RU2397611C1 - On/off bistable relay - Google Patents

On/off bistable relay Download PDF

Info

Publication number
RU2397611C1
RU2397611C1 RU2009121612/09A RU2009121612A RU2397611C1 RU 2397611 C1 RU2397611 C1 RU 2397611C1 RU 2009121612/09 A RU2009121612/09 A RU 2009121612/09A RU 2009121612 A RU2009121612 A RU 2009121612A RU 2397611 C1 RU2397611 C1 RU 2397611C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
relay
output
input
pulse
mos transistor
Prior art date
Application number
RU2009121612/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Алексеевич Заводин (RU)
Виталий Алексеевич Заводин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") filed Critical Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ")
Priority to RU2009121612/09A priority Critical patent/RU2397611C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2397611C1 publication Critical patent/RU2397611C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: device keeps its bistable state within several years. Electronic on/off bistable relay includes unit of nonvolatile memory holding the maintained state at the output in case there is no power supply voltage, shaper of delay, controlled pulse generators, pulse transformers, rectifier diodes, resistors of discharge, n-channel MOS transistors, control inputs of relay, power inputs of relay, relay outputs. Peculiar feature of nonvolatile memory unit is that nonvolatile preservation of the state of its outputs; at failure of power supply voltage Upower the state of its outputs Q0 and Q1 will not change even if power supply voltage Upower has not been supplied to nonvolatile memory unit within several years. Its second peculiar feature consists in easy data recoding to inputs D0, D1 and data readout from it outputs Q0, Q1. So, data for input D0, which is recorded to input Q0 as to CLK signal, will not change until control voltage Ucontrol enters the second control input.
EFFECT: improving technical characteristics of on/off bistable relay owing to increasing the number of commutation cycles at all current load modes, and improving reliability of bistable relay owing to excluding movable contacts, and reducing drain-source resistance of open n-channel MOS transistor in comparison to electromechanical relay.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутационных устройствах взамен поляризованных двухпозиционных двустабильных электромагнитных реле типа РПС45, РПС20, РПС32 и др.The invention relates to the field of electronic technology and can be used in switching devices instead of polarized on-off two-position electromagnetic relay type RPS45, RPS20, RPS32, etc.

Известны поляризованные двухпозиционные двустабильные электромагнитные реле типа РПС 45, РПС 20, РПС 32 и другие, основными недостатками которых являются: ограниченное число коммутационных циклов, дребезг контактов, большое сопротивление контактов электрической цепи, что снижает их надежность.Known polarized on-off bi-directional electromagnetic relay type RPS 45, RPS 20, RPS 32 and others, the main disadvantages of which are: a limited number of switching cycles, contact bounce, high resistance of the contacts of the electrical circuit, which reduces their reliability.

Техническим результатом изобретения является улучшение технических характеристик двухпозиционного двустабильного реле за счет увеличения числа коммутационных циклов при всех режимах тока нагрузки и повышение надежности двустабильного реле за счет исключения подвижных контактов.The technical result of the invention is to improve the technical characteristics of a two-position bi-directional relay by increasing the number of switching cycles at all load current modes and increasing the reliability of a bi-directional relay by eliminating moving contacts.

Для достижения поставленной цели предложено электронное двухпозиционное двустабильное реле, содержащее блок энергонезависимой памяти, сохраняющей входы подобно обычной КМОП логике и удерживающей сохраненное состояние на выходе при отсутствии напряжения питания; формирователь задержки; первый и второй управляемые генераторы импульсов; первый и второй импульсные трансформаторы, каждый из которых содержит одну первичную и первую и вторую вторичные обмотки; первый, второй, третий и четвертый выпрямительные диоды; первый, второй, третий и четвертый резисторы разряда; первый, второй, третий и четвертый n-МОП транзисторы; первый и второй входы управления реле; первый и второй входы питания реле; выходы реле. Причем первый вход питания реле соединен с входами Vdd, EN блока энергонезависимой памяти, с первыми входами первого и второго управляемых генераторов импульсов, второй вход питания реле соединен с входом Vss блока энергонезависимой памяти и со вторыми входами первого и второго управляемых генераторов импульсов, первый вход управления реле соединен с входом D0 блока энергонезависимой памяти и первым входом блока формирователя задержки, а второй вход управления реле соединен с входом D1 блока энергонезависимой памяти и вторым входом формирователя задержки, выход которого соединен с входом CLK блока энергонезависимой памяти, первый выход которого Q0 соединен с входом управления первого управляемого генератора импульсов, к выходам которого подключена первичная обмотка первого импульсного трансформатора, первый вывод первой вторичной обмотки которого соединен с анодом первого выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом первого резистора разряда и затвором первого n-МОП транзистора, сток которого является первым выходом реле, второй вывод первой вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен со вторым выводом первого резистора разряда, истоком первого n-МОП транзистора и вторым выводом реле, первый вывод второй вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен с анодом второго выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом второго резистора разряда и затвором второго n-МОП транзистора, сток которого соединен с третьим выходом реле, а второй вывод вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен со вторым выводом второго резистора разряда, истоком второго n-МОП транзистора и четвертым выходом реле, при этом второй выход Q1 блока энергонезависимой памяти соединен с входом управления второго управляемого генератора импульсов, к выходу которого подключена первичная обмотка второго импульсного трансформатора, первый вывод первой вторичной обмотки которого соединен с анодом третьего выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом третьего резистора разряда и затвором третьего n-МОП транзистора, сток которого соединен с пятым выходом реле, второй вывод первой вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен со вторым выводом третьего резистора разряда, истоком третьего n-МОП транзистора и шестым выходом реле, первый вывод второй вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен с анодом четвертого выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом четвертого резистора разряда, затвором четвертого n-МОП транзистора, сток которого соединен с седьмым выходом реле, второй вывод второй вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен со вторым выводом четвертого резистора разряда, истоком четвертого n-МОП транзистора и восьмым выходом реле.To achieve this goal, an electronic two-position bi-stable relay is proposed, containing a non-volatile memory unit that saves inputs like normal CMOS logic and holds a stored state at the output in the absence of a supply voltage; delay driver; first and second controlled pulse generators; first and second pulse transformers, each of which contains one primary and first and second secondary windings; first, second, third and fourth rectifier diodes; first, second, third and fourth discharge resistors; first, second, third and fourth n-MOS transistors; first and second relay control inputs; first and second relay power inputs; relay outputs. Moreover, the first relay power input is connected to the inputs Vdd, EN of the non-volatile memory block, with the first inputs of the first and second controlled pulse generators, the second relay power input is connected to the Vss input of the non-volatile memory block and with the second inputs of the first and second controlled pulse generators, the first control input the relay is connected to the input D 0 of the non-volatile memory block and the first input of the delay driver block, and the second relay control input is connected to the input D 1 of the non-volatile memory block and the second input of the a delay generator whose output is connected to the CLK input of a non-volatile memory block, the first output of which Q 0 is connected to the control input of the first controlled pulse generator, the outputs of which are connected to the primary winding of the first pulse transformer, the first output of the first secondary winding of which is connected to the anode of the first rectifier diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the first discharge resistor and the gate of the first n-MOS transistor, the drain of which is the first relay output, the second terminal is the second the first winding of the first pulse transformer is connected to the second terminal of the first discharge resistor, the source of the first n-MOS transistor and the second relay terminal, the first terminal of the second secondary winding of the first pulse transformer is connected to the anode of the second rectifier diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the second discharge resistor and the gate the second n-MOS transistor, the drain of which is connected to the third output of the relay, and the second terminal of the secondary winding of the first pulse transformer is connected to the second terminal of the second res ora discharge source of the second n-MOS transistor and the fourth output of the relay, the second output Q 1 a non-volatile memory unit connected to the control input of the second control pulse generator, to the output of which is connected the primary winding of the second pulse transformer, a first terminal of the first secondary windings of which are connected to the anode of the third rectifier diode, the cathode of which is connected to the first output of the third discharge resistor and the gate of the third n-MOS transistor, the drain of which is connected to the fifth relay output, the second the output of the first secondary winding of the second pulse transformer is connected to the second output of the third discharge resistor, the source of the third n-MOS transistor and the sixth relay output, the first output of the second secondary winding of the second pulse transformer is connected to the anode of the fourth rectifier diode, the cathode of which is connected to the first output of the fourth discharge resistor , the gate of the fourth n-MOS transistor, the drain of which is connected to the seventh relay output, the second output of the second secondary winding of the second pulse transformer soy dinen with the second output of the fourth discharge resistor, the source of the fourth n-MOS transistor and the eighth relay output.

На фиг.1 представлена блок-схема электронного двустабильного реле. Вместе с тем, элементы устройства могут иметь непринципиальные отличия; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу заявляемого реле.Figure 1 presents a block diagram of an electronic bi-stable relay. However, the elements of the device may have unprincipled differences; figure 2 is a timing diagram explaining the operation of the claimed relay.

Электронное двухпозиционное двустабильное реле содержит:The electronic two-position two-stable relay contains:

1 - блок энергонезависимой памяти;1 - non-volatile memory block;

2 - формирователь задержки;2 - delay driver;

3 - первый управляемый генератор импульсов;3 - the first controlled pulse generator;

4 - второй управляемый генератор импульсов;4 - the second controlled pulse generator;

5 - первый импульсный трансформатор;5 - the first pulse transformer;

6 - первичная обмотка первого импульсного трансформатора;6 - primary winding of the first pulse transformer;

7 - первая вторичная обмотка первого импульсного трансформатора;7 - the first secondary winding of the first pulse transformer;

8 - вторая вторичная обмотка первого импульсного трансформатора;8 - the second secondary winding of the first pulse transformer;

9 - второй импульсный трансформатор;9 - second pulse transformer;

10 - первичная обмотка второго импульсного трансформатора;10 - primary winding of the second pulse transformer;

11 - первая вторичная обмотка второго импульсного трансформатора;11 - the first secondary winding of the second pulse transformer;

12 - вторая вторичная обмотка второго импульсного трансформатора;12 - the second secondary winding of the second pulse transformer;

13 - первый выпрямительный диод;13 - the first rectifying diode;

14 - второй выпрямительный диод;14 - second rectifying diode;

15 - третий выпрямительный диод;15 - the third rectifying diode;

16 - четвертый выпрямительный диод;16 - fourth rectifying diode;

17 - первый резистор разряда;17 - the first discharge resistor;

18 - второй резистор разряда;18 - second discharge resistor;

19 - третий резистор разряда;19 - third discharge resistor;

20 - четвертый резистор разряда;20 - fourth discharge resistor;

21 - первый n-МОП транзистор;21 - the first n-MOS transistor;

22 - второй n-МОП транзистор;22 - second n-MOS transistor;

23 - третий n-МОП транзистор;23 - the third n-MOS transistor;

24 -четвертый n-МОП транзистор;24th-fourth n-MOS transistor;

25 - первый вход питания реле;25 - the first input of the relay power;

26 - второй вход питания реле;26 - the second input of the relay power;

27 - первый вход управления реле;27 - the first input of the relay control;

28 - второй вход управления реле;28 - the second input of the relay control;

29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 - соответственно первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы реле.29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 - respectively, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth relay outputs.

Uз - напряжение на затворе n-МОП транзисторов;Uз - voltage at the gate of n-MOS transistors;

±Uком - напряжение коммутации;± Ucom - switching voltage;

±Uпит - напряжение питания реле;± Upit - relay supply voltage;

±Uупр - напряжение управления реле;± Uadr - relay control voltage;

D0, D1 - входы блока энергонезависимой памяти;D 0 , D 1 - inputs of a non-volatile memory block;

Vdd - вход напряжения питания - Uпит блока энергонезависимой памяти;Vdd - input voltage - Upit block non-volatile memory;

Q0, Q1 - выходы блока энергонезависимой памяти;Q 0 , Q 1 - outputs of the non-volatile memory block;

CLK - тактовый импульс блока энергонезависимой памяти;CLK - clock pulse of a non-volatile memory block;

Vss, EN - входы блока независимой памяти.Vss, EN - inputs of the independent memory block.

Электронное двухпозиционное двустабильное реле выполнено следующим образом.Electronic two-position bi-stable relay is as follows.

Блок энергонезависимой памяти 1 входом D0 соединен с первым входом управления реле 27 и первым входом формирователя задержки 2. Вход D1 блока энергонезависимой памяти 1 соединен со вторым входом управления 28 и вторым входом формирователя задержки 2, выход которого соединен с входом CLK блока энергонезависимой памяти 1. Первый вход питания реле 25 соединен с входом Vdd и EN блока энергонезависимой памяти 1 и с первыми входами первого 3 и второго 4 управляемых генераторов.The non-volatile memory block 1 by the input D 0 is connected to the first control input of the relay 27 and the first input of the delay driver 2. The input D 1 of the non-volatile memory block 1 is connected to the second control input 28 and the second input of the delay driver 2, the output of which is connected to the CLK input of the non-volatile memory 1. The first power input of the relay 25 is connected to the input Vdd and EN of the non-volatile memory unit 1 and to the first inputs of the first 3 and second 4 controlled generators.

Второй вход питания реле 26 соединен с входом Vss блока энергонезависимой памяти 1 и вторыми входами первого 3 и второго 4 управляемых генераторов.The second power input of the relay 26 is connected to the input Vss of the non-volatile memory unit 1 and the second inputs of the first 3 and second 4 controlled generators.

Выход Q0 блока энергонезависимой памяти 1 соединен с входом управления первого управляемого генератора 3, выход Q1 блока энергонезависимой памяти 1 соединен с входом управления второго управляемого генератора 4.The output Q 0 of the non-volatile memory block 1 is connected to the control input of the first controlled generator 3, the output Q 1 of the non-volatile memory block 1 is connected to the control input of the second controlled generator 4.

Первичная обмотка 6 первого импульсного трансформатора 5 подключена к выходу первого управляемого генератора 3. Первый вывод первой вторичной обмотки 7 первого импульсного трансформатора 5 соединен с анодом первого выпрямительного диода 13, катод которого соединен с первым выводом первого резистора разряда 17 и затвором первого n-МОП транзистора 21. Сток первого n-МОП транзистора 21 является первым выходом 29 реле. Второй вывод первой вторичной обмотки 7 первого импульсного трансформатора 5 соединен со вторым выводом первого резистора разряда 17, истоком первого n-МОП транзистора 21 и вторым выводом 30 реле.The primary winding 6 of the first pulse transformer 5 is connected to the output of the first controlled generator 3. The first output of the first secondary winding 7 of the first pulse transformer 5 is connected to the anode of the first rectifier diode 13, the cathode of which is connected to the first output of the first discharge resistor 17 and the gate of the first n-MOS transistor 21. The drain of the first n-MOS transistor 21 is the first relay output 29. The second terminal of the first secondary winding 7 of the first pulse transformer 5 is connected to the second terminal of the first discharge resistor 17, the source of the first n-MOS transistor 21 and the second relay terminal 30.

Первый вывод второй вторичной обмотки 8 первого импульсного трансформатора 5 соединен с анодом второго выпрямительного диода 14, катод которого соединен с первым выводом второго резистора разряда 18 и затвором второго n-МОП транзистора 22, сток которого является третьим выходом 31 реле. Второй вывод второй вторичной обмотки 8 первого импульсного трансформатора 5 соединен со вторым выводом второго резистора разряда 18, истоком второго n-МОП транзистора 22 и четвертым выходом реле 32.The first terminal of the second secondary winding 8 of the first pulse transformer 5 is connected to the anode of the second rectifier diode 14, the cathode of which is connected to the first terminal of the second discharge resistor 18 and the gate of the second n-MOS transistor 22, the drain of which is the third relay output 31. The second terminal of the second secondary winding 8 of the first pulse transformer 5 is connected to the second terminal of the second discharge resistor 18, the source of the second n-MOS transistor 22 and the fourth output of the relay 32.

Первичная обмотка 10 второго импульсного трансформатора 9 подключена к выходу второго управляемого генератора 4.The primary winding 10 of the second pulse transformer 9 is connected to the output of the second controlled generator 4.

Первый вывод первой вторичной обмотки 11 второго импульсного трансформатора 9 соединен с анодом третьего выпрямительного диода 15, катод которого соединен с первым выводом третьего резистора разряда 19 и затвором третьего n-МОП транзистора 23, сток которого является пятым выходом 33 реле. Второй вывод первой вторичной обмотки 11 второго импульсного трансформатора 9 соединен со вторым выводом второго резистора разряда 19, истоком третьего n-МОП транзистора 23 и шестым выходом реле 34.The first output of the first secondary winding 11 of the second pulse transformer 9 is connected to the anode of the third rectifier diode 15, the cathode of which is connected to the first output of the third discharge resistor 19 and the gate of the third n-MOS transistor 23, the drain of which is the fifth output 33 of the relay. The second terminal of the first secondary winding 11 of the second pulse transformer 9 is connected to the second terminal of the second discharge resistor 19, the source of the third n-MOS transistor 23 and the sixth relay output 34.

Первый вывод второй вторичной обмотки 12 второго импульсного трансформатора 9 соединен с анодом четвертого выпрямительного диода 16, катод которого соединен с первым выводом четвертого резистора разряда 20 и затвором четвертого n-МОП транзистора 24, сток которого является седьмым выходом реле.The first terminal of the second secondary winding 12 of the second pulse transformer 9 is connected to the anode of the fourth rectifier diode 16, the cathode of which is connected to the first terminal of the fourth discharge resistor 20 and the gate of the fourth n-MOS transistor 24, the drain of which is the seventh relay output.

Второй вывод второй вторичной обмотки 12 второго импульсного трансформатора 9 соединен со вторым выводом четвертого резистора разряда 20, истоком четвертого n-МОП транзистора 24 и восьмым выводом 36 реле.The second terminal of the second secondary winding 12 of the second pulse transformer 9 is connected to the second terminal of the fourth discharge resistor 20, the source of the fourth n-MOS transistor 24, and the eighth relay terminal 36.

Электронное двухпозиционное двустабильное реле работает следующим образом. В исходном состоянии, когда на первый 25 и второй 26 входы питания реле и на вход EN блока энергонезависимой памяти 1 подано напряжение питания Uпит, а на первом 27 и втором 28 входам управления нет управляющих импульсов, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 n-МОП транзисторы закрыты (фиг.2 Uc-u (21,22), Uc-u (23,24)). При подаче на первый вход управления 27 положительного импульса, поступающего на вход D0 блока энергонезависимой памяти 1 и на первый вход формирователя задержки 2 (фиг.2 D0), последний формирует тактовый импульс CLK1 (фиг.2 CLK), поступающий на блок энергонезависимой памяти 1. Формирователь задержки 2 предназначен для формирования тактового импульса со временем задержки tзад для устранения дребезга импульса, поступающего на первый вход управления реле 27. По переднему фронту импульса CLK1 с формирователя задержки 2 блок энергонезависимой памяти 1 переписывает информацию с первого 27 и второго 28 входов управления на выход Q0, Q1 блока энергонезависимой памяти 1 (фиг.2 Q0, Q1,). Так как в момент формирования импульса CLK1 на входе D0 есть напряжение реле Uупр, а на входе D1 напряжение управления Uупр=0, то и на выходе Q0 формируется положительное напряжение (фиг.2 Q0), поступающее на вход управления первого управляемого генератора 3, который формирует прямоугольные импульсы порядка 200 кГц. Эти импульсы поступают на первичную обмотку 6 первого импульсного трансформатора 5. На первой 7 и второй 8 вторичных обмотках первого импульсного трансформатора 5 также формируются прямоугольные импульсы такой же частоты. Эти импульсы выпрямляются первым 13 и вторым 14 выпрямительными диодами и поступают соответственно на первый вывод первого 17 и второго 18 резисторов разряда и затвор первого 21 и второго 22 n-МОП транзисторов, заряжая их входную емкость (ее величина порядка тысячи пикофарад). На затворе первого 21 и второго 22 n-МОП транзисторов формируется постоянное напряжение Uз=10B (фиг.2 Uз-u (21, 22)), которое открывает первый 21 второй 22 n-МОП транзисторы (фиг.2 Uc-u (21, 22)). Кроме того, первый импульсный трансформатор 5 обеспечивает гальваническую развязку между входами питания 25, 26, входами управления 27, 28 и первым 29, вторым 30, третьим 31, четвертым 32 входами реле.Electronic two-position bi-stable relay operates as follows. In the initial state, when the first 25 and second 26 power inputs of the relay and the EN input of the non-volatile memory unit 1 are supplied with the supply voltage Upit, and the first 27 and second 28 control inputs do not have control pulses, the first 21, second 22, third 23 and fourth 24 n-MOS transistors are closed (Fig. 2 Uc-u (21,22), Uc-u (23,24)). When applying to the first control input 27 a positive pulse received at the input D 0 of the non-volatile memory unit 1 and at the first input of the delay driver 2 (FIG. 2 D 0 ), the latter generates a clock pulse CLK1 (FIG. 2 CLK), arriving at the non-volatile block memory 1. Delay driver 2 is designed to generate a clock pulse with a delay time t back to eliminate the chatter of the pulse received at the first control input of the relay 27. On the leading edge of the pulse CLK1 from the delay driver 2 block non-volatile memory 1 ne writes information from the first 27 and second 28 control inputs to the output Q 0 , Q 1 of the non-volatile memory block 1 (Fig. 2 Q 0 , Q 1 ,). Since at the moment of formation of the pulse CLK1 at the input D 0 there is a relay voltage Uadr, and at the input D 1 the control voltage Uadr = 0, a positive voltage is also formed at the output Q 0 (Fig. 2 Q 0 ), which goes to the control input of the first controlled generator 3, which generates rectangular pulses of the order of 200 kHz. These pulses are fed to the primary winding 6 of the first pulse transformer 5. At the first 7 and second 8 secondary windings of the first pulse transformer 5, rectangular pulses of the same frequency are also formed. These pulses are rectified by the first 13 and second 14 rectifier diodes and respectively fed to the first output of the first 17 and second 18 discharge resistors and the gate of the first 21 and second 22 n-MOS transistors, charging their input capacitance (its value is on the order of a thousand picofarads). At the gate of the first 21 and second 22 n-MOS transistors, a constant voltage Uz = 10B is formed (Fig.2 Uz-u (21, 22)), which opens the first 21 of the second 22 n-MOS transistors (Fig.2 Uc-u (21 , 22)). In addition, the first pulse transformer 5 provides galvanic isolation between the power inputs 25, 26, the control inputs 27, 28 and the first 29, second 30, third 31, fourth 32 relay inputs.

Так как в момент формирования первого тактового импульса CLK формирователем задержки 2 на втором входе управления 28 Uупр=0 (фиг.2 D1), то и на выходе Q1 блока энергонезависимой памяти 1 напряжение равно нулю (фиг.2 Q1), напряжение на затворе третьего 23 и четвертого 24 n-МОП транзисторов Uз=0, следовательно, третий 23 и четвертый 24 n-МОП транзисторы закрыты.Since at the moment of formation of the first clock pulse CLK by the delay driver 2 at the second control input 28 Uupr = 0 (Fig. 2 D 1 ), then the output Q 1 of the non-volatile memory 1 is equal to zero voltage (Fig. 2 Q 1 ), the voltage on the gate of the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors Uз = 0, therefore, the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors are closed.

Особенностью блока энергонезависимой памяти 1 является энергонезависимое сохранение состояния ее выходов при отключении напряжения питания Uпит состояние ее выходов Q0 и Q1 не изменяется, даже если напряжение питания Uпит не подавалось на блок энергонезависимой памяти в течение нескольких лет. Второе ее достоинство состоит в простоте записи на входы D0, D1 и считывания данных с ее выходов Q0, Q1. Следовательно, данные по входу D0, переписанные на вход Q0, по сигналу CLK не изменятся до тех пор, пока на второй вход управления 28 не поступит напряжение управления Uупр (фиг.2 D1).A feature of the non-volatile memory unit 1 is the non-volatile preservation of the state of its outputs when the supply voltage Upit is disconnected, the state of its outputs Q 0 and Q 1 does not change even if the supply voltage Upit has not been supplied to the non-volatile memory unit for several years. Its second advantage is the simplicity of writing to the inputs D 0 , D 1 and reading data from its outputs Q 0 , Q 1 . Therefore, the data on the input D 0 , rewritten on the input Q 0 , according to the signal CLK will not change until the control voltage Uadr arrives at the second control input 28 (Fig. 2 D 1 ).

При подаче на второй вход управления 28 положительного импульса (фиг.2 D1), поступающего на вход D1 блока энергонезависимой памяти 1, второй вход формирователя задержки 2, последний формирует тактовый импульс CLK2 (фиг.2 CLK2), поступающий на блок энергонезависимой памяти 1. По переднему фронту импульса CLK2 блок энергонезависимой памяти 1 переписывает информацию с первого 27 и второго 28 входов управления реле.When applying to the second control input 28 a positive pulse (FIG. 2 D 1 ) received at the input D 1 of the non-volatile memory block 1, the second input of the delay driver 2, the latter generates a clock pulse CLK2 (FIG. 2 CLK2), which is received at the non-volatile memory block 1. On the leading edge of the pulse CLK2, the non-volatile memory unit 1 overwrites the information from the first 27 and second 28 inputs of the relay control.

Так в момент формирования импульса CLK2 на входе D0 блока энергонезависимой памяти 1 Uупр=0 (фиг.2 D0), то на выходе Q0 блока энергонезависимой памяти 1 тоже устанавливается сигнал "лог 0", который выключит первый управляемый генератор 3. Входная емкость первого n-МОП транзистора 21 разряжается через первый резистор 17 и когда напряжение Uз станет меньше порогового напряжения для первого n-МОП транзистора 21, он закроется.So at the moment of formation of the pulse CLK2 at the input D 0 of the non-volatile memory block 1 Uupr = 0 (Fig.2 D 0 ), then the output "Q 0 of the non-volatile memory block 1 also sets the signal" log 0 ", which will turn off the first controlled generator 3. Input the capacitance of the first n-MOS transistor 21 is discharged through the first resistor 17 and when the voltage Uz becomes less than the threshold voltage for the first n-MOS transistor 21, it closes.

Входная емкость второго n-МОП транзистора 22 разряжается через второй резистор разряда 18 и, когда напряжение Uз станет меньше порогового напряжения второго n-МОП транзистора 22, он закроется.The input capacitance of the second n-MOS transistor 22 is discharged through the second discharge resistor 18, and when the voltage Uz becomes less than the threshold voltage of the second n-MOS transistor 22, it closes.

Так как в момент формирования импульса CLK2 на входе D1 блока энергонезависимой памяти 1 имеется положительный импульс (фиг.2 D1), то и на выходе Q1 блока энергонезависимой памяти 1 по фронту сигнала CLK2 формируется положительное напряжение (фиг.2 Q1), которое поступает на вход управления второго управляемого генератора 4. Он формирует прямоугольные импульсы частотой около 200 кГц, которые поступают на первичную обмотку 10 второго импульсного трансформатора 9. На первой 11 и второй 12 вторичных обмотках второго импульсного трансформатора 9 также формируются прямоугольные импульсы, которые выпрямляются третьим 15 и четвертым 16 выпрямительными диодами и поступают соответственно на первый вывод третьего 19 и четвертого 20 резисторов разряда и затворы третьего 23 и четвертого 24 n-МОП транзисторов. Так как входная емкость третьего 23 и четвертого 24 n-МОП транзисторов составляет тысячи пикофарад, то входная емкость их является фильтрующей емкостью. На затворе третьего 23 и четвертого 24 n-МОП транзисторов формируется постоянное напряжение Uз=10 В (фиг.2 Uз-u (23, 24)), которое открывает третий 23 и четвертый n-МОП транзисторы (фиг.2 Uc-u (23, 24)). Это состояние третьего 23 и четвертого 24 n-МОП транзисторов будет сохраняться сколь угодно долго (несколько лет) при снятии напряжения питания реле Uпит, поступления импульса по входу D1, пока не поступит импульс напряжения управления Uупр по другому входу D0. Одновременно с этим второй импульсный трансформатор 9 осуществляет гальваническую развязку между первым 25, вторым 26 входами питания, первым 27, вторым 28 входом управления реле и пятым 33, шестым 34, седьмым 35 и восьмым 36 выходами реле.Since at the time of formation of the pulse CLK2 at the input D 1 of the non-volatile memory block 1 there is a positive pulse (Fig. 2 D 1 ), then a positive voltage is also formed at the output Q 1 of the block of non-volatile memory 1 along the edge of the signal CLK2 (Fig. 2 Q 1 ) which is fed to the control input of the second controlled generator 4. It generates rectangular pulses with a frequency of about 200 kHz, which are fed to the primary winding 10 of the second pulse transformer 9. On the first 11 and second 12 secondary windings of the second pulse transformer 9 also rectangular pulses are rectified, which are rectified by the third 15 and fourth 16 rectifier diodes and respectively fed to the first output of the third 19 and fourth 20 resistors of the discharge and the gates of the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors. Since the input capacitance of the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors is thousands of picofarads, their input capacitance is a filtering capacitance. At the gate of the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors, a constant voltage Uz = 10 V is generated (Fig.2 Uz-u (23, 24)), which opens the third 23 and fourth n-MOS transistors (Fig.2 Uc-u ( 23, 24)). This state of the third 23 and fourth 24 n-MOS transistors will remain indefinitely (several years) when the supply voltage of the relay Upit is removed, the pulse arrives at the input D 1 until a control voltage pulse Uupr arrives at the other input D 0 . At the same time, the second pulse transformer 9 carries out galvanic isolation between the first 25, second 26 power inputs, the first 27, second 28 relay control inputs and the fifth 33, sixth 34, seventh 35 and eighth 36 relay outputs.

Таким образом, электромеханические реле типа РПС45, РПС20, РПС32 и другие сохраняют свое двухстабильное состояние за счет постоянных магнитов, встроенных в контактную систему реле, а предложенное устройство сохраняет свое двухстабильное состояние за счет применения интегральной схемы энергонезависимой памяти (блок энергонезависимой памяти).Thus, the electromechanical relays of the type RPS45, RPS20, RPS32 and others maintain their bistable state due to the permanent magnets integrated in the contact system of the relay, and the proposed device maintains its bistable state through the use of an integrated circuit of non-volatile memory (non-volatile memory block).

Предлагаемое устройство - это полностью электронное реле, имеющее числоThe proposed device is a fully electronic relay having the number

коммутационных циклов до 1012 при всех режимах тока нагрузки, не имеет подвижных контактов, что повышает надежность электронного реле, имеет меньшее, по сравнению с электромеханическими реле, сопротивление сток-исток открытого n-МОП транзистора.switching cycles up to 10 12 for all modes of load current, does not have moving contacts, which increases the reliability of the electronic relay, has less drain-source resistance of an open n-MOS transistor compared to electromechanical relays.

В качестве блока энергонезависимой памяти 1 использована энергозависимая микросхема на основе FRAM памяти, удерживающая сохраненное состояние на своих выходах при отключенном напряжении питания в течение 45 лет, типа FM1110 фирмы RAMTRON.As a non-volatile memory unit 1, a volatile microchip based on FRAM memory is used, which holds the stored state at its outputs with the power supply disconnected for 45 years, such as RAMTRON type FM1110.

В качестве формирователя задержки 2 может быть использовано интегрирующая RC-цепь, если задержка формирования сигнала CLK составляет единицы мс или выполнена по схеме, приведенной на рис.2868 на сайте http://www.gelezo.com./ttl-kmop/630000/formirovateli i generator …, если необходимо сформировать задержку в пределах от 30 до 40 мс и более.An integrating RC circuit can be used as a delay driver 2 if the delay in generating the CLK signal is units of ms or is performed according to the circuit shown in Fig. 2868 at http://www.gelezo.com./ttl-kmop/630000/ formirovateli i generator ... if it is necessary to form a delay in the range of 30 to 40 ms or more.

В качестве управляемых генераторов может быть использовано устройство, приведенное на рис.314-316 на вышеприведенном сайте, в качестве импульсных трансформаторов могут использованы трансформаторы типа ТИИ - 4, в качестве n-МОП транзисторов могут быть использованы транзисторы типа 2П7169, 2П7161, 2П7169 и другие. Выбор n-МОП транзисторов обусловлен током нагрузки и напряжением коммутации Uком электронного реле.As controlled generators, the device shown in Fig. 314-316 on the above site can be used, transformers of the TII-4 type can be used as pulse transformers, transistors of the type 2P7169, 2P7161, 2P7169 and others can be used as n-MOS transistors . The choice of n-MOS transistors is determined by the load current and switching voltage Ucom of the electronic relay.

Claims (1)

Двухпозиционное двустабильное реле, характеризующееся тем, что реле содержит блок энергонезависимой памяти, сохраняющей входы и удерживающей сохраненное состояние на выходе при отсутствии напряжения питания, формирователь задержки, первый и второй управляемые генераторы импульсов, первый и второй импульсные трансформаторы, каждый из которых содержит одну первичную и первую и вторую вторичные обмотки, первый, второй, третий и четвертый выпрямительные диоды, первый, второй, третий и четвертый резисторы разряда, первый, второй, третий и четвертый n-МОП транзисторы, первый и второй входы управления реле, первый и второй входы питания реле, выходы реле, причем первый вход питания реле соединен с входами Vdd, EN блока энергонезависимой памяти, с первыми входами первого и второго управляемых генераторов импульсов, второй вход питания реле соединен с входом Vss блока энергонезависимой памяти и со вторыми входами первого и второго управляемых генераторов импульсов, первый вход управления реле соединен с входом D0 блока энергонезависимой памяти и первым входом блока формирователя задержки, а второй вход управления реле соединен с входом D1 блока энергонезависимой памяти и вторым входом формирователя задержки, выход которого соединен с входом CLK блока энергонезависимой памяти, первый выход которого Q0 соединен с входом управления первого управляемого генератора импульсов, к выходам которого подключена первичная обмотка первого импульсного трансформатора, первый вывод первой вторичной обмотки которого соединен с анодом первого выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом первого резистора разряда и затвором первого n-МОП транзистора, сток которого является первым выходом реле, второй вывод первой вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен со вторым выводом первого резистора разряда, истоком первого n-МОП транзистора и вторым выводом реле, первый вывод второй вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен с анодом второго выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом второго резистора разряда и затвором второго n-МОП транзистора, сток которого соединен с третьим выходом реле, а конец второй вторичной обмотки первого импульсного трансформатора соединен со вторым выводом второго резистора разряда, истоком второго n-МОП транзистора и четвертым выходом реле, при этом второй выход Q1 блока энергонезависимой памяти соединен с входом управления второго управляемого генератора импульсов, к выходу которого подключена первичная обмотка второго импульсного трансформатора, первый вывод первой вторичной обмотки которого соединен с анодом третьего выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом третьего резистора разряда и затвором третьего n-МОП транзистора, сток которого соединен с пятым выходом реле, второй вывод первой вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен со вторым выводом третьего резистора разряда, истоком третьего n-МОП транзистора и шестым выходом реле, первый вывод второй вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен с анодом четвертого выпрямительного диода, катод которого соединен с первым выводом четвертого резистора разряда, затвором четвертого n-МОП транзистора, сток которого соединен с седьмым выходом реле, второй вывод второй вторичной обмотки второго импульсного трансформатора соединен со вторым выводом четвертого резистора разряда, истоком четвертого n-МОП транзистора и восьмым выходом реле. A two-position, unstable relay, characterized in that the relay contains a non-volatile memory unit that preserves inputs and holds a stored state at the output when there is no supply voltage, a delay shaper, the first and second controlled pulse generators, the first and second pulse transformers, each of which contains one primary and first and second secondary windings, first, second, third and fourth rectifier diodes, first, second, third and fourth discharge resistors, first, second, third and h the fourth n-MOS transistors, the first and second relay control inputs, the first and second relay power inputs, relay outputs, the first relay power input connected to the Vdd, EN inputs of the non-volatile memory block, with the first inputs of the first and second controlled pulse generators, the second input power relay connected to the input Vss nonvolatile storage unit and to second inputs of the first and second driven pulse generators, the first relay control input connected to the input D 0 nonvolatile storage unit and the first input of the generator of Derzhko and the second input control relay connected to the input D one volatile memory and the second input of the delay generator unit, whose output is connected to the input CLK the non-volatile memory block, the first output of which Q 0 is connected to the control input of the first control pulse generator to whose output is connected primary winding of the first pulse transformer, the first terminal of the first secondary winding of which is connected to the anode of the first rectifier diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the first resistor the poison and the gate of the first n-MOS transistor, the drain of which is the first relay output, the second output of the first secondary winding of the first pulse transformer is connected to the second output of the first discharge resistor, the source of the first n-MOS transistor and the second relay output, the first output of the second secondary winding of the first pulse the transformer is connected to the anode of the second rectifier diode, the cathode of which is connected to the first output of the second discharge resistor and the gate of the second n-MOS transistor, the drain of which is connected to the third output e, and an end of the second secondary winding of the first pulse transformer connected to the second terminal of the second discharge resistor, the source of the second n-MOS transistor and the fourth output of the relay, the second output Q 1 a non-volatile memory unit connected to the control input of the second control pulse generator, to which the output the primary winding of the second pulse transformer is connected, the first output of the first secondary winding of which is connected to the anode of the third rectifier diode, the cathode of which is connected to the first output of the tre a discharge resistor and a gate of a third n-MOS transistor, the drain of which is connected to the fifth output of the relay, the second output of the first secondary winding of the second pulse transformer is connected to the second output of the third discharge resistor, the source of the third n-MOS transistor and the sixth relay output, the first output of the second secondary the windings of the second pulse transformer is connected to the anode of the fourth rectifier diode, the cathode of which is connected to the first output of the fourth discharge resistor, the gate of the fourth n-MOS transistor, the drain of which connected to the seventh relay output, the second terminal of the second secondary winding of the second pulse transformer is connected to the second terminal of the fourth discharge resistor, the source of the fourth n-MOS transistor and the eighth relay output.
RU2009121612/09A 2009-06-05 2009-06-05 On/off bistable relay RU2397611C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121612/09A RU2397611C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 On/off bistable relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121612/09A RU2397611C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 On/off bistable relay

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2397611C1 true RU2397611C1 (en) 2010-08-20

Family

ID=46305651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009121612/09A RU2397611C1 (en) 2009-06-05 2009-06-05 On/off bistable relay

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397611C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180211U1 (en) * 2017-12-18 2018-06-06 Акционерное Общество "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Релейной Технике" (Ао "Сктб Рт") ELECTRONIC RELAY WITH galvanic isolation and reservation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180211U1 (en) * 2017-12-18 2018-06-06 Акционерное Общество "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Релейной Технике" (Ао "Сктб Рт") ELECTRONIC RELAY WITH galvanic isolation and reservation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7696805B2 (en) Level shifter circuit incorporating transistor snap-back protection
US6744291B2 (en) Power-on reset circuit
US7696804B2 (en) Method for incorporating transistor snap-back protection in a level shifter circuit
US7990749B2 (en) Variable impedance circuit controlled by a ferroelectric capacitor
EP2132873A2 (en) Level shifter circuit incorporating transistor snap-back protection
WO2004034440A2 (en) Current integrating sense amplifier for memory modules in rfid
US20100039170A1 (en) Negative supply voltage generating circuit and semiconductor integrated circuit having the same
US7659758B2 (en) Reset circuit and system having reset circuit
CN110504251B (en) Integrated circuit and electrostatic discharge protection circuit
CN105788634B (en) Power supply voltage drop detection circuit and operation method thereof
US6864719B2 (en) Semiconductor device protecting built-in transistor from the voltage applied at test mode
RU2397611C1 (en) On/off bistable relay
US20100176657A1 (en) Four quadrant mosfet based switch
WO2011155951A1 (en) Variable impedance circuit controlled by a ferroelectric capacitor
US8817432B2 (en) Power switch embedded in ESD PAD
KR100788378B1 (en) Power on circuit
EP0996226B1 (en) Voltage comparator
US5686848A (en) Power-up/power-down reset circuit for low voltage interval
US20100123509A1 (en) Pad circuit for the programming and i/o operations
US6650147B2 (en) Sense amplifier with extended supply voltage range
US20120249216A1 (en) High voltage switch configuration
CN108023580B (en) Semiconductor device and method for generating power-on reset signal
US6329851B1 (en) Power-on reset cell
CN101515799A (en) Auto-detecting CMOS input circuit for single-voltage-supply cmos
RU94394U1 (en) ELECTRONIC TWO-POSITION TWO-STABLE RELAY

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200606