CS212381B1

CS212381B1 - Wiring of electronic DC switch

Info

Publication number: CS212381B1
Application number: CS663880A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Mikulasek
Original assignee: Vladimir Mikulasek
Priority date: 1980-10-01
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Pototranzistor optoelektrického členu má své vlastní napájecí napětí a je zapojen v obvodu báze - emitor spínacího tranzistoru vedení. Spínač stejnosměrného vedení, zejména s vyšším napájecím napětím. Např. vysílač elektronického dálnopisného stroje nebo vysílač jiného koncového zaříThe phototransistor of an optoelectronic element has its own supply voltage and is connected in the base-emitter circuit of a switching transistor of the line. A switch of a direct current line, especially with a higher supply voltage. For example, the transmitter of an electronic teletype machine or the transmitter of another terminal device

Description

Vynález se týká elektronického spínače stejnosměrného vedení, který je klíčován jako vysílač signálu.The invention relates to an electronic DC switch which is keyed as a signal transmitter.

V poslední době je snaha nahrazovat relé ve funkci klíčovacích prvků stejnosměrných vedení prvky elektronickými. Aby se zachovala podmínka galvanického oddělení budících obvodů od vedeni, je vazba prováděna pomooí optoelektronických spojovacích členů. Dnes se používá takzvaného Darlingtonova zapojení, u něhož klíčovací tranzistor je buzen přes optoelektronický spojovací člen, jehož fototranzistor je zapojen v obvodu stejnosměrného vedení přes omezovači odpor.Recently, efforts have been made to replace the relay in the function of DC keying elements with electronic elements. In order to maintain the condition of the galvanic separation of the driving circuits from the lines, the coupling is carried out by means of optoelectronic couplers. Today, a so-called Darlington circuit is used, in which the keying transistor is excited via an optoelectronic coupler, the phototransistor of which is connected in the DC circuit via a limiting resistor.

Toto zapojení je sice jednoduché, ale fototranzistor je namáhán plným napětím stejnosměr ného vedení, což použitelnost tohoto zapojení omezuje. Napájecí napětí fototranzistoru je limitováno dovoleným napětím fototranzistoru U_CEQ bývá cca 20 V. Některé konstrukce obchází tento nedostatek zapojením vícenásobného Darlingtonu a hodnotu omezovacího odporu zvětěují až na megaohm, potom fototranzistor pracuje v režimu, kdy jim protéká proud řádově desítek mikroampér, značně to zhoršuje hrany pulsu a snižuje rychlost přenosu celého spojení.Although this connection is simple, the phototransistor is subjected to full DC voltage, which limits the usability of this connection. The voltage of the phototransistor is limited by the allowed voltage of the phototransistor. The _CEQ is about 20 V. Some designs bypass this drawback by plugging multiple Darlingtons and increasing the limiting resistance value to megaohm, then the phototransistor operates in pulse and reduces the transmission speed of the entire connection.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení elektronického spínače stejnosměrného vedení, skládajícího se z klíčovacího tranzistoru a optoelektronického spojovacího členu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstupní svorky primárního stejnosměrného zdroje jsou připojeny na vstup oscilátoru, jehož výstup je spojen přes oddělovací transformátor a přes usměrňovač na vyhlazovací filtr. Kladná svorka vyhlazovacího filtru je spojena s kolektorem fototranzistoru optoelektronického spojovacího členu. Emitor tohoto fototranzistoru je spojen s bází klíčovacího tranzistoru, jehož emitor je spojen se zápornou svorkou vyhlazovacího filtru a s první svorkou stejnosměrného vedení. Druhá svorka stejnosměrného vedení je spojena s kolektorem klíčovacího tranzistoru. Katoda elektroluminisoenční diody optoelektronického spojovacího členu je spojena s prvním výstupem budiče a anoda této elektroluminiscenční diody je spojena s druhým výstupem budiče.These drawbacks are overcome by the wiring of an electronic DC switch consisting of a keying transistor and an optoelectronic coupler according to the invention, in which the output terminals of the primary DC power supply are connected to the input of an oscillator whose output is connected via an isolation transformer and via a rectifier smoothing filter. The positive terminal of the smoothing filter is connected to the collector of the optoelectronic coupler. The emitter of this phototransistor is connected to the base of the keying transistor, whose emitter is connected to the negative terminal of the smoothing filter and to the first terminal of the DC line. The other terminal of the DC link is connected to the collector of the keying transistor. The cathode of the electroluminescent diode of the optoelectronic coupler is coupled to the first driver output and the anode of the electroluminescent diode is coupled to the second driver output.

Výhodou tohoto zapojeni je možnost jeho použití jako vysilače stejnosměrného vedení napájeného vyšším napětím s galvanicky odděleným budičem, od vedení, jako např. v obvodech stejnosměrných dálnopisných vedení, která mají napájecí napětí 120 V. Zapojení je velmi univerzální, lze ho použít pro klíčování jakéhokoliv stejnosměrného vedeni do rychlostí desítek kHz. Vyznačuje se jednoduchostí a malými rozměry. Oddělovací transformátor lze realizovat na miniaturním feritovém jádru 12 x 11 x 3 mm.The advantage of this circuit is that it can be used as a high-voltage DC transmitter with a galvanically isolated exciter, from lines such as DC telephony circuits that have a 120 V supply voltage. The connection is very versatile, can be used to key any DC lead to tens of kHz. It is characterized by simplicity and small dimensions. The isolation transformer can be realized on a miniature ferrite core 12 x 11 x 3 mm.

Dosud používané Darlingtonovo zapojení, jakož i základní zapojení elektronického spínače stejnosměrného vedení podle vynálezu a příklad provedení tohoto spínače jsou znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 ukazuje Darlingtonovo zapojení klíčovacího tranzistoru a optoelektronického spojovacího členu, obr. 2 ukazuje blokové schéma základního zapojení elektronického spínače podle vynálezu, obr. 3 je schématem příkladu konkrétního zapojení elektronického spínače podle obr. 2.The Darlington circuit used so far as well as the basic connection of the electronic DC switch according to the invention and an example of this switch embodiment are shown in the accompanying drawings, where Fig. 1 shows the Darlington connection of the keying transistor and optoelectronic coupler. according to the invention, FIG. 3 is a diagram of an example of a particular circuit of the electronic switch of FIG. 2.

U zapojení podle obr. 1 je klíčovací tranzistor 2 zapojen svým emitorem a kolektorem do série s vedením. Fototranzistor 61 optoelektronického spojovacího členu 6 je připojen přes omezovači odpor 11 mezi kolektor a bázi klíčovacího tranzistoru 2 v Darlingtonově zapojení. Elektroluminiscenční dioda 62 optoelektronického spojovacího členu 6 je zapojena do primárního ovládacího obvodu.In the circuit of FIG. 1, the keying transistor 2 is connected in series with its emitter and collector. The phototransistor 61 of the optoelectronic coupler 6 is connected via a limiting resistor 11 between the collector and the base of the keying transistor 2 in the Darlington circuit. The electroluminescent diode 62 of the optoelectronic coupler 6 is connected to the primary control circuit.

Sepne-li primární budicí obvod, elektroluminiscenční dioda 62 září, fototranzistor 61 se otevírá a vybudí klíčovací tranzistor 2» který otevírá vedeni. Fototranzistor 6,1 je v tomto zapojení namáhán plným napájecím napětím vedení.'When the primary drive circuit, the electroluminescent diode 62 shines, the phototransistor 61 opens and excites the keying transistor 2 which opens the line. The phototransistor 6.1 in this connection is subjected to the full line voltage of the line.

U elektronického spínače podle obr. 2 jsou výstupní svorky primárního stejnosměrného zdroje £ připojeny ke vstupu oscilátoru 2,.jehož výstup je spojen se vstupem oddělovacího transformátoru £. Výstup tohoto oddělovacího transformátoru £ je připojen přes usměrňovač £ na vyhlazovací filtr £. Kladná svorka vyhlazovacího filtru £ je spojena s kolektorem fototranzistoru 61 optoelektronického spojovacího členu 6. Emitor tohoto fototranzistóru.In the electronic switch of FIG. 2, the output terminals of the primary DC power supply 6 are connected to the input of the oscillator 2, the output of which is connected to the input of the isolation transformer 6. The output of this isolation transformer 8 is connected via a rectifier 8 to a smoothing filter 8. The positive terminal of the smoothing filter 6 is connected to the collector of the phototransistor 61 of the optoelectronic coupler 6. The emitter of the phototransistor.

je spojen s bází klíčovaoího tranzistoru £, jehož emitor je spojen se zápornou svorkou vyhlazovacího filtru £ a s první svorkou stejnosměrného vedení 8. Druhá svorka stejnosměrného vedení £ je spojena s kolektorem klíčovaoího tranzistoru £. Katoda elektroluminiscenční diody optoelektronického spojovacího členu 6 je spojena s prvním výstupem budiče £0 a anoda této diody s druhým výstupem budiče.10.the emitter is connected to the negative terminal of the smoothing filter 8 and to the first terminal of the DC line 8. The second terminal of the DC line 8 is connected to the collector of the keying transistor 8. The cathode of the electroluminescent diode of the optoelectronic coupler 6 is coupled to the first driver output 50 and the anode of the diode to the second driver output 10.

Oscilátor £ napájený napětím z primárního stejnosměrného zdroje £ vyrobí střídavé kmity, které se, transformují přes oddělovací transformátor £. Toto galvanicky oddělené střídavé napětí se na sekundářů usměrní usměrňovačem 4 ^a vyhladí vyhlazovacím filtrem £. Toto stejnosměrné napětí slouží k napájení budicího obvodu klíčovacího tranzistoru £ přes fototrarizistor optoelektronického spojovacího členu 6. Budič 10 řídí spínáním elektroluminiscenční diody optoelektronického spojovacího členu 6 otvírání a zavírání klíčovacího tranzistoru £. V tomto zapojeni je fototranzistor namáhán napětím, které jsme vyrobili přes řetěz oscilátor, transformátor, usměrňovač, filtr a nezávisí na napájecím napětí stejnosměrného vedení.The oscillator 5 supplied with voltage from the primary DC source 6 produces alternating oscillations which are transformed through the isolation transformer 6. This galvanically isolated AC voltage is rectified on the secondary by rectifier 4 ^and smoothed by a smoothing filter 8. This DC voltage is used to supply the excitation circuit of the keying transistor 6 via the phototransistor of the optoelectronic coupler 6. The exciter 10 controls the opening and closing of the keying transistor 6 by switching the electroluminescent diode of the optoelectronic coupler 6. In this connection, the phototransistor is stressed by the voltage that we produced through the oscillator, transformer, rectifier, filter and does not depend on the DC supply voltage.

U zapojení elektronického spínače podle obr. 3 se oscilátor 2 skládá z tranzistoru 23. oddělovacího kondensátoru 21. ladicího kondensátoru 24, proudového odporu 22. primárního vinutí 31 oddělovacího transformátoru £ a zpětnovazebního vinutí 32 oddělovacího transformátoru £. Třetí vinutí oddělovacího transformátoru £ je sekundární vinutí ££. Na toto sekundární vinutí 33 je připojena dioda 4 a vyhlazovací kondensátor £. Katoda diody 4 je přes fototranzistor 61 optoelektronického spojovacího členu 6 připojena na budicí obvod klíčovacího tranzistoru £« Klíčovací tranzistor £ je zapojen dráhou emitor - kolektor do série se stejnosměrným vedením s odporem 111 a napájecím stejnosměrným zdrojem vedení 112. Budicí obvod se skládá z invertoru TTL 102 a omezovacího odporu 101. na který je katodou zapojena luminiscenční dioda 62 optoelektronického spojovacího členu £. Anoda této diody 62 je zapojena na kladný půl primárního napájecího zdroje +5 7.·3, the oscillator 2 comprises a decoupling capacitor transistor 23 of the tuning capacitor 24, a current resistor 22 of the decoupling transformer primary winding 31, and a decoupling transformer feedback winding 32. The third winding of the isolation transformer 6 is the secondary winding 8. A diode 4 and a smoothing capacitor 6 are connected to this secondary winding 33. The cathode of the diode 4 is connected via the phototransistor 61 of the optoelectronic coupler 6 to the excitation circuit of the keying transistor 6. The keying transistor 6 is connected in an emitter-collector path in series with a DC line of resistance 111 and a DC supply line 112. 102 and a limiting resistor 101 to which the luminescent diode 62 of the optoelectronic coupler 6 is connected by a cathode. The anode of this diode 62 is connected to the positive half of the +5 7 primary power supply. ·

Tranzistorový oscilátor 2 vyrobí střídavé kmity, které se transformují a usměrňují.The transistor oscillator 2 produces alternating oscillations that are transformed and rectified.

Toto stejnosměrné napětí se vyfiltruje a slouží pro napájení budicího obvodu klíčovaoího tranzistoru £, který je spínán optoelektronickým spojovacím členem 6, buzeným ze vstupu 103 přes TTL invertor 102. Klíčovací tranzistor £ klíčuje stejnosměrné vedení a pracuje tedy jako vysílač signálu.This DC voltage is filtered and serves to energize the excitation circuit of the keying transistor 6, which is switched by an optoelectronic coupler 6, driven from input 103 via the TTL inverter 102. The keying transistor 6 keyes the DC line and thus acts as a signal transmitter.

Zapojení podle vynálezu lze použít pro klíčování stejnosměrných vedení nejen jedné polarity, jak ukazují přiložené výkresy, ale při zapojení klíčovaoího tranzistoru do diagonály diodového mostu, lze klíčovat vedení, ve kterých se pracuje s proudem obou polarit.The circuit according to the invention can be used for keying DC lines of not only one polarity, as shown in the accompanying drawings, but when the keying transistor is connected to the diagonal of the diode bridge, the lines in which the current of both polarities are operated.

Claims

Connection of an electronic DC switch, characterized in that the output terminals of the primary DC power supply (1) are connected to the input of an oscillator (2), the output of which is connected via an isolation transformer (3) and via a rectifier (4) to a smoothing filter (5). wherein the positive terminal of the smoothing filter (5) is connected to the collector of the phototransistor (61) of the optoelectronic coupler (6) and the emitter of the phototransistor (61) is connected to the base of the keying transistor (7) whose emitter is connected to the negative terminal of the smoothing filter. 5) and a first DC line terminal (8), while a second DC line terminal (9) is coupled to the detector keying collector 3, wherein the cathode of the light emitting diode (62) of the optoelectronic coupler (6) is coupled to the first driver output (5). 10) and the anode of the light emitting diode (62) is coupled to the second driver output (10).