Синхронный оптический переключатель

 

1. СИНХРОННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий управляемый генератор постоянного тока, два выхода которого через управляеьцй оптрон подключены к соответствупщим входам токового усилителя, кл|0ч переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой ЯШИНОЙ., источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым входом диодного моста, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которрго через нагрузку соединен с второй ши- . ной источника переменного напряжения , к выходу диодного моста подключены силовые выводы тиристорного усилителя, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения надежности, введены детектор нулевых значений, согласующий оптрон и импульсный усилитель с источником питания, причем вход импульсного усилителя подключен к выходу i согласумдего оптрона, первый вход которогр подключен к выходу токового усилителя, второй вход - к первому выходу детектора нулевых значений, второй выход которого соедагнен с первым входом токового I усилителя, а входы детектора нулевых значений подключены к шинам источника переменного напряжения. СП 00 о сд 4aii 3|г

СООЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Мд Н 03 К 17/5б:;"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЯЕНКЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ HSGSPETEHHA И ОТКРЫТИИ (21 ) 3472419/18-21 (22) 14.07.82 (4б) 30.11.83. Ъюл. 9 44 (72) И.Я. Штраль и Ь .,Ц. Купченко (53) 621.382(088.8) (56) 1. "Электронная техника в автоматике". Сб. статей. Под ред.

Ю.И. Конева. Бып. 10, М., "Сов. радио", 1978, с. 215.

2. Пэт О Йейл. "Оптический переключатель с монолитной схемой управления триаком". - "Электроника", 1979, М 18, с. 51 (прото-.тип), .(54)(57) 1. СИНХРОННЫИ ОПТИЧЕСКИЙ

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий управляемяй-генератор постоянного тока, два выхода которого через управляемый оптрои подключены к соответствукыим входам токового усилителя, клич переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой лаиной.источника переменного напря„.SU„„1058054 жения и через ограничительный резистор с первым входом диодного моста, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которого через нагрузку соединен с второй шиной источника переменного напряжения, к выходу диодного моста .подключены силовые выводы тиристорного усилителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения надежности, введены детектор нулевых значений, согласующий оптрон и импульсный усилитель с источником питания, причем вход импульсного усилителя подключен к выходу согласукщего оптрона, первый вход которого подключен к выходу токового усилителя, второй вход - к первому выходу детектора нулевых значений, второй выход которого соединен с первым входом токового усилителя, а входы детектора нулевых значений подключены к шинам источника переменного напряжения.

1058054

20 жения

2. Переклю ытель по и. 1, î гл и ч а ющ и и с я тем, что в

Х равляемом и согласующем оптронах фотодатчики выполнен-> в виде инфраИзобретение относится к оптоэлектронике и может найти применение в оптических переключателях для сопряжения логических схем с нагрузкой переменного тока.

Известен оптический переключатель, содержащий последовательно включенные логическое устройство, оптрон, тиристорный усилитель, диодный мост, согласующий по току транзистор, ограничительный резистор, триак с элементами защиты от перенапряжений и нагрузкой (1 ).

Однако указанное устройство не отличается высокой надежностью.

Наиболее близким к предлагаемому является синхронный оптический переключатель, содержащий управляемый генератор постоянного тока, два выхода которого через управляемый оптрон подключены к соответствующим входам токового усилителя, ключ переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой шиной источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым вхацом диодного мос та, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которого через нагрузку соединен с второй шиной источника переменного напряжения, к выходу диодного моста подключены силовые выводы тиристорного усилителя Г2 ).

Недостатком известного устройства является низкая надежность, так как фоточувствительный элемент оптрона, когда нет управляющего сигнала, находится под напряжением источника переменного напряжения, а его граничное напряжение должно не уступать триаку.

Цель изобретения — повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в синхронный оптический переключатель, содержащий управляемый генератор постоянного тока, два выхода которого через управляемый оптрон подключены к соответствующим входам такового усилителя, ключ переменного напряжения, выполненный на триаке, первый силовой вывод которого соединен с первой шиной красных светодиодов, подключенных к соответствующим выходам управляемого н согласующего оптронов, источника переменного напряжения и через ограничительный резистор с первым входом диодного моста, второй вход которого соединен с управляющим входом триака, второй силовой вывод которого через нагрузку соединен с второй шиной источника переменного напряжения, к. выходу диодного моста подключены силовые выводы тиристорного усилителя, введены детектор нулевых значений, согласующий оптрон и импульсный усилитель с источником питания, причем вход импульсного усилителя подключен к выходу согласующего оптрона, первый вход которого подключен к выходу токового усилителя, второй вход — к первому выходу детектора нулевых: значений, второй выход которого соединен с первым входом. токового усилителя, а входы детектора нулевых значений подключены к шинам источника переменного напряКроме того, в управляемом и согласующем оптронах фотодатчики выполнены в виде инфракрасных светодиодов, подключенных к соответствующим выходам управляемого и согласующего оптронов.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит детектор 1 нулевых значений, управляемый генератор 2 постоянного тока, управ35 ляемый оптрон 3, токовый усилитель

4, согласующий оптрон 5, импульсный усилитель 6, источник 7 питания, тиристорный усилитель 8, диодный мост 9, ограничительный резистор

4р 10, триак 11.

Управляемый генератор 2 постоянного .тока выполнен на транзисторе

12, двух резисторах и стабилитроне. Управляемый .оптрон 3 состоит

45 иэ светодиода 13 и фотодиода 14.

Токовый усилитель 4 состоит из тран. зистора 15 и транзистора 16.. Согла,сующий оптрон 5 состоит иэ светодиода 17 и фотодиода 18. Импульсный усилитель 6 содержит полевой транзистор 19, переменный резистор

20, дифференциальный усилитель 21, транзистор 22, резистор 23. Источник 7 питания выполнен на диоде 24, резисторе 25, конденсаторе 26, 1058054

Составитель в. Ыабанов

Техред Т. Фанта Коррек тор И. Ца рощи

Редактор С. Квятковская

Заказ 9600/57 Тираж 936 Подписное иН4ПНШ i îcóäàðcòâåííîão комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130350, москва, (-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 диоде 27. Детектор нулевых значений содержит транзистор 28 и стабилитрон 29.

Переключатель работает следующим образом.

При поступлении на вход управляемого генератора 2 постоянного тока положительного напряжения транзистор 12 открывается и включает светодиод 13 управляемого оптрона 3.

Токовый усилитель 4, выполненный на транзисторах 15 и 16, усиливает фототок фотодиода 14 оптрона 3, при этом транзистор 16 приходит в насыщение.

С коллектора транзистора 28 детек. тора 1 нулевых значений через импульсный усилитель 6 подаются импульсы. Фототок фотодиода 18 согласующего оптрона 5 усиливается по току полевым транзистором 19 с и-каналом и по напряжению — дифференциальным усилителем 21. Постоянная составляющая компенсируется до нуля пе- ременным резистором 20 на входе дифференциального усилителя 21.

С эмиттера. транзистора 22 импульсного усилителя 6 усиленные импульсы поступают на управляющий электрод тиристорного усилителя 8.

Переменное напряжение, идущее от источника переменного напряжения к нагрузке, поступает. параллельно через диод 24 на источник 7 питания импульсного усилителя 6, фильтруется резистором 25, конденсатором

26 и стабилизируется диодом 27.

Таким образом, уже в момент прохождения напряжения через нуль на вход тиристорного усилителя 8 поступают импульсы с амплитудоЯ,, равной напряжению питания импульсного усилителя 6.

При импульсном управлении напряжение на входе тиристорного усилителя 8 не является функцией времени, так как нагруэочная прямая управляющего напряжения тиристорного усилителя ие начинается от нуля координат и не перемещается параллельно сама себе, а фиксирована стабилитроном 27 и резистором 23 до уровня тока спрямления тиристорного усилителя 8, при котором подхватывающее

50 значение анодного тока и llclHpfI êñние, при котором он открывается, самое наименьшее. .Подхватывающее значение анодного тока тиристорного усилителя 8 является током спрямления триака, поэтому тиристорный усилитель 8 и триак 11 открываются одновременно, после чего тиристорный усилитель 8 блокируется в течение каждого полупериода триаком 11. Диодный мост 9 управляет работой триака 11 в 1-м положительном и IIT-м отрицательном квадрантах,. где его чувствительность наибольшая. Ограничительный резистор 10 защищает диодный мост 9 и тиристорный усилитель 8 от перенапряжений.

Когда управляемый генератор 2 тока выключен, управляемый оптрон

3 закрыт, и импульсы с детектора

1 нулевых значений не поступают на согласующий оптрон 5 — триак 11 выключен.

Фотодиод 14 управляемого оптрона 3 и токовый усилитель 4 выполняют функцию управляемого ключа, поэтому транзисторы 15 и 16 должны обладать обратными токами коллекторов и эмиттеров не более 0,2 мкЛ и коэффициентом усиления 8 ) 100.

Напряжение питания для элементов, включенных в коллекторную цепь транзистора 28 детектора 1 нулевых значениЯ, ограничено стабилитроном

29 до уровня 3 В, а на фотодиоде

14, работающем без смещения и подключенном между базой-эмиттером транзистора 15, напряжение не превышает 0,3 В.

Катод и анод фотодиода 18 в Йепи затвора-истока полевого транзистора 19 эквивалентно. связаны лишь с одним силовым выводом триака 11, поэтому напряжение на триаке не влияет на его работу, так как фотодиод 18 работает без вспомогательного источника смещения при нулевом напряжении в режиме вентильного фотоэффекта.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется высокая надежность функционирования элементов схемы.