RU2772740C1 - Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals - Google Patents

Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals Download PDF

Info

Publication number
RU2772740C1
RU2772740C1 RU2020109675A RU2020109675A RU2772740C1 RU 2772740 C1 RU2772740 C1 RU 2772740C1 RU 2020109675 A RU2020109675 A RU 2020109675A RU 2020109675 A RU2020109675 A RU 2020109675A RU 2772740 C1 RU2772740 C1 RU 2772740C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
output
channels
input
block
Prior art date
Application number
RU2020109675A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Арсеньевич Дьячков
Татьяна Викторовна Щёкина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2772740C1 publication Critical patent/RU2772740C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: invention relates to electronics, namely to circuits for checking discrete input modules and discrete output modules. The device contains: a block of protection against excess and reverse polarity of supply voltages and overcurrent, an external voltage source made in the form of an external direct voltage source with variable output voltage, a block for setting the polarity of input voltage of discrete input channels, a block of bipolar direct voltage sources with a light indication of flowing current, a block for stabilizing voltage of discrete output channels with galvanic isolation, a block for setting the polarity of voltage supplied to discrete output channels of the “dry contact” type, N blocks of keys with galvanic isolation, made in the form of bidirectional bipolar keys with galvanic isolation, N blocks of current amplifiers, made in the form of blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with a light indication of flowing current.
EFFECT: providing a device for multichannel pickup of both positive and negative control logic signals from N discrete output channels of the “dry contact” type with a light indication of the reception of a logic signal in each channel, with the possibility of switching the polarity of supply voltage of the specified channels, as well as with the possibility of current limitation and regulation of the output voltage level of the logic signal at N outputs of the device at the required level and the output of output logic signals from them of both positive and negative polarity to inputs of passive discrete input channels with the number of channels N.
8 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к электронике, а именно к схемам проверки модулей дискретного ввода и модулей дискретного вывода. Изобретение может использоваться в схемах промышленной автоматизации, схемах автоматизированных систем управления технологическими процессами, для съема сигналов с выходов каналов дискретного вывода типа «сухой контакт» и подачи принятых сигналов на входы пассивных каналов дискретного ввода, для съема и подачи дискретных сигналов в программируемых логических контроллерах, в многоканальных системах управления периферийным оборудованием, в многоканальных системах контроля цифровых устройств, в робототехнике и других областях.The invention relates to electronics, namely to circuits for testing discrete input modules and discrete output modules. The invention can be used in industrial automation circuits, circuits of automated process control systems, for picking up signals from the outputs of discrete output channels of the "dry contact" type and supplying the received signals to the inputs of passive discrete input channels, for picking up and supplying discrete signals in programmable logic controllers, in multichannel control systems for peripheral equipment, in multichannel control systems for digital devices, in robotics and other areas.

Современный уровень техники требует улучшения ряда важных эксплуатационных характеристик устройства. Технический результат, обеспечивающий требуемые улучшения, заключается в достижении совокупности ряда характеристик предлагаемого устройства: возможности подачи дискретных цифровых сигналов как положительной, так и отрицательной полярности на одни и те же входы устройства, возможности выдачи дискретных цифровых сигналов как положительной, так и отрицательной полярности на одни и те же выходы устройства, в ограничении токов, протекающих на выходах каждого канала устройства после достижения данными токами заданной величины, в возможности изменения уровня логических сигналов, подаваемых на выходы устройства в широких пределах, в поканальной световой индикации приема логических сигналов с выходов каналов дискретного вывода типа «сухой контакт» и в поканальной световой индикации при подаче дискретных логических сигналов на входы пассивных каналов дискретного ввода.The current state of the art requires the improvement of a number of important operational characteristics of the device. The technical result, which provides the required improvements, is to achieve a combination of a number of characteristics of the proposed device: the possibility of supplying discrete digital signals of both positive and negative polarity to the same inputs of the device, the possibility of issuing discrete digital signals of both positive and negative polarity to one and the same outputs of the device, in limiting the currents flowing at the outputs of each channel of the device after the given currents reach a predetermined value, in the possibility of changing the level of logical signals supplied to the outputs of the device within a wide range, in the channel-by-channel light indication of the reception of logical signals from the outputs of discrete output channels "dry contact" type and in channel-by-channel light indication when discrete logic signals are applied to the inputs of passive discrete input channels.

Известна схема, обеспечивающая подачу логических сигналов на вход пассивных каналов дискретного ввода, которая содержит ключ, один полюс которого является выходом устройства, второй полюс ключа соединен с положительным полюсом источника постоянного напряжения, отрицательный полюс источника напряжения является общим проводом устройства и выходом «общий» данного устройства [1]. Недостатки данной схемы: она обеспечивает подачу выходных логических сигналов только одной полярности на выход данного устройства, не имеет световой индикации подачи сигнала на вход и выход, не ограничивает выходной ток, не может менять уровень выходного логического сигнала в широких пределах, не может управляться отрицательным уровнем входного сигнала.A circuit is known that provides the supply of logical signals to the input of passive channels of discrete input, which contains a key, one pole of which is the output of the device, the second pole of the key is connected to the positive pole of the DC voltage source, the negative pole of the voltage source is the common wire of the device and the "common" output of this devices [1]. The disadvantages of this scheme: it provides output logic signals of only one polarity to the output of this device, does not have a light indication of signal input and output, does not limit the output current, cannot change the level of the output logic signal over a wide range, cannot be controlled by a negative level input signal.

Известна другая схема многоканального приема управляющих сигналов и подачи выходных дискретных сигналов [2]. Данная схема содержит источник постоянного напряжения питания, N идентичных блоков ключей с гальванической развязкой, входы которых связаны со входами устройства, положительный выход каждого из ключей с гальванической развязкой подключен ко входу одного из N идентичных блоков усилителей тока, общий провод каждого из блоков усилителей тока подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения питания, отрицательный полюс источника постоянного напряжения питания подключен к отрицательному выводу каждого из N ключей с гальванической развязкой и является выходом «общий» устройства.There is another scheme for multi-channel reception of control signals and the supply of output discrete signals [2]. This circuit contains a source of constant supply voltage, N identical blocks of switches with galvanic isolation, the inputs of which are connected to the inputs of the device, the positive output of each of the switches with galvanic isolation is connected to the input of one of the N identical blocks of current amplifiers, the common wire of each of the blocks of current amplifiers is connected to the positive pole of the DC supply voltage source, the negative pole of the DC supply voltage source is connected to the negative output of each of the N keys with galvanic isolation and is the “common” output of the device.

Данная схема наиболее близка к схеме предлагаемого многоканального устройства съема и подачи двухполярных логических сигналов и принята за прототип. Первый недостаток данной схемы состоит том, что она обеспечивает выходной сигнал только положительной полярности и не может обеспечить выходной сигнал отрицательной полярности на своем выходе относительно выхода «общий» данного устройства. Второй недостаток данной схемы состоит в том, что она управляется со стороны входа устройства только положительным управляющим логическим сигналом относительно входа «общий» и не может управляться с того же входа устройства еще и отрицательным управляющим логическим сигналом относительно входа «общий». Третий недостаток данной схемы -отсутствие световой индикации прихода входного логического сигнала и световой индикации выдачи выходного логического сигнала устройства. Четвертый недостаток данной схемы - отсутствие возможности задать ограничение выходного тока в каждом канале устройства на требуемом уровне. Пятый недостаток - схема не имеет защиты от переполюсировки напряжения питания.This scheme is closest to the scheme of the proposed multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals and is taken as a prototype. The first disadvantage of this circuit is that it only provides a positive polarity output and cannot provide a negative polarity output at its output relative to the device's "common" output. The second disadvantage of this circuit is that it is controlled from the input of the device only by a positive control logic signal relative to the input "common" and cannot be controlled from the same input of the device also by a negative control logic signal relative to the input "common". The third disadvantage of this scheme is the absence of light indication of the arrival of the input logic signal and light indication of the output logic signal of the device. The fourth disadvantage of this scheme is the inability to set the output current limit in each device channel at the required level. The fifth drawback is that the circuit does not have protection against reverse polarity of the supply voltage.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение многоканального съема как положительных, так и отрицательных управляющих логических сигналов от N каналов дискретного вывода типа «сухой контакт» со световой индикацией приема логического сигнала в каждом канале, с возможностью переключения полярности питающего напряжения указанных каналов, а также выдачу выходных логических сигналов как положительной, так и отрицательной полярности с выходов устройства, на входы пассивных каналов дискретного ввода с числом каналов N с возможностью ограничения выходного тока на N выходах предложенного устройства на требуемом уровне и световой индикацией подачи выходных сигналов в каждом канале и возможностью переключения полярности напряжения сигнала на входах каналов дискретного ввода, обеспечение возможности регулирования уровня выходного напряжения логического сигнала на выходах в широких пределах и обеспечение защиты от переполюсировки полярности внешнего источника питания.The purpose of the invention is to provide multi-channel pickup of both positive and negative control logic signals from N channels of a discrete output of the "dry contact" type with a light indication of the reception of a logic signal in each channel, with the possibility of switching the polarity of the supply voltage of these channels, as well as the issuance of output logic signals of both positive and negative polarity from the outputs of the device to the inputs of passive channels of discrete input with the number of channels N with the possibility of limiting the output current at the N outputs of the proposed device at the required level and light indication of the output signals in each channel and the possibility of switching the polarity of the signal voltage at the inputs of discrete input channels, providing the ability to control the level of the output voltage of the logic signal at the outputs over a wide range and providing protection against polarity reversal of the polarity of the external power supply.

Для достижения поставленных целей в схему прототипа, содержащую источник постоянного напряжения питания, N идентичных блоков ключей с гальванической развязкой, входы которых связаны со входами устройства, положительный выход каждого из ключей с гальванической развязкой подключен ко входу одного из N блоков усилителей тока, общий провод каждого из блоков усилителей тока подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения питания, отрицательный полюс источника постоянного напряжения питания подключен к отрицательному выводу каждого из N ключей с гальванической развязкой и является выходом «общий» устройства, дополнительно введены: блок защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току (2), на входы которого подается положительное постоянное напряжение питания от источника постоянного напряжения питания, выполненного в виде внешнего источника постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением (1), блок задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), входы которого соединены с выходами блока защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току, блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией (7), входы которого соединены со входами блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), блок задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода (4), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9), соединенные таким образом, что положительный выход блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), подключен ко входам N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5) через диоды (29, 37), установленные в этих блоках, выходы N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току подключены ко входам N идентичных блоков ключей с гальванической развязкой (6), выполненных в виде N идентичных блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой, а отрицательный выход блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), подключен к N выходам «общий», являющихся выходами «общий» устройства, при этом положительный выход блока задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), соединен с N входами блоков усилителей тока (10), выполненных в виде N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока, а отрицательный выход блока задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), соединен с выходом «общий» N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10), являющихся входами «общий» устройства и соединен с N отрицательных входов N двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6), являющихся входами управления, а N выходов блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока соединены соответственно с N положительными входами, являющимися входами управления двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой, где N - число каналов дискретного вывода и каналов дискретного ввода, которое обслуживает описываемое многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов, при этом:To achieve the set goals, in the prototype circuit containing a constant voltage supply, N identical blocks of switches with galvanic isolation, the inputs of which are connected to the inputs of the device, the positive output of each of the switches with galvanic isolation is connected to the input of one of the N blocks of current amplifiers, the common wire of each of the current amplifier blocks is connected to the positive pole of the DC supply voltage source, the negative pole of the DC supply voltage source is connected to the negative output of each of the N switches with galvanic isolation and is the “common” output of the device, additionally introduced: overcurrent (2), the inputs of which are supplied with a positive constant supply voltage from a constant supply voltage source, made in the form of an external source of constant supply voltage with a variable output voltage (1), the block for setting the polarity of the input n discrete input channels voltage (3), the inputs of which are connected to the outputs of the protection unit against overvoltage and polarity reversal of the supply voltage and overcurrent, the voltage stabilization unit of the discrete output channels with galvanic isolation (7), the inputs of which are connected to the inputs of the block for setting the polarity of the input voltage channels discrete input (3), a block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of a discrete output of the "dry contact" type (8), N identical blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation (5), a block of light indication of positive and negative input voltage polarity for discrete input channels (4), a block of light indication of positive and negative voltage polarity of discrete output channels (9), connected in such a way that the positive output of the block for setting the input voltage polarity of discrete input channels (3) is connected to inputs N two identical blocks bipolar DC voltage sources with light indication of flowing current with current limitation (5) through diodes (29, 37) installed in these blocks, the outputs of N identical blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of flowing current with current limitation are connected to the inputs of N identical blocks of switches with galvanic isolation (6), made in the form of N identical blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation, and the negative output of the block for setting the polarity of the input voltage of discrete input channels (3) is connected to N outputs "common", which are the outputs "common » device, while the positive output of the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the “dry contact” type (8) is connected to the N inputs of the current amplifier blocks (10), made in the form of N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current, and the negative output of the polarity setting block to voltage supplied to the channels of a discrete output of the “dry contact” type (8), is connected to the “common” output of N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10), which are the inputs of the “common” device and is connected to N negative inputs N bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6), which are control inputs, and N outputs of blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current are connected respectively to N positive inputs, which are control inputs of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation, where N is the number of discrete channels output and discrete input channels, which serves the described multi-channel device for picking up and supplying bipolar logical signals, while:

1. каждый из N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой содержит диодный мост, соединенный со входом оптронной развязки, выполненной в виде двух управляемых ключевых элементов, включенных встречно последовательно, резистор, подключенный параллельно входу управления управляемых ключевых элементов и два двунаправленных TVS диода, подключенных к каждому из выходов управляющего элемента одним выводом, вторые выводы каждого из двунаправленных TVS диодов подключены к общему проводу коммутируемого сигнала;1. each of the N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation contains a diode bridge connected to the input of an optocoupler made in the form of two controlled key elements connected in opposite series, a resistor connected in parallel to the control input of the controlled key elements and two bidirectional TVS diodes connected to each of the outputs of the control element with one output, the second outputs of each of the bidirectional TVS diodes are connected to a common wire of the switched signal;

2. каждый из N блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току выполнен в виде двух параллельных ветвей, на входах которых установлены два разнонаправленных диода, соединенных со входом блока через самовосстанавливающийся предохранитель, причем каждая ветвь содержит два биполярных транзистора и два резистора, включенных по схеме с параллельной обратной связью по току, а так же светодиод, однонаправленный TVS диод, установленные разнонаправлено;2. each of the N blocks of bipolar constant voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation is made in the form of two parallel branches, at the inputs of which two multidirectional diodes are installed, connected to the input of the block through a self-restoring fuse, each branch contains two bipolar transistors and two resistors connected according to the scheme with parallel current feedback, as well as an LED, a unidirectional TVS diode, installed in different directions;

3. каждый из N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока выполнен в виде двух параллельных ветвей с общим входом управления, каждая из ветвей содержит два одинаково направленных диода, причем один из диодов каждой ветви соединен через самовосстанавливающийся предохранитель со входом блока, другой диод каждой ветви соединен с выходом блока, двунаправленный TVS диод подключен между входом управления и общим проводом блока, а диоды в разных ветвях установлены разнонаправленно;3. each of the N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current is made in the form of two parallel branches with a common control input, each of the branches contains two identically directed diodes, and one of the diodes of each branch is connected through a self-restoring fuse to the input of the block, the other the diode of each branch is connected to the output of the block, a bidirectional TVS diode is connected between the control input and the common wire of the block, and the diodes in different branches are installed in different directions;

4. блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией выполнен в виде конденсатора входного фильтра, DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, резистора подстройки выходного напряжения DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, конденсатор выходного фильтра DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, резистора, стабилизатора напряжения с возможностью подстройки выходного напряжения, подстроечный резистор для установки выходного напряжения стабилизатора напряжения, резистор, конденсатор выходного фильтра стабилизатора напряжения;4. The voltage stabilization unit of discrete output channels with galvanic isolation is made in the form of an input filter capacitor, a DC-DC converter with galvanic isolation, a resistor for adjusting the output voltage of a DC-DC converter with galvanic isolation, a capacitor for the output filter of a DC-DC converter with galvanic isolation, a resistor , a voltage regulator with the ability to adjust the output voltage, a tuning resistor for setting the output voltage of the voltage regulator, a resistor, a capacitor of the output filter of the voltage regulator;

5. блок задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3) соединен с блоком световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода (4);5. the block for setting the polarity of the input voltage of the channels of the discrete input (3) is connected to the block of light indication of the positive and negative polarity of the input voltage for the channels of the discrete input (4);

6. блок задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8) соединен с блоком световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9);6. the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the “dry contact” type (8) is connected to the block for light indication of the positive and negative polarity of the voltage of the channels of the discrete output (9);

7. диапазон напряжений уровня регулируемых логических сигналов внешнего источника постоянного напряжения составляет от минус 24 до минус 1,8 В при отрицательной полярности логического сигнала и от 1,8 до 24 В при положительной полярности логического сигнала.7. The voltage range of the level of regulated logic signals of an external DC voltage source is from minus 24 to minus 1.8 V with a negative polarity of the logic signal and from 1.8 to 24 V with a positive polarity of the logic signal.

Достигаемые технические результаты обеспечиваются полной совокупностью указанных существенных признаков, т.е. как построением всей схемы устройства, так и отдельных ее блоков. Обеспечение многоканального съема как положительных, так и отрицательных, т.е. двухполярных, управляющих логических сигналов от каналов дискретного вывода типа «сухой контакт» обусловлено тем, что технически решено условие прохождения сигналов по блокам схемы без искажений и ограничений.Achievable technical results are provided by the full set of these essential features, i.e. both by constructing the entire device circuit, and its individual blocks. Ensuring multi-channel pickup of both positive and negative, i.e. bipolar, control logical signals from discrete output channels of the "dry contact" type due to the fact that the condition of passing signals through the blocks of the circuit without distortion and restrictions is technically solved.

Схема выполнена в виде двух независимых участков цепи, связанных сигналами управления, первый участок цепи отвечает за подачу логических сигналов на выходы устройства, а второй участок цепи отвечает за подачу напряжения питания на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» от внешнего источника постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением.The circuit is made in the form of two independent sections of the circuit connected by control signals, the first section of the circuit is responsible for supplying logic signals to the outputs of the device, and the second section of the circuit is responsible for supplying voltage to the channels of a discrete output of the "dry contact" type from an external source of constant voltage supply with variable output voltage.

Напряжение питания первого участка цепи обеспечивается внешним источником постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением (1) и определяет уровень логических сигналов на N выходах устройства, то есть на входах N каналов дискретного ввода. Подача и выключение выходных логических сигналов на выходы устройства производится за счет управления двунаправленными, двухполярными ключами с гальванической развязкой (6.1-6.N) со входов N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N), а полярность сигналов на выходах устройства задается блоком задания полярности входного напряжения (3), подаваемого на каналы дискретного ввода, через N блоков двухполярных источников напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5.1-5.N) и через N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6.1-6.N).The supply voltage of the first section of the circuit is provided by an external source of constant voltage supply with a variable output voltage (1) and determines the level of logical signals at the N outputs of the device, that is, at the inputs of N discrete input channels. The supply and switching off of the output logic signals to the outputs of the device is carried out by controlling bidirectional, bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N) from the inputs of N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10.1-10.N), and the polarity signals at the outputs of the device is set by the block for setting the polarity of the input voltage (3) supplied to the discrete input channels, through N blocks of bipolar voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation (5.1-5.N) and through N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N).

Каждый из N блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5) выполнен в виде двух параллельных ветвей, на входах которых установлены два разнонаправленных диода, соединенных со входом блока через самовосстанавливающийся предохранитель, причем каждая ветвь содержит два биполярных транзистора и два резистора, включенных по схеме с параллельной обратной связью по току, а так же светодиод, однонаправленный TVS диод, установленные разнонаправлено и обеспечивает протекание тока как положительной, так и отрицательной направленности на N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической изоляцией, так и ограничение по току, которое обеспечивается путем выбора номинала сопротивления резисторов 33 и 41, подключенных параллельно р-n переходам биполярных транзисторов 32 и 40, соответственно (фиг. 5).Each of the N blocks of bipolar constant voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation (5) is made in the form of two parallel branches, at the inputs of which two multidirectional diodes are installed, connected to the input of the block through a self-restoring fuse, each branch contains two bipolar transistors and two resistors connected according to a scheme with parallel current feedback, as well as an LED, a unidirectional TVS diode, installed in different directions and provides current flow in both positive and negative directions to N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation, and limitation on current, which is provided by choosing the value of the resistance of resistors 33 and 41 connected in parallel to the p-n junctions of bipolar transistors 32 and 40, respectively (Fig. 5).

Каждый из N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6) содержит диодный мост, соединенный со входом оптронной развязки, выполненной в виде двух управляемых ключевых элементов, включенных встречно последовательно, резистор, подключенный параллельно входу управления управляемых ключевых элементов и два двунаправленных TVS диода, подключенных к каждому из выходов управляющего элемента одним выводом, вторые выводы каждого из двунаправленных TVS диодов подключены к общему проводу коммутируемого сигнала и обеспечивает прохождение сигнала в двух направлениях, причем полярность сигналов управления ключа, может быть как положительной, так и отрицательной за счет применения диодного моста.Each of the N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6) contains a diode bridge connected to the input of an optocoupler made in the form of two controlled key elements connected in opposite series, a resistor connected in parallel to the control input of the controlled key elements and two bidirectional TVS diodes, connected to each of the outputs of the control element with one output, the second outputs of each of the bidirectional TVS diodes are connected to the common wire of the switched signal and ensures the signal passes in two directions, and the polarity of the key control signals can be both positive and negative due to the use of a diode bridge .

Второй участок цепи, отвечает за подачу напряжения питания на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» от внешнего источника постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением (1) через блок стабилизации напряжения (7), блок задания полярности напряжения (8), подаваемого на каналы дискретного вывода и N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10) и прохождение логического сигнала от входов схемы на входы управления N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6). Блок стабилизации напряжения в этом участке цепи обеспечивает гальваническую развязку каналов дискретного вывода от источника питания и от каналов дискретного ввода и возможность подачи как положительных, так и отрицательных напряжений на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» независимо от полярности напряжения логических сигналов, подаваемых на каналы дискретного ввода.The second section of the circuit is responsible for supplying the supply voltage to the channels of the discrete output of the “dry contact” type from an external source of constant voltage supply with a variable output voltage (1) through the voltage stabilization unit (7), the voltage polarity setting unit (8) supplied to the channels discrete output and N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10) and the passage of a logical signal from the inputs of the circuit to the control inputs of N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6). The voltage stabilization unit in this section of the circuit provides galvanic isolation of the discrete output channels from the power source and from the discrete input channels and the possibility of supplying both positive and negative voltages to the discrete output channels of the "dry contact" type, regardless of the voltage polarity of the logic signals applied to the channels discrete input.

Каждый из N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока выполнен в виде двух параллельных ветвей с общим входом управления, каждая из ветвей содержит два одинаково направленных диода, причем один из диодов каждой ветви соединен через самовосстанавливающийся предохранитель со входом блока, другой диод каждой ветви соединен с выходом блока, двунаправленный TVS диод подключен между входом управления и общим проводом блока, а диоды в разных ветвях установлены разнонаправленно.Each of the N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current is made in the form of two parallel branches with a common control input, each of the branches contains two identically directed diodes, and one of the diodes of each branch is connected through a self-restoring fuse to the input of the block, the other diode of each branch is connected to the output of the block, a bidirectional TVS diode is connected between the control input and the common wire of the block, and the diodes in different branches are installed in different directions.

Уровень логического сигнала определяется напряжением внешнего источника постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением и также зависит от параметров и номиналов электронных элементов устройства и параметров внешнего источника питания. Уровень определяется тем, что описанные выше построение схемы и отдельных блоков устройства обеспечивает диапазон логического сигнала как в положительной, так и в отрицательной области. Предложенная схема многоканального устройства съема и подачи двухполярных логических сигналов позволяет принимать на входы и выдавать на выходы сигналы как положительной, так и отрицательной полярности, регулировать уровень напряжения выходных логических сигналов от 1,8 до 24 В и от минус 24 В до минус 1,8 В.The level of the logic signal is determined by the voltage of the external DC supply voltage source with a variable output voltage and also depends on the parameters and ratings of the electronic elements of the device and the parameters of the external power supply. The level is determined by the fact that the construction of the circuit and individual blocks of the device described above ensures the range of the logical signal in both the positive and negative regions. The proposed scheme of a multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals allows you to receive inputs and output signals of both positive and negative polarity, adjust the voltage level of output logic signals from 1.8 to 24 V and from minus 24 V to minus 1.8 AT.

На фиг. 1 приведена блок-схема заявленного Многоканального устройства съема и подачи двухполярных логических сигналов, а далее на чертежах фиг. 2-фиг. 10 приведены примеры выполнения каждого блока.In FIG. 1 shows a block diagram of the claimed multi-channel device for picking up and supplying bipolar logical signals, and then in the drawings of FIG. 2-fig. 10 shows examples of the execution of each block.

На чертеже фиг. 1 и далее в тексте обозначены блоки:In the drawing of FIG. 1 and further in the text blocks are indicated:

1 - внешний источник постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением;1 - external source of constant supply voltage with variable output voltage;

2 - блок защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току;2 - block of protection against excess and reversal of supply voltage and overcurrent;

3 - блок задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода;3 - block for setting the polarity of the input voltage of the discrete input channels;

4 - блок световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода;4 - block of light indication of positive and negative input voltage polarity for discrete input channels;

5 - блок двунаправленных двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току5 - block of bidirectional bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation

6 - блок двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой с 1 по N;6 - block of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation from 1 to N;

7 - блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией;7 - voltage stabilization unit for discrete output channels with galvanic isolation;

8 - блок задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт»;8 - block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the "dry contact" type;

9 - блок световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода;9 - block of light indication of positive and negative voltage polarity of discrete output channels;

10 - блок двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока с 1 по N.10 - block of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current from 1 to N.

Устройство содержит внешний источник постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением (1), который является входом предложенного устройства и соединен с блоком защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току (2), блок переключения полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), вход которого соединен с выходом блока защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току (2) и со входом блока стабилизатора напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией (7), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода (4), вход которого соединен с выходом блока переключения полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3) и входами двунаправленных двухполярных источников постоянного напряжения с ограничением уровня выходного тока и со световой индикацией протекающего тока (5.1-5.N), соединенных с блоками двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6.1-6.N), выходы которых являются выходами предложенного устройства, управляющий вход каждого блока двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6.1-6.N) соединен с соответствующим выходом блока двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N), блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией (7), блок переключения полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), вход которого соединен с выходом блока стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией (7), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9), вход которого соединен с выходом блока переключения полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), блоки двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N), все входы которых соединены с выходом блока световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9), каждый вход блока двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N) соединен с одним из выходов каналов дискретного вывода типа «сухой контакт» и является одним из входов предлагаемого устройства, где N - число каналов дискретного вывода и каналов дискретного ввода, которое обслуживает описываемое многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов.The device contains an external source of constant voltage supply with a variable output voltage (1), which is the input of the proposed device and is connected to the block for protection against overvoltage and reversal of the supply voltage and overcurrent (2), the block for switching the polarity of the input voltage of the discrete input channels (3) , the input of which is connected to the output of the protection unit against overvoltage and polarity reversal of the supply voltage and overcurrent (2) and to the input of the voltage stabilizer unit of discrete output channels with galvanic isolation (7), the unit of light indication of positive and negative input voltage polarity for discrete input channels (4), the input of which is connected to the output of the block for switching the polarity of the input voltage of the discrete input channels (3) and the inputs of bidirectional bipolar DC voltage sources with output current level limitation and with light indication of the flowing current (5.1-5.N), connected to the bidirectional blocks d bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N), the outputs of which are the outputs of the proposed device, the control input of each block of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N) is connected to the corresponding output of the block of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10.1-10.N), a block for voltage stabilization of channels of a discrete output with galvanic isolation (7), a block for switching the polarity of the voltage supplied to the channels of a discrete output of the “dry contact” type (8), the input of which is connected to the output of a voltage stabilization block for channels digital output with galvanic isolation (7), block of light indication of positive and negative voltage polarity of the channels of the discrete output (9), the input of which is connected to the output of the block for switching the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the "dry contact" type (8), blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication th flowing current (10.1-10.N), all inputs of which are connected to the output of the block of light indication of positive and negative polarity of the voltage of the discrete output channels (9), each input of the block of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10.1-10.N ) is connected to one of the outputs of the discrete output channels of the "dry contact" type and is one of the inputs of the proposed device, where N is the number of discrete output channels and discrete input channels that serves the described multi-channel device for picking up and supplying bipolar logical signals.

Приведенные ниже примеры подтверждают, но не ограничивают предлагаемое изобретение.The following examples confirm, but do not limit the present invention.

На фиг. 2 приведен пример реализации схемы блока защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току. Схема содержит: самовосстанавливающийся предохранитель 11, выключатель питания устройства 12, диод Шоттки 13, однонаправленный TVS диод 14.In FIG. Figure 2 shows an example of the implementation of a protection block circuit against overvoltage and polarity reversal of the supply voltage and overcurrent. The circuit contains: resettable fuse 11, device power switch 12, Schottky diode 13, unidirectional TVS diode 14.

На фиг. 3 приведен пример реализации схемы блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода. Схема содержит сдвоенный переключатель на два положения 15.In FIG. Figure 3 shows an example of the implementation of the block diagram for setting the polarity of the input voltage of the discrete input channels. The circuit contains a dual switch for two positions 15.

На фиг. 4 приведен пример реализации схемы блока световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода. Схема содержит: диоды 17, 26, микросхемы источников стабильного тока 18, 25, задаваемого внешними элементами, токозадающие резисторы 9, 24, резисторы 20, 23, ограничивающие рассеиваемую мощность микросхем источников стабильного тока, бирюзовый светодиод 21, оранжевый светодиод 22, однонаправленные TVS диоды 16, 27.In FIG. Figure 4 shows an example of the implementation of the block diagram of the light indication of the positive and negative polarity of the input voltage for discrete input channels. The circuit contains: diodes 17, 26, stable current source chips 18, 25, set by external elements, current-setting resistors 9, 24, resistors 20, 23, limiting the power dissipation of stable current source chips, turquoise LED 21, orange LED 22, unidirectional TVS diodes 16, 27.

На фиг. 5 приведен пример реализации схемы блока двунаправленного двухполярного источника постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока. Схема содержит: конденсатор 28, диоды 29, 37, резисторы 30, 33, 35, 38, 41, 43, NPN транзисторы 31, 32, PNP транзисторы 39, 40, зеленый светодиод 34, красный светодиод 42, однонаправленные TVS диоды 36, 44, самовосстанавливающийся предохранитель 45.In FIG. Figure 5 shows an example of the implementation of a block diagram of a bidirectional bipolar DC voltage source with a light indication of the flowing current. The circuit contains: capacitor 28, diodes 29, 37, resistors 30, 33, 35, 38, 41, 43, NPN transistors 31, 32, PNP transistors 39, 40, green LED 34, red LED 42, unidirectional TVS diodes 36, 44 , resettable fuse 45.

На фиг. 6 приведен пример реализации схемы блока двунаправленного двухполярного ключа с гальванической развязкой. Схема содержит: диодный мост 46, резистор 47, микросхему ключа с гальванической развязкой 34, двунаправленные TVS диоды 49, 50.In FIG. 6 shows an example of the implementation of a block diagram of a bidirectional bipolar switch with galvanic isolation. The circuit contains: a diode bridge 46, a resistor 47, a key chip with galvanic isolation 34, bidirectional TVS diodes 49, 50.

На фиг 7 приведен пример реализации схемы блока стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией. Схема содержит: конденсатор входного фильтра DC-DC конвертора с гальванической изоляцией 51, DC-DC конвертор с гальванической изоляцией 52, резистор подстройки выходного напряжения DC-DC конвертора с гальванической изоляцией 53, конденсатор выходного фильтра DC-DC конвертора с гальванической изоляцией 54, резистор 55, стабилизатор напряжения с возможностью подстройки выходного напряжения 56, подстроечный резистор для установки выходного напряжения стабилизатора напряжения 57, резистор 59, конденсатор выходного фильтра стабилизатора напряжения 58.Figure 7 shows an example of the implementation of the voltage stabilization unit circuit for discrete output channels with galvanic isolation. The circuit contains: galvanic isolation DC-DC converter input filter capacitor 51, galvanic isolation DC-DC converter 52, galvanic isolation DC-DC converter output voltage adjustment resistor 53, galvanic isolation DC-DC converter output filter capacitor 54, resistor 55, a voltage regulator with the ability to adjust the output voltage 56, a tuning resistor for setting the output voltage of the voltage regulator 57, a resistor 59, a voltage regulator output filter capacitor 58.

На фиг 8 приведен пример реализации схемы блока задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт». Схема содержит: спаренный переключатель на два положения 60, однонаправленный TVS диод 61.Figure 8 shows an example of the implementation of the block diagram for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the "dry contact" type. The circuit contains: a paired two-position switch 60, a unidirectional TVS diode 61.

На фиг. 9 приведен пример реализации схемы блока световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода. Схема содержит: диоды 63, 72, микросхемы источников стабильного тока, задаваемого внешними элементами 64, 71, токозадающие резисторы 65, 70, резисторы, ограничивающие рассеиваемую мощность микросхем источников стабильного тока 66, 69, белый светодиод 67, фиолетовый светодиод 68, однонаправленные TVS диоды 62, 73.In FIG. Figure 9 shows an example of the implementation of the block diagram of the light indication of the positive and negative polarity of the voltage of the channels of the discrete output. The circuit contains: diodes 63, 72, microcircuits of stable current sources set by external elements 64, 71, current-setting resistors 65, 70, resistors limiting the power dissipation of microcircuits of stable current sources 66, 69, white LED 67, purple LED 68, unidirectional TVS diodes 62, 73.

На фиг. 10 приведен пример реализации схемы блока двунаправленного двухполярного усилителя тока со световой индикацией протекающего тока. Схема содержит: конденсатор 74, диоды 75, 83, 85, 92, двунаправленный TVS диод 78, резисторы 76, 77, 79, 81, 86, 87, 89, 88, PNP транзистор 80, желтый светодиод 82, однонаправленные TVS диоды 84, 93, NPN транзистор 90, синий светодиод 91, самовосстанавливающийся предохранитель 94.In FIG. 10 shows an example of the implementation of a block diagram of a bidirectional bipolar current amplifier with a light indication of the flowing current. The circuit contains: capacitor 74, diodes 75, 83, 85, 92, bidirectional TVS diode 78, resistors 76, 77, 79, 81, 86, 87, 89, 88, PNP transistor 80, yellow LED 82, unidirectional TVS diodes 84, 93, NPN transistor 90, blue LED 91, resettable fuse 94.

Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов работает следующим образом. Входные логические сигналы с N выходов модулей дискретного вывода типа «сухой контакт» или от N датчиков типа «сухой контакт» приходят на входы блока двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N). Сигналы усиливаются усилителями тока со световой индикацией протекающего тока (10.1-10.N) после чего усиленные токовые сигналы попадают на управляющие входы блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6.1-6.N) и вызывают их срабатывание. При срабатывании двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6.1-6.N) сигнал в виде импульса напряжения с выходов двунаправленных двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока и ограничением протекающего тока (5.1-5.N) попадают на N входов каналов дискретного ввода и вызывают срабатывание каналов дискретного ввода.Multi-channel pickup and supply of bipolar logic signals operates as follows. Input logic signals from N outputs of discrete output modules of the "dry contact" type or from N sensors of the "dry contact" type come to the inputs of the block of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current (10.1-10.N). The signals are amplified by current amplifiers with light indication of the flowing current (10.1-10.N), after which the amplified current signals enter the control inputs of the blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N) and cause them to operate. When bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6.1-6.N) are triggered, the signal in the form of a voltage pulse from the outputs of bidirectional bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current and limiting the flowing current (5.1-5.N) gets to N inputs of discrete input channels and trigger discrete input channels.

Устройство обеспечивает различную световую индикацию подачи входного логического сигнала от канала дискретного вывода типа «сухой контакт» как при положительном, так и при отрицательном напряжении питания канала дискретного вывода типа «сухой контакт» на входы устройства и различную световую индикацию протекания выходного тока при подаче логических сигналов положительной и отрицательной полярности на входы каналов дискретного ввода.The device provides various light indications of the input logic signal from the discrete output channel of the "dry contact" type, both with positive and negative supply voltage of the discrete output channel of the "dry contact" type to the inputs of the device and various light indications of the flow of output current when logic signals are applied positive and negative polarity to the inputs of discrete input channels.

Устройство позволяет использовать четыре режима работы:The device allows you to use four modes of operation:

- положительное напряжение на N выходах модулей дискретного вывода типа «сухой контакт» и положительная полярность логических сигналов на входах модулей дискретного ввода;- positive voltage at N outputs of discrete output modules of the "dry contact" type and positive polarity of logical signals at the inputs of discrete input modules;

- отрицательное напряжение на N выходах модулей дискретного вывода типа «сухой контакт» и отрицательная полярность логических сигналов на входах модулей дискретного ввода;- negative voltage at N outputs of discrete output modules of the "dry contact" type and negative polarity of logical signals at the inputs of discrete input modules;

- положительное напряжение на N выходах модулей дискретного вывода типа «сухой контакт» и отрицательная полярность логических сигналов на входах модулей дискретного ввода;- positive voltage at N outputs of discrete output modules of the "dry contact" type and negative polarity of logical signals at the inputs of discrete input modules;

- отрицательное напряжение на N выходах модулей дискретного вывода типа «сухой контакт» и положительная полярность логических сигналов на входах модулей дискретного ввода.- negative voltage at N outputs of discrete output modules of the "dry contact" type and positive polarity of logic signals at the inputs of discrete input modules.

Используя предложенную в заявке структурную схему устройства, был изготовлен модуль для проверки каналов дискретного ввода-вывода.Using the block diagram of the device proposed in the application, a module was made for testing discrete I/O channels.

Получена следующая совокупность параметров:The following set of parameters has been obtained:

количество проверяемых каналов дискретного вывода 16,number of tested discrete output channels 16,

количество проверяемых каналов дискретного ввода 16,number of tested discrete input channels 16,

уровень логического сигнала на входах каналов дискретного ввода:logic signal level at the inputs of discrete input channels:

от минус 24 до минус 1,8 В при отрицательной полярности логического сигнала иfrom minus 24 to minus 1.8 V with a negative polarity of the logical signal and

от 1,8 до 24 В при положительной полярности логического сигнала,1.8 to 24 V with positive logic signal polarity,

разноцветная световая индикация при подаче сигналов положительной и отрицательной полярности как на вход, так и на выход предложенной схемы устройства.multi-colored light indication when signals of positive and negative polarity are applied both to the input and output of the proposed device circuit.

Источники информацииSources of information

1. Рыбаков С.И., Алексеев К.А. Схемотехника дискретных модулей ввода-вывода программируемых логических контроллеров. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, том 1, № 12, 2016 г., стр. 711-713.1. Rybakov S.I., Alekseev K.A. Circuitry of discrete input-output modules of programmable logic controllers. Actual problems of aviation and astronautics, volume 1, no. 12, 2016, pp. 711-713.

2. Схема блока сопряжения LPN порта ПК с блоком электроуправляемых клапанов робота-манипулятора РФ-202М.Fig. 2. Scheme of the interface block of the LPN port of the PC with the block of electrically controlled valves of the robotic manipulator RF-202M.

https://studbooks.net/2341073/tehnika/blok_elktricheskih_klyucheyhttps://studbooks.net/2341073/tehnika/blok_elktricheskih_klyuchey

Claims (8)

1. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов, содержащее источник постоянного напряжения питания, N идентичных блоков ключей с гальванической развязкой (6), входы которых связаны со входами устройства, положительный выход каждого из ключей с гальванической развязкой подключен ко входу одного из N идентичных блоков усилителей тока (10), общий провод каждого из блоков усилителей тока подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения питания, отрицательный полюс источника постоянного напряжения питания подключен к отрицательному выводу каждого из N ключей с гальванической развязкой и является выходом «общий» устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены: блок защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току (2), на входы которого подается положительное постоянное напряжение питания от источника постоянного напряжения питания, выполненного в виде внешнего источника постоянного напряжения питания с изменяемым выходным напряжением (1), блок задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3), входы которого соединены с выходами блока защиты от превышения и переполюсировки напряжения питания и перегрузок по току, блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией (7), входы которого соединены со входами блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода, блок задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода (4), блок световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9), соединенные таким образом, что положительный выход блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3) подключен ко входам N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току (5) через диоды (29, 37), установленные в этих блоках, выходы N идентичных блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току подключены ко входам N идентичных блоков ключей с гальванической развязкой (6), выполненных в виде N идентичных блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой, а отрицательный выход блока задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3) подключен к N выходам «общий» ключей с гальванической развязкой (6), являющихся выходами «общий» устройства, при этом положительный выход блока задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), соединен с N входами блоков усилителей тока (10), выполненных в виде N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока, а отрицательный выход блока задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), соединен с выходом «общий» N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока (10), являющихся входами «общий» устройства, и соединен с N отрицательных входов N двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой (6), являющихся входами управления, а N выходов блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока соединены соответственно с N положительными входами, являющимися входами управления двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой, где N - число каналов дискретного вывода и каналов дискретного ввода, которое обслуживает описываемое многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов.1. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logical signals, containing a source of constant voltage supply, N identical blocks of switches with galvanic isolation (6), the inputs of which are connected to the inputs of the device, the positive output of each of the switches with galvanic isolation is connected to the input of one of N identical blocks of current amplifiers (10), the common wire of each of the blocks of current amplifiers is connected to the positive pole of the DC supply voltage source, the negative pole of the DC supply voltage source is connected to the negative terminal of each of the N switches with galvanic isolation and is the “common” output of the device, which differs in that , which is additionally introduced: a protection unit against overvoltage and polarity reversal of the supply voltage and overcurrent (2), the inputs of which are supplied with a positive constant supply voltage from a constant supply voltage source, made in the form of an external constant supply voltage source with a change output voltage (1), a block for setting the polarity of the input voltage of the discrete input channels (3), the inputs of which are connected to the outputs of the block for protection against overvoltage and polarity reversal of the supply voltage and overcurrent, the voltage stabilization unit for the channels of the discrete output with galvanic isolation (7), the inputs of which are connected to the inputs of the block for setting the polarity of the input voltage of the discrete input channels, the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the "dry contact" type (8), N identical blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation ( 5), block of light indication of positive and negative polarity of input voltage for discrete input channels (4), block of light indication of positive and negative polarity of voltage of channels of discrete output (9), connected in such a way that the positive output of the block for setting the polarity of input voltage channels specific input (3) is connected to the inputs of N identical blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation (5) through diodes (29, 37) installed in these blocks, the outputs of N identical blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of the flowing current with current limitation are connected to the inputs of N identical blocks of switches with galvanic isolation (6), made in the form of N identical blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation, and the negative output of the block for setting the polarity of the input voltage of the discrete input channels (3) is connected to N outputs of the "common" keys with galvanic isolation (6), which are the outputs of the "common" device, while the positive output of the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the "dry contact" type (8) is connected to the N inputs of the current amplifier blocks (10), made in the form of N blocks of bidirectional bipolar amplifier current with a light indication of the flowing current, and the negative output of the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the “dry contact” type (8) is connected to the “common” output of N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with a light indication of the flowing current (10) , which are inputs of the "common" device, and is connected to N negative inputs of N bidirectional bipolar switches with galvanic isolation (6), which are control inputs, and N outputs of blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with light indication of the flowing current are connected, respectively, to N positive inputs, which are control inputs of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation, where N is the number of discrete output channels and discrete input channels that serves the described multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals. 2. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что каждый из N блоков двунаправленных двухполярных ключей с гальванической развязкой содержит диодный мост, соединенный со входом оптронной развязки, выполненной в виде двух управляемых ключевых элементов, включенных встречно последовательно, резистор, подключенный параллельно входу управления управляемых ключевых элементов, и два двунаправленных TVS диода, подключенных к каждому из выходов управляющего элемента одним выводом, вторые выводы каждого из двунаправленных TVS диодов подключены к общему проводу коммутируемого сигнала.2. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that each of the N blocks of bidirectional bipolar switches with galvanic isolation contains a diode bridge connected to the input of an optocoupler made in the form of two controlled key elements connected in opposite series , a resistor connected in parallel to the control input of controlled key elements, and two bidirectional TVS diodes connected to each of the outputs of the control element with one output, the second outputs of each of the bidirectional TVS diodes are connected to a common wire of the switched signal. 3. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что каждый из N блоков двухполярных источников постоянного напряжения со световой индикацией протекающего тока с ограничением по току выполнен в виде двух параллельных ветвей, на входах которых установлены два разнонаправленных диода (29, 37), соединенных со входом блока через самовосстанавливающийся предохранитель, причем каждая ветвь содержит два биполярных транзистора и два резистора, включенных по схеме с параллельной обратной связью по току, а также светодиод, однонаправленный TVS диод, установленные разнонаправлено.3. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that each of the N blocks of bipolar DC voltage sources with light indication of the current flowing with current limitation is made in the form of two parallel branches, at the inputs of which two multidirectional diodes are installed (29, 37) connected to the input of the block through a self-restoring fuse, each branch contains two bipolar transistors and two resistors connected according to a parallel current feedback circuit, as well as an LED, a unidirectional TVS diode, installed in different directions. 4. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что каждый из N блоков двунаправленных двухполярных усилителей тока со световой индикацией протекающего тока выполнен в виде двух параллельных ветвей с общим входом управления, каждая из ветвей содержит два одинаково направленных диода, причем один из диодов каждой ветви соединен через самовосстанавливающийся предохранитель со входом блока, другой диод каждой ветви соединен с выходом блока, двунаправленный TVS диод подключен между входом управления и общим проводом блока, а диоды в разных ветвях установлены разнонаправленно.4. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that each of the N blocks of bidirectional bipolar current amplifiers with a light indication of the flowing current is made in the form of two parallel branches with a common control input, each of the branches contains two identically directed diode, and one of the diodes of each branch is connected through a resettable fuse to the input of the block, the other diode of each branch is connected to the output of the block, a bidirectional TVS diode is connected between the control input and the common wire of the block, and the diodes in different branches are installed in different directions. 5. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что блок стабилизации напряжения каналов дискретного вывода с гальванической изоляцией выполнен в виде конденсатора входного фильтра, DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, резистора подстройки выходного напряжения DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, конденсатора выходного фильтра DC-DC конвертора с гальванической изоляцией, резистора, стабилизатора напряжения с возможностью подстройки выходного напряжения, подстроечного резистора для установки выходного напряжения стабилизатора напряжения, резистора, конденсатора выходного фильтра стабилизатора напряжения.5. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that the voltage stabilization unit of the discrete output channels with galvanic isolation is made in the form of an input filter capacitor, a DC-DC converter with galvanic isolation, a resistor for adjusting the DC-DC output voltage converter with galvanic isolation, output filter capacitor DC-DC converter with galvanic isolation, resistor, voltage regulator with the ability to adjust the output voltage, trimmer resistor for setting the output voltage of the voltage stabilizer, resistor, output filter capacitor of the voltage stabilizer. 6. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что блок задания полярности входного напряжения каналов дискретного ввода (3) соединен с блоком световой индикации положительной и отрицательной полярности входного напряжения для каналов дискретного ввода (4).6. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that the block for setting the polarity of the input voltage of the channels of the discrete input (3) is connected to the block of light indication of the positive and negative polarity of the input voltage for the channels of the discrete input (4). 7. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что блок задания полярности напряжения, подаваемого на каналы дискретного вывода типа «сухой контакт» (8), соединен с блоком световой индикации положительной и отрицательной полярности напряжения каналов дискретного вывода (9).7. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that the block for setting the polarity of the voltage supplied to the channels of the discrete output of the “dry contact” type (8) is connected to the block for light indication of the positive and negative polarity of the voltage of the channels of the discrete output (9). 8. Многоканальное устройство съема и подачи двухполярных логических сигналов по п. 1, отличающееся тем, что диапазон напряжений уровня регулируемых логических сигналов внешнего источника постоянного напряжения составляет от минус 24 до минус 1,8 В при отрицательной полярности логического сигнала и от 1,8 до 24 В при положительной полярности логического сигнала.8. A multi-channel device for picking up and supplying bipolar logic signals according to claim 1, characterized in that the voltage range of the level of adjustable logic signals of an external DC voltage source is from minus 24 to minus 1.8 V with a negative polarity of the logic signal and from 1.8 to 24 V with positive logic signal polarity.
RU2020109675A 2020-03-05 Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals RU2772740C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772740C1 true RU2772740C1 (en) 2022-05-25

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7683654B2 (en) * 2003-04-30 2010-03-23 Analog Devices, Inc. Signal isolators using micro-transformers
RU2444840C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Commutator of power supply buses
RU2618356C1 (en) * 2015-11-20 2017-05-03 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels
RU2714224C1 (en) * 2019-09-10 2020-02-13 Акционерное общество "ПКК МИЛАНДР" Data transmission device with galvanic isolation by means of pulse transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7683654B2 (en) * 2003-04-30 2010-03-23 Analog Devices, Inc. Signal isolators using micro-transformers
RU2444840C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Commutator of power supply buses
RU2618356C1 (en) * 2015-11-20 2017-05-03 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels
RU2714224C1 (en) * 2019-09-10 2020-02-13 Акционерное общество "ПКК МИЛАНДР" Data transmission device with galvanic isolation by means of pulse transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5534768A (en) Regulated power supply having wide input AC/DC voltage range
US20090212717A1 (en) Power Supply System and Method for the Operation of an Electrical Load
WO2014078677A1 (en) Wide common mode range transmission gate
CN111033989A (en) Control circuit and power conversion device
EP3021090A1 (en) I/o module
RU2772740C1 (en) Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals
EP0268345A2 (en) Matching current source
US11943853B2 (en) Full voltage sampling circuit, driving chip, LED driving circuit and sampling method
JP5258199B2 (en) LED drive circuit
CN106921379B (en) Input circuit
JP2019004556A (en) Current control circuit, and power supply management circuit employing the same
CN111799753A (en) Device and method for overvoltage protection
JPS61254070A (en) Electronic load device
EP1882308B1 (en) Integrated driver circuit structure
US4166962A (en) Current mode D/A converter
JP4263107B2 (en) Switching circuit for generating adjustable output characteristic curves
Dodge Series-Connected JFETs in Active Current Limiter
SU1220080A1 (en) Controlled a.c.voltage-to-a.c.voltage converter
US20060133601A1 (en) Supply circuit for supplying a two-wire line
CN220874518U (en) MOSFET electronic switch integrated module
US10673396B1 (en) Series-connected FETs in active linear mode
SU866551A1 (en) Programmable high-voltage dc voltage stabilizer
SU1310998A1 (en) Voltage-to-current converter
KR200240965Y1 (en) Automatic Voltage Regulator Using High Speed Switching Element
WO2005036712A1 (en) Dynamic control of power converter output voltage slew rate