ТРИГГЕР

Полезная модель относится к импульсной технике, в частности, к устройствам с двумя устойчивыми состояниями, предназначенным для использования в системах управления техническими объектами.
Известны триггеры, содержащие электромагнитное реле, транзисторный ключ, узел управления (1,2).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является триггер (2), содержащий электромагнитное реле с обмоткой, одним вьшодом связанной с первым вьюодом питания и контактной группой из двух нормально-разомкнутых контактов, подключенной одним контактом к выходному выводу устройства, другим - к первому выводу питания, транзисторный ключ, предназначенный для коммутации другого вывода обмотки электромагнитного реле со вторым
МПК7НОЗК21/00
ТРИГГЕР
выводом питания и связанный первым входом через первый резистор с выходным выводом устройства, вторым входом через второй резистор - с первым вьшодом питания, узел формирования импульсов напряжения обратной полярности, подключенный первым вьшодом к первому входу транзисторного ключа, вторым вьюодом - ко второму входу транзисторного ключа, третьим вьшодом - к выходному выводу устройства, четвертым выводом - к управляющему выводу устройства, пятым выводом через третий резистор - к первому выводу питания, транзистор, подключенный коллектором к точке соединения третьего резистора и пятого вывода узла формирования импульсов напряжения обратной полярности, базой через четвертый резистор - к выходному выводу устройства, эмиттером - ко второму выводу питания.
Известный триггер имеет недостаток, состоящий в следующем.
В состоянии триггера  включено  при кратковременном уменьшении напряжения питания до уровня напряжения отпускания электромагнитного реле и менее (например, при подключении к сети питания мощного потребителя) электромагнитное реле отпускает, его контакты 3 размыкаются и цепь внещней нагрузки самопроизвольно обесточивается. В результате, после восстановления в сети питания номинального значения напряжения триггер остается в ложном состоянии  выключено . Для перевода триггера в исходное состояние  включено  требуется оперативное вмешательство извне.
Данный недостаток существенно сужает область применения триггера и снижает его эксплуатационную надежность.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение эксплуатационной надежности триггера и расширение области применения устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в триггер, содержащий электромагнитное реле с обмоткой, одним выводом связанной с первым вьшодом питания, и контактной группой из двух нормальноразомкнутых контактов, подключенной одним контактом к первому вывод  питания, транзисторный ключ, предназначенный для коммутации другого вывода обмотки электромагнитного реле со вторым выводом питания и связанный первым входом через первый резистор с другим контактом контактной группы электромагнитного реле, вторым входом через второй резистор - с первым выводом питания, узел формирования импульсов напряжения обратной полярности, подключенный первым выводом к первому входу транзисторного ключа, вторым вьтодом - ко втором  входу транзисторного ключа, третьим вьшодом - к другому контакту контактной группы электромагнитного реле, к которому подключен одним выводом третий резистор, четвертым вьтодом - к управляющему выводу устройства, выходной вывод устройства, коммутируемый электромагнитным реле с первым вьшодом питания, дополнительно введен времязадающий узел, обмотка электромагнитного реле связана другим вьшодом с пятым вьшодом
узла формирования импульсов напряжения обратной полярности, введенный времязадающий узел подключен первым вьшодом к первом  входутранзисторного ключа, вторым вьшодом - к другому контакту контактной группы электромагнитного реле, третьим выводом - к управляющему выводу устройства, четвертым выводом - ко второму выводу питания, к которому другим вьшодом подключен третий резистор.
На фиг.1 представлена схема триггера. В состав устройства входят следующие элементы. Электромагнитное реле с обмоткой 1, одним выводом связанной с первым выводом 2 питания, и контактной группой 3 из дву-х нормально-разомкнутых контактов, подключенной одним контактом к первому выводу 2 питания. Транзисторный ключ 4, предназначенный для коммутации другого вывода обмотки 1 электромагнитного реле со вторым выводом 5 питания и связанный первым входом через первый резистор 6 со вторым контактом контактной группы 3 электромагнитного реле, вторым входом через второй резистор 7 - с первым выводом 2 питания. Узел 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности, подключенный первым вьшодом к первому входу транзисторного ключа 4, вторым вьшодом
-ко второму входу транзисторного ключа 4, третьим вьшодом - к другому контакту контактной группы 3 электромагнитного реле, четвертым выводом
-к управляющему выводу 9 устройства, пятым вьшодом - к другому выводу обмотки 1 электромагнитного реле. Выходной вывод 10 устройства, коммутируемый электромагнитным реле с первым выводом 2 питания.
Времязадающий узел 11, подключенный первым выводом к первому входу транзисторного ключа 4, вторым выводом - к  контакту- контактной группы 3 электромагнитного реле, третьим выводом - к Т1равляющему выводу 9 устройства, четвертым вьшодом - ко второму выводу 5 питания. Третий резистор 12, включенный между  контактом контактной группы 3 электромагнитного реле и вторым вьшодом 5 питания. Конденсатор 13 и резистор 14, входящие в состав время задающего узла И. Накопительные конденсаторы 15, 16, входящие в состав узла 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности.
Устройство работает следующим образом. Д.11Я выполнения предписанных функпий в схеме устройства использован транзисторный ключ 4 с двумя входами. Его открытое или закрытое состояние на интервалах времени между переключениями триггера определяется соответственно наличием или отсутствием тока в цепи первого входа и в обоих состояниях обязательным наличием тока в цепи второго входа.
В исходном состоянии после подключения триггера к источнику питания, благодаря тому, что первый резистор 6 через третий резистор 12 оказывается подключенным ко второму выводу 5 питания, а второй резистор 7 постоянно подключен к первому выводу 2 питания, ток протекает только в цепи второго входа транзисторного ключа 4. В результате транзисторный ключ 4 и соответственно электромагнитное реле находятся в выключенном состоянии, контакты контактной группы 3 разомкнуты, а напряжение на
выходном выводе 10 устройства отсутствует. В рассматриваемом состоянии схемы триггера накопительный конденсатор 15 медленно заряжается малым током до напряжения, близкого по значению к напряжению питания устройства, по цепи: первый вьтод 2 питания - обмотка 1 электромагнитного реле - пятый и второй выводы узла 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности - второй вход транзисторного ключа 4 - второй вывод 5 питания.
При замыкании управляющего вывода 9 со вторым вьшодом 5 питания на время, несколько превышающее время срабатывания электромагнитного реле, ко второму входу транзисторного ключа 4 прикладывается обратной полярностью напряжение накопительного конденсатора 15, которое в течение времени разрядки указанного конденсатора 15 переводит и удерживает транзисторный ключ 4 в открытом состоянии. В результате включается электромагнитное реле, замыкаются контакты контактной группы 3, напряжение питания через выходной вывод 10 устройства прикладывается к внешней нагрузке. При этом в цепи первого резистора 6 и первого входа транзисторного ключа 4 возникает ток, удерживаюший транзисторный ключ 4 в открытом состоянии после полной разрядки накопительного конденсатора 15.
После отключения управляющего вывода 9 устройства от второго вывода 5 питания электромагнитное реле остается во включенном состоянии сколь угодно долго. Накопительный конденсатор 16 при этом медленно
заряжается малым током до напряжения, близкого по значению к напряжению питания устройства, по цепи: первый вывод 2 питания замкнутые контакты контактной группы 3 электромагнитного реле - третий и первый выводы узла 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности - первый 6 и третий 12 резисторы - второй вывод 5 питания.
При следующем замыкании управляющего вывода 9 со вторым выводом 5 питания на время, несколько превышающее время отпускания электромагнитного реле, к первому входу транзисторного ключа 4 прикладывается обратной полярностью напряжение накопительного конденсатора 16, которое в течение времени разрядки указанного конденсатора 16 переводит и удерживает транзисторный ключ 4 в закрытом состоянии. В результате выключается электромагнитное реле, размыкаются контакты контактной группы 3, снижается до нуля напряжение на выходном вьшоде 10 устройства. При этом протекание тока в пепи первого резистора 6 и первого входа транзисторного ключа 4 прекращается и последний удерживается в закрытом состоянии током, протекающим в цепи его второго входа.
После отключения управляющего вывода 9 от второго вывода 5 питания электромагнитное реле остается в выключенном состоянии сколь угодно долго.
Далее процесс переключения триггера из одного устойчивого состояния в другое осуществляется аналогично выще описанному. При этом времязадающий узел 11 функционирует следующим образом.
При замкнутых контактах контактной группы 3 электромагнитного реле и номинальном напряжении в сети питания конденсатор 13 быстро заряжается до напряжения, близкого к напряжению питания по цепи: первый вывод 2 питания - замкнутые контакты контактной группы 3 электромагнитного реле - второй и четвертый вьюоды времязадающего узла 11 - второй вьшод 5 питания. При этом в цепи резистора 14 протекает ток достаточный для удержания транзисторного ключа 4 в открытом состоянии.
При замыкании управляющего вывода 9 на второй вьшод 5 питания конденсатор 13 быстро разряжается до напряжения, не превышающего один вольт, по цепи: третий вывод времязадающего узла 11 - замкнутые управляющий вьшод 9 и вьшод 5 питания - четвертый вьшод времязадающего узла 11. Вследствие быстрой разрядки до значения менее одного вольта напряжение накопительного конденсатора 13 не влияет на процесс переключения триггера из состояния включено в состояние выключено.
Если при замкнутых контактах контактной группы 3 электромагнитного реле и при заряженном конденсаторе 13 напряжение в сети питания скачком понизится до значения, меньшего напряжения удержания электромагнитного реле, последнее отпускает и соответственно размыкаются контакты контактной группы 3. Напряжение на выходном вьшоде устройства понижается до нуля и конденсатор 13 через резистор 14 медленно разряжается по цепи: первый вывод времязадающего узла 11 - первый вход транзисторного ключа 4 - второй вьшод 5 питания - четвертый вывод времязадающего узла 11.
В результате, несмотря на то, что контакты контактной  3 электромагнитного реле разомкнуты, транзисторный ключ 4 остается во включенном состоянии в течение всего времени выключенного состояния электромагнитного реле. После восстановления номинального уровня напряжения в сети питания электромагнитное реле включается автоматически, а триггер возвращается в состояние включено без вмешательства извне.
Схема триггера, изображенная на фиг. 2, по принципу действия аналогична выше описанной и отличается от последней следуюшим.
1.Электромагнитное реле содержит две пары нормально-разомкнутых контактов, из которых одна пара применяется для обеспечения требуемого алгоритма функционирования схемы триггера, другая - для коммутации больших токов в цепи выходного вывода устройства.
Такое схемотехническое решение позволяет полностью исключить возможность ложного срабатывания триггера при возникновении помех в цепи внешней нагрузки при разомкнутых контактах контактной группы 3 электромагнитного реле.
2.Узел 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности содержит один конденсатор 15 или 16, зарядка которого при разомкнутых контактах контактной группы 3 электромагнитного реле осуществляется по цепи: первый вьшод 2 питания - обмотка 1 электромагнитного реле - пятый и третий вьшоды узла 8 формирования импу.пьсов напряжения обратной
полярности - третий резистор 12 - второй вьшод 5 питания; при замкн тых контактах - по цепи: первый вьюод 2 питания - замкнутые контакты контактной группы 3 электромагнитного реле - третий и пятый вьшоды узла 8 формирования импульсов напряжения обратной полярности - открытый транзисторный ключ 4 - второй вывод 5 питания.
3. Для расширения функциональных возможностей триггер снабжен двумя дополнительными выводами 17, 18 питания. При отс тствии на указанных вьшодах напряжения транзисторный ключ 4 не реагирует на сигналы управления и постоянно находится в закрытом состоянии. Переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое в данной схеме возможно только после подачи напряжения хотя бы на один из выводов 17, 18 питания.
Таким образом, подключение обмотки электромагнитного реле к пятому выводу узла формирования импу.11ьсов напряжения обратной полярности, а также введение времязадающего узла, подключенного первым выводом к первому входу транзисторного к.шоча, вторым вьшодом - к  контакту контактной группы электромагнитного реле, связанному через третий резистор со вторым выводом питания, третьим выводом - к управляющем  выводу устройства, четвертым выводом - ко второму вьшоду питания, выгодно отличает заявленное устройство от прототипа, так как позволяет существенно повысить эксплуатационную надежность триггера и расширить область его применения.
Лабораторные и эксплуатационные испытания, проведенные ОАО Автоэлектроника и ОАО АВТОВАЗ, показали высокую эксплуатационную надежность и конкурентоспособность триггера, примененного в качестве реле задних противотуманных огней на автомобилях семейства ВАЗ-2114.
11
Источники информации:
1.Свидетельство RU №10498, МПК6 Н 03 К21/00, Бюл.№7, 1999 год.
2.Свидетельство RU №12493, МПК 7 Н 03 К 21/00. Бюл. №1,2000 год.