SU1458969A1 - Contactless switch - Google Patents

Contactless switch Download PDF

Info

Publication number
SU1458969A1
SU1458969A1 SU874282409A SU4282409A SU1458969A1 SU 1458969 A1 SU1458969 A1 SU 1458969A1 SU 874282409 A SU874282409 A SU 874282409A SU 4282409 A SU4282409 A SU 4282409A SU 1458969 A1 SU1458969 A1 SU 1458969A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
oscillations
winding
loop
oscillator
capacitor
Prior art date
Application number
SU874282409A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Гончар
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Технической Механики Ан Усср
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 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Технической Механики Ан Усср filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Технической Механики Ан Усср
Priority to SU874282409A priority Critical patent/SU1458969A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1458969A1 publication Critical patent/SU1458969A1/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в электронных системах слежени  за положением объекта, например в путевых переключател х, устройствах аварийного контрол  и т.д. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства, а именно увеличение дальности его действи  и расширение диапазона изменени  величины дифферешщала хода, за счет использовани  ключевого режима бипол рного транзистора, что позвол ет независимо устанавливать положение точек включени  и выключени  устройства и величину дифференциала хода. Цель достигаетс  путем введени  в активный элемент генератора 1 магнитоэлектрических колебаний дополнительно бипол рного транзистора 7 и второго дроссел  8. Выключатель содержит также контурную обмотку 2, обмотку 3 обратной св зи, контурный конденсатор 4, первый дроссель 6, ферритовый сердечник 9. Въшоды 10 и 11 автогенератора 1 подключены к обкладкам конденсатора 12 фильтра. 2 ил. слThe invention relates to automation and can be used in electronic systems for tracking the position of an object, for example, in track switches, emergency control devices, etc. The aim of the invention is to expand the functionality of the device, namely increasing its range and expanding the range of variation of the magnitude of the course, by using the key mode of the bipolar transistor, which allows you to independently set the position of the device on and off points and the value of the path differential. The goal is achieved by introducing into the active element of generator 1 of magnetoelectric oscillations an additional bipolar transistor 7 and a second drosel 8. The switch also contains a loop winding 2, a feedback winding 3, a loop capacitor 4, a first choke 6, a ferrite core 9. Jacks 10 and 11 Oscillator 1 is connected to the capacitor plates 12 of the filter. 2 Il. cl

Description

II

,II

7/ 7 /

Изобретение относитс  к автома- тике и может бьггь использовано в электронных системах слежени  за пол.г)жением объекта, например в путевых переключател х, устройствах аварийного контрол  и охраны объектов .The invention relates to automation and can be used in electronic systems for tracking object location, for example, track switches, emergency control devices and object security devices.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей бесконтактного выключател , а именно увеличение дальности его действи  и расширение диапазона изменени  величины дифференциала хода (ширины петли гистерезиса при включении- выключении бесконтактного выключател ) , путем введени  в активный к;о- лебательньй контур автогенератора дополнительной параллельной цепи обратной св зи, выполненной на бипол р ном транзисторе с дросселем в цепи эмиттера, и использовани  ключевого режима бипол рного транзистора, что позвол ет независимо.устанавливать положение точки включени -выключени  бесконтактного выключател  (величину дальности работы) и величину дифференциала хода.The aim of the invention is to expand the functionality of a contactless switch, namely, increasing the range of its operation and expanding the range of variation of the stroke differential (width of the hysteresis loop when the contactless switch is turned on and off) by introducing an additional parallel circuit in the active generator of the oscillator. a bipolar transistor with a choke in the emitter circuit, and using the key mode of the bipolar transistor, which allows independently set the position of the on-off point of the proximity switch (work distance value) and the value of the travel differential.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема бесконтактного выключател ; на фиг о 2 - зависимость тока выходной шины от положени  (зазора) феррито- вого сердечника и объекта контрол  при различных значени х величин ин- дуктивностей первого и второго дрос- селей автогенератора.FIG. 1 is a schematic diagram of a proximity switch; FIG. 2 shows the dependence of the output bus current on the position (gap) of the ferrite core and the test object at different values of the inductances of the first and second throttle circuits of the autogenerator.

Весконтактньй выключатель содержит автогенератор 1 магнитоэлектрических колебаний, состо щий из последовательно соединенных контурной об- мотки 2 и обмотки 3 обратной св зи, контурного конденсатора 4, полевого транзистора 5, первого дроссел  6, бипол рного транзистора 7, второго дроссел  8 и ферритового сердечника 9. Вьюоды 10 и 11 автогенератора йодключены к обкладкам конденсатора 12 фильтра и пшне 13 источника питани  и выходной шине 14 соответстве но.The contact switch contains an oscillator 1 of magnetoelectric oscillations, consisting of series-connected loop winding 2 and feedback winding 3, loop capacitor 4, field-effect transistor 5, first drossel 6, bipolar transistor 7, second drossel 8 and ferrite core 9. Viewers 10 and 11 of the autogenerator are connected to the plates of the capacitor 12 of the filter and the pin 13 of the power supply and the output bus 14, respectively.

Автогенератор 1. выполнен по схеме индуктивной трехточки с использованием в качестве активного элемента параллельно соединенных полевого 5 и бипол рного 7 транзисторов, исток и эмиттер которых соответственно через первьй б и второй 8 дроссели подключены к точке соединени  обмоток 2 и 3 и одной из обютадок контур The self-oscillator 1. is made according to the inductive three-point scheme using as an active element parallel-connected field 5 and bipolar 7 transistors, the source and emitter of which, respectively, are connected to the connection point of windings 2 and 3 and one of the contours via the first and second 8 respectively.

20 20

96929692

ного конденсатора 4, затвор и база - к объединенным вторым вьгоодам контурной обмотки 2 и контурного конде.нса- е тора 4, а сток и коллектор - к одному из выводов 10 автогенератора 1. Второй вывод обмотки 3 обратной св зи подключен к второму вьшоду 11 автогенератора 1.the capacitor 4, the gate and the base are connected to the combined second inlets of the loop winding 2 and the loop terminal of torus 4, and the drain and collector are connected to one of the terminals 10 of the autogenerator 1. The second feedback winding terminal 3 is connected to the second gate 11 Oscillator 1.

10ten

5five

5five

20 20

0 5 0 5

0 0

5five

00

5five

Объект контрол  находитс  на некотором удалении от торца сердечника 9 I и в зависимости от этого рассто ни  вносит в колебательный контур, образованный контурным конденсатором 4 и контурной обмоткой 2, эквивалентное сопротивление, наличие которого ведет к затуханию колебаний в контуре; Если объект контрол  удален от сердечника 9, то сопротивление, вносимое в контур, минимально, добротность контура высока и возникшие колебани  имеют большую амплитуду.The control object is located at some distance from the end face of the core 9 I and, depending on this distance, introduces into the oscillatory circuit formed by the loop capacitor 4 and the loop winding 2 an equivalent resistance, the presence of which leads to damping of the oscillations in the loop; If the control object is removed from the core 9, then the resistance introduced into the circuit is minimal, the quality factor of the circuit is high and the resulting oscillations have a large amplitude.

Бесконтактный выключатель работает следующим образом.Contactless switch operates as follows.

При включении шины 13 источника питани  ток щютекает через каналWhen the power supply bus 13 is turned on, the current is pulling through the channel

полевого транзистора 5, дроссель 6, обмотку 3 обратной св зи и выходную шину 14 устройства. Через бипол рный транзистор 7 ток в это врем  не протекает , так как его переход база - эмиттер закорочен через контурнз обмотку 2 и второй дроссель 8, т.е. бипол рньй транзистор 7 закрыт. Однако ток, проход щий через канал полевого транзистора 5, протека  через обмотку 3, возбуйздает электромагнитные колебани  в параллельном контзфе, обр1азованном койтурной обмоткой 2 и контурным конденсатором 4. Колебани  в виде напр жени  поступают на затвор полевого транзистора 5, модулируют ток, протекающий через него и,соответственно , через первый дроссель б, которьй таким образом осуществл ет отрицательную обратную св зь по переменному току, . котора  повьшгает входное сопротивление полевого транзистора 5 и уменьшает величину сопротивлени , вносимого входной цепью полевого транзистора в колебательньй контзФ, т.е. не снижает его добротности . Бипол р 5ьй транзистор 7 по-прежнему закрыт и не оказывает вли ни  на услови  возбуждени  колебаний в контуре. Коэффициент усилени  полевого транзистора 5 определ етс  .величиной индуктивности первого дроссел  6 и ре зависит отfield-effect transistor 5, choke 6, feedback winding 3 and device output bus 14. Through the bipolar transistor 7, the current does not flow at this time, since its base-emitter junction is short-circuited by the coil 2 and the second choke 8, i.e. Bipole transistor 7 is closed. However, the current passing through the channel of the field-effect transistor 5, flowed through the winding 3, excites electromagnetic oscillations in a parallel contour, formed by the coytur winding 2 and the loop capacitor 4. The voltage oscillations enter the gate of the field-effect transistor 5, modulate the current flowing through it and, respectively, through the first choke b, which thus performs negative feedback on alternating current,. which increases the input resistance of the field-effect transistor 5 and reduces the resistance value introduced by the input circuit of the field-effect transistor to the oscillating contzF, i.e. does not reduce its quality factor. Bipol 5th transistor 7 is still closed and does not affect the conditions for the excitation of oscillations in the circuit. The gain of the field-effect transistor 5 is determined by the magnitude of the inductance of the first drossel 6 and pe depends on

разброса значений крутизны входной характеристики полевого транзистора the scatter of the values of the steepness of the input characteristics of the field-effect transistor

При увеличении амплитуды колебаний в контуре до величины, превьппакщей напр жение отпцрани  бипол рного транзистора 7 (т.е. окало 0,5 В) во врем  открьгоакидей полуволны колебаний, возникает ток базы транзистора 7, ко торьш вызывает импульс тока коллек- тора бипол рного транзистора 7, кото рьй проходит по цепи: шина 13 питани , вьшод 10 автогенератора 1, переход коллектор - эмиттер транзистора 7, второй дроссель 8, обмотка 3 обратной св зи, вывод 11 автогенератора 1, выходна  шина 14 устройства. Этот импульс тока в обмотке 3 обратной св зи подкачивает дополнительное количество энергии в колебательный контур, в результате чего увеличиваетс  амплитуда колебаний, -причем лавинообразно растет ток потреблени  устройства Затем в результате действи  отрицательной обратной св зи по переменному току, проход щему по второму дросселю 8, и нелинейности коэффициента усилени  бипол рного транзистора 7 по току устанавливаетс  стационарньй режим автоколебаний, соответствующий включенному состо нию выключател , когда через выходную шину 14 протекает значительный ток.As the amplitude of oscillations in the circuit increases to a value that exceeds the voltage of the bipolar transistor 7 (i.e., about 0.5 V), when the half-wave of the oscillations opens, the base current of the transistor 7 occurs, which causes a bipolar collector current pulse transistor 7, which passes through the circuit: power supply bus 13, output 10 of auto-oscillator 1, collector-emitter junction of transistor 7, second choke 8, feedback winding 3, output 11 of auto-oscillator 1, device output bus 14. This current pulse in the feedback winding 3 pumps additional energy into the oscillating circuit, as a result of which the amplitude of the oscillations increases, and the current consumption of the device increases avalanche. Then, as a result of the negative feedback on the alternating current passing through the second choke 8, and the nonlinearity of the gain of the bipolar transistor 7 over the current is established by the stationary mode of self-oscillations corresponding to the on state of the switch, when through the output bus 14 flows a considerable current.

Амплитуда стационарных колебаний определ етс  величиной вносимых пот терь (вносимое сопротивление) в колебательный контур со стороны объекта контрол  и глубиной отрицательной обратной св зи и слабо зависит от коэффициента усилени  по току транзистора 7, так как в цепи его эмиттера действует глубока  отрицательна  св зь по переменному току, котора  повьш1ает входное сопротивление транзистора 7, что не снижает добротности колебательного контура.The amplitude of the stationary oscillations is determined by the magnitude of the input loss (insertion resistance) in the oscillatory circuit from the control object and the depth of the negative feedback and weakly depends on the current gain of the transistor 7, since the negative variable in the circuit of its emitter current, which increases the input impedance of the transistor 7, which does not reduce the quality factor of the oscillating circuit.

После выхода генератора на стационарный режим работы бесконтактный выг ключатель готов к работе и находитс  во включенном состо нии (высокий уровень выходного сигнала).After the generator has reached the stationary mode of operation, the proximity switch is ready for operation and is in the on state (high output level).

При поднесении объекта контрол  к торцу ферритового сердечника 9 в объекте навод тс  вихревые токи, при э.трм увеличиваетс  вносимое в колебательный контур сопротивление, уменьшаетс  его добротность, что уменьша15When the control object is brought up to the end of the ferrite core 9, eddy currents are induced in the object, when the electrical field increases the resistance introduced into the oscillating circuit, decreases its Q-factor, which decreases

2020

..

Ю YU

30thirty

ет амплитуду электромагнитных колебаний .em amplitude of electromagnetic waves.

. На фиг. 2 показан вид изменени  выходного сигнала при уменьшении зазора между торцом сердечника 9 и объектом контрол . Включение в активный элемент автогенератора 1 параллельно соединенных бипол рного 7 и полевого 5 транзисторов позвол ет, использу  нелинейность их суммарной входной характеристики, получить гис- терезисный характер изменени  выходного сигнала при изменении положени  объекта контрол . Таким образом, по мере Приближени  объекта контрол  к сердечнику 9 вносимые потери достигают такой величины, что амплитуда колебаний уменьшаетс  настолько, что не вьтолн ютс  услови  самовозбуждени , и колебани  лавинообразно срываютс . Ток в выходной шине 14 уменьшаетс . Бесконтактный выключатель выключаетс . Услови  существовани  25 колебаний при приближении объекта к сердечнику определ ютс  только бипол рным транзистором 7 и вторым дросселем 8.. FIG. Figure 2 shows a view of the change in output signal when the gap between the end face of the core 9 and the control object is reduced. The inclusion of parallel-connected bipolar 7 and field 5 transistors into the active element of the autogenerator 1 makes it possible, using the nonlinearity of their total input characteristic, to obtain a hysteric character of the change in the output signal when the position of the control object changes. Thus, as the control object approaches the core 9, the insertion loss reaches such a value that the amplitude of oscillation decreases so much that self-excitation conditions are not fulfilled, and oscillations break down like an avalanche. The current in the output bus 14 decreases. The proximity switch is turned off. The conditions for the existence of 25 oscillations as the object approaches the core are determined only by the bipolar transistor 7 and the second choke 8.

После срьша колебаний автогенератора 1 бипол рный транзистор 7 закрываетс  и в начальном этапе возникновени  колебаний при удалении объекта контрол  от сердечника 9 участи  не принимает.After the oscillations of the oscillator 1 are oscillated, the bipolar transistor 7 closes and in the initial stage of oscillation when the control object is removed from the core 9 does not participate.

При удалении объекта контрол  от сердечника 9 снова формируютс  услови  возникновени  автоколебаний, причем они не завис т от условий существовани  автоколебаний при приближении объекта контрол  к сердечнику 9, а завис т только от крутизны полевого транзистора 5 и величины индуктивности дроссел  6. Разница в услови х срыва и возникновени  колебаний позвол ет сформировать гистерезисньй вид характеристики переключени  бесконтактного выключател . Положение ветви включени  бесконтактного выключател  устанавливают выбором индуктивности первого дроссел  6, а положение ветви выключени  - выбором индуктивности второго дроссел  8. При дальнейшем удалении объекта от сердечника 9 увеличиваетс  добротность 5 контура, амплитуда колебаний в кон- т.уре нарастает и по достижении амплитудой величины, превышающей напр жение отпирани  бипол рного транзистора 7, включаетс  втора  ветвь гене35When the control object is removed from the core 9, the conditions for the occurrence of self-oscillations are again formed, and they do not depend on the conditions of the existence of self-oscillations when the control object approaches the core 9, and depend only on the steepness of the field-effect transistor 5 and the value of the inductance of the throttles 6. Difference in breakdown conditions and the occurrence of oscillations allows the formation of a hysteresis type of switching characteristic of a contactless switch. The position of the switch-on branch of the contactless switch is set by choosing the inductance of the first throttle 6, and the position of the switch-off branch by choosing the inductance of the second throw 8. At a further distance of the object from the core 9, the quality factor 5 of the circuit increases, the amplitude of oscillations in the circuit increases, the higher voltage of the unlocked bipolar transistor 7 turns on the second branch of the gene

4040

4545

00

рации через бипол рньй транзистор 7. Амплитуда колебаний резко возрастает , после чего из-за нелинейности входной характеристики бипол рного транзистора 7 происходит переход в стационарный режим генерации электромагнитных колебаний. Бесконтактный выключатель включаетс .radios through the bipolar transistor 7. The oscillation amplitude increases sharply, after which, due to the nonlinearity of the input characteristic of the bipolar transistor 7, a transition occurs to the stationary mode of generation of electromagnetic oscillations. The proximity switch is turned on.

шиной питани  и выходной тиной выключател  конденсатор фильтра и авто- 1генератор магнитоэлектрических коле- баний, выполненный по схеме индуктивной трехточки, состо щий на активного элемента, магнитной системы, содержащей ферритоввлй сердечник с nor следовательно включенными обмотками the power bus and the output switch capacitor of the filter and auto-oscillator of magnetoelectric oscillations, made according to the inductive three-point scheme, consisting of the active element, the magnetic system containing a ferrite core with nor therefore included windings

Стабильность положени  точек вклю-ю контурной и обратной св з и, и контур- чени  и отключени  бесконтактного него конденсатора, причем активньйThe stability of the position of the points of the contour and feedback links, and of the contact and disconnection of the contactless capacitor, and

выключател  обеспечиваетс  наличием дросселей 6 и 8 в цеп х обратной св зи по переменному току транзисторов 5 и 7 соответственно, причем положение каждой из ветвей характеристики включени  и выключени  может бытьthe switch is provided by the presence of chokes 6 and 8 in the AC feedback circuits of transistors 5 and 7, respectively, and the position of each of the on / off characteristic branches can be

элемент содержит полевой транзистор, включенный последовательно с первым дросселем между первым выводом авто- 15 генератора магнитоэлектрических колебаний , соединенного с шиной питани  выключател  и точкой соединени  обмоток магнитной системы, затвор полевого транзистора соединен с общей точвыбрано независимо путем подбора величины индуктивностей дросселей 6 и 8 соответственно. Возрастает дальность 20 кой контурной обмотки и контурного действи  бесконтактного выключател , конденсатора, а свободный вывод обмот- так как она определ етс  условием возникновени  сзпцествовани  сравнительно небольших по амплитуде колебаки обратной св зи .соединен с вторым выводом автогенератора магнитоэлектрических колебаний, отличаюний (0,5 в), создаваемых полевым тран-25 щ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в активный элемент дополнительно введены бипол рный транзистор и второй даоссель, причем коллектор бипол р- 30 ного транзистора соединен с первым выводом автогенератора магнитоэлектрических колебаний, база - с затвором палевого транзистора, а эмиттер через второй дроссель точкой соединени  Бесконтактный выключатель, содер- g обмоток магнитной системы и вторымthe element contains a field-effect transistor connected in series with the first inductor between the first output of the auto-oscillator of magnetoelectric oscillations connected to the switch power bus and the connection point of the windings of the magnetic system, the gate of the field-effect transistor is connected to the common point chosen independently by selecting the inductance value of the chokes 6 and 8, respectively. The range of the 20 contour winding and contour action of the contactless switch, the capacitor increases, and the free output of the winding, as it is determined by the condition of occurrence of a relatively small amplitude feedback oscillation, connected to the second output of the oscillator of the magnetoelectric oscillations, differing from ) created by the field trans-25 u and in order to expand the functionality, a bipolar transistor and a second daossel are added to the active element, and The bipol p-30 transistor lecturer is connected to the first output of the oscillator of magnetoelectric oscillations, the base is connected to the shutter of the pale-yellow transistor, and the emitter is connected via a second choke to the junction point of the magnetic system windings and the second

зистором 5. После их возникновени  включаетс  бипол рный транзистор, который доводит их до требуемой мощности , достаточной дл  последукидей фиксагщи переключени  бесконтактного выключател .the bipolar transistor is turned on, which brings them up to the required power, sufficient for the subsequent switching of the contactless switch.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula жаищй параллельно включенные междуParallel connected between элемент содержит полевой транзистор, включенный последовательно с первым дросселем между первым выводом авто- 15 генератора магнитоэлектрических колебаний , соединенного с шиной питани  выключател  и точкой соединени  обмоток магнитной системы, затвор полевого транзистора соединен с общей точ20 кой контурной обмотки и контурного конденсатора, а свободный вывод обмотthe element contains a field-effect transistor connected in series with the first inductor between the first output of the auto-oscillator of magnetoelectric oscillations connected to the switch power supply bus and the connection point of the windings of the magnetic system, the gate of the field-effect transistor is connected to the common point of the loop winding and the loop capacitor, and the free terminal of the winding кой контурной обмотки и контурного конденсатора, а свободный вывод обмотwhich contour winding and contour capacitor, and the free output winding ки обратной св зи .соединен с вторым выводом автогенератора магнитоэлектрических колебаний, отличаювьшодом контурного конденсатора.ki feedback. connected to the second output of the oscillator of magnetoelectric oscillations, which is different from the loop capacitor.
SU874282409A 1987-04-29 1987-04-29 Contactless switch SU1458969A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874282409A SU1458969A1 (en) 1987-04-29 1987-04-29 Contactless switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874282409A SU1458969A1 (en) 1987-04-29 1987-04-29 Contactless switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1458969A1 true SU1458969A1 (en) 1989-02-15

Family

ID=21318738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874282409A SU1458969A1 (en) 1987-04-29 1987-04-29 Contactless switch

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1458969A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 828254, кл. Н 01 Н 36/00, 1979. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К 17/56, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920007372B1 (en) Power transfer circuit inculding a sympathetic resonator
US4262328A (en) DC-to-DC converter
GB2057168A (en) Power supplies
SU1458969A1 (en) Contactless switch
US4031454A (en) Transistor inverter
JPH0550234B2 (en)
EP0647371B1 (en) Circuit arrangement for mitigating power switch capacitance
JP3137155B2 (en) DC-DC converter
JP3365418B2 (en) Switching power supply
SU1274145A1 (en) Contactless switch
RU2517429C1 (en) Voltage-controlled generator
US2814737A (en) Magnetic pulse doubling circuit
US2994839A (en) Transistor oscillator
SU834831A1 (en) Push-pull generator
RU2072617C1 (en) Voltage converter
SU1684912A1 (en) Push-pull blocking oscillator
RU2065249C1 (en) Magnet-transistor switch
RU21488U1 (en) VOLTAGE TRANSFORMER
SU1309222A1 (en) High-speed magnetic-transistor variable converter
SU955463A2 (en) Inverter
SU754386A1 (en) Stabilized power supply source
CN100546163C (en) The circuit arrangement that is used for inductive transmission of electric energy
SU1129734A2 (en) Static limit switch
SU1022272A1 (en) Dc voltage converter
SU1001394A2 (en) Inverter