Транзисторное импульсное реле

 

О П И С А Н И Е 40003l

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскихСоциалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.XII.1971 (№ 1722129/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 7.И.1974

М. Кл. Н 03k 17/56

Государственный комитет

Сонета Министров СССР по делам изооретений н открытнй

УДК 621 318 57(088 8) Авторы изобретения

С. С. Александров и А. Г. Колесниченко

Заявитель

ТРАНЗИСТОРНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к полупроводниковым релейным устройствам и может быть использовано в различных устройствах автоматики, электронной защиты встроенного самоконтроля.

Известны транзисторные импульсные реле, дающие возможность контролировать начало и конец серии импульсов или минимальную частоту следования импульсов. Эти реле используют интегрирующую цепочку и пороговый элемент — стабилитрон, подключаемые ко входу транзистора, и управляемый ключтранзистор для управл|ения интегрирующей цепочкой. В известных реле выходной транзистор полностью открыт, когда через пороговый элемент, стабилитрон, течет ток, равный току стабилизации.

Для обеспечения тока стабилизации на стабилитрон необходимо подать напряжение, по крайней мере, равное напряжению стабилизации. Напряжение на конденсаторе, от которого зависит режим стабилитрона, начинает расти с момента исчезновения входного напряжения положительной полярности на ключевом транзисторе, который определяет состояние конденсатора. Заряд конденсатора происходит с некоторой постоянной времени, а характеристика стабилитрона не идеальна, поэтому стабилитрон входит в режим стабилизации не скачкообразно, а с задержкой во времени. Таким образом, выходной транзистор, открывается с такой же задержкой. Эта задержка зависит от постоянной времени заряда конденсатора, которая легко учитывается, и от характеристики стабилитрона, которая практически не поддается расчету и может быть самой различной по величине. Следовательно, задержка во времени из-за этой второй составляющей может принимать уазличные зна10 чения.

Целью изобретения является уменьшение погрешности определения момента наступления минимальной частоты импульсов илп окончания серии импульсов.

1 Эта цель достигается тем, что база транзистора через стабилитрон соединена с эмиттсром транзистора усилителя, коллектор которого через рсзистор соединен с шиной питания, а база подсоединена к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, другой вывод которой через резистор интегрирующей RC-цепочки соединен с шиной питания, и через диод и конденсатор интегрирующей RCцепочки — с общей шиной устройства, при25 чем параллельно конденсатору интегрирующей RC-цепочки подсоединено ключевое устройство.

Реле можно использовать как генератор пачек импульсов, что значительно расширяет

30 его функциональные возможности.

40003!

3

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого,.реле.

Реле состоит из ключевого транзистора 1, управляемого входным сигналом; резистора 2, ограничивающего допустимый ток через транзистор; интегрирующей цепочки, состоящей из конденсатора 3 и,резистора 4; усилителя на транзисторе 5 и резисторе 6; порогового элемента — стабилитрона 7 и блокинг-генератора. Блокинг-генератор содержит транзистор 8, трансформатор 9, защитный диод 10, диод 11, ограничивающий разряд конденсатора черсз правую часть схемы, и резистор 12, ограничивающий ток через транзистор 8.

Постоянная времени интегрирующей цепочки в предлагаемом.,реле определяется минимальной. частотой следования входных импульсов, подлежащих фиксации, или временем, требующимся для срабатывания после прекращения действия импульса или серии импульсов. Чем больше пауза между входными импульсами (ниже частота), т. е. большее время транзисторный ключ закрыт, тем до большего напряжения может зарядиться конденсатор. Для того, чтобы он не успел зарядиться за время паузы до напряжения открытия стабилитрона, необходимо увеличить постоянную времени интегрирующей цепочки. Это достигается увеличением сопротивления резистора

4 (обычно порядка нескольких десятков килоом).

В отличие от резистора 4 сопротивление резистора 2 должн о быть как можно меньше, так как конденсатор должен успеть разрядиться полностью при приходе на вход кл1очевого транзистора 1 импульса как можно меньшей длительности. Его значспис Определяется максимально допустимым импульсным током транзистора и составляст несколько ом.

Предполож!им, что после включения напряжения питания па вход cxcìû будет пода!1 о постоя1111oñ !1япряжс! IEIc полоiKII I сльI!ОЙ 1!О лярности. В этом слсчас ключе«ой транзистор ! открыт, конде11сатор 3 разряжсп, а транзисторы 5 и 8 закрьпы. Прн подаче па вхо,f запирающих импульсов конденсатор 3 заряжается через резистор 4 в течение времени, равного паузе, и разряжается через резистор 2 и открытый ключ в течение времени, равного длительности импульса. Этот процесс прои-ioдит в такт с частотой входного п1гнала. Каждый послсдующий заряд конденсатора практически начинается от нуля из-за того, гго разряд происходит через малое сопротивление, а заряд чсрсз большое.

По мере снижения частоты входного сигнала, т. с, увеличения паузы между импульсами, ключевой транзистор все большее время будет находиться в закрытом состоянии, а конденсатор 3 будет успсзаfb заряжаться до все оольшегo напряжения. Значение этого напряжения, способного воздействовать на схему реле, зависит от коэффициента усиления усилителя и напряжения стабилизации стабилитрона. Чем больше коэффициент усиления усилител я, тем меньшее напряжение он усилит до значения, способного воздействовать на стабилитрон. Этого значения тока недостаточно для перевода реле в открытое состояние.

Однако он способен индуктировать в обмотке положительной обратной связи напряжения в фазе с напряжением на входе усилителя. За счет действия положительной обратной связи с этого момента начинается лавинообразн!ы1! процесс открытия выходного транзистора.

После открытия выходного транзистора и установления определенного тока через него действие напряжения положительной обратной связи прекращается, напряжение же на входе усилителя еще предостаточно для создания напряжения, обеспечивающего открытое состояние стабилитрона (оп находится в режиме стабилизации только за время действия положительной обратной связи), а следовательно, и выходного транзистора, и он начнет закрываться. Процесс генерации прекращается по достижении напряжения на кон!денсаторе, практически fpBBIIQI напряжению стабилизации стабилитрона. После прекращения генерации транзисторы 5 и 8 полностью открываются.

В исходное (закрытое) состояние реле возвращается при повышении частоты входных импульсов, прн котором ключ-транзистор откроется на время, достаточное для разряда конденсатора 3. Тогда транзистор 8 закроется, а при переводе его управляющим импульсом в открытое состояние все процессы повторяются.

П р сдмст изобретения

Транзисторное импульсное реле, содержащес ключсвос устройство, пороговый элемент, выполненный на стаоилитроне, интегрирующую С-цепочку, усилитель и блокинг-генератор с коллекторно-базовой трансформаторной связью, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности определения момента наступления минимальной частоты импульсов или окончания серии импульсов, база транзистора блокинг-генератора через стабилитрон соединена с эмиттером транзистора усилителя, коллектор которого через резистор соединен с шиной питания, а база подсоединена к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, другой вывод которой через резистор интегрирующей RC-цепочки соединен с шиной питания, и через диод и конденсатор интегрирующей RC-цепочки — с общей шиной устройства, причем параллельно кон денсатору интегрирующей РС-цепочки подсоединено упомянутое ключевое устройство, Редактор 3. Твердохлебова

Составитель Л. Шевьев

Техред Л. Грачева

Корректор В. Жолудева

Заказ 189 3 Изд. М 50 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2