Многоканальный коммутатор и блок защиты

 

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, а также при создании систем коммутации с матричным управлением. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания. Коммутатор содержит в каждом канале коммутации оптрон, транзистор и два резистора, а блок защиты содержит оптрон, транзистор, тиристор, конденсатор и девять резисторов. Цель достигается с помощью введения общего для всех каналов коммутации резистора и указанного блока защиты. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) (51)5 Н 03 К 17/00, 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4317649/24-21 (22) 16 ° 10 ° 87 (46) 07,01 ° 90, Бюл, В 1 (72) Л,В,Брылев и В,И,Ярыч (53) 621 ° 382(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1248055, кл, Н 03 К 17/687, 1985 °

Авторское свидетельство СССР

1f 1195445, кл, Н 03 К ) 7/78, 1984 ° (54) ЖОГОКАНАЛЬНЫЙ КОМИУТАТОР

И БЛОК ЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в устройствах

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в бесконтактных устройствах автоматики и телемеханики, в частности, при создании бесконтактных устройств управления объектами, требущими гальванической развязки °

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания в нагрузке, На чертеже изображены схемы многоканального коммутатора и блока защиты, Многоканальный коммутатор 1 содержит каналы 2 коммутации, каждый из которых включает в себя оптрон 3, транзистор 4, резисторы 5 и 6, резистор 5 включен между базой и эмиттером фототранзистора оптрона 3, база транзистора 4 соединена с первым вы2 автоматики, а также при создании систем коммутации с матричным управлением. Цель изобретения — повышение надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания. Коммутатор содержит в каждом канале коммутации оптрон, транзистор и два резистора, а блок защиты содержит оптрон, транзистор, тиристор, конденсатор и девять резисторов, Цель достигается с помощью введения общего для всех каналов коммутации резистора и указанного блока защиты. 2 с,п. и 1 з.п. ф-лы, 1 ия. водом .резистора 6 и с эмиттером фототранзистора оптрона 3 ° Катоды светодиодсв оптрона 3 всех каналов 2 коммутации подключены к выводам управляющей шины 7, коллекторы транзисторов 4 подключены к выходной шине 8 коммутатора, аноды светодиодов оптрона 3 объединены и подключены к общей управляющей шине 9 коммутатора, коллекторы фототранзисторов оптронов 3 объединены и подключены к шине 10 питания коммутатора. Базы транзисторов 4 через резисторы 6 соединены с общей шиной 11, эмиттеры транзисторов 4 объединены и соединены с контрольным выходом 12 коммутатора, общий резистор 13 включен между общей шиной 11 и контрольным выходом 12 коммутатора, Блок 14 защиты содержит оптрон 15, транзистор 16, тиристор 17, конденсатор 18, резисторы 19-27, причем

3 1534753 анод светодиода оптрона 15 через резистор 19 подключен к источнику 28 управляющего напряжения, коллектор фототранзистора оптрона 15 подключен к источнику 29 постоянного напряжения, катод светодиода оптрона 15 соединен с первым выводом 30 блока за«циты, второй вывод (выход) 31 которого соединен через резистор 24 с колtIGKTopoM транзистора 16, управляющий электрод тиристора 17 через резистор 26 соединен с третьим выводом (входом) 32 блока 14 защиты, катод тиристора 17 соединен с общей ши - 15 ой 11, анод тиристора 17 через реистор 25 соединен с эмиттером.транзистора 16, база которого подключена к общей точке соединения первых вы одов резисторов 21 и 22, второй вы- 20 фод резистора 22 подключен к общей псине 11, второй вывод резистора 21 ерез резистор 20 подключен.к базе непосредственно — к эмиттеру фототранзистора оптрона 15, эмиттер

25 транзистора 16 через резистор 23 соединен с базой фототранзистора оптрона 15, конденсатор 18 включен межу у управляющим электродом тиристора 17 и общей шиной 11, 30

Общая управляющая шина 9 коммутат ора соединена с первым выводом 30 блока 14 защиты, второй вывод 31 которого соединен с шиной 10 питания

Коммутатора, контрольный выход 12 35 которого соединен с третьим выводом 32 блока 14 защиты.

Многоканальный коммутатор работает следующим образом, В исходном состоянии при отсутст- 40 вии сигнала на управляющей шине 7 отсутствует ток в выходной цепи оптронов:3 и 15, транзисторы 4 и 16 закрыты, тиристор 17 закрыт, конденсатор 18 разряжен. При появлении сиг- 45 нала на управляющей шине 7 через светодиоды оптронов 3 и 15 протекает ток, фототранзисторы оптронов Зи 15 открываются, открывается транзистор 16. В базу транзистора 4 течет ток от источника 29 постоянного напряжения через коллектор-эмиттерные переходы фототранзистора оптрона 15, транзистора 16, фототранзистора оптрона 3, Транзистор 4 открывается, 55 осуществляя коммутацию нагрузки ÷åрез выходную шину 8 ° По окончании управляющего сигнала закрываются фототранзисторы оптронов 3 и l5, отключая цепь протекания тока через коллектор-змиттерный переход транзистора 16 в базу транзистора 4, Транзисторы 16 и 4 закрываются, т,е, коммутатор возвращается в исходное состояние, При появлении следующего управляющего сигнала работа коммутатора повторяется, В случае возникновения перегрузки по току или короткого замыкания в нагрузке возрастает ток через коллектор-эмиттерный переход транзистора 4 и, соответственно, через общий резистор 13 Падение напряжения на общем резисторе 13 увеличивается, и, в случае превышения им пороговой величины на контрольном выходе 12 комму-. татора, срабатывает блок 14 защиты, который обесточивает шину 10 питания коммутатора; в результате чего транзистор 4 закрывается на время действия сигнала на управляющей шине 7 °

По окончании сигнала на управляющей шине блок 14 защиты возвращается. в исходное состояние.

Блок защиты работает следующим образом, В отсутствие короткого замыкания нри появлении сигнала на управляющей шине 7 открывается фототранзистор оптрона 15 и транзистор 16, через коллектор-эмиттерные переходы которых щина источника 29 постоянного напряжения подключается к шине 10 питания коммутатора, Тиристор 17 закрыт, поскольку на его управляющем электроде, соединенном с контрольным выходом 12 коммутатора, величина напряжения не превышает порогового (отпирающего) значения. При возникновении перегрузки транзистора 4 по току или короткого замыкания в нагрузке величина напряжения на контрольном выходе 12 коммутатора превышает пороговое значение и тиристор 17 открывается, При этом сопротивление цепочки .. резисторов 23-25 сказывается существенно меньше сопротивлений цепочек резисторов 21-22 и 23-24, что приводит к уменьшению падения напряжения

Ug транзистора 16 и запиранию его

Запирание транзистора 16 обеспечивает шину 10 питания коммутатора и приводит к напиранию транзистора 4, По окончании сигнала на управляющей шине 7 прекращается ток через светодиоды оптронов 3 и 15, фототран5

153475 зисторы которых запираются, при этом тиристор 17, у которого в данном случае снимается аиодное напряжение, возвращается в исходное состояние, Конденсатор 18 разряжается. Блок saщиты вновь. готов к работе °

Иногоканальный коммутатор обладает повышенной надежностью работы за счет обеспечения защиты выходных транзисторов от перегрузки по току и от короткого замыкания в нагрузке, Защита транзисторов всех каналов коммутации, независимо от их количества, осуществляется с помощью одного общего резистора и блока защиты.

Блок защиты от короткого замыкания в нагрузке также обладает повышенной надежностью работы, поскольку изменение отдельных параметров по- 20 лупроводниковых элементов в результает воздействия эксплуатационных факторов (например, остаточное падение напряжения U транзистора, коэффициент передачи по току транзистора), 25 входящих в состав блока, не приводит к изменению характера работы блока защиты, 35

3 ° Блокrîп,2, отличаю— шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в блок защиты введена RC-цепь, конденсатор которой включен между катодом и управляющим электродом тиристора, в резистор включен между управляющим электродом тиристора и входом блока защиты, 45

Формула изобретения

1 ° Иногоканальный коммутатор,содержащий в каждом канале коммутации транзистор, коллектор которого соединен с выходной шиной коммутатора„ эмиттеры транзисторов всех каналов объединены, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет защиты от перегрузки по току и от короткого замыкания в нагрузке, введены блок защиты и общий резистор, а в каждый канал коммутации введены оптрон и резистор, выводы управляющей шины объединены через светодиоды оптронов и подключены к общей управляющей шине коммутатора, которая соединена с первым выводом блока защиты, коллекторы фототранзисторов оптронов объединены и подключены к шине питания коммутато3 6 ра, которая соединена с вторым выводом блока защиты, эмиттер фототранзистора оптрона в каждом канале соединен с базой транзистора, которая через резистор соединена с общей шиной, к которой подключен первый вывод общего резистора, второй вывод которого соединен с эмиттерами транзисторов и контрольным выходом коммутатора, который соединен с третьим выводом блока защиты, четвертый и пятый выводы которого соединены с источником управляющего напряжения и с источником постоянного напряжения соответственно, 2, Блок защиты, содержащий оптрон, транзистор, два резистора, све- . тодиод оптрона подключен к источнику управляющего напряжения, коллектор фототранзистора оптрона соединен с источником постоянного напряжения, эмиттер транзистора через первый резистор соединен с базой фототранзис-. тора оптрона, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности работы, введены тиристор и третий, четвертый резисторы, анод тиристора через второй резистор соединен с эмиттером транзистора, катод тиристора соединен с общей шиной, а управляющий электрод †.с входом блока защиты, выход которого соединен с коллектором транзистора, база которого подключена к общей точке соединения первых выводов третьего и четвертого резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с базой и эииттером фототранэистора оптрона, второй вывод четвертого резистора соединен с общей шиной, 1534753 ч !

1

l

1

I

I

1

1 !

I

) Составитель Г,Терешина

Техред И;Дидык Корректор M. Кучерявая

Редактор А.Шандор

Заказ 57 Тираж 656 Подписное!

ВНИИПИ Гос ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент г Ужгор город, ул. агарина, 101