Релейный коммутатор Советский патент 1982 года по МПК H04L13/12 

(54) РЕЛЕЙНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, контроля и сигнализации, в частности в автоматических игровых устройствах для селективного включения на фиксированное время сигнальных ламп выбранного канала. Известен многоканальный релейный коммутатор, содержащий в каждом канале коммутирующее электромагнитное реле, диод, запоминающее электромагнитное реле и конденсатор, подключенный параллельно обмотке-коммутирующего реле 1. Недостаток - большое количество элементов, низкая надежность. Наиболее.близким к изобретению по технической сущности,, является коммутатор, содержащий в каждом кана;ле диод и нейтральное электромагнитное реле включения с задержкой на отпускание, один конец обмотки нейтрального электромагнитного реле включения соединен с соответствующей шиной управления, а второй конец - с первым неподвижным контактом своей переключающей группы, вторые концы обмоток указанных реле через диоды объединены и соединены с вторым неподвижным контактом первой переключающей грулпы последнего нейтрального электромагнитного реле включения, подвижный контакт первой переключающей группы последнего нейтрального электромагнитного реле включения, подключен к второму неподвижному контакту той же переключающей группы предыдущего нейтрального электромагнитного реле включения, подвижный контакт первой переключающей группы первого нейтрального электромагнитного реле включения подключен к второму неподвижному контакту той же переключающей группы нейтрального электромагнитного реле включения соединен с минусовой шиной источника питания, а подЧижный контакт второй переключающей группы этого же реле соединен с плюсовой шиной источника питания, при этом каждый канал содержит нейтральное электромагнитное исполнительное реле, один конец обмотки которого подключен к минусовой шине источника питания, а второй конец - к первому неподвижному контакту второй переключающей группы нейтрального электромагнитного реле включения, кроме того, в каждом канале группа информационных входных щин через замыкающие контакты нейтрального электромагнитного исполнительного реле соединена с общими инфЬрмационными выходными шинами коммутатора. К недостаткам известного коммутатора следует отнести сложность, обусловленную тем, что в каждом канале использовано два нейтральных электромагнитных реле и отдельный элемент задержки на отпускание. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности функционирования. Указанная цель достигается тем, что в релейный коммутатор, содержащий в каждом канале диод и нейтральное электромагнитное реле, один конец обмотки которого соединен с первым неподвижным контактом своей переключающей группы, при этом подвижный контакт переключающей группы последующего нейтрального электромагнитного реле подключен к вт(фому неподвижному контакту той же переключающей группы предыдущего нейтрального электромагнитного реле, причем в каждом канале группа информационных входных шин через.замыкающие контакты нейтрального электромагнитного реле соединена.с общими информационными выходными шинами релей 1ого коммутатора, а также элемент задержки на отпускание нейтрального электромагнитного реле, введен коммутационный элемент, а элемент задержки на отпускание нейтрального электромагнитного реле выполнен в виде реле времени, к выводу которого подключены подвижный контакт переключающей группы riepBoro нейтрального электромагнитного реле и замыкающий контакт коммутационного элемента, соединенный с положительной шиной источника питания, при этом вход указанного реле времени через другие параллельно соединенные замыкающие контакты нейтральных электромагнитных реле всех каналов подключен к положительной щине источника питания, второй конец обмотки первого нейтрального электромагнитного реле, соединен со своим размыкающим контактом и подключен к отрицательной щине источника питания, в каждом из остальных каналов второй конец обмотки нейтрального электромагнитного реле соединен со своим размыкающим контактом и подключен к указанному размыкающему контакту . предыдущего нейтрального электромагнитному реле, а первый конец обмотки нейтрального электромагнитного реле в каждом из каналов через диод соединен с соответствующей шиной управления. В качестве реле времени может быть использовано устройство, содержащее времязадающую RC-цепь, точка соединения конденсатора и резистора которой подключена к базе транзистора порогового каскада, коллектором соединенным с базой транзистора исполнительного каскада, коллектор которого через ограничительный резистор соединен с выходом данного релевремени, причем другой вывод конденсатора времязадающей RC-цепи, подключенный к резистивному делителю напряжения, соединен со входом этого реле времени. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема релейного коммутатора. Релейный коммутатор состоит из каналов 1 -1 , содержащих соответственно диоды п и нейтральные электромагнитные реле п. Во всех каналах первые концы обмоток нейтральных электромагнитных реле п соединены соответственно с первыми неподвижными контактами ,4 п своих переключающих групп и через диоды с соответствующими шинами 5 управления. Подвижный контакт 6 2-6 п переключающей группы каждого последующего реле 3 2-3 п (начиная со второго) подключен к второму неподвижному контакту 7 1-7 п той же переключающей группы предыдущего реле. Подвижный контакт 6 1 переключающей группы первого реле 3 1 подключен к выходу 8 элемента 9 задержки на отпускание. К выходу 8 подключен также замыкающий контакт 10 коммутационного элемента 11 (на чертеже не показан). Замыкающие контакты - 12 п, соединенные между собой параллельно, подключают ко входу 13 элемента 9 задержки на отпускание положительную щину 14 источника питания. В каждом из каналов вторые концы обмоток реле п соединены с собственными размыкающими контактами п. Второй конец обмотки первого реле подключен к отрицательной щине 16 источника питания. Вторые концы обмоток реле 3 2-3 п подключены к размыкающим контактам -15 п соответствующих предыдущих реле. В каждом канале группа - 17 п информационных входных шин через замыкающие контакты 18 1 - 18 п реле-3 1-3 п соединена с общими информационными выходными шинами 19 релейного коммутатора. Элемент 9 задержки на отпускание, выполненный в виде реле времени, содержит времязадающую RC-цепь, состоящую из конденсатора 20 и резистора 2Ь Одной обкладкой конденсатор 20 подключен к базе порогового транзистора 22, а другой - к делителю напряжения на резисторах 23, 24, 25. Коллектор порогового транзистора 22 соединен с цагрузочным резистором 26 и с базо исполнительного транзистора 27, в коллекторной цепи которого установлен гасящий резистор 28. Диод 29 и резистор 30 образуют цепь смещения для исполнительного транзистора, благодаря которой этот транзистор надежно запирается в момент .отключения нейтрального электромагнитного реле. К коллектору исполнительного транзистора подключен стабилитрон 31.

Релейный коммутатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на шины 14 и 16 источника питания происходит подготовка к работе элемента 9 задержки на отпускание. Пороговый транзистор 22 открывается и насыщается. Составляющей базовйго тока этого транзистора заряжается хронирующий конденсатор 20 по цепи: общая щина 14 источника питания - открытый эмиттерный переход порогового транзистора 22 - конденсатор 20 - резистор 25 - отрицательная щина 16 источника питания. Хронирующий конденсатор 20 заряжается до напряжения, равного по величине падению напряжения на резисторах 23 и 24. Коллекторная 1цепь исполнительного транзистора 27 остается пока разомкнутой, так как замыкается она только при срабатывании одного из реле 3 .

При поступлении импульсного сигнала на одну из шин управления (например на шину 5 2) срабатывает нейтральное электромагнитное реле 5того канала (соответственно 3 2). Группа входных информационных шин 17 2 через замыкающие контакты (18 2) реле 3 2 соответствующего канала подключается к общим выходным информационным шинам 19 релейного коммутатора. Через замыкающиеся подвижный контакт 6 2 и первьш неподвижный контакт 4 2 своей переключающей группы обмотка сработавшего реле 3 2 подключается к выт ходу 8 Элемента 9 задержки на отпускание. Одновременно замыкающий контакт 12 2 сработавшего реле 3 2 подключает к общей шине 14 источника питания вход 13 элемента 9 задержки на отпускание. При этом заряженный хронирующий конденсатор 20 включается параллельно переходу эмиттер-база порогового транзистора 22, который резко запирается. Следовательно, на коллекторе этого транзистора появляется высокий отрицательный потенциал, поэтому открывается и входит в состояние насыщения исполнительный транзистор 27, коллекторным током которого удерживается в замкнутом состоянии сработавшее реле 3 2. Например, для реле 3 2 ток удержания его в замкнутом состоянии проходит по следующей цепи: общая шина 14 источника питания - диод 29 - участок эмиттер-коллектор насыщенного исполнительного транзистора 27 -г гасящий резистор 28 - замкнутые подвижный контакт и второй неподвижный контакт переключающей группы первого реле - замкнувшиеся подвижный контакт 6 2 и первый .неподвижный контакт 4 2 переключающей групды реле 3 2 - обмотка реле 3 2 - замкнутый размыкающий контакт 15 1 реле - отрицательная шина 16 источника питания.

С момента подключения входа 13 элемента 9 задержки на отпускание к общей шине 14 начинается процесс перезаряда хронирующего конденсатора 20 по цепи: общая шина 14 источника питания - замыкающий контакт 12 2 сработавщего реле 3 2 - конденсатор 20 - резистор 21 - отрицательная шина 16 источника питания.

Когда напряжение на конденсаторе 20, уменьшаясь по абсолютному значению, достигает порога отпирания транзистора 22, последний открывается и входит в состояние насыщения. Исполнительный транзистор 27 при этом запирается, так как база его через насыщенный транзистор 22 соединяется с общей щиной 14 источника питания, а на эмиттере имеется небольщой отрицательный потенциал, обусловленный протеканием тока через диод 29 и резистор 30. Следовательно, бывщее в замкнутом состоянии реле 3 2 отпускает, разрывая свои контакть 6 2, 4 2, 12 2, 18 2. Группа входных информационных шин 17 2 соответствующего канала отключается от общих выходных информационных шин 19 релейного коммутатора. Стабилитрон 31 предотвращает появление перенапряжений на коллекторе исполнительного транзистора 27 при разрыве его коллекторной цепи (перенапряжения обусловлены индуктивным характером отключаемой нагрузки - обмотки реле). Конденсатор 20 снова заряжается до исходного перед выдержкой времени напряжения, релейный коммутатор готов для последующей работы.

Коммутационный элемент 11 (подробно на схеме не показан) предназначен для того, чтобы удержать, когда этого требуют условия работы коммутатора, сработавщее реле какого-либо из каналов в замкнутом состоянии после того, как прекратится подача сигнала удержания с выхода 8 элемента 9 задержки. К онтакт 10 коммутационного элемента 11 замыкается до истечения интервала времени, задаваемого элементом 9 задержки на отпускание. Замыкается контакт 10 на время, необходимое для поддержки сработавшего канального реле в замкнутом состоянии.

Релейный коммутатор обеспечивает однозначное подключение на фиксированное время входных информационных шин одного из каналов к общим выходным информационным шинам 19.

При одновременной подаче импульсных сигналов на несколько шин управления, например, из щины , 5 2 и 5 п срабатывающее реле своим размыкающим контактом разрывает цепь, питания обмоток реле 3 2-3 п. Таким образом, срабатывает только одно реле (в рассмотренном случае - реле ), которое подключается к выходу 8 элемента 9 задержки на отпускание.

Данный релейный коммутатор имеет более простое конструктивное решение, и более надежное функционирование и управляется короткими импульсными сигналами.

Форм-,; la изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 677102. кл. Н 03 К 17/02, 06.01.77 (прототип).

«t

II

l,

4

K

v«

S3