Оптоэлектронный коммутатор

 

Изобретение может быть использовано в системах автоматического управления. Оптоэлектронный коммутатор содержит шины (1, 2) управления, двухпозиционный переключатель (4) и в каждой ячейке диод

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)л Н 03 К 17/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818450/21 (22) 23.04.90 (46) 30.10.92, Бюл. ¹ 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (72) А. К. Сторчак, В, Н. Потанина, П. А.

Новыш и К, И. Жуков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 834916, кл. Н ОЗ К 17/78, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1320894, кл, Н 03 К 17/78, 1985 (прототип). (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР

{57) Изобретение может быть использовано в системах автоматического управления.

5U 1772891 А1

Оптоэлектронный коммутатор содержит шины (1, 2) управления, двухпозиционный переключатель (4) и в каждой ячейке диод (7), светодиод (8), фототиристор (9), обмотку (10), реле (11). Введение в каждую ячейку конденсатора {12), включенного последовательна со светодиодом (8), присоединение выводов нагрузок (14) ячеек четных и нечетных каналов через замыкающие контакты (15) реле (11) ячеек своих каналов к шинам (1) и (2) соответственно, а также подключе, ние указанных выводов к питающей шине через последовательно соединенные фототиристор (9) и обмотку (10) реле (11) ячеек предыдущих каналов позволяет повысить ресурс коммутатора путем устранения дугового износа контактов реле. 1 ил.

1772891

20

40

50

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления.

Известен оптоэлектронный коммутатор (а. с. М 834916), содержащий тактовый ключ, шины управления и шины питания. однотипные ячейки по числу каналов с включенными последовательно фототиристором и обмоткой реле, шунтированной в обратном направлении последовательно включенными диодом и светодиодом. Фототиристоры обеспечивают качественную развязку каналов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является оптоэлектронный коммутатор по а. с. N 1320894. Этот коммутатор также содержит двухпозиционный переключатель (тактовый ключ), шины питания и управления однотипными ячейками по числу каналов и две оптопары, обеспечивающие. повышение надежности .последовательности переключений путем исключения потери информации в процессе переключения тактового ключа.

Недостаток этого устройства — дуговой износ контактов электромагнитных реле при их переключении под нагрузкой.

Цель изобретения — повышение ресурса коммутатора путем устранения дугового износа контактов электромагнитных реле. указанная цель достигается тем, что в известном оптоэлектронном коммутаторе, содержащем первую и вторую шины управления, подключенные через переключающий вывод двухпозиционного переключателя к первой питающей шине, однотипные ячейки по числу каналов, каждая из которых содержит фототиристор, включенный последовательно с обмоткой электромагнитного реле, светодиод, включенный встречно по отношению к фототиристору в цепь, шунтирующую обмотку реле, и диод, согласно изобретению каждая ячейка дополнительно содержит замыкающие контакты реле, вывод для подключения соответствующей силовой нагрузки к второй питающей шине и конденсатор, включенный последовательно со светодиодом. Выводы для подключения силовых нагрузок ячеек нечетных и четных каналов через замыкающие контакты реле ячеек своих каналов присоединены к первой и второй шинам управления соответст-. венно и подключены к первой питающей шине через последовательно соединенные фототиристор и обмотку реле ячеек предыдущих каналов, Диоды включены встречно-последовательно светодиоду, при этом светодиод ячейки каждого нечетного канала оптически связан с фототиристором ячейки последующего нечетного канала, а светодиод ячейки каждого четного канала оптически связан с фототиристором ячейки последующего четного канала, На чертеже представлена принципиальная электрическая схема оптоэлектронного коммутатора.

Оптоэлектронный коммутатор содержит первую шину 1 управления и вторую шину 2 управления, подключенные через переключающий вывод 3 двухпозиционного переключателя 4 к первой питающей шине

5, однотипные ячейки 6,1...6.6 по числу каналов.

Каждая 1-ая ячейка (! = 1...6) содержит диод 7.i, светодиод 8,i, и фототиристор 9Л, включенный последовательно с обмоткой

10Л электромагнитного реле 11,l, имеющего замыкающие контакты 15.I. В каждой I-й ячейке параллельно обмотке 10,I включен конденсатор 12Л, соединенный последовательно со светодиодом B.l, включенным встречно по отношению к фототиристору 9.I и встречно-параллельно по отношению к диоду 7.i. Выводы 13.1..,13.6 параллельно друг другу через нагрузки 14.1...14,6 подключены ко второй питающей шине 16. Кроме того, каждый i-й из выводов 13,1...13,6 ячеек нечетных и четных каналов через замыкающие контакты 15Л i-й ячейки присоединен к первой шине 1 и второй шине 2 управления соответственно и — через последовательно соединенные фототиристор 9,{i — 1) и обмотку I0.(i — 1) (! — 1)-й ячейки — к первой питающей шине 5, которая через источник 17 г итания подключена ко второй питающей шине 16.

Светодиод 8 каждой нечетной ячейки оптически связан с фототиристором 9 последующей нечетной ячейки, то есть 8.1 связан с 9.3. 8.3-с 9.5. 8,5-с 9..1, а светодиод 8 каждой четной ячейки оптически связан с фототиристором 9 последующей четной ячейки, то есть 8.2 связан с 9.4, 8.4- с 9.6, 8.6-с 9.2.

Оптоэлектронный коммутатор осуществляет поочередное подключение к источнику 17 питания ряда нагрузок 14.1.„14,6.

Схемы первоначального включения могут быть различны и на чертеже не представлены.

Оптоэлектронный коммутатор работает следующим образом. В исходном состоянии первая питающая шина 5 через переключающий вывод 3 двухпозиционного переключателя 4 подключена к первой шине 1 управления. В ячейках 6.1 и 6.2 открыты фототиристоры 9.1 и 9.2.

Через обмотки 10.1, 10,2 электромагнитных реле i1.1, 11,2 протекает ток, конденсаторы 12 1 и 12,2 при этом заряжены соответственно через диоды 7,1 и 7.2 своих

1772891

10 15

55 зарядных контуров. Контакты 15,1 и 15,2 при этом эамкнутьь По цепи: вторая питающая шина 16, силовая нагрузка 14.1, вывод

13.1, контакты 15,1, первая шина 1 управления, переключающий вывод 3 двухпозиционного переключателя 4, первая питающая шина 5 — протекает ток источника 17 питания. При переключении переключающего вывода 3 двухпозиционного переключателя

4 с первой шины 1 управления на вторую шину 2 управления ток источника 17 питания начинает протекать по цепи; вторая питающая шина 16, силовая нагрузка 14.2, вывод 13.2, контакты 15.2, вторая шина 2 управления, переключающий вывод 3 двухпозиционного переключателя 4, первая питающая шина 5. Происходит шунтирование фототиристора 9,1 и обмотки 10.1 электромагнитного реле 11.1 контактами 15.2 и переключающим выводом 3 двухпозиционного переключателя 4, вследствие чего ток через фототиристор 9,1 и обмотку 10.1 снижается до нуля и фототиристор 9,1 закрывается, а контакты 15.1 размыкаются в обесточенном состоянии. При этом происходит разряд конденсатора 12.1 через светодиод 8,1 и обмотку 10,1 электромагнитного реле 11.1. светодиод 8.1 возбуждается и световым сигналом открывает фототиристор 9,3, что приводит к включению электромагнитного реле 11.3, то есть к замыканию контактов 15.3 в обесточенном состоянии. Таким образом, контакты 15.1 и

15.3 переключаются в обесточенном состоянии, в то время как ток протекает через контакты 15,2. При следующем переключении переключающего вывода 3 двухпозиционного переключателя 4 с шины 2 на шину

1 управления ток источника 17 питания протекает через подготовленные к этому контакты 15 3, а контакты 15 2 и 15 4 переключаются в обесточенном состоянии описанным выше образом. В процессе всех дальнейших переключений двухпозиционного переключателя 4 коммутации контактов электромагнитных реле происходят аналогично и всегда в обесточенном состоянии.

В качестве электромагнитных реле

11.1...11,6 могут быть использованы любые электромагнит н ые реле постоя н ного тока.

Двухпозиционный переключатель 4 может быть выполнен как электромеханическим, так и полупроводниковым. В качестве источника 17 питания может быть использован, в частности, электросварочный источник тока с жесткими характеристиками, коммутируемый на низкоомные нагрузки 14,1...14.6, например, в процессе электродинамических испытаний.

Переключение контактов электромагнитных реле в обесточенном состоянии позволяет повысить ресурс коммутатора и сделать его сопоставимым с ресурсом собственно полупроводниковых приборов.

Коммутатор имеет повышенную устойчивость к сбоям вследствие исключения потери информации при использовании реле с малой индуктивностью и двухпозиционного переключателя с большим временем срабатывания за счет независимости включения реле от времени срабатывания двухпозиционного переключателя, так как обмотка каждого реле последовательно с фототиристором через нагрузку включена непосредственно между питающими шинами.

Формула изобретения

Оптоэлектронный коммутатор, содержащий первую и вторую шины управления, подключенные через переключающий вывод двухпозиционного переключателя к первой питающей шине, однотипные ячейки по числу каналов, каждая из которых содержит фототиристор, включенный последовательно с обмоткой электромагнитного реле, светодиод, включенный встречно по отношению к фототиристору в цепь, шунтирующую обмотку реле, и диод, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса коммутатора, каждая ячейка дополнительно содержит замыкающие контакты реле, вывод для переключения соответствующей силовой нагрузки к второй питающей шине и конденсатор, включенный последовательно со светодиодом, выводы для подключения силовых нагрузок ячеек нечетных и четных каналов через замыкающие контакты реле ячеек своих каналов присоединены к первой и второй шинам управления соответственно и подключены к первой питающей шине через последовательно соединенные фототиристор и обмотку реле ячеек предыдущих каналов, диоды включены встречно параллельно светодиодам, при этом светодиод ячейки каждого нечетного канала оптически связан с фототиристором ячейки последующего нечетного канала, а светодиод ячейки каждого четного канала оптически связан с фототиристором ячейки последующего четного канала.