Устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (Ю) 01) (я)з H 05 В 39/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l1O l43O6PETEHlNlM M OTKPblTI45IM g Q gP,К -

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.,". „ -,",,,. „"",,,„ „

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856701/07 (22) 01.08.90 (46) 07.10.92. Бюл. hL 37 (71) Кыштымский радиозавод (72) А.Ю.Баранов (56) 1. Дробница Н, Управление несколькими устройствами по двум проводам, М.: Радио, 1978, М 9, с.30.

2. Гранкин Ю. Управление люстрой по двум проводам, M. Радио, 1984, М1;с.53. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ЛИНИИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Использование: для коммутирования двух нагрузок в виде ламп накаливания по двухпроводной линии. Сущность изобретения: в устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока, содерИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутирования двух нагрузок в виде ламп накаливания по двухпроводной линии.

Известно устройство (см. журнал "Радио", 1978, М 9, с.30), содержащее выпрямитель с входными выводами для подключения его к линии питания, накопительный конденсатор и исполнительный элемент с выходной коммутируемой цепью.

Однако известное устройство, во-первых, малонадежно в эксплуатации (малое время безотказной работы). Низкая надежность обусловлена применением электромеханических реле, коммутирующих переменные токи 0,1-2 А частотой 50 Гц под напряжением 220 В. Дополнительно надежность устройства понижается из-за отсутстжащее первый выпрямитель с выводами для подключения к линии питания, второй выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого выпрямителя, накопительный конденсатор и исполнительный элемент, введены блок задержки, логический инвертирующий преобразователь и триггер, к выходу первого выпрямителя подключен вход логического инвертирующего преобразователя, выход которого подключен к S-входу

RS-триггера, R-вход триггера подключен к выходу блока задержки, а S-выход — к управляющему входу исполнительного элемента, к выходу второго выпрямителя параллельно подключены накопительный конденсатор и вход блока задержки, что позволяет повысить надежность и быстродействие устройства, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. вия диодов, подключенных параллельно реле для шунтирования бросков токов самоиндукции через транзисторы.

Вторым недостатком устройства является ограничение мощности лампы накаливания (25-40 Вт) первой ступени коммутации. Третий недостаток — низкое быстродействие при включении второй ступени коммутации.

Известно также устройство (см. журнал

"Радио", 1984, М 1, с.30), взятое в качестве прототипа, содержащее первый выпрямитель с входами для подключения его к линии питания, второй выпрямитель, накопительный конденсатор и исполнительный элемент с выходной коммутируемой цепью, причем выход первого выпрямителя подключен к входу второго.

1767710

Однако известное устройство малона- (50 — 400 Гц). Повышение быстродействия (безот- включения второй ступени мощности комказной работы) из-за прим применения мутации достигается благодаря сокращеэлектромеханических реле, причем ра от . работа нию времени готовности включения второй ющих на коммутацию оль б льших начальных 5 ступени коммутации, определяемой сумв го вып ямителя и токов заряда конденсато е сатора и коммутацию марной постоянной первого выпрямит переменных токов нагрузки, — ч

01-2 А часто- блока задержки (не более 1 мс) и готовнотой 50 Гц под напряжением 220 В. Кроме стью электронного коммутатора к включе(дл ти 50 Г того, известное устроиство о л обладает низ- нию минимум через 20 мс (для сети ц) ким быстродействием, которое огранич раничено 10 независимо от времени разомкнутого состомма ным временем срабатывания обоих яния выключателя устройства. еле и в еменем отпускания первого реле. иг.1 и е ставлена функциональЦель изобретения — увеличение време- ная схема у тр; ф ст ойства; на фиг.2 — временные и ясняю ие его аботу; на ни безоткаэной работы (повышение надеж- диаграммы, поясняющ р у; ности) и повышение ыст д

) быстродействия 15 фиг.3 изображена функциональная схема и тва и и комм тации второй ступени инвертирующего логического преобразователя; на фиг.4 — временные диаграммы, помощн Ости.

Для достижения поставленной цели в ясняющие его работу. вве ены блок задер- Устройство для включения нагрузки по

ГО тока иг.1 СОжки, логический инвертирующий преобра- 20 линии питания переменного тока(фиг. ) созователь и -триггер, а и и

RS-, a исполнительный держит первую клемму для подключения к элемейт выпол! нен в виде электр д э ектронногоком- сети переменного тока, подключенную к мутатора, причем к выходу первбг первбго выпря- второй клемме через последовательно соемителя подключен вход логическогб диненные первую лампу 1 (или группу паьно сое иненных ламп) и инвертирующего преобразователя, выход 25 раллельно д которого подключен к -входу -т

S- RS- риггера выключатель 2, параллельно первой лампе ль 3 выR-вход которого подключен к чен к выходу блока 1 подключены первый выпрямитель, выS-выхо — к правляющему вхо- полненный в виде последовательно подклюю его т ансфо матора и ду Исполнительного элемента, к выходу вто- ченных понижа щ р ф р параллельно 30 диодного моста, и соединенные между сокопительный конденсатор и бой последовательно в р вто ая лампа 4 (или подключены накопи ое иненных ламп) и вход лока задержки, и б р ки при этом положитель- группа параллельно с д н нный в ные и отрицательные выводы пит оды питания ис- электронный коммутатор 5, выполнен полнительного элемента, логи нта логического виде усилителя, подключенного к управляюего и еобразователя и RS- 35 щемуэлектродутринистора, который вклюинв!ертирующего прес разов триггера соединенысоответственнос поло- чен в диаг жительным и отрицательным выводами Положительный выход первого выпрямителя 3 подключен к входу второго выпрямитеинве ти ющего логического

Инвертирующий логический преобра- ля 6 и входу инвертиру зователь выполнен на двухвх д в хвходовом эле- 40 преобразователя 7, выход которого послеИЛИ вЂ” НЕ интегрирующей RC-цепи и довательно через триггер 8 подключен к .пороговом элементе с коэффициейтом воз- входу электронного коммутатора 5. д . Выхо ри этом первый второго выпрямителя 6 является шиной "пи.\! !! !! вход элемента ИЛИ вЂ” НЕ является входом тание" и подключен к выводу "питание инвертирующего логического и с ого преобразова- 45 электронного коммутатора 5, инвертируютеля, выход элемента ИЛИ вЂ” НЕ через интег- щего логического преобразователя 7, тригрирующую -цепь с

RC- оединен с входом гера 8, к первому выводу накопительного пороговбго элемента, выход к т ход которого сое- конденсатора 9 и через блок 10 задержки динен с вторым входом элемента элемента ИЛИ-НЕ (выполненный в виде интегрирующеи и является выходом инвертирующего логи- 50 цепочки, причем при необходимости резистор шунтируют диодом) и R-входу триггера ческого преобразователя.

Повышение надежности устройства до- 8, отрицательный выход первого выпрямистигается путем исключения из устройства теля 3 является "общей шиной" и подключен низконадежных электромех н омеханических реле к выводу "общая шина" блока 10 задержки, и замены механических контактов реле для 55 триггера 8, электронного коммутатора 5, инкоммутации второи ступени ени мощности элек- вертирующего логического преобразоватетронными коммутаторами (трини т (ринисторами и ля 7 и к второму выводу накопительного симисторами), износоустойчивость которых конденсатора 9, не критична к коммутирующему напряже- Инвертирующий логический преобра(0,2-5 А) о ышленных частот зователь 7 (фиг.3) содержит двухвходовый

1767710

6 элемент ИЛИ-НЕ 11, интегрирующую RC- зователя 7 начинает поступать нулевое нацепь. 12 с постоянной интегрирования, пряжение. Поэтому после размыкания чебольшей полупериода частоты питающей рез время з, определяемое параметрами щеи -цепочки, с выхода инсети, и пороговый элемент 13 с коэффици- интегрирую ей RC- и 12, этом пе вый вхо ентом возврата, меньшим единицы. При 5 вертирующего логического" пре б р д элемента ИЛИ-НЕ 11 ля 7 напряжение логической о разоватеявляется вхо ом гическои единицы ского и еоб а дом инвертирующего логиче- поступает íà S-вход триггера 8 и переводит

ИЛИ-НЕ 11 че р р зователя 7, выход элемента его вединичноесостояние. Н б бчерез интегрирующую RC-цепь стродействие устройства обеспечивается

12 соединен с входом порогового элемента 10 при равенстве постоянной и

13, выхо кото ого д р r соединен с вторым вхо- RC-цепочки 12 полупериоду частоты питаю- дом элемента ИЛИ-НЕ 11 и является выходом инвертирующего логического Далее, при переводе выключателя 2 замкнутое состояйие, загораются обе ламзом. стройство работает следующим абра- 15 пы 1, 4, потому что на электронный-коммутатор 5 с триггера 8 поступает разрешающий

Для включения и выключения первой единичный потенциал. то ы выключить лампы 1, 4, выключаступени коммутации (первой лампы 1) ис- Чтобы выклю пользуют выключатель 2 устройства по пря- тель 2 необхо имо пе ль нес ходимо перевести в разомкнутое

20 состояние на время, большее, чем 0,5 — 1 с. т м накопительный конденсатор 9

Для включения второйлампы4(второй При этом накопит л ступени коммутации) сначала замыкают (см. полностью разряжается ф . ф, ) выключатель 2. При этом за- ходит в исходное состояние (выключенное. тся, и устройство перегорается первая лампа 1, и двухполупериод- ное напряжение с выхода пе aoro 2 выпрямителя 3 поступает на инве ти юр о 25 Быстродействие прототипа ограничено р ру - временем срабатывания и временем отпущий логический преобразователь 7 и второй скания реле. Нап выпрямитель 6. Постоянное нап яж я еле. апример, при использовании выхода второго выпрямителя 6 и накопи- тродействие ограничено 55 мс. Быст о ейтельного конденсатора 9 поступает на узлы 30 устройства, обеспечивая их питанием, и чествие предлагаемого ст ойства у р ства рез блок 10 за е жки ч, и че- ограничено только частотой питающей сети. и евыша рез лок задержки через время 7<, не Так, для сети частотой 50 400 Г тотой и ц быстрот ыть доведено соответстр ющее единиц мс, поступает íà R- действие может б вход триггера 8, обеспечивая таким обра- венно до 23 и 2 мс. зом установку триггера 8 в нулевое 35 исходное состояние. Нулевой потенциал с Общеизвестно: в б т игге а8по т известно: время безотказной рам тато 5 об р р поступает на электронный ком- боты реле зависит от б у р, о еспечивая его закрытое состо- рода и величины ко и ит от числа срабатываний, яние. личины коммутирующего тока и

В таком напряжения. Наихудшими условиями(резко таком состоянии устройство может 40 сокращающими гаранти ов находиться сколь го но олг антированное число на S-вхо т игг у дно долго, потому что срабатываний) является коммута д р ггера 8 поступает напряжение менных напряжений более 170 В частотой логического нуля, генерируемое инвертиру- - 50 — 400 Гц и тока более 0,05 А. случае коммутирования ламп в люстющим логическим преобразователем 7 из - В случае к выходного напряжения первого выпрямите- 45 рах мощност сть второи ступени находится в

Затем и и а пределах 100-450 Вт (0,4-2,0 А) при перепе в атем при размыкании выключателя 2 менном напряжении "0 В " 50 р ая лампа 1 гаснет, но на накопительном т.е. реле работает в оч частотои 50 Гц, конденсато е 9 остает я л ра стает в очень тяжелых условиях. р остается напряжение пита- Применение мощных релетипа Р3Н 33 резр зряда этого конденсатора. С целью обес- размеров и удор азяа т ния, которое постепенно убывает по мере 50 ко увеличивает г б вает га ариты до неприемлемь6 печения небольших габаритов устройства с е в и удорожает устройство без с ественного повышения надежности. Поэтоущ целесообразно узлы выполнять на микро- му з схемах КМО му замена механического контактного схемах ОП-структуры с малым током по- устройства реле л еле электронным коммутатол ния. мкость накопительного 55 ром на тринисторе или симисторе не конденсатора 9 выбирают из славия, не завиполного разряда за время г = 0,5-1 с. у вия ее сящим от рода и величины коммутирующего

После а м — тока и напряжения, позволяет качественно осле размыкания выключателя 2 на увеличить время безотказной работы уствход инвертирующего логического преобра- ройства.

1767710

Формула изобретения

1. Устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока, содержащее первый выпрямитель с входными выводами для подключения его к линии пи- 5 тания, второй выпрямитель, вход которого пбдключен к выходу первого выпрямителя, накопительный конденсатор и исполнительный элемент с выходной коммутируемой цепью, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 10 целью повышения надежности и быстродействия, в устройство введены блок задержки, логический инвертирующий преобразователь и RS-триггер, а исполнительный элемент выполнен в виде электрон- 15 ного коммутатора, причем к выходу первого выпрямителя подключен вход лоГического инвертирующего преобразователя, выход которого подключен к S-входу AS-триггера, R-вход которого подключен к выходу блока 20 задержки, а $-выход — к управляющему входу исполнительного элемента, к выходу второго выпрямителя параллельно "йодклЮчены накопительный конденсатор и вход блока задержки, при этом положительные и отрицательные выводы питания исполнительного элемента, логического инвертирующего преобразователя и RS-триггера соединены соответственно с положительным и отрицательным выводами накопительного конденсатора.

2. Устройство.по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что инвертирующий логический преобразователь выполнен на двухвходовом элементе ИЛИ-Н Е, интегрирующей RSцепи с постоянной интегрирования больше полупериода частоты питающей сети и пороговом элементе с коэффициентом возврата, меньшим 1, при этом первый вход элемента ИЛИ-НЕ является входом инвертирующего логического преобразователя, выход элемента ИЛ И-Н Е через интегри рующую RC-цепь соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и является выходом инвертирующего логического преобразователя.

/го/

Составитель А.Куценко

Редактор Б. Федотов Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Заказ 3559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101