Коммутационное устройство

 

Изобретение относится к электроавто матике и может найти применение в схемах управления исполнительными механизмами . Цель изобретения - повышение надежности , снижение энергопотребления. Устройство содержит электромагнитное реле с обмоткой 1 и замыкающим контактом 2, ключевой элемент.(транзистор) 3, первый резистор 4, входные выводы 5-1,5-2, выводы 6,7 для подключения источника питания, выводы 8, 9 для подключения нагрузки, транзисторный оптрон 10 со светодиодом 10-1 и транзистором 10-2, второй 11 итре- roflf 12 резисторы, диод 13, конденсатор 14. При подаче управляющих импульсов на входные выводы через обмотку электромагнитного реле протекает ток, и его замыкающий контакт срабатывает, подсоединяя индукционную нагрузку к источнику питания . При снятия управляющих сигналов через светодиод оптрона течет ток, обусловленный самоиндукцией обмотки электромагнитного реле. Транзистор оптрона открывается и включает силовой транзистор , который шунтирует контакты электромагнитного реле. Контакты электромагнитного реле размыкаются в обесточенном состоянии.1 ил. fe

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 Н 9/30, 47/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4828894/07 (22) 2&;05.90 (46} 07.02.92. Бюл. Ф 5 (71) Конструкторское бюро электроприборостроения (72) H.H.Øèõàèeåâà, 8.Н,Дыченко и В.И.Чиженко

{53) 621.3.614.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 957676, кл. Н 01 Н 47/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1107186, кл. Н 01 Н 9/30, 1983. (54) КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к злектроаето. матикеи может найти применение в схемах управления исполнительными механизмами. Цель изобрвтения — повышение надежности, снижение энергопотребления, . Устройство содержит электромагнитное реле с обмоткой 1 и замыкающим контактом 2, „,5U<, 1711249 А1 ключевой элемент .(транзистор) 3, первый резистор 4, входные выводы 5-1, 5-2, выводы 6,7 для подключения источника питания, выводы 8, 9 для подключения нагрузки, транзисторный оптрон 10 со светодиодом

10-1 и транзистором 10-2, второй 11 и третий 12 резисторы, диод 13, конденсатор 14.

При подаче управляющих импульсов на входные выводы через обмотку электромагнитного реле протекает ток, и его замыкающий контакт срабатывает, подсоединяя индукционную нагрузку к источнику питания. При снятия управляющих сигналов через светодиод оптрона течет ток. обусловленный самоиндукцией обмотки электромагнитного реле; Транзистор оптрона открывается и включает силовой транзистор, который шунтирует контакты электромагнитного реле. Контакты электромагнитного реле размыкаются в обесточенном состоянии. 1 ил.

1711249

Изобретение относится к электроавтоматике и может быть использовано в схемах управления исполнительными механизмами.

Известно коммутационное устройство, содержащее электромагнитное реле с замыкающим контактом, ключевой элемент— транзистор, конденсатор, диод, два резистора, выводы для подключения источника питания, выводы для подключения нагрузки, входной вывод, один из выводов обмотки реле соединен с одним из выводов для подключения источника питания и одним иэ выводов. для подключения нагрузки, другой вывод для подключения которой соединен с одним из выводов замыкающего контакта, другой вывод обмотки реле подключен к входному выводу, и один из силовых электродов ключевого элемента соединен с другим выводом для подключения источника питания, одна из обкладок конденсатора соединена с одним из выводов для подключения источника питания, другая обкладка конденсатора соединена через диод с входным выводом и через один из резисторов с управляющим электродом ключевого элемента и одним выводом замыкающего контакта, другой вывод которого соединен с .другим выводом для подключения источника питания.

Недостатком этого устройства является наличие гальванической связи между входом и выходом устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является коммутационное устройство, содержащее электромагнитное реле с замыкающим контактом, ключевой элемент, резистор, выводы для подключения нагрузки и входной вывод, причем один из выводов для подключения источника питания соединен с одним из выводов для подключения нагрузки, другой вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов замыкающего контакта и одним из силовых электродов ключевого элемента, другой вывод замыкающего контакта соединен с другим силовым электро: дом ключевого элемента и другим выводом для подключения источника питания, один из выводов обмотки электромагнитного реле объединен с входным выводом, другой вывод обмотки электромагнитного реле соединен с управляющим электродом ключевого элемента, а резистор включен между входным выводом и другим силовым электродом ключевого элемента.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная наличием гальванической связи между входными выводами, выводами для подклю10

30 источника питания, катодом диода и первым

35- выводом третьего резистора. первый вывод

55

50 чения нагрузки и источника питания, что в аппаратуре, предназначенной для обеспечения безопасности работ, недопустимо, так как ухудшает надежность и безопасность эксплуатации. Кроме того, при снятии управляющего сигнала транзистор может закрыться раньше отпускания реле и не выполнить защитных функций.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение энергопотребления, В коммутационное устройство, содержащее электромагнитное реле с замыкающим контактом, ключевой элемент, резистор, выводы для подключения нагрузки и входной вывод, причем один из выводов для подключения источника питания соединен с одним из выводов для подключения нагрузки, другой вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов замыкающего контакта и первым силовым электродом ключевого элемента, другой вы-. вод замыкающего контакта соединен с другим силовым электродом ключевого элемента и другим выводом для подключения источника питания, введены дополнительно транзисторный оптрон, конденсатор, диод, второй и третий резисторы, еще один входной вывод, причем база ключевого элемента соединена с вторыми выходами первого и второго резисторов, первый вывод первого резистора соединен с вторым выводом для подключения второго резистора соединен с одной из обкладок конденсатора и одним из выводов транзистора транзисторного оптрона. вто-. рой вывод которого соединен с первым выводом для подключения источника питания, вторая обкладка конденсатора соединена с вторым выводом третьего резистора и анодом диода, анод диода транзисторного omрона и первый вывод обмотки электромагнитного реле соединены с первым входным выводом. а катод диода транзисторного оптрона и другой вывод обмотки электромагнитного реле соединены с вторым входным выводом.

Положительный эффект достигается за счет использования свойства транзисторного оптрона обеспечивать полную гальваническую развязку входных и выходных цепей, введения конденсатора, двух резисторов, диода и соответствующих связей.

На чертеже показана схема коммутационногоо устройства.

Устройство содержит электромагнитное реле с обмоткой 1 и замыкающим контактом 2, ключевой элемент (транзистор) 3, 1711249

10

35

45

55 первый резистор 4, входные выводы 5-1,.

5-2, выводы 6 и 7 для подключения источника питания, выводы 8 и 9 для подключения нагрузки, транзисторный оптрон 10 со светодиодом 10 — 1 и транзистором 10 — 2, второй

11 и третий 12 резисторы, диод 13, конденcamp 14.

Обмотка 1 электромагнитного реле соединена одним выходом с входным выводом

5-1 и катодом светодиода 10-1 транзисторного оптрона 10, а другим — с анодом светодиода 10 — 1 транзисторного оптрона 10 и вторым входным выводом 5 — 2. Первый вывод 8 для подключения нагрузки соединен с первым выводом 6 для подключения источника питания и вторым. выводом транзистора 10-2 транзисторного оптрона 10, второй вывод 9 для подключения нагрузки — с коллектором транзистора 3 и одним из выводов замыкающего контакта реле 2. Второй вывод 7 для подключения источника питания подключен к второму выводу замыкающего контакта 2, а также к эмиттеру транзистора

3, первым выводам первого 4 и третьего 12 резисторов и катоду диода 13. База транзистора 3 подсоединена к второму выводу первого резистора 4, а через второй резистор, 11 — к другому выводу транзистора 102 оптрона 10 и одной из обкладок конденсатора 14, вторая обкладка которого подсоединена к второму выводу третьего резистора 12 и аноду диода 13.

Устройство работает следующим образом. . В исходном состоянии транзистор 3 закрыт, конденсатор 14 разряжен. При подаче управляющих импульсов на входные выводы 5-1 и 5-2 через обмотку 1 электромагнитного реле протекает ток, его замыкающий контакт 2 замыкается, подсоединяя нагрузку к источнику питания. Поскольку нагрузка представляет собой обмотку исполнительного электромеханизма и носит индуктивный характер, то в момент замыкания контакта 2 ток нарастает постепенно (от. ну-. ля) и контакт при включении работает в облегченном режиме.

При снятии управляющих сигналов с входных выводов 5 — 1 и 5 — 2 через светодиод

10-1 транзисторного оптрона 10 протекает в прямом направлении ток, обусловленный

ЭДС самоиндукции обмотки 1 электромагнитного реле. Светодиод 10-1 загорается и включает транзистор 10-2 транзисторного оптрона 10, Происходит заряд конденсатора 14 через третий резистор 12, в результате через делитель, образованный вторым 11 и первым 4 резисторами, протекает базовый ток. Транзистор 3 открывается и шунтирует контакт 2, в результате при размыкании контакта 2 ток нагрузки течет через открытый переход коллектор- эмиттер транзистора 3.

После существенного снижения ЭДС самоиндукции обмотки 1 электромагнитного реле транзистор остается открытым за счет энергии конденсатора 14, размыкание контакта 2 реле происходит фактически в обесточенном, состоянии, что способствует повышению его износостойкости и, следовательно, повышению надежности работы устройства, Номиналы резисторов 4, 11, 12 и емкость конденсатора 14 выбирается так, что длительность включенного состояния транзистора 3 больше времени размыкания контакта 2. Диод 13 служит для шунтирования резистора 12 при разрядке конденсатора 14 через базовую цепь транзистора 3.

Как показали схемно-технический анализ и результаты опытных испытаний, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение надежности за счет обеспечения полной гальванической развязки между входом. и выходом устройства. Кроме того, в известном устройстве имеет место дополнительное энергопотребление по цепям управления транзистора и падение напряжения перехода база — эмиттер в цепи обмотки реле.

Формула изобретения

Коммутационное устройство, содержащее выводы для подключения источника питания, выводы для подключения нагрузки, выводы для подключения источника входного сигнала, электромагнитное реле с замыкающим контактом, ключевой элемент и первый резистор, первый вывод для подключения источника питания:подключен к первому выводу для подключения нагрузки, второй вывод для подключения источника питания подключен к первому выводу замыкающего контакта электромагнитного реле, к первому силовому выводу ключевого элемента и к первому выводу первого резистора, второй вывод замыкающего контакта электромагнитного реле подключен к второму выводу для подключения нагрузки и к второму силовому выводу ключевого элемента, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения энергопотребления, в него введены второй и третий резисторы, диод, конденсатор и оптрон, катод диода подключен к первому выводу второго резистора и к второму выводу для подключения источника питания, анод диода подключен к второму выводу второго резистора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому выводу третьего резистора и к эмиттеру транзистора оптрона, коллектор

1711249 8

Составитель H.Øèõàëååâà

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О, Кундрик

Редактор И,Шулла

Заказ 346 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб„4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7. транзистора оптрона подключен к первому выводу для подключения источника питания, второй вывод третьего резистора подключен к второму выводу первого резистора и к управляющему электроду ключевого элемента, катод светодиода оптрона подключен к первому выводу обмотки электромагнитного реле и к первому выводу для подключения источника входного сигнала. анод светодиода оптрона .подключен к второму выводу обмотки

6 электромагнитного реле и к второму выводу для подключения источника входного сигнала.