Фотореле

Фотореле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФОТОРЕЛЕ, содержащее двухкаскадный транзисторный усилитель с :непосредственной связью, эмиттер выходного транзистора которого через стабилитрон соединен с одним из выводов для подключения источника питания, а коллектор - с одним из выводов обмотки электромагнитного реле, другой вывод которой соединен с другим выводом источника питания и через один из резисторов - с коллектором входного транзистора двухкаскадного усилителя и с базой выходного транзистора, и последовательно соединенные фотодиод и другой резистор, . отличающее ся .тем, что, .. . с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено делителем напряжения, тремя конденсаторами. третьим и четвертым резисторами, причем делитель напряжения состоит из гасящего .резистора, соединенного одним из выводов с указанным другим выводом для подключения источника питания, и двух последовательно соединенных диодов, включенных в проводящем направлении между одним выводом для подключения источника питания и другим выводом гасящего резистора, база входного транзистора двухкаскадного транзисторного усилителя соединена с одной из обкладок первого конденсатора и через последовательно соединенные фотодиод и другой резистор с другим выводом гасящего резистора, другая обкладка первого конденсатора соединена с одним выводом для подключения источника питания и через третий резистор с эмиттером входного транзистора двухкаскадного транзисторного усилителя,, одна из обкладок второго и одна из обкладок третьего конденсаторов.соединены с коллектором входного транзистора ; г указанного усилителя,, другая обкладка второго конденсат ода подключена к точке соединения фотодиода идругого резистора и через четвертый резистор к другой обкладке третьего конденсатора , которая через замыкаю1ций контакт электромагнитного реле соединена с коллектором выходного транзистора :двухкаскадного транзисторного усилителя .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 3416098/24-07 (22) 30.03.82 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) К.И.Костылев и ВьК.Прошин (71) Специальное конструкторское бюро ь

Гомельского завода радиотехнологичесг кого оснащения (53) 621.318.57(088.8) (56) 1. Ивенский Ю.И., Туплер А.Г.

Электроавтоматика станочных линий.

M., "Машиностроение", 1964, с. 1 32, фиг. 71, 2. Бузанова А.К;, Глиберман А.Я. .Полупроводниковые фотоприемники. M.

"Энергия", 1976, с. 56, фиг. 38. (54)(57) ФОТОРЕЛЕ, содержащее двухкаскадный транзисторный усилитель с

:непосредственной связью, эмиттер выходного транзистора которого через стабилитрон соединен с одним из выводов для подключения источника питания, а коллектор — с одним из выводов обмотки электромагнитного реле, другой вывод которой соединен с. другим выводом источника питания и через один из резисторов — с коллектором входного транзистора двухкаскадного усилителя и с базой выходного транзистора, и последовательно соединенные фотодиод и другой резистор, . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено делителем напряжения, тремя конденсаторами, „„SU„1083248 А

gyp Н 01 Н 47/24; Н 01 Н 47 18 третьим и четвертым резисторами, причем делитель напряжения состоит из гасящего резистора, соединенного одним из выводов с указанным другим выводом для подключения источника питания, и двух последовательно соединенных диодов, включенных в проводящем направлении между одним выводом для подключения источника питания и другим выводом гасящего резистора, база входного транзистора двухкаскадного транзисторного усилителя соединена с одной из обкладок первого конденсатора и через последовательно соединенные фотодиод и другой резистор с другим выводом гасящего резистора, другая обкладка первого конденсатора соединена с одним выводом для подключения источника питания и через третий резистор с эмиттером входного транзистора двухкаскадного транзисторного усилителя,, одна из обкладок второго и одна из обкладок третьего конденсаторов,соединены с коллектором входного транзистора: указанного усилителя, другая обкладка второго конденсатода подключена к точ. ке соединения фотодиода и другого резистора и через четвертый резистор— к другой обкладке третьего конденсатора, которая через замыкающий контакт электромагнитного реле соединена с коллектором выходного транзистора

1 двухкаскадного транзисторного усилителя.

3248 2 айодом стабилитрона, эмиттером вход-, ного транзистора и анодом фотодиода, а катод последнего — с базой входного транзистора и через резистор последовательной цепи с коллектором выходного транзистора. Параллельно последовательной цепи, состоящей из перехода эмиттер-коллектор выходного транзистора и реле, включен.постоянный резистор (2).

Недостатком данного фотореле также является ограниченный диапазон приме.нения в связи с отсутствием временной задержки на включение и выключение реле.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что,в фотореле, содержащее двухкаскадный транзисторный усилитель с непосредственной связью, эмиттер выходного транзистора которого через стабилитрон соединен с одним из выводов для подключения источника питания, а коллектор — с одним из выводов обмотки электромагнитного реле, другой вывод которой соединен с другим выводом источника питания и через один из резисторов — с коллектром входного транзистора и с базой выходного транзистора, последо. вательно соединенные фотодиод и другой резистор, введены делитель напряжения, три конденсатора, третий и четвертый резисторы, причем делитель напряжения состоит из гасящего резистора, соединенного одним из выводов с указанным другим выводом для подключения источника питания, и двух последовательно соединенных диодов, включенных в проводящем направлении между одним выводом для подключения источника питания и другим выводом гасящего резистора, база входного транзистора усилителя соединена с одной из обкладок первого конденсатора и через последовательно соединенные фотодиод и другой резистор с другим выводом гасящего резистора, другая обкладка первого конденсатора соединена с одним из выводов для подключения источника питания и через третий резистор с эмиттером входного транзистора двухкаскадного транзисторного усилителя, одна из обкладок второго и одна из обкладок третьего конденсаторов сое-. динены с коллектором входного транзистора укаэанного усилителя, другая

1 108

Изобретение относится к устройствам электротехники, в частности к устройствам, реагирующим на изменение светового. потока и может быть ис пользовано, например, в автомате распаковки интегральных микросхем из тары-спутника для контроля перепол нення вибробункера.

Известно-фотореле, содержащее диод,. последовательную цепь, состоящую из резистора и фотодиода, и двух-, каскадный усилитель с непосредственной связью, содержащий первую последовательную цепь, состоящую из перехода эмиттер-коллектор входного транзистора и первого резистора, и вторую последсщательную цепь, состоящую из второго резистора, перехода эмиттер-коллектор выходного транзистора и реле, второй вывод которого соединен с общей точкой второго вывода первого резистора, катода фотодиода и отрицатель ного полюса источника питания, положительный полюс которого соединен с анодом диода, а катод последнего — с общей, точкой первого вывода резистора, эмиттера входного транзистора и первого вывода второго резистора, причем база выход- . ного транзистора подключена к коллек30 тору входного транзистора, а база последнего — к общей точке второго вывода резистора и анода фотодиода f13.

Однако данное фотореле имеет ограниченный диапазон применения .в связи с отсутствием временной

35 задержки на включение и выключение реле.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фотореле, содержащее последовательную цепь, состоящую из фотодиода и резистора, и двухкаскадный усилитель с непосредственной связью, содержащий первую последовательную цепь, состоящую из перехода эмиттер-коллектор входного транзистора и. первого резис тора, и вторую последовательную цепь,сОстоящую из стабилитронар перехода эмиттер-коллектор выходного транзистора и реле.,второй вывод которого сое- диней с общей точкой второго вывода первого резистора и отрицательного полюса. источника питания, а эмиттер выходного транзистора - с катодом стабилитрона, причем база выходного транзистора подключена к коллектору входного транзистора. Положительный полюс источника питания соединен с

3 1083248 обкладка второго конденсатора под- тора 12 и через замыкающий контакт ключена к точке соединения фотоди- реле 21 с коллектором транзистора 16, ода и другого резистора и через и размыкающий контакт реле 22. четвертый резистор — к другой обклад- Устройство работает следующим ке третьего конденсатора, которая че- 5 образом. е рез замыкающий контакт электромагнит- . В зависимости от состояния фотодинрго реле соединена с коллектором . ода и реле работу устройства можно вйходного транзистора двухкаскадного. . разделить на 4 этапа. транзисторного усилителя. 1. Фотодиод затемнен и реле отклюТакое выполнение фотореле обеспе- 10 .чено. чивает включение и выключение реле с При перекрытии светового потока, необходимой выдержкой времени, кроме поступающего от лампочки 1, включентого достигаются, дополнительные пре- ной через резистор 2 параллельно исимущества: уменьшается зависимость точнику питания переменного напрявыдержки времени от изменения напря- 15 жения на фотодиод 9, происходит измежения сети и исключается зависимость нение сопротивления последнего от временной задержки от времени пере- минимального до максимального значений, крытия светового потока, поступающего При затемнении фотодиода 9 от источника на фотодиод. происходит быстрое уменьшение

На фиг. 1 представлена принципи- 20 падения напряжения на резисторе 8 альная электрическая схема устройст- (Фиг. 2; 1) и увеличение напряжения ва, на фиг. 2 — упрощенные временные на Фотодиоде 9 (фиг. 2; 2), увеличидиаграммы напряжений, поясняющие, вая при этом напряжение на конденсапринцип работы устройства. торах 12 и 16 (фиг. 2; 3 и 4). ОдноФотореле содержит лампочку 1 25 временно при затемнении фотодиода 9 накаливания, включенную через гасящий происходит Разряд конденсатора 10 по резистор 2, параллельно источнику > цепи Резистор 15 — переход эмиттер —

3 питания переменного напряжения, диод база транзистора 13 при этом пос еЭ Э включенный через конденсатор 4 ний удерживается в открытом состояпараллельно выходу источника питания 30 нии. При уменьшении разрядного тока так, что положительный полюс послед- конденсатора 10 в начальный момент него соединен с анодом диода 3, а происходит ускоренное уменьшение катод последнего — с положительной напряжения на последнем (фиг. 2, 5) обкладкой конденсатора 4, делитель при этом уменьшается отрицательный напряжения, состоящий из, последова- 35 потенциал базы транзистора 1 3 тельно соединенных гасящего резисто (Фиг. 2; 6), а следовательно и, ток ра 5 и диодов 6 и 7, включенных в эмиттера последнего. прямом направлении, последовательной . При Увеличении напряженйя на пе цепи, состоящей из резистора 8 и : реходе база-коллектор транзистора 13 ,фотодиода 9, первого конденсатора 10;40 и уменьшении отрицательного потенцисоединенного одной из обкладок с ка-. ала базы последнего происходит ускотодом диода 3, а-другой обкладкой — Ренное увеличение отрицательного с анодом фотодиода 9, резистор 11, : напряжения на коллекторе транзистора второй конденсатор 12, двухкаскадный . 13 а падение напряжения на резисторе усилитель с непосредственной связью, 4 15 уменьшается. в коллекторной цепи входного транзис-., В дальнейшем при неизменном значетора 13 которого включен резистор 14, иии напряжения на резисторе 8, фотоа в эмиттерной цепи — резистор 15, диоде 9 и конденсаторах 12 и 20 про.в цепь коллектора выходного транэис- исходит более замедленное изменение тора 16 включена обмотка реле 17, . щ0 Напряжения на конденсаторе 10 зашунтированная диодом 18, а в эмит- (фиг. 2; 5), а следовательно, и на терную цепь транзистора 16 включен : переходах транзистора 13 и резисторе 15. стабилитрон 19, третий конденсатор 20, При увеличении напряжения коллекоднаиз обкладок которого соедййена 1. тора транзистора 13 увеличивается с одной из обкладок второго конденса- .отрицательное напряжение на базе тора и коллектором транзистора 13, ., транзистора 16 (фиг. 2; 8), увеличи-. а другая обкладка через резистор 11, вая при этом ток базы и коллектора с другой обкладкой второго конденса- последнего.

S 10832

При увеличении тока эмиттера и уменьшении отрицательного напряжения. коллектора транзистора 16 увеличивается падение напряжения на стабилитроне 19 и обмотке реле 17 (фиг.: 2 9) . Увеличение напряжения на обмотке реле 17 будет ,происходить до значения напряжения включения последнего (фиг. 2; 9, t й0,3 с) ° . Таким образом, время задержки на включение реле опреде- 10 ляется емкостью конденсатора 10.

2. Фотодиод затемнен и реле включено.

При включении реле 17 (фиг. 2; 9) транзистор 16 переходит в режим насыщения (фиг. 2 8). Одновременно при включении реле 17 происходит размыкание контактов 22 в цепи управления вибробункера и замыкание контактов 21, через которые общая точка резистора 11 и отрицательной обкладки конденсатора 23 подключается к коллектору транзистора 16.

При замкнувшихся контактах 21 и неизменном значении напряжения на 25 резисторе 8 (фиг. 2; 1) и фотодиоде 9 (фиг. 2;2) происходит перезаряд конденсатора 12 по цепи резистор 11 контакты 21 реле 17 — источник питания — диод 3 — стабилитрон 19 — пере30 ход эмиттер — база транзистора 16 и перезаряд конденсатора 20 по ука" занной цепи, минуя конденсатор 12 и резистор 11, при котором происходит уменьшение напряжения на конденсаторах 12 и 20 (фиг. 2,3 и 4),увеличивая

35 при этом от нулевого значения падение напряжения на резисторе 11 (фиг.

2; 7).

В дальнейшем при неизменном значе40 нии напряжения на резисторе 8 и фотодиоде 9 по мере перезаряда конденсаторов 12 и 20 происходит уменьшение, изменение направления и увеличение тока через контакты 21, при

45 котором происходит перезаряд конденсатора 12 по цепи резистор 14 — источник питания — диод 3 — стабилитрон 19, переход эмиттер — коллектор транзистора 16 — контакты 21 и резис. тор 11, и перезаряд конденсатора 20

Ф

50 по цепи резистор 14 — источник питания — диод 3 — стабилитрон 19 переход эмиттер-коллектор транзистора 16 и контакты 21, при котором происходит уменьшение, изменение полярности и увеличение напряжения на кондесаторах 12 и 20 (фиг, 2, 3 и 4) и резисторе 11 (фиг. 2 7).

48 б

При изменении соотношения напряжения на резисторе 8 и фотодиоде 9 уменьшается напряжение на конденсаторе 10 (фиг. 2j 4) закрывая транзис- тор 13, увеличивая при .этом отрицательное напряжение базы (фиг. 2 8) .транзистора 16 и падение напряжения на обмотке реле 17 (фиг. 2f 9).

3. Фотодиод освещен и реле включено.

При освещении фотодиода 9 происходит уменьшение сопротивления последнего до минимального значения, при котором происходит заряд конденсатора 10 по цепи резистор 8 — резистор

5 — - источник питания — диод 3. При уменьшении зарядного тока происходит быстрое увеличение напряжения,на конденсаторе 10 (фиг, 2; 5), при котором транзистор 13 переходит в режим насыщения (фиг. 2; 6), увеличивая до максимального значения падение напряжения на резисторе 15 и уменьшая при этом отрицательное напряжение на базе транзистора 16 (фиг. 2; 8) и следовательно ток эмит-. тера последнего. При увеличении тока эмиттера транзистора 13 и уменьшении тока эмиттера транзистора 16 происходит перезаряд конденсатора 12 по цепи резистор 11 - контакты 21 обмотка реле 17 - источник питаниядиод 3 — резистор 15 и переход эмиттер-коллектор транзистора 13 и перезаряд конденсатора 20 по указанной цепи, минуя конденсатор 12 и резистор

11, при котором происходит уменьшение, изменение полярности и увеличение напряжения в конденсаторах 12 и 20 (фиг. 2; 3 и 4) и резисторах 8 (фиг. 2; 1) и 11 (фиг. 2; 7) и увеличение напряжения на фотодиоде 9 (фиг. 2 2).

Одновременно при увеличении напряжения на конденсаторах 12 и 20 происходит уменьшение отрицательного напряжения на базе транзистора 16 и следовательно, уменьшение падения напряжения на обмотке реле 17 (фиг. 2; 9).

В дальнейшем при неизменном значе . нии напряжения на конденсаторе 10 (фиг. 2 5), переходах транзистора 13 (фиг. 2; 6) и резисторе 15 происходит более замедленное увеличение падения напряжения на резисторе 8 (фиг. 2 1), фотодиоде 9 (фиг. 2; 2), конденсаторах 12 и 20 (фиг. 2; 3 и 4) и, следовательно, резисторе 11

I 1083 (фиг. 2; 7), уменьшение отрицательного напряжения базы. транзистора 16 (фиг. 2; 8), а следовательно, и тока эмнттера последнего, уменьшая при этом падение напряжения на стабилнтроне 19 и обмотке реле. 17 (фиг.

2 9), Увеличение напряжения на конденсаторах 12 и 20, .а следовательно, и отрицательного напряжения на кол- 1Q лекторе транзистора 16 будет происходить до значения напряжения отпуска. ния реле 17 (фиг. 2 9, t "2 с), Таким образом, при освещении фото-. диода 9 происходит отключение реле 17 1 с задержкой времени, определяемой емкостью конденсаторов 12 и 20.

4. Фотодиод освещен и реле отключено.

При.выключении реле 17 происходит 2п размыкание контактов 21 и замыкание контактов 22 в цепи управления вибро" бункера. При размыкании контактов происходит подключение RC-цепи параллельно конденсатору 12, уменьше" 2g ние тока, а следовательно, и напряжения на резисторе 11 (фиг. 2 7); уменьшение, изменение направления и увеличение тока, а следовательно, и напряжения на резисторе 8 (фиг.

2, 1); перезаряд конденсатора 12 по цепи резисторы 8 и 5 — источник питания - диод 3 - резистор 15 и переход эмиттер-коллектор транзистора 13 и перезаряд конденсатора 20 через резистор 11 и указанной цепи, минуя

35 конденсатор 12.

При перезарядке конденсаторов 12 и 20 происходит уменьшение напряжения на последних (фиг. 2; 3 и,4) и на фотодиоде 9 (фиг. 2; 2).

Одновременно в начальный период при изменении напряжения на резисто-. ре 8 (фиг. 2; 1) и фотодиоде 9 (фиг. 2; 2) происходит ускоренное уменьшение напряжения на конденсато45 ре 10 (фиг. 2, 5), переходах транзистора 13 (фиг. 2; 5, эмиттер-база) . ..и резисторе 15, переходах транзистора

248

16 (фиг. 2; 8, эмиттер-база) и на обмотке реле 17 (фиг. 2 9).

В дальнейшем при замедленном умень шенин напряжения на резисторе 8 (фиг. 2, 1), фотодиоде 9 (фиг. 2j 2), конденсаторах 12 и 20 (фиг. 2; 3 и 4) и резисторе 11 (фиг, 2, 7) происходит более ускоренное повышение напря. жения до установившегося значения на конденсаторе 10 (фиг. 2; 5), переходе эмиттер-база транзистора 13 (фиг. 2; 6), переходе эмиттер-база транзистора 16 (фиг. 2, 8) и на обмотке реле 17 (фиг. 2; 9). Таким образом, схема фотореле приведена .в исходное состояние, при котором транзистор 13 открыт, транзистор 16 закрыт, реле 17 отключено и вибробункер включен.

При изменении напряжения источника питания на. +10 (bio ТУ на автомат) при освещении или затемнении фотодиода 9 в связи с наличием в устройстве обратных отрицательных связей временные задержки на включение или выключение реле 17 изменяются в небольших пределах, при этом временные задержки не зависят от времени затемнения фото" диода 9 °

Оптимальный режим работы фотореле для п йтучения минимальной погрешности при колебаниях напряжения сети устанавливается изменением сопротивления резистора 15, включенного в цепи эмиттера транзистора 13. Временные задержки .на включение и отключение реле определяются величинами емкос тей конденсаторов 10, 12 и 20.

Включение последовательной цепи, содержащей резистор 8 и фотодиод 9 между делителем напряжения и входом двухкаскадного усилителя, а также введение конденсаторов 10 12 и 20 и резистора 11 позволяет обеспечить требуемые задержки на включение и отключение реле и, тем самым, расширяет функциональные возможности пред,пагаемого устройства.

1t1 I I

1083248

Рис.!

4щлиай ППП. "Патент", r. Уагород, ул. ПРоекткая, 4

ВНИИПИ

Тиран 683

Заказ 1 763/46

Подписное