Комутаційний пристрій

Комутаційний пристрій, який містить перший p-n-р транзистор, другий польовий транзистор, механічний перемикач зі середнім (нейтральним) становищем та з одним рухомим й двома нерухомими контактами, перший та другий діоди, дюдний міст, перший, другий та третій резістори, першу, другу, третю, четверту та п'яту вихідни шини, шину керування, шину джерела комутаційної напруги та спільну шину, рухомий контакт механічного перемикача підключено до шини керування, базу першого транзистора з'єднано з першим виводом першого резістора, затвор другого транзистора з'єднано зі спільною шиною через другий резистор, катод першого діода підключено до спільної шини, а його анод з'єднано з анодом другого діода, який відрізняється тим, що до нього впроваджені конденсатор та п'ять оптронів, які містят пари світлодюд - фотосимистор, при цьому базу першого транзистора через світлодюди першого та четвертого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, затвор другого транзистора через світлодюди другого та п'ятого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, емітер першого транзустора з'єднано з витіком другого транзистора, колектор першого транзистора через світлодюд третього оптрона підключено до першого виводу першої діагоналі діодного мосту та першого виводу конденсатора, сток другого транзистора підключено до другого виводу першої діагоналі діодного мосту та другого виводу конденсатора, перший вивід другої діагоналі діодного мосту з'єднано з катодом другого діода та через третій резистор підключено до шини джерела комутаційної напруги, другий вивід другої діагоналі діодного мосту з'єднано зі спільною шиною, другий вивід першого резистора з'єднано з анодами першого та другого ДІОДІВ, перші виводи фотосимисторів першого, другого, третього, четвертого та п'ятого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першої, другої, третьої, четвертої та п'ятої вихідних шин, другі виводи цих фотосимисторів підключені до шини джерела комутаційної напруги 00 Винахід належить до імпульсної техніки та може використовуватись для комутації напруги любої полярності в приладах автоматики та вимірювальної техніки Відомо такий комутаційний пристрій (див ас СРСР №1732459, кл НОЗК 17/60), який містить сім транзисторів, механічний перемикач зі середнім (нейтральним) становищем, сім резисторів, п'ять вихідних шин, шину джерела комутаційної напруги, шину керування та спільну шину Недолік цього пристрою - комутація напруги тільки однієї полярності Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є комутаційний пристрій (див патент Роси №2025041, кп НОЗК 17/60 ), що містить ВІСІМ транзисторів, з яких перший, другий та третій р-п-р транзистори, четвертий, п'ятий, шостий та сьомий n-p-п транзистори, восьмии-польовии транзистор, механічний перемикач на три становища зі середнім (нейтральним) становищем, та з одним рухомим та двома нерухомими контактами, одинадцять резисторів, шість ДІОДІВ, п'ять дюдних мостів, кожний з яких містить чотири діода, п'ять вихідних шин, шину керування, шину комутаційної напруги та спільну шину, при цьому колектори та емітери першого, другого, третього, шостого та сьомого транзисторів включені до діагоналі ВІДПОВІДНО першого, другого, третього, четвертого та п'ятого дюдних мостів, перші виводи яких з'єднані з шиною комутаційної напруги, другі виводи цих мостів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої, третьої, четвертої та п'ятої вихідних шин, бази першого та другого транзисторів підключені до колекторів четвертого та п'ятого транзисторів ВІДПОВІДНО через ю ю ю 55578 перший та другий резистори, бази четвертого та п'ятого транзисторів з'єднані зі спільною шиною ВІДПОВІДНО через четвертий та п'ятий резистори, емітер четвертого транзистора через перший діод з'єднано з базою третього транзистора, а через восьмий резистор підключено до першого нерухомого контакту механічного перемикача, рухомий контакт якого з'єднано з шиною керування, бази шостого та сьомого транзисторів підключені до емітерів четвертого та п'ятого транзисторів, ВІДПОВІДНО через шостий та сьомий резистори, базу третього транзистора через третій резистор підключено до стоку восьмого транзистора, затвор якого через десятий резистор підключено до спільної шини, а через одинадцятий резистор з'єднано з першими виводами третього та четвертого ДІОДІВ, другі виводи яких підключені до емітерів ВІДПОВІДНО четвертого та п'ятого транзисторів, витік восьмого транзистора через п'ятий діод з'єднано зі спільною шиною, а через шостий діод підключено до шини комутаційної напруги Недолік цього пристрою - низька надійність Ознаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є перший p-n-р транзистор, другий польовий транзистор, механічний перемикач зі середнім (нейтральним) становищем та з одним рухомим й двома нерухомими контактами, перший та другий діоди, дюдний міст, перший, другий та третій резістори, перша, друга, третя, четверта та п'ята ВИХІДНІ ШИНИ, шина керування, шина джерела комутаційної напруги та спільна шина, рухомий контакт механічного перемикача підключено до шини керування, базу першого транзистора з'єднано з першим виводом першого резистора, затвор другого транзистора з'єднано зі спільною шиною через другий резистор, катод першого діода підключено до спільної шини, а його анод з'єднано з анодом другого дюда Причиною, яка перешкоджує одержанню бажаного результату - високої надійності пристрою є велика КІЛЬКІСТЬ елементів В основу винаходу поставлено задачу підвищити надійність пристрою шляхом зменшення КІЛЬКОСТІ елементів Поставлене завдання вирішується таким чином що комутаційний пристрій містить перший р-пр транзистор, другий польовий транзистор, механічний перемикач зі середнім (нейтральним) становищем та з одним рухомим й двома нерухомими контактами, перший та другий діоди, дюдний міст, перший, другий та третій резистори, конденсатор, перший, другий, третій, четвертий та п'ятий оптрони, які містять пари світлодюд - фотосимистор, першу, другу, третю, четверту та п'яту ВИХІДНІ ШИНИ, шину керування, шину джерела комутаційної напруги та спільну шину, базу першого транзистора через перший резистор з'єднано з анодами першого та другого ДІОДІВ, а через СВІТЛОДІОДИ першого та четвертого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, затвор другого транзистора через другий резистор з'єднано зі спільною шиною, а через СВІТЛОДІОДИ другого та п'ятого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, ру хомий контакт якого підключено до шини керування, емітер першого транзистора з'єднано з витіком другого транзистора, колектор першого транзистора через світлодюд третього оптрона підключено до першого виводу першої діагоналі дюдного мосту та першого виводу конденсатора, сток другого транзистора підключено до другого виводу першої діагоналі дюдного мосту та другого виводу конденсатора, перший вивід другій діагоналі дюдного мосту з'єднано з катодом другого діода, а через третій резистор підключено до шини джерела комутаційної напруги, другий вивід другої діагоналі дюдного мосту та катод першого діода з'єднані зі спільною шиною, перші виводи фотосимисторів першого, другого, третього, четвертого та п'ятого оптронів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої, третьої, четвертої та п'ятої вихідних шин, другі виводи цих фотосимисторів підключені до шини джерела комутаційної напруги Комутаційний пристрій відрізняється від прототипу тим , що в нього впроваджені конденсатор та п'ять оптронів, які містять пари світлодюд фотосимистор, при цьому базу першого транзистора через СВІТЛОДІОДИ першого та четвертого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, затвор другого транзистора через СВІТЛОДІОДИ другого та п'ятого оптронів підключено ВІДПОВІДНО ДО першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача, емітер першого транзистора з'єднано з витіком другого транзистора, колектор першого транзистора через світлодюд третього оптрона підключено до першого виводу першої діагоналі дюдного мосту та першого виводу конденсатора, сток другого транзистора підключено до другого виводу першої діагоналі дюдного мосту та другого виводу конденсатора, перший вивід другої діагоналі дюдного мосту з'єднано з катодом другого діода та через третій резистор підключено до шини джерела комутаційної напруги, другий вивід другої діагоналі дюдного мосту з'єднано зі спільною шиною, другий вивід першого резистора з'єднано з анодами першого та другого ДІОДІВ, перші виводи фотосимисторів першого, другого, третього, четвертого та п'ятого оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першої, другої, третьої, четвертої та п'ятої вихідних шин, другі виводи цих фотосимисторів підключені до шини джерела комутаційної напруги Доказом наявності причинно - наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак винаходу й технічним результатом є та обставина, що технічний результат - висока надійність пристрою - може бути досягнутим тільки при використовуванні всієї сукупності суттєвих ознак винаходу У відсутності в техничному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки технічний результат не досягається На кресленні (Фіг) зображена схема комутаційного пристрою Комутаційний пристрій містить перший 1 р-п-р транзистор, другий 2 польовий транзистор, механічний перемикач 3 зі середнім (нейтральним) становищем та з одним рухомим й двома нерухомими контактами, перший 4 та другий 5 діоди, дюдний міст 6, перший 7, другий 8 та третій 9 резістори, конденсатор 10, перший 11, другий 12, третій 13, 55578 четвертий 14, та п'ятий 15 оптрони, які містять пари світлодюд-фотосимистор, першу 16, другу 17, третю 18, четверту 19 та п'яту 20 ВИХІДНІ ШИНИ, шину 21 керування, шину 22 джерела комутаційної напруги та спільну шину 23, базу першого 1 транзистора через перший 7 резистор з'єднано з анодом першого 4 та другого 5 ДІОДІВ, а через світлодюди першого 11 та четвертого 14 оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача 3, затвор другого 2 транзистора через другий 8 резистор з'єднано зі спільною шиною 23, а через світлодюди другого 12 та п'ятого 15 оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першого та другого нерухомих контактів механічного перемикача 3, рухомий контакт якого підключено до шини 21 керування, емітер першого 1 транзистора з'єднано з витіком другого 2 транзистора, колектор першого 1 транзистора через світлодюд третього 13 оптрона підключено до першого виводу першої діагоналі діодного мосту 6 та першого виводу конденсатора 10, сток другого 2 транзистора підключено до другого виводу першої діагоналі діодного мосту 6 та другого виводу конденсатора 10, перший вивід другої діагоналі діодного мосту 6 з'єднано з катодом другого 5 діода, а через третій 9 резистор підключено до шини 22 джерела комутаційної напруги, другий вивід другої діагоналі діодного мосту 6 та катод першого 4 діода з'єднані зі спільною шиною 23, перші виводи фотосимисторів першого 11, другого 12, третього 13, четвертого 14 та п'ятого 15 оптронів підключено ВІДПОВІДНО до першої 16, другої 17, третьої 18, четвертої 19 та п'ятої 20 вихідних шин, другі виводи цих фотосимисторів підключені до шини 22 джерела комутаційної напруги Комутаційний пристрій працює таким чином При установці рухомого контакту механічного перемикача 3 у середнє (нейтральне) становище світлодюди першого 11, другого 12, четвертого 14, та п'ятого 15 оптронів обезструмуються, фотосимистори цих оптронів закриті та напруга на першій 16, другій 17, четвертий 19 та п'ятий 20 вихідних шинах відсутня Напруга змінного струму з шини 22 через резистор 9 надходить до діодного мосту 6, випрямляється та подається в ланцюг живлення світлодюда оптрона 13 Струм живлення СВІТЛОДІода протікає по ланцюгу перехід сток-витік транзистора 2, перехід емітер-колектор транзистора 1, світлодюд оптрона 13 Світлодюд випромінює світло, фотосимистор оптрона 13 відкривається та на третій 18 ВИХІДНІЙ шині з'являється напруга змінного струму Зміщення емітерного переходу транзистора 1 у прямому напрямку здійснюється по двох ланцюгах у залежності від полярності напруги змінного струму на шині 22 Якщо напруга на шині 22 негативна, то емітерний перехід транзистора 1 змішується по ланцюгу резистор 7, діод 5, резистор 9, шина 22 Якщо напруга на шині 22 позитивна, то емітерний перехід транзистора 1 зміщується по ланцюгу резистор 7, діод 4, спільна шина 23 При установці рухомого контакту механічного перемикача 3 в одне з крайніх становищ (наприклад, у нижнє по схемі) та при подачі на шину 21 керування напруги позитивної полярності СВІТЛОДІод оптрона 11 випромінює світло, фотосимистор цього оптрона відкривається та на першій 16 ВИХІДНІЙ ШИНІ з'являється напруга змінного струму Струм , який збуджує світлодюд оптрона 11, протікає по ланцюгу шина 21, світлодюд оптрона 11, резистор 7, діод 4, спільна шина 23 Падіння напруги на резисторі 7 створює на базі транзистора 1 запираючу напругу, яка запирає цей транзистор Світлодюд оптрона 13 обезструмується та напруга на третій 18 ВИХІДНІЙ ШИНІ відсутня Напруга на шинах 17, 19 та 20 також відсутня, так як світлодюди оптронів 12, 14 та 15 обезструмуються Якщо напруга на шині 21 керування негативна, а рухомий контакт механічного перемикача 3 продовжує залишатися в нижньому становищі, то збуджується світлодюд оптрона 12 Фототосимистор цього оптрона відкривається та на другій 17 ВИХІДНІЙ ШИНІ з'являється напруга змінного струму Струм , який збуджує світлодюд оптрона 12, протікає по ланцюгу спільна шина 23, резистор 8, світлодюд оптрона 12, механічний перемикач З, шина 21 Падіння напруги на резисторі 8 створює негативне зміщення на затворі транзистора 2, яке замикає цей транзистор Світлодюд оптрона 12 обезструмується та напруга на третій 18 ВИХІДНІЙ ШИНІ відсутня Напруга на шинах 16, 19 та 20 також відсутня, так як сітлодюди оптронів 11, 14 та 15 обезструмується Таким чином, при установці рухомого контакту механічного перемикача 3 в нижнє становище комутаційна напруга з'являється тільки на першій 16 ВИХІДНІЙ шині, коли на шині 21 керування присутня позитивна напруга та тільки на другій 17 ВИХІДНІЙ ШИНІ, коли напруга на шині 21 керування негативна Аналогічно виникає комутація напруги на четвертій 19 та п'ятій 20 вихідних шинах при установці рухомого контакту механічного перемикача 3 в верхнє становище 55578 ФІГ. Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24