Транзисторный ключ

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей транзисторного ключа - достигается путем обеспечения возможности изменения поля входов-выходов под реальное соотношение каналов ввода и вывода у потребителя. В режиме вывода при подаче управляющего сигнала на шину 18 транзистор 1 включен. Сигнал с датчика 7 тока включает блок 6 контроля тока и оптопару 8, сигнализирующую о протекании рабочего тока через нагрузку 34. В режиме ввода оптрон 4 выключен. Поступающий с датчиков 35 или 36 сигнал открывает транзистор 2 и оптопару 8, что приводит к появлению сигнала ввода на шинах 19 и 20. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) ччч8072/24-21 (22) 27.06.88 (ч6) 15.05.90. Бюл. N 18 (72) Г.A. Шитик (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

N 921086, кл. Н 03 К 17/60 1982

Авторское свидетельство СССР

N 980285, кл. Н 03 K 17/60> 1982. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛИЧ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей транзисторно„,SU,„,1 4 24 А1

2 го ключа - достигается путем обеспечения возможности изменения поля входов-выходов под реальное соотношение каналов ввода и вывода у потребителя.

В режиме вывода при подаче управляющего сигнала на шину 18 транзистор включен. Сигнал с датчика 7 тока вклю-, чает блок 6 контроля тока и оптопару

8, сигнализирующую о протекании рабочего тока через нагрузку 3ч. В режиме ввода оптрон 4 выключен. Поступающий с датчиков 35 или 36 сигнал открывает транзистор 2 и оптопару 8, что приводит к появлению сигнала ввода на шинах 19 и 20. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

156ч72ч

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики, например в программируемых контроллерах °

Цель изобретения - расширение

Функциональных возможностей транзисторного ключа путем обеспечения возможности перепрограммирования поля входов-выходов под реальное соотношение каналов ввода и вывода у потребителя, а также повышение помехоустой"

1 чивости за счет использования оптронной развязки. t5

На чертеже представлена схема транзисторного ключа.

Транзисторный ключ содержит силовой и управляющий транзисторы 1 и 2 первого типа проводимости, вспомогательный транзистор 3 второго типа проводимости, управляющий элемент (транзисторный оптрон) ч, первый и второй блоки 5 и 6 контроля. тока, датчик 7 тока, оптопару 8, диод 9 и пять резисторов 10-14, причем коллектор силового транзистора 1 через датчик 7 тока подключен к шине 15 питания, эмиттеру вспомогательного транзистора 3, первому выводу первого резистора 10 и первому питающему .выводу первого блока 5 контроля тока, выход которого соединен с вторым выводом первого резистора 10 и базой вспомогательного транзистора

3, коллектор которого подключен к базе силового транзистора. T и одному выводу второго резистора 11, другой вывод которого соединен с эмиттером силового транзистора.1 и выходной 0 шиной 16, второй питающий вывод первого блока 5 контроля тока подключен к первому выходу транзисторного оптрона ч, второй выход которого соединен с общей шиной 17, а первый и вто- 45 рой выводы светодиода соответственно подключены к входной и первой сигнализационной шинам 18 и 19 коллектор управляющего транзистора 2 соединен с первым .выводом третьего РеЗистора 50

12, ВТороН вывод которого подключен к выходной шине 16, вход первого блока 5 контроля тока через четвертый резистор 13 соединен с коллектором силового транзистора 1 и входом вто- 55 рого блока 6 контроля тока, первый питающий вывод которого подключен к шине 15 питания и через пятый Реэистор 1ч к базе управляющего транзистора 2 и одному выводу диода 9, другой вывод которого соединен с вторым питающим выводом первого блока 5 контроля тока, эмиттер управляющего транзистора 2 подключен к выходу второго блока 6 контроля тока и через входную цепь оптопары 8 к общей шине .17, которая соединена с вторым питающим выводом второго блока 6 контроля тока, первый и второй выходы оптопары 8 соответственно подключены к первой и второй сигнализационным шинам 19 и

20.

Первь и блок 5 контроля тока содержит первый 21, второй 22 и третий 23 транзисторы второго типа проводимости, шестой 2ч, седьмой 25 и восьмой

26 резисторы, причем эмиттер первого транзистора 21 подключен к первому питающему выводу первого блока 5 контроля тока, вход которого соединен с эмиттерами второго и третьего транзисторов 22 и 23 база второго транзистора 22 подключена к базе и коллектору первого транзистора 21 и через шестои резистор 2ч к первым выводам седьмого и восьмого резисторов 25 и

26 и второму питающему выводу первого блока 5 контроля тока, выход которого соединен с вторым выводом седьмого резистора 25 и .коллектором третьего транзистора 23, база которого подключена к коллектору второго транзистора 22 и второму выводу восьмого резистора 26.

Второй GlloK 6 контроля тока содержит четвертый 27, пятый 28 и шестой

29 транзисторы второго типа проводимости, девятый 30, десятый 3Т и одиннадцатый 32 резисторы, причем.. эмиттер четвертого транзистора 27 подключен к первому питающему выводу. второго блока 6 контроля тока„, вход которого соединен с эииттерами пятого и шестого транзисторов 28 и 29, база пятого транзистора 28 подключена к базе и коллектору четвертого транзистора 27. и через девятый резистор 30 к первому выводу десятого резистора 31 и второму питающему выводу второго блока 6 контроля тока, выход которого через одиннадцатый резистор 32 соединен с коллектором шестого транзистора 29, база которого подключена к коллектору пятого транзистора 28

5 .156472 и второму выводу одиннадцатого резистора 32.

Кроме того, на чертеже изображен обратный диод 33, первый и второй выводы которого соответственно подключены к выходной и общей шинам 16 и 17, а также показаны возможные места подключения нагрузки 34, контактного датчика 35 и датчика 36 напряжения, 10

Транзисторный ключ работает следующим образом.

Возможна работа ключа в режиме вывода с коммутацией тока нагрузки и защитой от перегрузок с одновремен- 15 .ной сигнализацией о протекании тока нагрузки, а также в режиме ввода от контактных датчиков 35 и датчиков

36 напряжения.

В режиме вывода силовой транзис- 20 тор 1 при выключенном транзисторном оптроне 4 заперт и все цепи блока 5 контроля тока обесточены. При подаче управляющего сигнала в цепь свето- диода транзисторного оптрона 4 вклю- 25 чается его транзистор и через седьмой резистор 25 блока 5 контроля то-, ка втекает ток в базу вспомогательного транзистора 3, открывая его.

Коллекторным током вспомогательного g0 транзистора 3 открывается силовой транзистор 1 и в цепи (шина 15 питания, датчик 7 тока, транзистор 1, нагрузка 34, общая шина 17) течет ток, определяемый сопротивлением на- 35 грузки.34. При этом в блоке 5 контроля тока первый транзистор 21 и второй транзистор 22 открыты, а третий транзистор 23 закрыт и не влияет на работу вспомогательного транзи- 40 стора 3. Состояние согласованной пары - первый транзистор 21 и второй транзистор 22 — определяется соотношением их KoJlflBKTopHblx токов (резисторов 24 и 26) и напряжением на 45 датчике 7 тока. Ток второго транзистора 22 весьма мал, и падение напряжения на резисторе 13 положительной обратной связи от этого тока мало по сравнению с напряжением. на датчике

7 тока. Если ток нагрузки превышает допустимое значение, то второй транзистор 22 начинает запираться, а . третий транзистор 23 открывается.

При этом его коллекторный ток, протекая по резистору 13 положительной обратной связи, еще больше увеличивает разность напряжений между эмиттерами транзисторов 21 и 22, вызывая запирание транзистора 22 и полное открывание транзистора 23. Вспомогательный транзистор 3 запирается, поскольку его переход база — эмиттер зашунтирован открытым транзистором

23, и транзистор 1 запирается. При этом ток нагрузки уменьшается до нуля и рассеиваемая при этом на ключе мощность минимальна. Запертое состояние ключа сохраняется до и при BblKJlK) чении транзисторного оптрона 4. Если при повторном включении превышение тока в нагрузке сохранится, то защита сработает повторно, если нет— установится рабочий ток в нагрузке, меньший установленного порога срабатывания защиты. На запертое состояние транзистора 3 при открытом и насышенном транзисторе 23 не сказывается падение напряжения на резисторе 13 положительной обратной связи и датчике 7 тока, вследствие его малости.

Обычно это напряжение выбирается порядка 60 MB.

Блок 6 контроля тока работает от напряжения на датчике 7 тока аналогично блоку 5 контроля тока, из-за непосредственного (без резистора положительной обратной связи) соединения с датчиком 7 тока триггерный эффект отсутствует, Выбором резисторов 30 и

31 блока 6 контроля тока устанавливают порог срабатывания равным значением напряжения на датчике 7 тока при протекании рабочего тока нагрузки. Поэтому только при протекании рабочего тока нагрузки оптопара 8 сигнализации будет включаться и сигнализировать о включении нагрузки (коллекторный ток транзистора 29 протекает через резистор 32 и светодиод оптопары 8) . В этом режиме управляющий транзистор 2 заперт, поскольку, ток его базового резистора 14 замыкается через диод 9 и открытый выходной транзистор транзисторного оптрона 4.

В режиме ввода транзисторный опт= рон 4 зыключен, силовой транзистор 1 и вспомогательный транзистор 3 выключены, поскольку блок 5 контроля тока обесточен. ок нагрузки через датчик

7 тока не течет, и транзистор 29 второго блока 6 контроля тока заперт. Но управляющии транзистор 2 при этом открыт, поскольку в его базу вте156472ч кает ток резистора 1ч. 11ри замыкании контактного датчика 3 или при появлении напряжения от датчика 36 на шине 16 через транзистор 2. протекает ток, включающий оптопару 8 сигна5 лизации. Если такого замыкания или появления напряжения нет, оптопара

8 сигнализации выключена (базового тока транзистора 2 недостаточно для 10

1 ее включения) и сигнал ввода на шинах 19 и 20 отсутствует.

Таким образом, функциональные возможности предлагаемого транзисторного ключа шире, чем у известных, за 15 счет обеспечения раЬоты ключа как в режиме вывода, так и в режиме ввода для нагp çoê и датчиков, имеющих об щую шину для присоединения что поз1

Э воляет, например, в программируемых 20 контроллерах иметь легко изменяемое поле входов-выходов под реальное соотношение каналов ввода и вывода у потреоителя, 25

Формула и зоб рет е ни я

1, Транзисторный ключ, содержащий силовой и управляющий транзисторы первого типа проводимости, вспомога- 30 тельный транзистор второго типа проводимости, управляющии элемент, первыи блок контроля тока, датчик тока и три резистора, коллектор сипового транзистора через датчик тока под35 ключен к шине питания, эмиттеру вспомогательного транзистора, первому выводу первого резистора и первому питающему выводу первого блока контроля тока, выход которого соединен с вторым выводом первого резистора и базой вспомогательного транзистора,коллектор которого подключен к базе силового транзистора и одному выводу второго резистора, другой вывод которого соединен с эмиттером силового транзистора и выходной шиной, второй питающий вывод первого блока контроля тока подключен к первому выходу управляющего элемента, вход и второй выход которого соединены со50 ответственно с входной и общей шинами, коллектор управляющего транзистора подключен к первому выводу третьего резистора, о т л и ч а ю щ и й55 с я тем, то, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены вгорой блок контроля тока, оптопара, диод, четвертый и пятый резисторы, причем вход первого блока контроля тока через четвертый резистор соединен с коллектором силового транзистора и входом второго блока контроля тока, первый питающий вывод которого подключен к шине питания и через пятый резистор к базе управляющего транзистора и одному выводу диода, другой вывод которого соединен с вторым питающим выводом первого блока контроля тока, эмиттер управляющего транзистора подключен к выходу второго блока контроля тока и через входную цепь оптопары к общей шине, которая соединена с вторым питающим выводом второго блока контроля тока, первый и второй выходы оптопары соответственно подключены к первой и второй сигнализационным шинам, второй вывод третьего резистора соединен с выходной шиной °

2. Ключ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в качестве управляющего элемента использован транзисторный оптрон, первый и второй выводы светодиода которого соответственно подключены к входной и первой сигнализационной шинам.

3. Ключ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что первый Ьлок контроля тока содержит первый, второй и третий транзисторы второго типа проводимости, шестой, седьмой и восьмой резисторы, причем эмиттер первого транзистора подключен к первому питающему выводу первого блока контроля тока, вход которого соединен с эмиттерами второго и третьего транзисторов, база второго транзистора подключена к базе и коллектору первого транзистора и через шестой резистор к первым выводам седьмого и восьмого резисторов и второму питающему выводу первого блока контроля тока, выход кбторого соединен с вторым выводом седьмого резистора и коллекто-, ром третьего транзистора, база которого подключена к коллектору второго транзистора и второму выводу восьмого резистора.

В ч. Ключ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что второй блок контроля тока содержит четвертый, пятый и вестой транзисторы второго типа проводимости, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы, причем эмиттер четвертого транзистора подклю-9 1564 724 1О

Составитель Д. Иванов

Редактор А. Пежнина Техред л. Сердюкова- Корректор С, Шекмар

Заказ 1165 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 чен к первому питающему выводу второго блока контроля тока, вход которого соединен с эмиттерами пятого и шестого транзисторов, база пятого транзистора подключена к базе и коллектору четвертого транзистора и через девятый резистор к первому выводу десятого резистора и второму питающему выводу второго блока контроля тока, выход которого через одиннадцатый резистор соединен с коллектором шестого транзистора, база которого подключена к коллектору пятого транзистора и второму выводу одиннадцатого резистора.