Оптоэлектронный переключатель

1О П И С А Н И Е786003 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 07.12.80 Бюллетень45Лата опубликования описания 10.12,80 оо делам изобретений н открмтнй(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах формирования и регистрации токовых импульсов в телеграфии.Известен оптоэлектронный переключатель, содержащий управляемые комму-. тационные элементы с гальванически изолированными входами, оптоэлектронные пары и транзисторные ключи 11.Состояние этого переключателя в процессе работы определяется величиной тока во входной цепи и изменяется с изменением величины входного тока.Известен также оптоэлектронный переключатель, содержащий первый транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотоаиод, оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шийой - через второй фотодиод, оптически связанный со вторым светодиодом, анод которого подключен .к шине питания через первый переменный резистор, а катод - к общей шине через второй переменный резистор,шунтированный вторым транзисторнымключом, вход которого подключен к выходу элемента задержки 2.Схема оптоэлектронного переключателя обеспечивает изменение своего сос- %тояния при изменении амплитуды токовых посылок, подаваемых во входнуюцепь.Недостатком оптоэлектронного перетоключателя является незащищенность входной цепи от токовых перегрузок.При использовании оптоэлектронногопереключателя его входная цепь подключается к линии связи. Поэтому возникновение коротких замыканий линейной нагрузки, приводящих к токовым перегрузкам линейной цепи, приводит к токовымперегрузкам входной цепи оптоэлектронного переключателя. Это может вывестииз строя элементы оптоэлектронноГо пе,реключателя или элементы линейной цепи. Целью изобретения является защитавходной цепи от токовых перегрузок.теля,Оптоэлектронный переключатель содержит первый транзисторный ключ 1,вход которого соединен с шиной 2 пита ьния через первый фотодиоц 3, оптическисвязанный с первым светодиодом 4, ас обшей шиной 5 - через второй фотодиод 6, оптически связанный со вторымсветодиодом 7, анод которого подключенк 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, составнойтранзистор 12, шунтированный переменным резистором 13, коллектор составного транзистора 12 подключен к катодусветодиода 4, анод которого подключенк базе составного транзистора 12 черездополнительный фотодиод 14, оптическисвязанный с дополнительным светодиодом 15, включенным в прямом напра влении между шиной 2 и выходом дополнительного транзисторного ключа 16,вход которого через последовательно соединенные дополнительный элемент 17 50 786003Это цостигается тем, что в оптоэлектронный переключатель, содержащий первый транзисторный ключ, вход которого соединен с.шиной питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым5 светодиодом, а с обшей шиной - через второй фотодиоц, оптически связанный сг вторым светодиодом, 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, дополнительно введены элемент задержки, транзистор- ный ключ, оптически связанные светодиод и фотоциод, 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, ЗОНа чертеже представлена принципиальная схема оптоэлектронного переключа 3 4задержки и основной элемент 11 подключен к выходу ключа 1, клеммы 18 и 19являются входными шинами оптоэлектронного переключателя,Оптоэлектронный переключатель работает слецуюлим образом.При отсутствии на входных клеммах18 и 19 сигнала в цепи светодиода 4и транзистора 12 ток не протекает, врезультате чего отсутствует ток и в цепифотодиода 3. При этом ключ 1 закрыти на его выходе высокий потенциал, который обеспечивает открытое состояниеключей 10 и 16, Открытый ключ 10пропускает через светодиод 7 ток, величина которого определяется величинойпеременного резистора 8 (фотодиод 6находится в вентильном режиме и определяет порог включения ключа 1), Открытый ключ 16 задает ток через светодиод 15.При поступлении на шины 18 и 19сигнала в цепи фотодиода 14, непрерывно облучаемого светодиодом 15, появляется ток, который поступает на входсоставного транзистора 1 2 и обеспечивает его открывание, в результате чегочерез светодиод 4 начинает протекатьток, практически равный величине входного тока, Транзистор 12 удерживаетсяв надежно открытом состоянии дажепри очень малых входных токах и токахчерез светодиод 4, так как напряжение,развиваемое на светодиоде 4, обеспе ивает работу фотодиода 14 в фотоциодном режиме,Ток. протекающий через светодиод 4,вызывает появление тока в цепи фотодиода 3, однако при этом состояниеключа 1 не изменяется, так как небольшой ток фотодиода 3 полностью ответвляется через фотоциод 6, не поступаяна вход ключа 1, По мере роста токачерез светодиод 4 будет возрастатьток и через фотоциод 3, До тех пор, пока ток через фотоциоц 3 не превыситмаксимального тока, который можетответвить фотодиод 6, состояние ключа1 не изменится.Ток в цепи светодиода 7, а, соответственно, и через фодоциод 6 устанавливается с помощью переменного резистора 8 так по величине, чтобы при отсутствии во входной цепи оптоэлектронногопереключателя токовых перегрузок сос-тояние ключа 1 не изменялось,При появлении во входной цепи оптоэлектронного переключателя тока, превышающего максимальнчю величину ра7860036ния ключа 10 транзистора 12 и позволяет исключить неустойчивый режим работыпереключателя,Таким образом, предлагаемый опто 5электронный переключатель обеспечиваетзащиту входной цепи и элементов линиисвязи от токовых перегрузок в течениевсего аварийного периода, После исключения аварийного состояния линейной цепи оптоэлектронный переключатель автоматически переходит в исходное состояние и устанавливает рабочий ток,Формула изобретения15 20 бочего, через светодиод 4, а, соответственно, и через фотодиод 3 ток возрастает настолько, что уже весь ток фотодиода 3 не может быть ответвлен в фотодиод 6. Поэтому часть тока фотодиода 3 начинает поступать на вход ключа1, в результате чего ключ 1 открывается и на его выходе устанавливается низкий потенциал, Это приводит к тому, чточерез время задержки элемента 11 ключ10 закрывается и исключает шунтирование переменного резистора 9, в результате чего ток через светодиод 7 резкоуменьшается до величины, определяемойсуммой сопротивлений переменных резисторов 8 и 9,Через промежуток времени, определяемый суммой времени задержки элементов 11 и 17, после открывания ключа1 закрывается ключ 16 и ток в цеписветодиода 15 прекращается, в результате чего транзистор 12 закрывается,После закрывания транзистора 12 токво входной цепи оптоэлектронного переключателя и через светодиод 4 уменьшается и определяется величиной переменного резистора 1 3, и выбираетсяпри настройке таким, чтобы при этомток фотодиода 3 превышал ток, которыйможет ответвиться через фотодиод 6 ЗОи удерживал ключ 1 в открытом состоянии, Кроме того, резистор 13 долженограничивать ток аварийного режима дозначений, исключающих токовую перегрузку входной цепи оптоэлектронного 35переключателя и элементов линейной цепи,Такое состояние оптоэлектронного переключателя сохраняется до тех пор, пока в линии связи существует аварийная 40ситуация После устранения в линиисвязи аварийной ситуации ток через светодиод 4 уменьшается до значения, прикотором ключ 1 закрывается, и черезвремя, определяемое временем задержки 45элементов 1 1 и 1 7, оптоэлектронныйпереключатель переходит в исходное состояние, при котором ключи 12 и 10 открыты. В линейной цепи автоматически восстанавливается рабочий ток. 50Наличие элемента 11 исключает ложное срабатывание оптоэлектронного переключателя от импульсных помех в линейной цепи. Элемент 17 обеспечивает разнесение во времени моментов перекпюче Оптоэлектронный переключатель, со держащий первый транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотодиоц, оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шиной - через второй фотодиод, оптически связанный со вторым светодиодом, 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 и 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 подключен к катодупервого светодиода, анод которого черездополнительный фотодиод подключен кбазе составного транзистора, дополнительный светодиод включен в прямом направлении между шиной питания и выходомдополнительного транзисторного ключа,вход которого через последовательно соеединенные дополнительный и основной элементы задержки подключен к выходу первого транзисторного ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 493025, кл. Н 03 К 17/56,26.03.74,2. Авторское свидетельство СССРХо 499669, кл. Н 03 К 17/56,20,05,74 (прототип) .786003 Составитель Ю, ВасильевРедактоР Г, ПетРова ТекРед М, Петко КоРРектоР М. Демчи Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 8863/59 ВНИИПИ по 113035, МосТираж 9 Государст елам изоб ва, Ж,95 Подписное енного комитета СССР етений и открытий Раушская наб., д. 4/5