Полупроводниковое устройство задержки

i бии., -.;;.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

297I20

Оома Соеетских

Социалистических республик

Зависимое от авт. свидетельства №-Заявлено 20.V.1968 (М 1240844/26-9) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 02.III.1971. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15Х1.1971

ИПК Н 03k 5/13

Комитет по делам иаооретеиий и открытий при Совете Мииистрое ссср

УДК 621.374.5(088.8) Автор изобретения

М. Я. Эмдин

Заявитель

ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ

Известны полупроводниковые устройства, содержащие блокинг-генератор с двухобмоточным трансформатором и интегрирующую

RC-цепь, конденсатор которой через пороговый элемент соединен с базовой цепью транзистора блокинг-генератора, срабатывающего при напряжении на конденсаторе, равном порогу срабатывания порогового элемента.

Эти устройства отличаются сложностью и высокой вероятностью ложного срабатывания при действии сильных электромагнитных помех, которые могут иметь место при работе релейных схем.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства, позволившей упростить его u повысить помехозащищенность, является применение реле в качестве трансформатора блокинг-генератора, причем обмотка реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, подключена к базе его транзистора через элемент с S-образной вольт-амперной характеристикой.

С целью использования предлагаемого устройства для сочетания электронных и релейных схем между интегрирующей цепью и цепью положительной обратной связи блокинггенератора включен диод, а величина емкости интегрирующей цепи выбрана сколь угодно малой.

На фиг. 1 показана схема устройства, где интегрирующая цепь непосредственно подключена к элементу с S-образной вольт-амперной характеристикой; на фиг. 2 — выполнение устройства задержки с подключением интегрирующей цепи к элементу с S-образной вольт-амперной характеристикой через диод.

В качестве трансформатора блокинг-генератора используется двухобмоточное исполни10 тельное реле. Обмотка 1 этого реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, соединена через диод 2, динистор 8, имеющей S-образную вольт-амперную характеристику, и сопротивление 4, огра15 ничивающее ток разряда конденсатора 5, с базой транзистора б. В качестве элемента 8 с S-образной вольт-амперной характеристикой можно использовать динистр, тиристор (с соответствующей схемой включения), транзис20 тор с короткозамкнутыми выводами эмиттер — база и т, д. Предпочтительным представляется применение динистора.

В точку соединения диода 2 и элемента 8 (динистора) включена интегрирующая цепь.

25 Для обеспечения режима запирания транзистора б его эмиттер включен в точку соединения сопротивления 7 и кремниевого диода 8.

Ток смещения подается в базу транзистора б через сопротивление 9. Диод 10, включенный

30 параллельно обмотке 11, защищает транзис10

3 тор б от перенапряжений и обеспечивает замедленное отпускание якоря реле. Время задержки обусловлено параметрами интегрирующей цепи на сопротивление 12 и конденсаторе 5. Контактом 18 реле, управляющего работой устройства задержки (на схеме реле не показано), через сопротивление 14, ограничивающее ток разряда конденсатора 5, снимается незначительный отрицательный потенциал с точки соединения диода 2 и динистора 8. Контакт 15 реле занятия (на схеме реле не показано) замыкается при занятии релейного прибора, в состав которого может входить устройство задержки, Конденсатор 16, обеспечивающий выключение динистора 8„ включен 1параллельно диоду 2. Контакт 17 исполнительного реле обеспечивает его блокировку.

Устройство задержки работает следующим образом.

В исходном состоянии управляющий контакт 18 замкнут, контакт 15 реле занятия разомкнут. Конденсатор 5 разряжен, и в точку соединения диода 2 и динистора 8 подан незначительный отрицательный потенциал, снимаемый с делителя на сопротивлениях 12 и

14, Диод 2 и динистор 8 закрыты, в результате чего положительная обратная связь на базу транзистора 6 блокинг-генератора не подается. При замыкании контакта 15 реле занятия на устройство задержки подается напряжение питания, однако ток через обмотку 11 исполнительного реле не протекает, так как транзистор находится в режиме запирания.

Потенциал базы относительно эмиттера положительный, равный падению напряжения на диоде 8.

При срабатывании управляющего реле его контакт 18 размыкается, в результате чего снимается шунт с конденсатора 5, Начинается заряд конденсатора 5 через сопротивление 12.

Постоянная времени этой цепи обусловливает время задержки срабатывания устройства. Заряд конденсатора 5 осуществляется до напряжения переключения динистора 8. При переключении динистора 8 транзистор б насыщается и конденсатор 5 интенсивно разряжается через динистор 8, сопротивление 4, прямой переход база — эмиттер транзистора и диод 8, обеспечивая глубокое насыщение транзистора.

При насыщении транзистора блокинг-генератора через обмотку 11 реле протекает нарастающий ток, в результате чего в обмотке 1 наводится э.д.с. в фазе с входным сигналом.

Когда отрицательное напряжение на обмотке

1 превысит отрицательное напряжение на конденсаторе 5, диод 2 открывается и обмотка 1 положительной обратной связи через открытый диод 2 и открытый динистор 8 подключается к базе транзистора.

Начинается регенеративный процесс, продолжающийся до тех пор,,пока выполняются условия самовозбуждения блокинг-генератора. Когда ток через обмотку 11 реле приближается к своему установившемуся значению, 15

4 скорость его нарастания уменьшается. При уменьшении воздушного зазора магнитопровода реле при его срабатывании увеличивается индуктивность реле и скорость нарастания тока через обмотку 11 реле также уменьшается. В результате этого уменьшается напряжение в обмотке 1. Диод 2 закрывается и цепь положительной обратной связи блокинг-генератора отключается от базы транзистора 6

В обоих случаях обратная связь отключается после надежного срабатывания исполнительного реле.

Транзистор б закрывается. При уменьшении тока через обмотку 11 в обмотке 1 наводится э.д.,с. противоположного знака. Положительное напряжение обмотки 1 через емкостный неравноплечий делитель на конденсаторе

16 и конденсаторе 5 интегрирующей цепи подается на динистор 8, обеспечивая его выключение. Конденсатор 5 интегрирующей цепи обеспечивает нормальный режим работы динистора, при котором приложенное к динистору обратное напряжение не превышает предельно допустимого значения. Емкость конденсатора 16 незначительна. В частном случае, при использовании емкости между анодом и катодом низкочастотного диода 2, конденсатор 16 может отсутствовать.

Таким образом, обмотка 1 исполнительного реле, находящаяся в цепи положительной обратной связи блокинг-генератора, включается только на время формирования переднего фронта импульса коллекторного тока. В формировании заднего фронта импульса цель обратной связи не принимает участия.

После разряда конденсатора 5 и после того, как динистор 8 вновь закрывается, начинается повторный заряд конденсатора 5. Процесс протекает аналогично рассмотренному.

Вновь переключается динистор З,и разряжается конденсатор 5, ток разряда которото приводит к регенеративному процессу в блокинггенераторе и т. д. На коллекторе транзистора 6 блокинг-генератора появляются прямоугольные импульсы, причем первый импульс появляется с задержкой, обусловленной работой интегрирующей цепи.

При отпускании управляющего реле контактом 18 подается незначительный отрицательный потенциал в точку соединения диода 2 и динистора 8, в результате чего устройство возвращается в исходное состояние. Питание с устройства задержки снимается контактом 15 при отпускании реле занятия.

Если для,работы релейных схем, в состав которых может входить описываемое устройство задержки, исполнительное реле не должно отпускать в течение длительного времени, то нужно контактом 17 исполнительного реле подать «землю» на коллектор транзистора б.

Исполнительное реле заблокируется и отпустит только при освобождении релейного прибора, так как в этом случае контакт 15 реле занятия разомкнется и снимет питание с исполнительного реле, 297120

Если для работы релейных схем достаточно иметь кратковременное срабатывание исполнительного реле, контакт 17 блокировки не используется. В этом случае исполнительное реле работает с частотой, обусловленной параметрами интегрирующей цепи. При времени задержки, меньшем, чем время отпусканпя исполнительного реле, оно останется под током после первого импульса до тех пор, пока замкнут контакт 18 управляющего реле.

Предлагаемое устройство задержки может, кроме того, быть использовано в качестве низкочастотного генератора импульсов при значительной скважности. Например, используя это устройство задержки, можно получить различные выдержки, аналогичные выдержкам сигнально-вызывной ма шины АТС, Кроме того> предлагаемое устройство позволяет осуществить управление релейпыми схемами со стороны электронных контактов,формирующих импульсы малой длительности. Оно позволяет при этом отказаться от,применения триггеров, в коллекторную цепь которых обычно включается исполнительное реле.

Для использования предлагаемого устройства в этом новом качестве между интегрирующей цепью и цепью положительной обратной связи блокинг-генератора включен диод 18, исключающий шунтирование цепи положительной обратной связи управляющим электронным контактом (см. фиг. 2). Величина емкости интегрирующей цепи не играет в этом случае превалирующего значения и может стремиться к нулю, так как действие положительной обратной связи после ее выклю5 чения обеспечивает надежное срабатывание реле.

Предмет изобретения

1. Полупроводниковое устройство задерж10 ки, содержащее блокинг-генератор с двухобмоточным трансформатором и интегрирующую RC-цепь, конденсатор которой через пороговый элемент соединен с базовой цепью транзистора блокинг-генератора, срабатываю1S щего при напряжении на конденсаторе, равном порогу срабатывания порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его помехозащищенности, в качестве указанного трансформа20 тора применено реле, причем обмотка реле, включенная в цепь положительной обратной связи блокинг-генератора, подсоединена к базе транзистора блокинг-генератора через упомянутый пороговый элемент, в качестве которого выбран элемент с S-образной вольт-амперной характеристикой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между интегрирующей цепью и цепью положительной обратной связи блокинг-генератора включен диод, а величина емкости интегрирующей цепи выбрана сколь угодно малой, Составитель С. Маценко

Редактор E. Гончар Техред А. А. Камышникова Корректор О. С. Зайцева

Заказ 1548/7 Изд. № 661 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий,при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2