202997. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés a számítógépek sokcsatornás potenciális leválasztó egységei szekunder oldalának kialakítására
1 HU 202997 A 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés a számítógépek sokcsatornás potenciális leválasztó egységei szekunder oldalának kialakítására elektronikus kapcsolók alkalmazásával. Ipari környezetben, valamint nagyobb távolságú jelátvitel esetén a potenciális leválasztás és a zavarok hatásának csökkentése, kiküszöbölése céljából gyakran alkalmaznak optocsatoló elemeket a kétállapotú jeleknek a számítógépbe való bevitelénél [lásd Hewlett-Packard: Optoelektronics Designer’s Catalog 1983; Weidmüller: Elektrische und elektronische Verbindungssysteme für die Energie- und Steuerungstechnik. Elektronik 1988/89; MMG Automatika Művek 4602-0-001-2 típusú optoleválasztó egysége (1983); MMG Automatika Művek JVFM 4500-1-218 típusú jelzésfogadó modulja (1980)]. Az optocsatoló elemekből felépített egységek, illetve csatlakoztatásuk a számítógépekhez a fenti szakirodalomból jól ismert. Nagyszámú, például n x m darab kétállapotú jel bevitelénél (m á számítógép egyidejűleg olvasható kétállapotú bemenetelnek, azaz egy bemeneti kapu bitjeinek a száma) az ismert optocsatoló egységek az alkalmazás által támasztott igényeknek megfelelően fizikailag magában a számítógépben vagy azon kívül helyezkednek el [lásd például az MMG JVFM 4500-1-218 típusú jelzésfogadó modulját (1980)]. Az ismert optocsatoló egység az n x m optocsatoló elemen kívül n x m darab felhúzó ellenállást is tartalmaz. Kimenetéinek száma n x m, tehát n darab m-bites bemeneti kaput igényel a számitógép oldaláról. Továbbá, ha a számítógépen kívül helyezzük el, akkor n x m vezetékből álló kábelt igényel a számítógéppel való összekötése. Az n x m darab felhúzó ellenállás - akár az optocsatoló egységben, akár magában a számítógépben helyezzük el - jelentős helyet foglal el és tetemes teljesítményt ,'diszszipál. A tetemes disszipáció viszont melegedési problémákat okoz. Másrészt jelentős a helyigénye az n darab bemeneti kapunak, továbbá nagyobb távolságok esetén tetemes költséget jelenthet az n x m erű kábel, amely a számítógépen kívül, attól távol elhelyezett optocsatoló egységet köti össze a számítógéppel. Mindezen okok miatt műszaki és gazdasági szempontból egyaránt előnyös lenne, ha a felhúzó ellenállások, a bemeneti kapuk és az összekötő kábel ereinek számát csökkenteni lehetne. A találmány célja tehát olyan kapcsolási elrendezés kialakítása számítógépek sokcsatornás leválasztó egységei szekunder oldalához, melyben a felhúzó ellenállások, bemeneti kapuk és összekötő kábelerek száma jelentős mértékben csökkenthető. A kitűzött célt olyan kapcsolási elrendezés kialakításával értük el, mely legalább két csoportban, csoportonként legalább két darab optocsatoló elemet, azok kollektorkapcsával és kimeneti kapcsokkal egyik kivezet tésüknél összekötött felhúzó ellenállásokat tartalmaz, mely felhúzó ellenállások másik kivezetése tápfeszültségre van csatlakoztatva, az egyes csoportokon belül az optocsatoló elemek emitter kapcsai pedig közösítve vannak és földkapoccsal vannak összekötve. A találmány szerinti új megoldás lényege, hogy a csoporton belül közösített emitter kapcsok és a főldkapocs közé csoportonként egy-egy elektronikus kapcsoló van beiktatva, melyeknek vezérlöbemenetei bemeneti kapcsokra vannak csatlakoztatva, az egyes' csoportokból egy-egy, célszerűen azonos sorszámú kollektor kapocs közösítve van és közös felhúzó ellenállással van összekötve.-A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a számítógépek sokcsatornás potenciális leválasztó egysége szekunder oldalának ismert kialakitása, a 2. ábrán a találmány szerinti kialakítás látható. Az 1. ábrán látható ismert megoldás a következő elemeket tartalmazza: három csoportban, csoportonként három darab OCS1/1, 0CS1/2, OCS1/3; OCS2/1, OCS2/2, OCS2/3; 0CS3/1, OCS3/2, OCS3/3 optocsatoló elemet, és RF1/1, RF1/2, RF1/3; RF2/1, RF2/2, RF2/3; RF3/1, RF3/2, RF3/3 felhúzó ellenállást. Az 0CS1/1...0CS3/3 optocsatoló elemek El/1, El/2, El/3; E2/1, E2/2, E2/3; E3/1, E3/2, E3/3 emitter kapcsai az egyes csoportokon belül közösítve vannak és egymással is össze vannak kötve, és 1 földkapocsra vannak csatlakoztatva. Az 0CS1/1...0CS3/3 optocsatoló elemek Kl/1, Kl/2, Kl/3; K2/1, K2/2, K2/3; K3/1, K3/2, K3/3 kollektor kapcsai RF1/1, RF1/2, RF1/3; RF2/1, RF2/2, RF2/3; RF3/1, RF3/2, RF3/3 felhúzó ellenállásokon keresztül 2 tápfeszültség kapoccsal, illetve KI1/1, KI1/2, Kll/3; KI2/1, KI2/2, KI2/3; KI3/1, KI3/2, KI3/3 kimeneti kapcsokkal vannak összekötve. Tehát ennél az ismert megoldásnál 3 x 3 db RF felhúzó ellenállásra, ugyanennyi KI kimeneti kapocsra és (a rajzon nem jelölt) összekötő kábelre van szükség. A 2. ábrán mutatjuk be a találmány szerinti kapcsolási elrendezést. Itt Bzintén három csoportban, csoportonként három darab 0CS1/1, 0CS1/2, OCS1/3; OCS2/1, OCS2/2, OCS2/3; OCS3/1, OCS3/2, OCS3/3 optocsatoló elem van, ahol a csoporton- belül közösített El/1, El/2, El/3; E2/1, E2/2, E2/3; E3/1, E3/2, E3/3 emitter kapcsok egy-egy EK1, EK2, EK3 elektronikus kapcsoló EK1-KI, EK2-KI, EK3-KI kimenetére kapcsolódnak, mig azok EK1-BE, EK2-BE, EK3-BE bemenetel az 1 földkapocsra, EK1-V, EK2-V, EK3-V vezérlő bemenetel pedig BEI, BE2, BE3 bemeneti kapoccsal vannak összekötve. Az egyes csopor-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 v 60 65 3
