SU762053A1

SU762053A1 - Оптоэлектронное реле 1

Info

Publication number: SU762053A1
Application number: SU762424546A
Authority: SU
Inventors: Lazar B Dumaj
Original assignee: Lazar B Dumaj
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1976-11-29
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к полупроводниковой автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулирования управления, а также для контроля технологических процессов.

Известно оптоэлектронное реле, в котором использованы фототирйсторы и светодиоды, а схемное соединение элементов .обеспечивает определенную последовательность срабатывания фототиристоров [1].

В таком реле имеет место значительная потребляемая мощность и ограничена область применения.

В другом оптоэлектронном реле, содержащем цепочку из двух разделительных диодов и двух пар коммутирующих оптронов, каждая из которых содержит пару Светодиодов, соединенных последовательно с разделительным диодом, подключенную встречно-параллельно к управляющему входу реле и резистор [2], отсутствует запоминание управляющего сигнала данной полярности и хранение этого запоминания до прихода управляющего сигнала другой полярности, что ограничивает область применения реле и его функциональные возможности.

2

Цель изобретения — расширение области применения и функциональных возможностей реле.

Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронном реле, содержащем це₅ почку из двух разделительных диодов и двух пар коммутирующих оптронов, каждая из которых содержит пару светодиодов, соединенных последовательно с разделительным диодом, подключенную встречно-параллельно к управляющему входу реле, и резистор, Ю введены два блокирующих оптрона, двухполюсный выключатель, две пары развязывающих диодов, источник постоянного тока и два дополнительных резистора так, что в разрыв цепи между светодиодами каждой пары коммутирующих оптронов и ¹⁵ управляющим входом реле включена последовательная цепочка, содержащая один из развязывающих диодов данной пары, анод которого присоединен к управляющему входу реле и светодиод блокирующего 2о оптрона вместе с параллельно подключенным к нему контактом двухполюсного выключателя, катод светодиода блокирующего оптрона связан с анодом светодиода коммутирующего оптрона, к точке соединения

762053

катода светодиода коммутирующего оптрона данной пары "с ‘разделительным диодом присоединен своим анодом другой развязывающий диод данной пары, катод которого связан с одним'из концов дополнительного резистора, катодом фотоириемника другого блокирующего оптрона и катодом развязывающего диода другой нары, анод которого' Подключен к управляющему входу реле, другие концы дополнительных резисторов подключены к минусу источника постоянного тока, а каждый из анодов фотоприемников блокирующих оптронов подключен к плюсу тр'го'же источника постоянного тока.

На' чертеже представлена схема оптоэлектронного реле.

Реле включает в себя трехобмоточный трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого подключена к генератору 3 переменного напряжения. Вторичные обмотки 4 и 5 этого трансформатора соединены с управляемыми выпрямителями, выполненными на тиристорных оптронах 6—9. Тиристорный оптрон состоит из фотоприемника (тиристора) и светодиода, с помощью которого осуществляется управление тиристором. Фотоприемники выполняют одновременно роль выпрямителей и ключевых (коммутирующих) элементов. Поэтому оптроны 6—9 называют коммутирующими. Аноды фотоприемников коммутирующих оптронов 6 и 7 соединены с противофазными концами вторичной обмотки 4 трансформатора 1. Средний вывод ее подключен к одной из клемм выходного фильтра 10. Аноды фотоприемников коммутирующих оптронов 8 и 9 соединены с противофазными концами обмотки 5 трансформатора 1. Средний вывод ее подключен к одной из клемм выходного фильтра .11. Катоды фотоприемников коммутирующих оптронов 6 и 7 соединены вместё'и подключены к другой клемме выходного фильтра 10. Катоды фотоприемников коммутирующих оптронов 8 и 9 также соединены между собой и подключены к другой клемме выходного фильтра П.В схеме реле используются тиристорные оптроны 12 и 13, аноды которых соединены вместе и подключены к" Плюсу источника постоянного тока 14. Оптроны 12 и 13 обеспечивают самоблокйр’о'в'ку реле после его включения. Поэтому оптроны 12 и 13 называют блокирующими. Развязывающий диод 15, светодиоды коммутирующих оптронов 6 и 7, светодиод блокирующего оптрона 12 вместе с подключенНЫМ к нему контактом выключателя 16, а также разделительный диод 17, образуют последовательную цепь. Аналогичную последовательную цепь образуют развязывающий диод 18, светодиоды коммутирующих оптронов 8 и 9, светодиод блокирующего оптрона 13 вместе с параллельно подключен"“ОГТГ'йёйу другйм~жонтактом ля 16, а также разделительный диод 19.

Указанные цепи соединяются между собой

в точках 36 и 21 и подключаются к управляющему входу реле через резистор 25. В результате такого соединения максимальное обратное напряжение в каждой цепи при наличии на входе реле управляющего сигнала не превышает величины падения напряι жения на дйодаех и светодиодах параллельной цепи, по которой протекает ток. Разделительные диоды 17 и 19 обеспечивают защиту от пробоя светодиодов тиристорных оптронов 6, 7 и 12 и 8, 9 и 13 соответственно при обрывах в их цепях. Развязывающие о диоды 18, 23 и 15, 24 обеспечивают развязку источника 14 постоянного тока с источником входного сигнала, делая невозможным протекание разностного тока через источники в случае, когда напряжение входного сигнала меньше напряжение источни⁵ ка 14. Резистор 25 ограничивает ток в цепи светодиодов. Резисторы 26 и 27 выполняют разные функции в зависимости от того, каким из блокирующих оптронов 12 и 13 производится перевод реле в режим самобло0 кировки (режим запоминания). При самоблокировке реле оптронов 12 резистор 26 ограничивает ток в цепи светодиодов оптронов 6, 7 и 12. Резистор 27 ограничивает ток в цепи, шунтирующей светодиоды оптронов 8,

9 и 13. Когда реле са.моблокируется оптро⁵ ном 13 функции резисторов меняются. Так резистор 27 ограничивает ток в цепи светодиодов оптронов 8, 9 и 13, а резистор 26 ограничивает ток в цепи, шунтирующей светодиоды оптронов 6, 7 и 12. Выключатель 16 ₀ во включенном положении обеспечивает работу реле без самоблокировки, а в отключенном положении при самоблокировке.

При работе реле без самоблокировки, когда контакты 28, 29 и 22, 30 выключателя 16 замкнуты, а светодиоды блокирующих 5 оптронов 12 и 13 зашунтйрованы, по светодиодам коммутирующих оптронов 6, 7 и 8, 9 при отсутствии входного сигнала ток не протекает и их фотоприемники заперты.

Тогда на выводах 31, 32 и 33, 34 фильтров 10 и 11 напряжения нет. При подаче сигнала положительной полярности (на клемме 35 « + », на клемме 36 «—») ток проходит по светодиодам коммутирующих оптронов 8 и 9 по цепи: 35, 22, 30, 37, 38, 21 и 36, поэтому при излучений отпираются соответствую$ Щие фотоприемники. На выходах 33 и 34 фильтра 11 появится выпрямленное сглаженное напряжение.

При сигнале отрицательной полярности (на клемме 35 «—», на клемме 36 « + ») ток проходит по светодиодам оптронов 6 и 7 ⁰ по цепи: 36, 21, 29, 28, 39, 20 и 35, поэтому при излучений отпираются Соответствующие фо'топриемнйкй и напряжение появится на

выходах 31 и 32 фильтра 10.

При работе реле с самоблокировкой кон₅ такты 28, 29 и 22, 30 выключателя 16 разомк, нуты и со светодиодов оптронов 12 и 13 ' снята шунтировка. При появлении на входе реле сигнала положительной полярности обтекаются током светодиоды оптронов 8,

762053

9 и 13 по пени: 35, 22, 30, 37, 38, 21 и 36, что вызывает возбуждение этих светодиодов и отпирание соответствующих фотонриемников. При этом на выходах 33 и 34 фильтра 11 появляется выпрямлепиое сглаженное напряжение. Отпирание фотоприемника оптрона 13 вызывает подключение к указанной цепочке светодиодов источника 14 постоянного тока. Ток от него протекая по цепи 40, 22, 30, 37, 38, 29 и 41, складывается в цепочке светодиодов е токо'м от источника входного сигнала. Перегрузка по току светодиодов исключается, подбором резисторов 25—27 (ток через светодиоды от каждого из источников меньше номинального, но больше минимально допустимого). Кроме того, имеется другая цепь 40, 22 и 41 тока. Если до появления на входе реле сигнала положительнной полярности сигнала отрицательной полярности не было, то возникновение этой второй цепи изменений в работе схемы не вызывает. Исчезновение входного сигнала положительной полярности приво-. дит к исчезновению первой из указанных цепей тока. Однако напряжение на клеммах 33 и 34 фильтра 11 остается, так как по светодиодам оптронов 8, 9 и 13 продолжает протекать ток от источника 14 по второй из указанных цепей. Этим током обтекается светодиод и фотоприе.мник одного и того же оптрона 13. Поэтому такой режим работы реле называют режимом самоблокировки или запоминания. Существенным преимуществом такого режима работы реле является наличие нулевой зашиты в тех случаях, когда в качестве источника 14 выбран преобразователь сетевого напряжения переменного тока в постоянный. Действительно при исчезновении напряжения в сети исчезает напряжение на клеммах 40 и 41 источника постоянного тока 14 и ток в цепи светодиодов при повторном возникновении напряжения в сети по указанной цепи уже не проходит, так как фотоприемник оптрона 13 заперт и напряжение на выходах 33 и 34 фильтра 11 равно нулю. Резисторы 26 и 27 имеют одинаковые номиналы, поэтому по цепи 40, 22 и 41 протекает ток больший тока, текущего по светодиодам.

Если в режиме самоблокировки реле полярность управляющего сигнала на клеммах 35 и 36 изменилась, то цепочка светодиодов оптронов 6, 7 и 12 обтекается током от источника' входного сигнала по цепи 36, 21, 29, 28, 39, 20 и 35, что вызывает их возбуждение и отпирание соответствующих фотоприемников. Отпирание фотоприемников оптронов 6 и 7 вызывает появление выпрямленного сглаженного напряжения на выводах 31 и 32 фильтра 10. Отпирание фотоприемника оптрона 12 вызывает подключение к указанной цепочке источника 14 постоянного тока, ток от которого протекая по цепи 40, 29, 28, 39, 20, 22 и 41 складывается в цепочке светодиодов с током от источника входного сигнала. Кроме того, ток

проходит но цепи 40, 29 и 41. При этом цепь тока 40, 22, 30, 37, 38, 29 и 41 оказывается шунтированной, в результате чего ток в цепи светодиодов оптронов 8, 9 и 13 исчезает. Запирание фотоприемников оптронов 8 и 9 вызывает исчезновение напряжения' на выходах 33 и 34 фильтра 11, и запирание фотоприемника оптрона 13 вызывает отключение пени самоблокировки светодиодов оптронов 8, 9 и 13 от источника 14 постоянного тока. После исчезновения на входе реле сигнала отрицательной полярности сигнал на выходах 31 и 32 фильтра 10 не исчезает, так как по цепочке светодиодов оптронов 6, 7 и 12 продолжает протекать ток от источника 14 постоянного тока. Обтекание током в одной цепи фотоприемника и светодиода одного и того же оптрона 13 дает право, как и в первом случае, назвать такой режим работы реле режимом самоблокировки или запоминания при сохранении нулевой защиты.

а Аналогично, описанному происходит работа реле при повторной смене полярности входного управляющего сигнала. Ток от этого источника проходит по светодиодам оптронов 8, 9 и 13 и на выходах 33 и 34 фильтра 11 появляется выпрямленное напряжение и одновременно обеспечивается самоблокировка цепи питания светодиодов указанных оптронов' от источника 14 постоянного тока. Кроме того, произойдет шунтирование цепи тока 40, 29, 28, 39, 20, 22 и 41 цепью 40, 22 и 41 тока. После исчезновения тока в цепи светодиодов оптронов 6, 7 и 12 исчезает напряжение на выходах 31 и 32 фильтра 10 и отключается цепь самоблокировки оптронов 6, 7 и 12 от источника 14 постоянного тока. С включением выключателя 16 происходит автоматическое отключение цепей самоблокировки реле от источника 14 постоянного тока из-за шунтирования светодиодов блокирующих оптронов 12 и 13 и запирания соответствующих фотоприемников.

Claims

Формула изобретения

Оптоэлектронное реле, содержащее цепоч ку из двух разделительных диодов и двух пар коммутирующих оптронов, каждая из которых содержит пару светодиодов, соединенных последовательно с одним из разделительных диодов, подключенную встречнопараллельно к управляющему входу реле, и резистор, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей реле, в него введены два блокирующих оптрона, двухполюсный выключатель, две пары развязывающих' диодов, источник постоянного тока и два дополнительных резистора так, что в разрыв цепи между светодиодами каждой пары коммутирующих оптронов и' управляющим входом реле включена последовательная

762053

8

/ ' ' 7

" щих диодов данной пары, анод которого присоединен с управляющем'увходу'рёлс, и светодиод блокирующего оптрона вместе

" с параллельно _под_КЛЮчениым к нему конкатод ,

светодиода блокирующего оптрон связан

рбна"," к тбЧкё соединения катода светодиода коммутирующего оптрона' данной пары с

~“"“раздеЛительным диодом присоединён своим

анодом другой развязывающий диод данной ю

которого связан с одним из '”*’“”КбНиб'Н'Тб'по’лВйтельного резистора, катодом фотоприемника другого блокирующего оптрона и катодом развязывающего диода другой пары, анод которого подключен к управляющему входу реле, другие концы дополнительных резисторов подключены к минусу источника постоянного тока, а каждый из анодов фотоприемников блокирующих оптронов подключен к плюсу того же источника постоянного тока.