Бесконтактный путевой переключатель Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к промышленной автоматике, в частности, к бес контактным переключающим устройствам с использованием магнитно-транзисторных ключей. Известен бесконтактный путевой переключатель, содержащий магнитно-тран зисторный автогенератор, силовой составной транзистор с нагрузкой в цепи коллектора и элемента управления в виде постоянного магнита 1. Однако это устройство не отличается высоким КПД. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бесконтактный путевой переключатель, содержащий силовой транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, магнитно-транзисторный автогенератор на двух транзисторах и токовом трансформаторе с секционированными обмотками в цепях баз и коллекторов, и элемент управления в виде постоянного магнита . Однако известное.устройство имеет невысокий КПД. Целью изобретения является повышение КПД. Цель достигается тем, что в бес-з контактный путевой переключатель, содержащий силовой транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, магнитно-транзисторный автогенератор на двух транзисторах и токовом трансформаторе с секционированными обмотками в цепях баз и коллекторов, и элемент управления в виде постоянного магнита, введены два дополнительных транзистора, причем эмиттер и коллектор силового транзистора соединены с выходными выводами магнитно-транзисторного автогенератора, а база - с коллекторами транзисторов магнитно-транзисторного автогенератора через эмиттер- . коллекторные переходы дополнительных транзисторов, база каждого из которых соединена с эмиттером другого дополнительного транзистора. На фиг.1 и 2 представлены два варианта электрических схем предложенного устройства. Устройство содержит транзисторы 1-5 диод 6, трансформатор 7 тока, нагрузку 8, элемент 9 управления (по тоянный магнит), дополнительную обмотку 10 трансформатора 7, зажимы 11 и 12 источника питания, точки 13 и И генератора. Магнитно-транзисторный автогёнеp top собран на транзисторах 2 и 3, трансформаторе 7 с секционированными обмотками в цепях коллекто ров и без транзисторов 2 и 3 и диодов 6, Переключатель работает следующим образом.. Если магнит 9 удален от сердечника трансформатора 7, то при подклю чении к зажимам 11 и 12 напряжения генератор возбуждается, что приводит к поочередному насыщению в противофазе транзисторов 2 и 3 и возникновению прямоугольных напряжений на обмотках трансформатора 7. При этом величина напряжения на коллекторе выключенного транзистора генератора равна сумме напряжения на обмотке трансформатора 7, включенной между коллекторами транзисторов 2 и 3 и . напряжения на коллектор-эмиттерном переходе насыщенного в данный момент Транзистора генератора. Это напряжение через один °из транзисторо ( или S), открытый в данный момент напряжением на обмотке, включенной между коллекторами транзисторов 2 и 3, подается на база-эмиттерный переход силового транзистора 1, насыщая его. По нагрузке 8 течет переход силового транзистора 1, насыщая его. По нагрузке 8 течет ток D, равный сумме токов 3 и Э... Если параметры генератора выбраны правильно, то ток Jj всегда в раз больше тока Э , протекающего через генератор. Известно, что токи в база-эмиттер ны; переходах транзисторов 2 и 3 за счет магнитной связи между обмотками трансформатора 7 изменяются про порционально токам нагрузки. При этом также изменяются и напряжения на коллекторных обмотках трансформатора 7, увеличиваясь или уменьшаясь соответственно с увеличениом или уменьшением тока нагрузки, вследйтвие этого пропорционально току нагрузки изменяется и ток в Сазе силового транзистора 1. Напряжение на насыщенном эмиттерколлекторном переходе транзистора 1 всегда равно напряжению между точками 13 и I генератора. Это напряжение равно сумме напряжения на насыщенном коллектор-эмиттерном переходе транзистора 2 или 3 и половине напряжения на обмотке трансформато-ib ра 7, включенной между коллекторами его транзисторов 2 и 3. Реально при использовании кремниевых транзисторов величина напряжения между точками 13 и 1А равна 0,А-0,7 В, что приблизительно в два раза меньше, чек у обычного кремниевого составного транзистора 3 или у известных бесконтактных путевых переключате/Тей, Если магнит 9 приблизите к сердечнику трансформатора 7, то последний насыщается и происходит лавинообразный срыв генератора. Напряжение на его обмотках при этом уменьшается до нуля и все транзисторы устройства выключаются. Ток в нагрузке 8 уменьшается до нуля. Переключатель, изображенный на фиг.2, работает аналогично расмотренному. Его особенностью (фиГо2) является использование всех транзисторов с одним типом проводимости. Г1ри этом для управления дополнительными транзисторами 4 и 5 использована дополнительная обмотка 10 трансформатора 7. Таким образом,- предложенный путе вой переключатель позволяет умень- шить рассеиваемую мощность в насыщенном состоянии более, чем в два раза по сравнению с известным и тем самым существенно повысить КПД переключателя. Помимо использования по прямому назначению в схемах автоматики предложенный бесконтактный переключатель может найти применение также в бес.контактных двигателях постоянного тока. Формула изобретения Бесконтактный путевой переключатель, содержащий силовой транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, магнитно-транзисторный автогенератор на двух транзисторах и токовом трансформаторе с секционированными обмотками в цепях бзз и копленторов.

и элемент управления в виде постоянного магнита, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД в него введены два дополнительных транзистора, причем эмиттер и коллектор силового транзистора соединен с выходными выводами магнитнотранзисторного автогенератора, а база - с коллекторами транзисторов магнитно-транзисторного автогенератора через эмиттер-коллекторные переходы дополнительных транзисторов, база

каждого из которых соединена с эмит терем другого дополнительного трлнзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Овчинников Н.Е. и др. Бесконтактные двигатели постЬянного тока автоматических устройств. М., Наука, 1966, с.100, рис.3,2.

2.Авторское Свидетельство СССР № J 05175, кл. Н 03 К 17/6U, 1973 (прототип).