ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электронной технике и может быть использована для коммутации сигналов в электронной аппаратуре.
Известен прототип оптоэлектронного реле переменного тока (United States Patent 5027020), состоящее из двух светодиодов, двух тиристоров, включенных встречно-параллельно, двух полевых транзисторов, подключенных к управляющим цепям каждого из двух тиристоров и двух светодиодов, подключенных к управляющим цепям каждого из двух полевых транзисторов. Недостатком данной конструкции является ее сложность, обусловленная большим количеством разнородных по конструкции и материалам компонентов. Как известно, развитие электроники предполагает уменьшение используемых компонентов, интегрируя больше функций на меньшем количестве кристаллов. Использование таких разнородных компонентов, как светодиод, полевой транзистор и тиристор, не позволяет выполнить эту задачу.
Цель настоящей полезной модели - упрощение конструкции оптоэлектронного реле переменного тока.
Указанная цель достигается тем, что для управления каждым из тиристоров применены два последовательно соединенных фотодиода, соединенных параллельно с резистором и выполненных на одном кристалле, который оптически связан с кристаллом управляющего светодиода.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение количества используемых компонентов и, соответственно, упрощение конструкции оптоэлектронного реле переменного тока.
Электрическая схема оптоэлектронного реле переменного тока поясняется Фиг. 1
Оптоэлектронное реле переменного тока состоит из светодиода 1, подключенного к входным цепям, фотодиодов 2 и 3 соединенных последовательно и подключенных к резистору 6 и входным цепям управления тиристора 9, фотодиодов 4 и 5, соединенных последовательно и подключенных к резистору 7 и входным цепям управления тиристора 8, тиристоры 8 и 9 включены выходными цепями встречно-параллельно и подключены к выходным цепям оптоэлектронного реле переменного тока. На Фиг. 1 также показано, что фотодиоды 2, 3, 4, 5 и резисторы 6 и 7 выполнены в виде единого устройства, на одном кристалле. Особенностью данного технического решения является то, что уменьшено количество использованных компонентов, что упрощает конструкцию и позволяет сделать ее более миниатюрной. Во входных цепях используется один светодиод, что упрощает для пользователя проектирование схем управления и позволяет использовать оптоэлектронное реле переменного тока при пониженном напряжении питания.
На Фиг. 2 показана конструкция оптоэлектронного реле переменного тока. Кристалл светодиода 22 с контактными площадками 21 оптически связан посредством оптического компаунда с кристаллом фотоприемника 23, на котором посредством микроэлектронной технологии выполнены упомянутые выше фотодиоды и резисторы и, возможно, другие элементы оптоэлектронного реле переменного тока. Фотодиоды и резисторы выполнены в отдельных карманах с полной диэлектрической изоляцией, что позволяет коммутировать напряжение более 400 В. Кристалл фотодиодов вместе с резисторами подключен к кристаллам тиристоров 24 и 25, у которых управляющие контакты находятся на верхней части кристаллов, а нижние контакты посредством токопроводящего клея или припоя соединены с выходными контактными площадками 26.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении используется меньшее количество компонентов, в отличие от прототипа.
Оптоэлектронное реле переменного тока работает следующим образом. При отсутствии сигнала во входных цепях ток через светодиод 1 не протекает, следовательно, фотодиоды 2, 3, 4, 5 не освещены. Цепи управления тиристоров 8 и 9 зашунтированы резисторами 6 и 7, ток через них не протекает, вследствие этого упомянутые выше тиристоры находятся в закрытом состоянии. При протекании управляющего тока через светодиод 1 фотодиоды 2, 3, 4, 5 освещены и вырабатывают фотоЭДС, величиной напряжения примерно 1.4 В и величиной тока примерно 200 мкА. Эти токи, протекая через резисторы 6 и 7, создают падение напряжения выше напряжения отпирания тиристоров 8 и 9, составляющее величину около 0.7 В. При этом тиристоры 8 и 9 отпираются и переходят в открытое состояние.