Полупроводниковое реле постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)974582 (61) Дополнительное и авт. свид-sy (22) Заявлено 11. 07. 80 (21) 2963988!18 21 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 151182 Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания (511М. Хл

Н 03 К 17/60

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК 621. 382.. (088.8) (72) Авторы изобретения

" (-<ХОН)3ЦЛ ir

В. А. Мантузов и А. П. Непомнящих

tiAт Ю, н0.

f J2

ГЕЛИ««:. САЖАЯ <м

БИ Б fbi 07 <:i< <, (7i) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике.

Известно полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы р-п -р проводимости, у которых коллекторы объединены и соединены через первый резистор с базой выходного транзистора т<-р-т< проводимости, эмиттер-дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор соединен с входной шиной, база допол- . нительного транзистора соединена с эмиттером входного транзистора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора соединена с точкой соединения ВТо рого и третьего резисторов, другой вывод третьего резистора и катод стабилитрона соединены с общей шиной питания, другая шина питания соединена с эмиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора (1).

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при .переключении выходного транзистора у порога чувствительности усилителей, выполненных на входном и дополнительном транзисторах. Вызвано это тем, что выходной транзистор работает не в ключевом режиме, а в режиме линейного усилителя, что приводит к перегрузкам коллекторной цепи по мощности.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы p-n-p проводимости, у которых коллекторы объединены и. соединены через первый резистор с базой выходного транзистора и-р-и проводимости, эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор оаединен с входной шиной, база дополнительного транзистора соединена с эмиттером входного транзи .тора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора

25 соединена с точкой соединения втор.<го и третьего резистора, другой вывод третьего резистора> катод стабилитрона и один из выводов нагрузки соединены с общей шиной ис3() точника питания, другая шина источ974582 ника питания соединена с эмиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора, введен оптрон, светодиод которого включен между коллектором выходного транзистора и другим выводом нагрузки, а фоторезистор оптрона включен между базой нходного и змиттером дополнительного транзистора.

Электрическая принципиальная схема устройства принедена на чертеже 10

Устройство содержит входной 1 и дополнительный 2 транзисторы, выходной транзистор 3, стабилитрон

4, включенный в цепи эмиттера входного 1 и базы дополнительного 2 тран- 5 зисторон, электромагнитное реле

5, включенное н цепи, коллектора выходного транзистора 3, делитель контролируемого входного напряжения, выполненный на резисторах 6,7 и 8, резисторы 9, 10 и 11, оптрон 12, коммутирующий диод 13 и входную шину

14.

Полупроводниковое реле постоянного тока работает следующим образом.

При нормальном уровне контролируемого напряжения входной 1 и дополнительный 2 транзисторы закрыты, так как резисторы 6, 7 и 8 делителя ныбраны такими, что напряжение на базе входного транзистора 1 меньше опорного напряжения на стабилитроне 4 и потенциал базы более положителен, чем потенциал эмиттера, а напряжение на базе дополнительного транзистора

2 меньше напряжения на резисторах

7 и 8, включенных н эмиттерную цепь дополнительного транзистора 2, и потенциал базы этого транзистора более положителен, чем потенциал его эмиттера. 40

Если контролируемое напряжение достигает верхнего порогового уровня, напряжение на резисторе 8 начинает превышать напряжение r-а стабилитро- 45 не 4 и отрицательный потенциал базы входного транзистора 1 возрастает относительно его эмиттера. Этот транзистор начинает открываться и открывает входной транзистор 3. Возникающий коллекторный ток выходного транзистора 3 возбуждает светодиод опрона 12, его выходное сопротивление уменьшается и он шунтирует резистор

7 делителя. Ток через делитель возрастает, повышается напряжение на резисторе 8, отрицательный потенциал на базе входного транзистора 1 увеличивается, входной транзистор 1 еще больше открывается, способствуя полному открытию выходного транзистора 60

3 и, следовательно, увеличению тока через светодиод опрона 12. Процесс отпирания выходного 3 и входного 1 транзисторов становится лавинообразным. Входной транзистор 1 и, соот- 65 ветственно, выходной транзистор 3 из состояния отсечки мгновенно переходят н режим насыщения, через обмотку репе

5 течет коллекторный ток ныход ого транзистора 3. Реле 5 срабатывает и нмдает сигнал о понышении контролируемого напряжения за верхний пороговый уровень. При уменьшении контролируемого напряжения до верхнего порогового уровня входной и выходной транзисторы 1 и 3 запираются, реле 5 отключается.

Если контролируемое напряжение уменьшается до нижнего порогового уровня, напряжение на резисторах

7 и 8 становится ниже напряжения стабилитрона 4 и потенциал эмиттера дополнительного транзистора 2 становится более положительным относительно его базы, дополнительный транэи:— тор 2 начинает открываться, а входной транзистор 1 еще более закрывается.

Коллекторный ток дополнительного транзистора 2 способствует открыванию выходного транзистора 3, и ток коллектора последнего возбуждает светодиод опрона 12, в результате чего выходное сопротивление опрона 12 уменьшается и он шунтирует резистор 7 делителя. Ток через делитель возрастает, напряжение на резисторе 6 увеличивается, а на резисторе 3 уменьш ется.

Потенциал эмиттера дополнительного транзистора 2 относительно его базы становится более положительным, способствуя более полному открыванию выходного транзистора 3 и, следовательно, увеличению тока через светодиод оптрона 12. Процесс открывания выходного 3 и дополнительного 2 транзисторон становится лавинообразным.

Входной транзистор 1 и, соответственно, выходной транзистор 3 из состояния отсечки мгновенно переходят в режим насыщения. Через обмотку реле

5 течет коллекторный ток транзистора

3. Реле 5 срабатывает и выдает сигнал о понижении контролируемого напряжения за нижний пороговый уровень.

Таким образом, даже при самом медленном изменении контролируемого напряжения исключается возможность работы транзисторон в активном режиме, облегчается режйм их работы путем снижения мощности рассеяния, повышается надежность работы устройства.

Формула изобретения

Полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее входной и дополнительный транзисторы р-И -р проводимости, коллекторы которых объединены и соединены через первый резистор с

974582

Составитель А. Бомков

Редактор Л. Алексеенко Техред A.Fàáèíåö Корректор H. Корол

Заказ 8734/77

Тираж 9 59 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, 1Ьушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 базой выходного транеистора -р-и проводимости, эмиттер дополнительного транзистора соединен с входом делителя напряжения, выполненного на втором и третьем резисторах, и через четвертый резистор соединен с входной шиной, база дополнительного транзистора соединена с эмиттером входного транзистора, анодом стабилитрона и выводом пятого резистора, база входного транзистора соединена точкой соединения второго и третьего резисторов, другой вывод третьего резистора, катод стабилитрона и один иэ выводов нагрузки соединены с общей шиной источника питания, другая шина источника питания соединена с змиттером выходного транзистора и другим выводом пятого резистора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен оптрон, светодиод которого включен между коллектором выходного транзистора и другим выводом нагрузки, а фоторезистор оптрона включен между базой входного и эмиттером дополнительного транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 427469, кл. Н 03 К 17/10, 1974.