Ключ переменного тока

 

КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий симистор, транзистор п-р-п проводимости, база которого соединена-с одним из выводов первого р истора,. а коллек,тор через второй резистор - с первой входной клеммой и управляющим электродом симистора, транзистор р-п-р проводимости , база которого подключена к одному из выводов третьего резистора , диод, два конденсатора, вторую входную клемму, о т л и ч а - , ю щ и и. с я тем, что, с целыр повышения КПД, в него введен источник постоянного напряжения, плюсот вая шина которого подключена к катоду симистора, змиттеру транзистора р-п-р проводимости и через диод г к базе данного транзистора и к второй входной клеммеf а минусовая шпна подключена к эмиттеру транзистора п-р-п провод11мости и через первый конденсатор - к второму выводу первого резистора, который через четвертый резистор (Л соединен с коллектором транзистора р-п-р проводимости, при этом второй конденсатор включен между входной клеммой и втором выводом третьего резистора. 1C i4 iii IC

„„SU„„1012442 A

ООЮЭ ООВИТОНИХ

ОЗЮЧЛЮИЧ

РЕСПУБЛИК

ЗЦВ Н 03 K 17/56

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к АвтОРснОму свищзтельстВу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 2897996/18-21 (22) 26.03.80 (46) 15.04.83. Бюл. В 14 (72). В.А. Игнатов и Н.В. Боголюбов (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (53) 621.316.56(088.8) (56) 1.Тиристоры. Технический справочник под ред. В.A. Лабунцова, М., "Энергия", 1971, с. 196, рис. 8-21.

2. Авторское свидетельство СССР

9 711684, кл. Н 03 К 17/00, 1980 (прототип). (54)(57) КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО TQKA содержащий симистор, транзистор ..n--р-и проводимости, база которого соединена с одним из выводов пер-. вого резистора,.а коллектор через второй резистор - с первой входной клеммой и управлявшим электродом симнстора, транзистор р-и-р проводимости, база которого подключена к одному из выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму, о т л и ч а -.. ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен источник постоянйого напряжения, плюсо-. вая шина которого подключена к катоду симнстора, змиттеру транзистора р-и-р проводимости и через диод вЂ, к базе данного транзистора и к второй входной клемме, а минусовая шина подключена к эмиттеру транзистора и-р-и проводИмости и через первый конденсатор - к второму выводу первого резистора, который через четвертый резистор соединен с коллектором транзистора р-и-р проводимости, при этом второй конденсатор включен между входной клеммой и вторым выводом третьего резистора.

1012442

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для коммутации активных и реактивных нагрузок в цепях переменного тока.

Известен ключ переменного тока, содержащий симистор, два транзистора, резисторы, диод, два конденсатора 1 3.

В данном устройстве схема управления выполнена в виде симметричного триггера на транзисторах, которые управляют работой двух независимых ключей.

Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности, обусловленный неопределеннностью начального состояния ключа.

Известен также ключ переменного тока, содержащий симистор, транзистор и-р-и проводимости, база которого соединена с одним из выводов первого резистора, а коллектор че. Рез второй резистор — с первой входной клеммой и управляющим электродом симистора, транзистор р-и-р проводимости, база которого подключена к одному иэ выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму (2 ).

Это устройство обеспечивает коммутацию активных и реактивных нагрузок в цепи переменного тока при прохождении напряжения источника питания через нуль и запоминание включенного состояния симистора. самоудержа ние ) .

Недостатком известного устройства является низкий КПД из-эа большого потребления мощности в управляющей цепи симистора, что обусловлено протеканием тока нагрузки через резистор, включенный в катодную цепь симистора последовательно с нагрузкой.

Целью изобретения является повыаение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в ключ переменного тока, содержащий симистор, транзистор и-р-и проводимости, база которого соединена с одним из выводов первого резистора, а коллектор через второй резистор — с первой входной клеммой и управляющим электродом симистора, транзистор р-и-р проводимости, база которого подключена к одному из выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму, введен источник постоянного напряжения, плюсовая шина которого подключена к катоду симистора эмиттеру транзистора р-п-р проводимости и через диод — к базе данного транзистора и ко второй входной клемме, а минусовая шина, подключена к эмиттеру транзистора и-р-и проводимостй и через первый конденсатор - ко второму выводу первого резистора, который через четвертый резистор соединен с коллектором транзистора р-и-р проводимости, при этом второй конденсатор включен между первой входной клеммой и вторым выводом третьего резистора.

На фиг. 1 представлена схема ключа переменного тока; на фиг. 210 типовые осциллограммы напряжений на управляющем электроде включенного симистора при реактивной и активной нагрузках.

Устройство содержит (фиг.1 ) симистор 1, нагрузку 2, источник 3 переменного напряжения, транзистор

4 и-р-и проводимости, транзистор 5 р-и-р проводимости, диод б, конденсаторы 7,8, резисторы 9-12, ис20 точник 13 постоянного напряжения. первую входную клемму 14 и вторую входную клемму 15.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии нагрузка

2 обесточена. При подаче на первую входную клемму 14 отпирающего.напряжения симистор 1 переходит во включенное состояние и подключает нагрузку 2 к источнику переменного напряжения 13. При протекании тока нагрузки через симистор 1 на ego управляющем электроде относительно катода выделяется доля переменной составляющей анодного напряжения

35 за счет перераспределения напряже ний на слоях пятислойной монокристаллической структуры с четырьмя р-и переходами. Переменная, составляющая напряжения на участке уп4Q равляющий электрод — катод симистора 1 подается через конденсатор 8 и резистор 12 на базу транзистора

5 и диод б. Транзистор 5 открывается при включении симистора 1 в

45 отРицательный полупериод питающего напряжения. При этом коллекторный ток транзистора 5 заряжает конденсатор 7 от источника 13 постоянного напряжения. Напряжение, возникающее на конденсаторе 7, подается через резистор 10 на базу транзистора 4, вызывая его включение. В результате этого через управляющий электрод симистора 1 начинает протекать постоянный тон от источника 13 постоян55 ного напряжения через эмиттерноколлекторный переход открытого транзистора 4 и резистор 11. При этом достигается запоминание включенного состояния симистора 1. Транзистор 5 работает в режиме усилителя переменного пульсирующего напряжения, а транзистор 4 — в режиме ключа постоянного тока. Параметры цепи самоудержания выбраны так, чтобы постоянная времени заряда конден1012442

Составитель И. Форафонтов Редактор С. Тимохина Техред й. Кастелевич Корректор . Ильин

Заказ 2789/70 Тираж 934

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "-Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 сатора 7 была меньше постоянной времени его заряда через базовую цепь транзистора 4.

Для выключения симистора. 1 необходимо подать импульс тока положительной полярности. на вторую выходную клемму 15 длительностью не менее периода питающего переменного напряжения. Включение симистора 1 может осуществляться также подачей импульса тока отрицательной полярности на клемму 15.

Осциллограмма 1б {фиг. 2) снята- при реактивной нагрузке (электродвигатель ABE 07 мощностью 270 В), а осциллограмма 17 — при активной нагрузке мощностью 40 Вт. Масштаб по оси ординат М, = 2 В/см, по оси абцисс — М 5 мс/см. Пунктирная прямая 18 получена при включенном транзисторе 4.(при подаче на базу транзистора 5 йостоянного отрицательного напряжения ) и при разор,ванной анодной цепи симистора 1 (в режиме холостого хода ).

Мощность, потребляемая в цепи самоудержания предложенного устройства, не превышает О,б Вт. В известном устройстве в цепи самоудержания рассеиваемая мощность состав t0 ляет не менее 200 Вт при использовании, например, сймистора Ку 208Pt резистор в катодной цепи симистора обычно выбирают равным i 5-2 Ом, что нри токе нагрузки 12 А приводит к потере мощности, равной 216 Вт.

Таким образом, в предложенном устройстве достигается увеличение

КПД за счет уменьшения потребляемой мощности в 7-10 раз.