Электронный коммутатор сети переменного тока

 

Использование: изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах питания переменным током различных радиоэлектронных устройств, в частности телевизионной контрольно-испытательной аппаратуры . Сущность изобретения -устройство содержит диодно-тиристорный ключ, блок его включения, управляемый элемент памяти, интегрирующий элемент, формирователь импульсов синхронизации, выпрямитель, развязывающий диод, ключ запуска, две входные шины, две выходные шины, двухвходовой элемент И, ключ, две шины управления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 17/13

ГОСУДАPСТBEННОЕ ПATЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4914398/21 (22) 25.02.91 (46) 28.02,93, Бюл. N. 8 (71) Специальное конструкторское бюро

Производственного абьединения "Комму- нар" (72) А,А,Вербовец (56) Авторское свидетельство СССР

N1064463,,кл. Н 03 К 17/13, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1465989, кл. Н 03 К 7/13, 1987. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР СЕТИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.Предлагаемое техническое решение относится к электронике и предназначено для использования в системах питания переменным током различных радиоэлектронных устройств, в частности телевизионной контрольно-испытательной аппаратуры при необходимости коммутации на них переменного напряжения при пересечении нулевого уровня и при управлении коммутатором электрическими сигналами от внешних управляющих устройств.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения управления коммутатором внешними электрическими сигналами.

На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2— диаграмма работы предлагаемого устройства, Устройство содержит диодно-тиристорный ключ 1, блок 2 его включения, управляемый элемент 3 памяти, интегрирующий элемент 4, формирователь 5 импульсов син„„5U ÄÄ 1798909 А1 (57) Использование: изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах питания переменным током различных радиоэлектронных устройств, в частности телевизионной контрольно-испытательной аппаратуры, Сущность изобретения — устройство содержит диодно-тиристорный ключ, блок его включения, управляемый элемент памяти, ин- тегрирующий элемент, формирователь импульсов синхронизации, выпрямитель, развязывающий диод, ключ запуска, две входные шины, две выходные шины, двухвходовой элемент И, ключ, две шины управления, 2 ил. хронизации, выпрямитель 6, развязывающий диод 7, ключ 8 включения, нагрузку 9, выходные 10, 11 и входные 12, 13 шины устройства, шины питания 14, 15 формирователя 6, двухвходовой элемент И 16, ключ

17, шины 18, 19 управления.

Формирователь 5 выполнен на фазоинверторе 20 и ограничителе 21 амплитуды импульсов. Первый силовой вывод фазоинвертора 20 соединен с шиной 14 и выходом

23 формирователя 5, второй силовой вывод фазоинвертора 20 соединен с шиной 15, а управляющий вход фазоинвертора 20 соединен с входом 22 формирователя 5, ограничитель 21 включен между управляющим входом фазоинвертора 20 и шиной 15, Блок 2 может быть выполнен, например, на оптроне, состоящем из светодиода и фототиристора, элемент 3 памяти — например на маломощном тиристоре, двухвходовый элемент И 16 может быть интегральным элементом или выполнен на транзисторах, ключ 17 может быть интегральным или выполнен на транзисторе.

1798909

Управляющий вход диодно-тиристорного ключа 1 соединен с выходом блока 2 включения, вход которого подключен к выходу управляемого элемента 3 памяти, выходы ключа 1 через нагрузку 9 соединены с выходными шинами 10, 11 устройства, Выводы диагонали переменного тока выпрямителя 6 через ключ 8 включения подключены к входным шинам 12, 13 устройства, которые соединены с источником пониженного сетевого напряжения (на.чертеже не показан), первый вывод диагонали постоянного тока выпрямителя 6 образует две шины 14 и 15 питания формирователя 5, элементов 4, 3, 16 и 17 блока 2. Второй вывод диагонали постоянного тока выпрямителя 6 соединен с входом 22 формирователя 5, выход 23 которого соединен с входом интегрирующего элемента 4, выходом подключенного к первому входу двухвходового элемента И 16. второй вход которого соединен с клеммой 18. Выход элемента И 16 соединен с управляющим входом элемента

3. Силовой вход ключа 17 соединен с выводом анода светаизлучающего диода блока 2.

Выход ключа 17 соединен с общей шиной

15. Управляющий вход ключа 17 соединен с клеммой 19; Диод 7 включен между вторым выводом диагонали постоянного тока вы-.. прямителя 6 и шиной 14.

Коммутатор работает следующим образом, В исходном (выключенном) состоянии ключ 8 включения разомкнут. Устройство обеспечено поэтому диодно-тиристарный ключ 1 разомкнут и в цепи нагрузки 9 ток отсутствует.

При замыкании ключа 8 (to, фиг,2) пони>кенное сетевое напряжение поступает на выпрямитель 6, который служит для получениЯ пУльсиРУюЩего напРЯ>кениЯ UsIInp. (фиг.2б) с удвоенной частотой сети. Для упрощения схемы коммутатора выпрямитель 6 является общим для получения питания

Unm. (фиг.2г) формирователя 5, элементов 3, 4, 16 и 17 блока 2 и является источником получения синхранизиру1ащйх импульсов.

Удвоенная частота пульсирующего напря>кения позволяет получить синхронизирующие импульсы, соответствующие каждому прохождению синусоидального напряжения через нуль, Развязывающий диод 7 исключает сглаживание пульсиру ощего напряжения на выходе выпрямителя 6. Далее пульсирующее напряжение поступает на ограничитель 21, На выходе ограничителя 21 формируются трапецеидальные импул ьсы, Uprp. (фи r.2 в), и одде ржи ва ющие фазоинвертор 20 в открытом состоянии. В промежутках между импульсами фазоин вертор 20 закрывается. При этом на каллек5

20 торе фазоинвертора 20 выделяется положительный синхронизирующий импульс 0» (фиг.2д), Так как фазоинвертор 20 закрывается в момент времени, близком к переходу синусоиды через нуль, то и выделенный на коллекторе импульс будет соответствовать этому времени, Для повышения точности включения диодно-тиристорного ключа 1 в момент перехода сетевого напряжения через нуль между формирователем 5 и элементом 3 памяти включен интегрирующий элемент 4.

Точность включения определяется половиной длительности синхронизиру ащего импульса, Подбирая время задержки включения диодно-тиристорного ключа 1 на половину длительности импульса с помощью интегрирующего элемента И, можно добиться полной синхронизации включения диодно-тиристорнога ключа 1 с моментом перехода сетевого напряжения через нуль (Ul4HT+rp.) (фиг.2е). Интегрирующий элемент 4 улучшает помехоустойчивость коммутатора.

После интегрирующего элемента 4 синхронизирующие импульсы поступают на первый вход двухвхадового элемента И 16. На выход элемента И 16 импульсы не проходят, т.к. сигнал на втором входе отсутствует. При подаче в момент времени t1 на второй вход

30 1 8 элемента И 1 6 сигнала Оупр. 1 (фиг.2ж) синхранизирующий импульс проходит на выход элемента И 16 (U» фиг.2д) и далее на вход элемента 3 памяти — в управляющую цепь маломощного тиристора. Тиристор

35 включает оптрон блока 2 включения. Блок 2 включения обеспечивает гальваническую развязку элементов коммутатора от сетевого напряжения, поступающего на диоднотиристорный ключ 1 и нагрузку 9. Тиристор

40 элемента 3 памяти открывается, включая при этом светодиод оптрона блока 2 включения, Управляющая цепь диодно-тиристорного ключа 1 замыкается через фототиристор оптрона, открывая ключ 1 и

45 подключая нагрузку 9 к сети.

Необходимым условием прохождения синхронизирующих импульсов через элемент И является выражение rynp Tc.í. где r»p. — величина длительности импульса

Uynp1

Тс.и, — период следования асинхронизирующих импул ьсов.

При исчезновении управляющего сигнала Оулр.1 коммУтатоР остаетсЯ включенным, т.к, тиристор элемента 3 памяти открыт. Для выключения коммутатора на управляющий вход 19 ключа 17 необходимо

IlOPBTb СИГНаЛ Оулр.2 (13 фИГ.2И). ПРИ aTOV ключ 17 открывается и шунтирует светодиод

1798909 оптрона блок 2 и элемент 3 памяти. Напряжение на аноде маломощного тиристора элемента 3 памяти уменьшается до нуля и тиристор закрывается, выключая светодиод оптрона блока 2. Фототиристор оптрона также закрывается ключ 1 отключает наУ грузку 9 от сети, (т4 фиг.2к). При подаче следующего сигнала Оупр.1 процесс повторяется (ts, тв фиг.2к).

Новые признаки позволили управлять электронным коммутатором с помощью внешних электрических сигналов, поступающих от различных устройств управления или Э8М, При этом все положительные признаки электронного коммутатора сохраняются.

Предлагаемое техническое решение найдет применение в устройствах, где необходима коммутация мощных потребителей .с помощью внешних управляющих сигналов.

Формула изобретения

Электронный коммутатор сети переменного тока, содержащий диодно-тиристорный ключ, блок его включения, управляемый элемент памяти, интегрирующий элемент, формирователь импульсов синхронизации, выпрямитель, развязывающий диод, ключ запуска, выходы диодно-тиристорного ключа через нагрузку соединены с выходными шинами, а управляющий вход соединен с выходом блока включения, вход которого подключен к выходу управляемого элемента памяти, выводы диагонали переменного тока выпрямителя через ключ запуска подключены к входным шинам устройСтва, первый вывод диагонали постоянного тока выпрямителя образует две шины питания формирователя импульсов синхронизации, интегрирующего элемента, управляющего

5 элемента памяти и блока включения, второй вывод диагонали постоянного тока выпрямителя соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, выход которого соединен с входом интегрирующего эле10 мента, развязывающий диод включен между вторым выводом диагонали постоянного тока выпрямителя и первой шиной питания, формирователь импульсов синхронизации выполнен на фазоинверторе, и ограничите15 ле амплитуды импульсов, первый силовой вывод фазоинвертора соединен с первой шиной питания и выходом формирователя импульсов синхронизации, второй силовой вывод фазоинвертора соединен с второй

20 шиной питания, управляющий вход фазоинвертора соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, ограничитель амплитуды импульсов включен между управляющим входом фазоинвертора и вто25 ройшиной питания,отлича ющийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены двухвходовой элемент И и ключ, силовой вход и силовой выход которого соответственно соединены

30 с анодом излучающего диода блока включения и с общей шиной, при этом выход интегрирующего элемента подключен к управляющему входу управляющего элемента памяти через элемент И, второй вход

35 которого соединен с первой шиной управления, а вход управления ключа — с второй шиной управления, 1798909 а) e)Q

Редактор

Заказ 779 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5)0

L)(Ay

Составитель А. Вербовец

Техред M.Моргентал Корректор А.Крзориз