Унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики
Владельцы патента RU 2666643:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутационных устройствах, обеспечивающих подключение различных типов нагрузок, а также пиротехнических устройств. Технический результат заключается в повышении надежности исполнительных каскадов приборов автоматики. Модуль коммутатора нагрузок содержит коммутатор нагрузок и блок гальванической развязки, состоящий из импульсного трансформатора, коммутирующее устройство, выполненное на n-МОП транзисторе. 1 ил.
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутационных устройствах приборов автоматики, для обеспечения подключения различных типов нагрузок, а также пиротехнических устройств.
В настоящее время известны самые различные модули коммутаторов нагрузок, однако, все они, обладая определенными достоинствами, не выполняют в полной мере задачи по снижению вероятности самопроизвольного срабатывания исполнительного каскада приборов автоматики при неисправности силового транзистора коммутирующего устройства.
Известен модуль коммутатора нагрузок из описания к авторскому свидетельству на изобретение под названием «Электронное реле с гальванической развязкой» [полезная модель РФ №74021, Н03К 17/78, опубликовано 10.06.2008 г.]. Он содержит радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики, содержащий выходы управления коммутатора нагрузок, блок гальванической развязки, состоящий из импульсного трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, и выпрямительный диода, анод которого соединен с первым выходом вторичной обмотки, разрядное устройство, выполненное на резисторе, первый вход которого соединен с катодом выпрямительного диода, а второй со вторым выходом вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы резистора являются выходами разрядного устройства, и коммутирующее устройство, выполненное на n-МОП транзисторе, затвор и исток которого, являющиеся выходами коммутирующего устройства, подключены к выходам разрядного устройства.
Данный модуль коммутатора нагрузок увеличивает устойчивость к радиационному излучению и уменьшает время срабатывания реле, однако, не исключает высокой вероятности самопроизвольного срабатывания при неисправности силового транзистора коммутирующего устройства.
Данное изобретение рассматривается в качестве прототипа.
Задача, на решение которой направлена изобретение, - снижение вероятности самопроизвольного срабатывания исполнительного каскада приборов автоматики при неисправности силового транзистора коммутирующего устройства.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности исполнительных каскадов приборов автоматики.
Указанный технический результат достигается тем, что унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики, содержащий выходы управления коммутатора нагрузок, блок гальванической развязки, состоящий из импульсного трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, и выпрямительного диода, анод которого соединен с первым выходом вторичной обмотки, разрядное устройство, выполненное на резисторе, первый вход которого соединен с катодом выпрямительного диода, а второй со вторым выходом вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы резистора являются выходами разрядного устройства, и коммутирующее устройство, выполненное на n-МОП транзисторе, затвор и исток которого, являющиеся выходами коммутирующего устройства, подключены к выходам разрядного устройства, согласно изобретению выходами первичной обмотки импульсного трансформатора являются входы управления коммутатора нагрузок, импульсный трансформатор имеет дополнительную вторичную обмотку, блок гальванической развязки оснащен вторым выпрямительным диодом, анод которого соединен с первым выходом дополнительной вторичной обмотки, а разрядное устройство оснащено вторым резистором, первый вход которого соединен с катодом второго выпрямительного диода, а второй со вторым выходом дополнительной вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы второго резистора являются выводами разрядного устройства, причем коммутирующее устройство оснащено последовательно соединенным с n-МОП транзистором вторым n-МОП транзистором, затвор и исток которого, являющиеся входами коммутирующего устройства, подключены к выводам второго резистора разрядного устройства, при этом сток первого n-МОП транзистора и исток второго n-МОП транзистора являются выходами коммутирующего устройства, а также выходами коммутатора нагрузок.
То, что выходами первичной обмотки импульсного трансформатора являются входы управления коммутатора нагрузок, импульсный трансформатор имеет дополнительную вторичную обмотку, блок гальванической развязки оснащен вторым выпрямительным диодом, анод которого соединен с первым выходом дополнительной вторичной обмотки, а разрядное устройство оснащено вторым резистором, первый вход которого соединен с катодом второго выпрямительного диода, а второй со вторым выходом дополнительной вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы второго резистора являются выводами разрядного устройства, причем коммутирующее устройство оснащено последовательно соединенным с n-МОП транзистором вторым n-МОП транзистором, затвор и исток которого, являющиеся входами коммутирующего устройства, подключены к выводам второго резистора разрядного устройства, при этом сток первого n-МОП транзистора и исток второго n-МОП транзистора являются выходами коммутирующего устройства, а также выходами коммутатора нагрузок, это позволяет повысить надежность исполнительных каскадов приборов автоматики с применением унифицированного радиационно-стойкого модуля коммутатора нагрузок, что, в свою очередь, уменьшает вероятность самопроизвольного срабатывания при неисправности одного из силовых транзисторов коммутирующего устройства.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 приведена схема унифицированного радиационно-стойкого модуля коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики.
Унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики содержит входы управления коммутатора нагрузок 1, блок гальванической развязки 2, разрядное устройство 3, коммутирующее устройство 4, и выходы коммутатора нагрузок 5.
Блок гальванической развязки 2 состоит из импульсного трансформатора, имеющего первичную 6, вторичную 7 и дополнительную вторичную 8 обмотки, и двух выпрямительных диодов 9, аноды которых присоединены с первыми выходами вторичной 7 и дополнительной вторичной 8 обмоток, соответственно.
Входы коммутатора нагрузок 1 являются входами первичной 6 обмотки трансформатора и соответственно входами блока гальванической развязки 2.
Разрядное устройство 3 выполнено на двух резисторах 10, первые входы которых соединены с катодами выпрямительных диодов 9, а вторые со вторыми выходами вторичной 7 и дополнительной вторичной 8 обмоток импульсного трансформатора, выводы резисторов 10 являются выводами разрядного устройства 3.
Коммутирующее устройство 4 выполнено на n-МОП транзисторе 11, затвор и исток которого, являющееся выходами коммутирующего устройства 4, подключены к выходам разрядного устройства 3.
Данный унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики работает следующим образом.
При подаче на входы коммутатора нагрузок 1, являющиеся входами первичной обмотки 6 импульсного трансформатора, входного сигнала в виде прямоугольных импульсов, на вторичной обмотке 7 и дополнительной вторичной обмотке 8 формируются прямоугольные импульсы.
Прямоугольные импульсы со вторичной обмотки 7 и дополнительной вторичной обмотке 8 импульсного трансформатора выпрямляются выпрямительными диодами 9 и заряжают входные емкости n-МОП транзисторов 11 коммутирующего устройства 4.
Выпрямительные диоды 9 и входные емкости n-МОП транзисторов 11 образуют выпрямитель с емкостным фильтром, что при определенном сочетании параметров входного сигнала обуславливает наличие постоянного уровня напряжения на затворах n-МОП транзисторов 11, которое открывает n-МОП транзисторы и удерживает их во включенном состоянии. Включенное состояние n-МОП транзисторов 11 характеризует включенное состояние модуля коммутатора нагрузок. Длительность включенного состояния коммутатора нагрузок определяется временем подачи входного сигнала на входы 1 коммутатора нагрузок.
После прекращения подачи входного сигнала, входные емкости n-МОП транзисторов 11 через резисторы 10 разрядного устройства 3 разряжаются до уровня порогового напряжения n-МОП транзисторов, при котором они закрываются, тем самым выключается коммутатор нагрузок.
Таким образом, использование заявляемого унифицированного радиационно-стойкого модуля коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики позволит снизить вероятность самопроизвольного срабатывания исполнительного каскада приборов автоматики при неисправности одного из силовых транзисторов.
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- заявляемый унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики предназначен для использования в коммутационных устройствах;
- для заявляемого унифицированного радиационно-стойкого модуля коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
- заявляемый унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики при его использовании обеспечивает повышение надежности исполнительных каскадов приборов автоматики за счет уменьшения вероятности самопроизвольного срабатывания при неисправности одного из силовых транзисторов коммутирующего устройства.
Следовательно, заявленный унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок исполнительных каскадов приборов автоматики соответствует условию «промышленная применимость».
Унифицированный радиационно-стойкий модуль коммутатора нагрузок, содержащий выходы управления коммутатора нагрузок, блок гальванической развязки, состоящий из импульсного трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, и выпрямительного диода, анод которого соединен с первым выходом вторичной обмотки, разрядное устройство, выполненное на резисторе, первый вход которого соединен с катодом выпрямительного диода, а второй со вторым выходом вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы резистора являются выходами разрядного устройства, и коммутирующее устройство, выполненное на n-МОП транзисторе, затвор и исток которого, являющиеся выходами коммутирующего устройства, подключены к выходам разрядного устройства, отличающийся тем, что выходами первичной обмотки импульсного трансформатора являются входы управления коммутатора нагрузок, импульсный трансформатор имеет дополнительную вторичную обмотку, блок гальванической развязки оснащен вторым выпрямительным диодом, анод которого соединен с первым выходом дополнительной вторичной обмотки, а разрядное устройство оснащено вторым резистором, первый вход которого соединен с катодом второго выпрямительного диода, а второй со вторым выходом дополнительной вторичной обмотки импульсного трансформатора, выводы второго резистора являются выводами разрядного устройства, причем коммутирующее устройство оснащено последовательно соединенным с n-МОП транзистором вторым n-МОП транзистором, затвор и исток которого, являющиеся входами коммутирующего устройства, подключены к выводам второго резистора разрядного устройства, при этом сток первого n-МОП транзистора и исток второго n-МОП транзистора являются выходами коммутирующего устройства, а также выходами коммутатора нагрузок.
