Полупроводниковое реле постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H03K17/60 

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике.

Известно полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы р-п-р проводимости, у которых коллекторы объединены и соединены через первый резистор с базой выходного транзистора VI-р-и проводимости, эмиттер- дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор соединен с входной шиной, база допол- , нительного транзистора соединена с эмиттером входного транзистора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора соединена с точкой соединения второго и третьего резисторов, другой вывод третьего резистора и катод стабилитрона соединены с общей шиной питания, другая шина питания соединена с эмиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора 1.

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при переключении выходного транзистора у порога чувствительности усилителей, Ьыполненных на входном и дополнительном транзисторах. Вызвано это тем, что выходной транзистор работает не в ключевом режиме, а в режиме линейного усилителя, что приводит к перегрузкам коллекторной цепи по мощности.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что полупроводниковое реле постоян10ного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы р-и-р проводимости, у которых коллекторы объединены и.соединены через первый резистор с базой выходного транзистора

15 П-р-м проводимости, эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор со20единен с входной шиной, база дополнительного транзистора соединена -с эмиттером входного транзистора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора

25 соединена с точкой соединения второго и третьего резистора, другой вывод третьего резистора, катод стабилитрона и один из выводов нагрузки соединены с общей шиной ис30точника питания, другая шина источника питания соединена с эмиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора, введен оптрон, светодиод которого включен между коллектором выходного транзистора и другим выводом нагрузки, а фоторезистор оптрона включен между базой входного и эмиттером дополнительного транзистора.

Электричес:кая принципиальная схема устройства приведена на чертеж

Устройство содержит входной 1 и дополнительный- 2 транзисторы, выходной транзистор 3, стабилитрон

4,включенный в цепи эмиттера входного 1 и базы дополнительного 2 тран зисторов, электромагнитное реле

5,BK;TO4eHtoe в цепи , коллектора выходного транзистора 3, делитель контролируемого входного .напряжения, выполненный на резисторах. 6,7-и 8, резисторы 9, 10 и 11, оптрон 12, коммутирующий диод 13 и входную шину 14.

Полупроводниковое реле постоянног тока работает следующим образом.

При нормальном уровнеконтролируемого напряжения входной 1 и дополнительный 2 транзисторы закрыты, так как резисторы 6, 7 и 8 делителя выбраны такими, что напряжение на базе входного транзистора 1 меньше опорного напряжения на стабилитроне и потенциал базы более положителен, чем потенциал эмиттера, а напряжение на базе дополнительного транзистора

2меньше напряжения на резисторах 7 и 8, включенных в эмиттерную цепь дополнительного транзистора 2, и потциал базы этого транзистора более положителен, чем потенциал его эмиттера.

Если контролируемое напряжение достигает верхнего порогового уровня напряжение на резисторе 8 начинает превЕашать напряжение на стабилитроне 4 и отрицательный потенциал базы входного транзистора 1 возрастает относительно его эмиттера. Этот транзистор начинает открываться и открывает входной транзистор 3. Возникающий коллекторный ток выходного транзистора 3 возбуждает светодиод опрона 12, его выходное сопротивлени уменьшается и он шунтирует резистор 7 делителя. Ток через делитель возрастает, повышается напряжение на резисторе 8, отрицательный потенциал на базе входного транзистора 1 увеличивается, входной транзистор 1 еще больше открывается, способствуя полному открытию выходного транзистора

3и, следовательно, увеличению тока через светодиод опрона 12. Процесс отпирания выходного 3 и входного 1 транзисторов становится лавинообразным. Входной транзистор 1 и, соответственно, выходной транзистор 3 ич состояния отсечки мгновенно переходят в режим насыщения, через обмотку реле 5 течет коллекторный ток выходного транзистора 3. Реле 5 срабатывает и ьдает сигнал о повышении контролируемого напряжения за верхний пороговый уровень. При уменьшении контролируемого напряжения до верхнего порогового уровня входной и выходной, транзисторы 1 и 3 запираются, реле 5 отключается .

Если контролируемое напряжение уменьшается до нижнего порогового уровня, напряжение на резисторах 7 и 8 становится ниже напряжения стабилитрона 4 и потенциал эмиттера дополнительного транзистора 2 становится более положительным относительно его базы, дополнительный транзистор 2 начинает открываться, а входной транзистор.1 еще более закрывается. Коллекторный ток дополнит ельного транзистора 2 способствует открыванию выходного транзистора 3, и ток коллектора последнего возбуждает светодиод опрона 12, в результате чего выходное сопротивление опрона 12 уменшается и он шунтирует резистор 7 делителя. Ток через делитель возрастает, напряжение на резисторе 6 увеличивается, а на резисторе 3 уменьшается.

Потенциал эмиттера дополнительного транзистора 2 относительно его базы становится более положительным, способствуя более полному открыванию выходного транзистора 3 и, следователно, увеличению тока через светодиод оптрона 12. Процесс открывания выходного 3 и дополнительного 2 транзисторов становится лавинообразным. Входной транзистор 1 и, соответственно, выходной транзистор 3 из состояния отсечки мгновенно переходят в режим насыщения. Через обмотку реле 5 течет коллекторный ток транзистора 3. Реле 5 срабатывает и выдает сигнал о понижении контролируемого напряжения за нижний пороговый уровень.

Таким образом, даже при самом медленном изменении контролируемого напряжения исключается возможность работы транзисторов в активном режиме, облегчается режим их работы путем снижения мощности рассеяния, повышается надежность работы устройства.

Формула изобретения

Полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы p-vi-p проводи,мости, коллекторы которых объединены и соединены через первый резистор с базой выходного транвистора п -р-п проводимости, эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор соединен с входной шиной, база дополнительного транзистора соединена с эмиттером входного транзистора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора соединена b точкой соединения второго и третьего резисторов, другой вывод третьего резистора, катод стабилитрона,и один из выводов нагрузки соединены с обще шиной источника питания, другая шина источника питания соединена с эмиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, s него введен оптрон, светодиод которого включен между коллектором выходного транзистора и другим выводом нагрузки, а фоторезистор оптрона включен между базой входного и эмиттером дополнительного транзисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 427469, кл. Н 03 К 17/10, 1974.