Оптоэлектронный переключатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик 786003

1 б — - и", ° г (6 I ) Дополнительное к «вт. с вид-ву — (22) Заявлено 03.01.7g (21) 2705673/18-21 (5i)M. Кл.

Н 03 К 17ЛВ//

Н 03 К 17/78 с присоединением заявки J%

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 07.12 80 Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 10-12 80 до денем изобретений н открмтнй (53) УДК 621.335

{ 088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. К. Гришин и Э. В. Ланьшин (7I) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах формирования и регистрации токовых импульсов в телеграфии.

Известен оптоэлектронный переключатель, соцержащий управляемые комму тационные элементы с гальванически изолированными вхоцами, оптоэлектронные пары и транзисторные ключи fl).

Состояние этого переключателя в процессе работы опрецеляется величиной тока во входной цепи и изменяется с изменением величины входного тока.

Известен также оптоэлектронный переключатель, соцержащий первый транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотоциод, оптически связанный с первым светоциодом, а с общей шийой - через второй фотодиоц, оптически связанный со вторым светоциоцом, анод которого подключен .к шине питания через первый переменный резистор, а катоц — к общей шине через второй переменный резистор, шунтированный вторым транзисторным ключом, вход которого подключен к выходу элемента задержки 2 .

Схема оптоэлектронного переключателя обеспечивает изменение своего сос% тояния при изменении амплитуды токовых посылок, подаваемых во входную цепь.

Недостатком оптоэлектронного переIO ключателя является -незащищенность входной цепи от токовых перегрузок.

При использовании оптоэлектронного переключателя его входная цепь подключается к линии связи. Поэтому возникноI5 вение коротких замыканий линейной нагрузки, приводящих к токовым перегрузкам линейной цепи, приводит к токовым перегрузкам входной цепи оптоэлектронного переключателя. Это может вывести из строя элементы оптоэлектронноГо пе20, реключателя или элементы линейной цепи.

Пелью изобретения является защита входной цепи от токовых перегрузок. теля.

Оптоэлектронный переключатель содержит первый транзисторный ключ 1, вход которого соединен с шиной 2 пита ния через первый фотодиод 3, оптически связанный с первым светодиодом 4, а с обшей шиной 5 - через второй фотодиод 6, оптически связанный со вторым светодиодом 7, анод которого подключен к шине 2 через первый переменный резистор 8, а катод — к шине 5 через второй переменный резистор 9, шунтированный вторым транзисторным ключом 10, вход которого подключен к выходу основного элемента 11 задержки, составной транзистор 12, шунтированный переменным резистором 13, коллектор составного транзистора 12 подключен к катоду светодиода 4, анод которого попключен к базе составного транзистора 12 через дополнительный фотодиод 14, оптически связанный с дополнительным светодиодом 15, включенным в прямом напра влении между шиной 2 и выходом дополнительного транзисторного ключа 1 6, ахоп которого через послеповательно соединенные дополнительный элемент 1 7

Это достигается тем, что в оптоэлектронный переключатель, содержащий первый транзисторный ключ, вход которого соединен с. шиной питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым

5 светодиодом, а с обшей шиной — через второй фотодиод, оптически связанный сг вторым светодиодом, анод которого попключен к шине питания через первый переменный резистор, а катод — к общей шине через второй переменный резистор, шунтированный вторым транзисторным ключом, вход которого подключен к выходу элемента задержки, дополнительно введены элемент задержки, TpBHGHcTop» ный ключ, оптически связанные светодиод и фотодиод, составной транзистор, шунтированный дополнительным переменным резистором. Коллектор составного транзистора подключен к катоду первого светодиода, анод которого через дополнительный фотодиод подключен к базе составного транзистора, дополпительный светодиод включен в прямом направлении между шиной питания и выходом дополнительного транзисторного ключа, вход которого через последовательно соединенные дополнительный и основной элементы задержки подключен к выходу первого транзисторного ключа. ЗО

На чертеже представлена принципиальная схема оптоэлектронного переключа3 4 задержки и основной элемент 11 подключен к выходу ключа 1, клеммы 18 и 19 являются входными шинами оптоэлектронного переключателя.

Оптоэлектронный переключатель работает следующим образом.

При отсутствии на входных клеммах

18 и 19 сигнала в цепи светодиода 4 и транзистора 1 2 ток не протекает, в результате чего отсутствует ток и в цепи фотодиода 3. При этом ключ 1 закрыт и на его выходе высокий потенциал, который обеспечивает открытое состояние ключей 1 0 и 1 6, Открытый ключ 1 0 пропускает через светодиод 7 ток, величина которого определяется величиной переменного резистора 8 (фотодиод 6 находится в вентильном режиме и определяет порог включения ключа 1 ). Огкрытый ключ 16 задает ток через светодиод 15.

При поступлении на шины 18 и 19 сигнала в цепи фотодиода 14, непрерывно облучаемого светодиодом 15, появляется ток, который поступает на вход составного транзистора 12 и обеспечивает его открывание, в результате чего через светодиод 4 начинает протекать ток, практически равный величине входного тока. Транзистор 12 удерживается в надежно открытом состоянии даже при очень малых входных токах и токах через светодиод 4, так как напряжение, развиваемое на светодиоде 4, обеспе ивает работу фотодиода 14 в фотопиодном режиме.

Ток. протекаюший через светодиод 4, вызывает появление тока в цепи фотодиода 3, однако при этом состояние ключа 1 не изменяется, так как небольшой ток фотодиода 3 полностью ответвляется через фотодиод 6, не поступая на вход ключа 1. По мере роста тока через светодиод 4 будет возрастать ток и через фотопиод 3. l1o тех пор, пока ток через фотодиод 3 не превысит максимального тока, который может ответвить фотодиод 6, состояние ключа

1 не изменится.

Ток в цепи светодиода 7, а, соответственно, и через фододиод 6 устанавливается с помо,цью переменного резисто» ра 8 так по величине, чтобы при отсутствии во входной цепи оптоэлектронного переключателя токовых перегрузок сос- тояние ключа 1 не изменялось.

При появлении во входной цепи оптоэлектронного переклю гателя тока, превышающего максимальнчю величину ра786003

6 ния ключа 10 транзистора 12 и позволяет исключить неустойчивый режим работы переключателя.

Таким образом, предлагаемый опто5 электронный переключатель обеспечивает защиту входной цепи и элементов линии связи от токовых перегрузок в течение всего аварийного периода. После исклю» чения аварийного состояния линейной цепи оптоэлектронный переключатель автоматически переходит в исходное состояние и устанавливает рабочий ток.

Формула изобретения.

20 бочего, через светодиод 4, а, соответственно, и через фотодиод 3 ток возрас тает настолько, что уже весь ток фотодиода 3 не может быть ответвлен в фотодиод 6. Поэтому часть тока фотодиода 3 начинает поступать на вход ключа

1, в результате чего ключ 1 открывает ся и на его выходе устанавливается низ кий потенциал. Это приводит к тому, что через время задержки элемента 11 ключ

10 закрывается и исключает шунтирование переменного резистора 9, в результате чего ток через светодиод 7 резко уменьшается до величины, определяемой суммой сопротивлений переменных резисторов 8 и 9, Через промежуток времени, определяемый сумл<ой времени задержки элементов 11 и 17, после открывания ключа

1 закрывается ключ 16 и ток в цепи светодиода 15 прекра.цается, в результате чего транзистор 12 закрывается.

После закрывания транзистора 12 ток во входной цепи оптоэлектронного переключателя и через светодиод 4 умень- 25 шается и определяется величиной переменного резистора 1 3, и выбирается при настройке таким, чтобы при этом ток фотодиода 3 превышал ток, который может ответвиться через фотодиод 6 ЗО и удерживал ключ 1 в открытом состоянии. Кроме того, резистор 13 должен ограничивать ток аварийного режима до значений, исключающих токовую перегрузку входной цепи оптоэлектронного 35 переключателя и элементов линейной цеtlH.

Такое состояние оптоэлектронного переключателя сохраняется QD тех ttop, пока в линии связи существует аварийная 40 ситуация., После устранения в линии связи аварийной ситуации ток через светодиод 4 уменьшается до значения, при котором ключ 1 закрывается, и через время, определяемое временем задержки 45 элементoB 11 и 17, оптоэлектронный переключатель переходит в исходное состояние, при котором ключи 12 и 10 открыты. В линейной цепи автоматически восстанавливается рабочий ток. 50

Наличие элемента 11 исключает ложное срабатывание оптоэлектронного переключателя от импульсных помех в линейной цепи. Элемент 1 7 обеспечивает разнесение во времени моментов перекпюче- 55

Оптоэлектронный переключатель, со» держащий первый транзисторный ключ, вход KoT îðîãо соединен с шиной питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шиной — через второй фотодиод, оптически связанный со вторым светоttHoQoM) анод которого подключен к шине питания через первый переменный резистор, а катод — к общей шине через второй переменный резистор, шунтированный вторым транзисторным ключом, вход которого подключен к выходу элемента задержки, о т л tt ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью защиты входной цепи от токовых перегрузок дополнительно введены элемент задержки, транзисторный ключ, оптически связанные светодиод и фотодиод, составной транзистор, шунтированный дополнительным переменным резистором, причем коллектор составного транзистора подкпю toH к катоду первого светодиода, анод которого через дополнительный фотодиод подключен к базе составного транзистора, дополнительный светодиод включен B прямом направлении между шиной питания и выходом дополнительного транзисторного ключа, вход которого через последовательно соеединенные дополнительный и основной элементы задержки подключен к выходу первого транзисторного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 493025, кл. Н 03 К 17/56, 26. 03. 74.

2. Авторское свидетельство СССР

N<< 499669, кл. Н 03 К 1 7/56, 20.05.74 (прототип) . 786003

Составитель 10. Васильев

Редактор Г. Петрова Текред jq, Петко Корректор М. Демчик

Заказ 8863/59 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ylt. Проектная, 4