УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВОДНЫМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к области радиоэлектроники, в частности, к электронной коммутации, и может использоваться для управления волноводным переключателем.
Из уровня техники известен формирователь команды управления (А. Кожуров. Коммутатор нагрузки. - журнал «Радио», 1991 г., №7, стр. 37, 38, рис. 2, Москва, Электросвязь), содержащий мультивибратор, выход которого через буферный формирователь подключен к входу электронного ключа. Первый выход электронного ключа соединен с клеммой для подключения источника питания. Второй выход электронного ключа соединен с выходом устройства.
Недостатком данного устройства является невозможность формирования разнополярной команды управления из-за невозможности коммутации напряжения питания.
Известен полярность инвертирующий преобразователь постоянного тока (Авторское свидетельство SU №1282280, опубликовано 07.01.1987 г., МПК: Н02М 3/18). Устройство содержит цепь из последовательно соединенных зарядного ключа, накопительного конденсатора, разрядного диода и фильтрующего конденсатора. Эта цепь заключена между входными выводами, один из которых является общим. Разрядный ключ включен между катодом дополнительного диода и выходным выводом. Дополнительный ключ включен между анодом диода и общим выводом. Кроме того, устройство содержит реактор, выполненный по конденсаторно-диодной схеме деления напряжения и включенный между анодом диода и общим выводом. Общая точка катодов диодов реактора образует дополнительный выходной вывод. Выполнение реактора, согласующего уровень выходного напряжения с нагрузкой, в виде конденсаторно-диодной схемы деления напряжения, и использование диода и ключа обеспечивает получение на выходах устройства двух напряжений, одно из которых в n раз меньше, а другое - в n раз больше входного напряжения. При этом изменение напряжения на реакторе не зависит от нагрузки и определяется лишь изменением падения напряжения на переходах диода в проводящем состоянии.
К недостаткам данного устройства можно отнести отсутствие гальванической развязки между входным сигналом и сигналом управления, а также применение для построения коммутатора диодов, которые имеют большие статические потери на проводимость по сравнению с оптореле.
Наиболее близким к заявляемому является формирователь команды управления (Патент RU на полезную модель №48072, опубликовано 10.09.2005 г., МПК: G01R 19/165, Н03К 5/00), который выбран в качестве прототипа. Формирователь команды управления содержит первую клемму для подключения источника питания, соединенную с первым выходом первого транзисторного ключа, второй выход которого соединен с выходом устройства. При этом в формирователь введены две входные клеммы, вторая клемма для подключения источника питания, второй транзисторный ключ, первое и второе оптореле, светодиоды которых соединены, соответственно, катодом и анодом с первой входной клеммой, анодом и катодом - со второй входной клеммой, а выходами - с входами, соответственно, второго и первого транзисторных ключей, первый и второй выходы второго транзисторного ключа соединены, соответственно, с выходом устройства и второй клеммой для подключения источника питания, при этом каждый транзисторный ключ содержит полевой транзистор и два последовательно соединенных резистора, точка соединения которых подключена к затвору полевого транзистора, свободный вывод одного из резисторов является входом транзисторного ключа, исток полевого транзистора соединен со свободным выводом другого резистора и является первым выходом транзисторного ключа, а сток полевого транзистора является вторым выходом транзисторного ключа.
К недостаткам данного устройства можно отнести требование двухпо-лярного питания для осуществления разнополюсной коммутации выходного напряжения, что сильно усложняет схему источника входного напряжения.
Технический результат заявляемой полезной модели направлен на повышение надежности устройства управления волноводным переключателем, при обеспечении возможности формирования разнополярной команды управления.
Технический результат достигается тем, что устройство управления волноводным переключателем содержит первое, второе оптореле, транзистор. При этом оно отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой входные контакты, первый, второй, третий, четвертый, пятый резисторы, третье, четвертое, пятое оптореле, первый диод (стабилитрон), второй, третий, четвертый, пятый диоды, первый, второй выходные контакты. Причем первый входной контакт соединен с пятым резистором. Второй входной контакт соединен с третьим и четвертым резисторами. Третий входной контакт соединен с первым выводом первого оптореле. Четвертый входной контакт соединен с первым резистором, второй вывод которого соединен со вторым выводом первого оптореле. Пятый входной контакт соединен с пятым выводом первого оптореле, вторым резистором и эмиттером транзистора. Шестой входной контакт соединен с пятым выводом третьего оптореле, анодом третьего диода, пятым выводом пятого оптореле и анодом пятого диода. Второй вывод второго резистора соединен с базой транзистора и анодом первого диода (стабилитрона), катод которого соединен с четвертым и третьим выводами первого оптореле, вторым выводом  третьего резистора и вторым выводом пятого оптореле. Коллектор транзистора соединен со вторым выводом третьего оптореле, первый вывод которого соединен со вторым выводом четвертого оптореле, первый вывод которого соединен со вторым выводом четвертого резистора и первым выводом второго оптореле, второй вывод которого соединен с первым выводом пятого оптореле. Второй вывод пятого резистора соединен с третьим, четвертым выводами второго оптореле и катодом второго диода, анод которого соединен с пятым выводом второго оптореле, вторым выходным контактом, третьим, четвертым выводами третьего оптореле и катодом третьего диода, а также второй вывод пятого резистора соединен с третьим, четвертым выводами четвертого оптореле и катодом четвертого диода, анод которого соединен с пятым выводом четвертого оптореле, первым выходным контактом, третьим, четвертым выводами пятого оптореле и катодом пятого диода.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором изображена функциональная схема устройства управления волноводным переключателем, содержащая:
1 - первый входной контакт,
2 - второй входной контакт,
3 - третий входной контакт,
4 - четвертый входной контакт,
5 - пятый входной контакт,
6 - шестой входной контакт,
7 - первый резистор,
8 - первое оптореле,
9 - первый диод (стабилитрон),
10 - второй резистор,
11 - третий резистор,
12 - транзистор,
13 - четвертый резистор,
14 - пятый резистор,
15 - второе оптореле,
16 - третье оптореле,
17 - второй диод,
18 - третий диод,
19 - четвертое оптореле,
20 - пятое оптореле,
21 - четвертый диод,
22 - пятый диод,
23 - первый выходной контакт,
24 - второй выходной контакт.
Устройство управления волноводным переключателем, представленное на рисунке, предназначено для выдачи на выходе и последующей подачи через выходные контакты на нагрузку (например, волноводный переключатель, на рисунке не показан) постоянного напряжения прямой или обратной полярности, в зависимости от уровня сигнала, поступающего на устройство.
На первый входной контакт 1 («потенциал») и шестой входной контакт 6 («нуль») поступает постоянное входное напряжение.
На второй входной контакт 2 («потенциал») и пятый входной контакт 5 («нуль») подается служебное напряжение уровнем 5 В.
На третий входной контакт 3 поступает положительный потенциал напряжения, гальванически связанного с корпусом.
Посредством четвертого входного контакта 4 осуществляется коммутация сигнала «корпус» / «разрыв».
Первый резистор 7 ограничивает ток, протекающий по цепи управления, включающей третий входной контакт 3, первое оптореле 8, первый резистор 7, четвертый входной контакт 4.
Первое оптореле 8 осуществляет коммутацию управляющего напряжения 5 В через выводы управления второго оптореле 15 и пятого оптореле 20 - при сигнале «корпус» на четвертом входном контакте 4.
Первый диод (стабилитрон) 9 является пороговым элементом, определяющим состояние транзистора 12, в зависимости от уровня сигнала «корпус» / «разрыв», поступающего на четвертый входной контакт 4.
Второй резистор 10 обеспечивает более быстрое закрывание транзистора 12.
Третий резистор 11 ограничивает ток, протекающий по цепи, включающей второй входной контакт 2, третий резистор 11, первое оптореле 8, первый диод (стабилитрон) 9, второй резистор 10, пятый входной контакт 5.
Транзистор 12 осуществляет коммутацию служебного напряжения уровнем 5 В на выводы управления третьего оптореле 16 и четвертого оптореле 19 - при сигнале «разрыв» на четвертом входном контакте 4.
Четвертый резистор 13 ограничивает ток, протекающий по цепи, включающей второй входной контакт 2, четвертый резистор 13, второе опореле 15, пятое оптореле 20, первое оптореле 8, пятый входной контакт 5 - при уровне сигнала «корпус» на четвертом входном контакте 4, а также по цепи, включающей второй входной контакт 2, четвертый резистор 13, четвертое опореле 19, третье оптореле 16, транзистор 12, пятый входной контакт 5 - при уровне сигнала «разрыв» на четвертом входном контакте 4.
Пятый резистор 14 ограничивает ток, протекающий по цепи, включающей первый входной контакт 1, пятый резистор 14, второе опореле 15, второй выходной контакт 24, волноводный переключатель, первый выходной контакт 23, пятое оптореле 20, шестой входной контакт 6 - при уровне сигнала «корпус» на четвертом входном контакте 4, а также по цепи, включающей первый входной контакт 1, пятый резистор 14, четвертое оптореле 19, первый выходной контакт 23, волноводный переключатель, второй выходной контакт 24, третье оптореле 16, шестой входной контакт 6 - при уровне сигнала «разрыв» на четвертом входном контакте 4.
Второе оптореле 15 осуществляет коммутацию сигнала с первого входного контакта 1 ко второму выходному контакту 24 - при уровне сигнала «корпус» на четвертом входном контакте 4.
Третье оптореле 16 осуществляет коммутацию сигнала с шестого входного контакта 6 ко второму выходному контакту 24 - при уровне сигнала «разрыв» на четвертом входном контакте 4.
Второй диод 17 обеспечивает протекание тока индуктивной составляющей волноводного переключателя при запирании второго оптореле 15.
Третий диод 18 обеспечивает протекание тока индуктивной составляющей волноводного переключателя при запирании третьего оптореле 16.
Четвертое оптореле 19 осуществляет коммутацию сигнала с первого входного контакта 1 к первому выходному контакту 23 - при уровне сигнала «корпус» на четвертом входном контакте 4.
Пятое оптореле 20 осуществляет коммутацию сигнала с шестого входного контакта 6 к первому выходному контакту 23 - при уровне сигнала «разрыв» на четвертом входном контакте 4.
Четвертый диод 21 обеспечивает протекание тока индуктивной составляющей волноводного переключателя при запирании четвертого оптореле 19.
Выходные контакты 23, 24 выполнены с возможностью подключения к волноводному переключателю.
Пятый диод 22 обеспечивает протекание тока индуктивной составляющей волноводного переключателя при запирании четвертого оптореле 19.
Посредством первого выходного контакта 23 и второго выходного контакта 24 осуществляется коммутация выходного напряжения к волноводному переключателю.
Устройство управления волноводным переключателем работает следующим образом. Нормальным состоянием схемы является разрыв четвертого входного контакта 4 с корпусом. При этом через светодиод первого оптореле 8 ток не протекает, фототранзистор первого оптореле 8 закрыт.Служебное напряжение через третий резистор 11, первый диод (стабилитрон) 9 поступает на базу транзистора 12 и открывает его. При этом через светодиоды третьего оптореле 16 и четвертого оптореле 19 протекает ток, фототранзисторы оптореле 16 и 19 открываются, коммутируя потенциал входного напряжения к первому выходному контакту 23, а нуль - к второму выходному контакту 24. За счет наличия первого диода (стабилитрона) 9 с пороговым напряжением 3,3 В и закрытого состояния фототранзистора первого оптореле 8 ток через фотодиоды второго оптореле 15 и пятого оптореле 20 не протекает, фототранзисторы оптореле второго оптореле 15 и пятого оптореле 20 закрыты. 9
При подключении четвертого входного контакта 4 к корпусу через светодиод первого оптореле 8 начинает протекать электрический ток. Фототранзистор первого оптореле 8 открывается, шунтируя базу транзистора 12 и закрывая его. При этом через светодиоды второго оптореле 15 и пятого оптореле 20 протекает ток, фототранзисторы второго оптореле 15 и пятого оптореле 20 открываются, коммутируя потенциал входного напряжения к второму выходному контакту 24, а нуль - к первому выходному контакту 23. За счет закрытого состояния транзистора 12 ток через фотодиоды третьего оптореле 16 и четвертого оптореле 19 не протекает, фототранзисторы третьего оптореле 16 и четвертого оптореле 19 закрыты.
Предлагаемое устройство позволяет осуществлять надежное управление волноводным переключателем, при обеспечении возможности формирования разнополярной команды управления. При этом за счет применения оптоэлектронных реле исключено явление «дребезга» контактов, что положительно сказывается на надежности работы волноводного переключателя. Кроме того, гальваническая развязка силовых цепей и цепей управления позволяет повысить надежность и безопасность устройства.