки времениТ,., или fi-i между очередным и последующим импульсами, формируемых генератором 2, генератор 9 формировал бы не более одного импульса Оэ. Пocкoлькyr,.-., aTi-.( 1:,о;, , то условием нормальной работы .устройства является выполнение неравенства , г-1При входном сигнале, соответствующем логической «1, входной сигнал через выпрямитель-ограничитель 1 возбуждает генератор 2, импульсы которого через элемент 3 гальванической развязки воздействуют на транзисторный ключ 4, и на его выходе появляется серия отрицательных импульсов, первым из которых RS-триггер 5 устанавливается в единичное состояние. Первым импульсом генератора 9 через элемент 6 И-НЕ единичный сигнал с выхода RS-триггера 5 поступает на единичный вход RS-триггера 8, и на его выходе и входе устройства появляется сигнал, соответствующий логической единице, который присутствует до тех пор, пока не изменится уровень входного сигнала, так как после каждого сброса в нулевое состояние задержанным импульсом генератора 9 RS-триггер 5 возвращается в еиничное состояние импульсом с выхода ключа 4 до появления очередного импульса на выходе генератора 9.

Применение предлагаемого устройства, в схемах автоматики позволяет использовать в качестве входного сигнала напряжение промышленной сети, при этом рабочий диапазон входного сигнала для логической «1 соответствует 110-220 В, а для логического нуля - О-48В.

Формула изобретения

Устройство согласования высоковольтной коммутационной цепи с интегральной микросхемой, содержащее выпрямительограничитель и элемент гальванической развязки, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности входной цепью, расширения рабочего диапазона входного сигнала и повь1щения быстродействия устройства, в него введены первый генератор импульсов, например, на однопереходном транзисторе, транзисторный ключ, первый и второй RS-триггеры, первый и второй элементы И-НЕ, элемент задержки и второй генератор импульсов, щины питания первого генератора импульсов через выпрямитель-ограничитель подключены к входу устройства, а выход - к входу элемента гальванической развязки, вход транзисторного ключа подключен к выходу элемента гальванической развязки, выход второго генератора импульсов подключен непосредственно к первым входам элементов И-НЕ и через элемент задержки - к нулевому установочному входу первого RS-триггера, единичный установочный вход которого подключен к выходу транзисторного ключа, а прямой и инверсный выходы - к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ соответственно, -выходы которых подключены к единичному и нулевому установочным входам второго RS-триггера соответственно, прямой выход которого является выходом устройства.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка ФРГ № 2648975,

кл. Н 03 К 5/00, С 05 В 19/02, 1977.

2.Боэн В. Разработка помехоустойчивых логических схем. Перевод с английского № Ц-20921, рубрикатор РЖ01Б2, М., 1974.