Ключ переменного тока

 

ЮЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника п еременного тока, а катод через первый резистор подсоединен к второй шине источника переменного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен фототиристор фототиристорного оптрона, оптически свя-. занньй со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональпеременного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тиристора, а другим выводом через второй резистор - к управляющему электроду симметричного тиристора , второй диодный мост, диагональ переменного тока которого выводом подсоединена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого оптически связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона , светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности настройки и надежности срабатывания заш;иты ключа, в него введены Q5-триггер , логический элемент И, переменный резистор, конденсатор, усилитель-формирователь , одиниз выводов которого соединен с плюсовой шиной источника питания и катодом фотодиода оптрона, а другой вывод усилителя-формирователя соединен с минусовой шиной источника питания и первым вьшодом переменного резистора, второй вывод которого соединен с анодрм фотодиода (Л оптрона, одним выводом конденсатора и входом усилителя-формирователя, выход которого соединен с другим выводом конденсатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной информационного сигнала, выход элемента И соединен с 5 -входом R5 -триггера, R -вход которог соединен с шиной сброса, прямой выход RSтриггера соединен с катодом светодиода фототиристорного оптрона, а анод светодиода фототирр рторного оптрона соединен с анодом светодиода индикации , катод которого.соединен с инверсным выходом R9 -триггера, второй вывод диагонали переменного тока второго диодного моста подключен к второй шине источника переменного тока, а минусовой вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста сое-; динен с катодом светодиода оптрона, анод которого соединен с катодом стабилитрона.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

4(51) 11 03 K 17/56, 17/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4464k;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3644546/.24-21 (22) 19.09.83 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) B.À. Дремаков и О.Е, Шнайдер (71) Рижское производственное объединение БЭФ им. B.È. Ленина (53) 621.382(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 970690, кл. Н 03 К 17/56, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 549891, кл. H 03 К 17/78, 1976 (прототип). (54)(57) КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а катод через первый резистор подсоЕдинен к второй шине источника переменного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого вклйчен фототиристор фото тиристорного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональ переменного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тиристора, а другим выводом через второй резистбр — к управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым выводом подсоединена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого оптичееки связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона, светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки и надежности срабатывания защиты ключа, в него введены Q5-триггер, логический элемент И, переменный резистор, конденсатор, усилитель-фор" мирователь, один из выводов которого соединен с плюсовой шиной источника питания и катодом фотодиода оптрона, а другой вывод усилителя-формирователя соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с анодом фотодиода оптрона, одним выводом конденсатора и входом усилителя-формирователя, вы- ход которого соединен с другим выводом конденсатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной информационного сигнала, выход элемента И соединен с 5 -входом

RG -òðèããåðà, Й -вход KOToporg соединен с шиной сброса, прямой выход R5триггера соединен с катодом светодиода фототиристорного оптрона, а анод светодиода фототиристорного оптрона соединен с анодом светодиода индикации, катод которого, соединен с инверсным выходом RG -триггера, второй вывод диагонали переменного тока второго диодного моста подключен к второй шине источника переменного тока, а минусовой вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста сое" динен с катодом светодиода оптрона, анод которого соединен с катодом стабилитрона.

1 11402

Изобретение относится к автоматике и может найти применение для коммутации мощных исполнительных элементов выходным сигналом интегральных микросхем. 5

Известен ключ переменного тока, содержащий симистор, включенный последовательно с нагрузкой между клеммами питающей сети, к которым подключены выпрямитель- с фильтрующим конден- 1О сатором на выходе и двунаправленный ключ с тиристором на выходе, управляющий ключ и дополнительный конденсатор, причем катод тиристора подклю- чен к точке соединения симистора (1) . 15

Недостатками известного устройства являются низкая точность настройки и отсутствие защиты ключа от перегрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ключ переменного тока, содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а

25 катод через первый резистор. подсоединен к второй шине источника пере менного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен фототиристор фототиристор. З0 ного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональ переменного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тири- 35 стора, а другим выводом через второй резистор — к управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым. выводом подсое- 40 динена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока

1 положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого 45 оптически связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона, катод которого соединен с катодом светодиода оптрона, светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, два последовательно и встречно соединенных стабилитрона, SS включенных в диагональ переменного тока второго диодного моста, которая подключена через резистор к движку переменного резистора, включенного в цепь нагрузки (2), Недостатками известного устройства являются низкая точность настройки и низкая надежность срабатывания защиты ключа.

Цель изобретения — повышение точности настройки и надежности срабатывания защиты ключа.

Указанная цель достигается тем, что в ключ переменного тока, содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а катод через первый резистор подсоединен к второй шине источника переменного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен фототиристор фототиристорного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагонань переменного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тиристора, а другим выво— дом через второй резистор — к- управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым выводом подсоединена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого оптически связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона, светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, введены R5 -триггер, логический элемент И, переменный резистор, конденсатор, усилитель-формирователь, одйн из выводов которого соединен с плюсовой шиной источника питания и катодом фотодиода оптрона, а другой . вывод усилителя-формирователя соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом переменного ре-. зистора, второй вывод которого соединен с анодом фотодиода оптрона, одним выводом конденсатора и входом усилителя-формирователя, выход которого .соединен с другим выводом конденсатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной информационного сигнала, выход эле3 . 11402 мента И соединен с 5 -входом 5-триггера, -вход которого соединен с шиной сброса, прямой выход R5-триггера соединен с катодом светодиода фототиристорного оптрона, а анод светодиода фототиристорного оптрона соединен с анодом светодиода индикации, катод которого соединен с инверсным выходом R5 -триггера, второй вывод диагонали переменного тока второго 10 диодного моста подключен к второй шине источника переменного тока, а минусовой вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с катодом светодиода оптрона, 15 анод которого соединен с катодом стабилитрона.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого ключа переменного тока. 20

Ключ переменного тока содержит первый диодный мост 1, в диагональ постоянного тока которого влючен фототиристор 2 фототиристорного оптрона

3, оптически связанный со светодиодом 2>

4 фототиристорного оптрона 3, а диагональ переменного тока первого диодного моста 1 одним выводом через нагрузку 5 подсоединена к первой шине источника переменного тока и аноду 30 симметричного тиристора 6, а другим выводом через первый резистор 7 — к управляющему электроду симметричного тиристбра 6, катод которого через второй резистор 8 соединен с второй шиной источника переменного тока, диагональ переменного тока второго диодного моста 9 подсоединена параллельно второму резистору 8, положитель-. ный вывод диагонали постоянного тока 40 второго диодного моста 9 через третий .резистор 10- соединен с катодом стабилитрона 11 и анодом светодиода

12 оптрона 13, катод которого соединен с анодом стабилитрона 11 и отрицательным выводом диагонали постоянного тока второго диодного моста 9, анод светодиода 14 индикации соединен с анодом светодиода 4 фототиристорного оптрона 3 и первым выводом четвертого резистора 15, второй вывод которого соединен с плюсовой шиной источника питания, пятый (переменный) резистор 16, R5 -триггер 17, элемент И 18, усилитель-формирова- у тель 19, конденсатор 20 и фотодиод

21, оптически связанный со светодиодом 12 оптрона 13, катод фотодиода

43 4

21 соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом пятого резистора 16, второй вывод которого соединен с другим выводом конденсатора 20 и первым входом логического элемента И 18, второй вход которого соединен с первой входной клем мой, выход логического элемента И 18 соединен с 5 -входом RB - триггера

17, R -вход которого соединен с, входной клеммой, прямой выход RG -триггера 17 соединен с катодом светодиода 4 фототиристорного оптрона 3, катод светодиода 14 индикации соединен с инверсным выходом RB -триггера 17, шина 22 информационного сигнала, шина 23 сброса.

Усилитель-формирователь 19 может быть, в частности, выполнен на пяти резисторах 24-28 и четырех транзисторах 29-32и одном диоде 33.

Предлагаемый ключ работает следующим образом.

В исходном состоянии ключа Нб— триггер 17 находится в сброшенном положении, симметричный тиристор 6 закрыт и ток через .нагрузку 5 не протекает. На прямом выходе R5 -триггера 17 находится логическая "1", а на инверсном — логический "0 . В возбужденном состоянии оказывается светодиод 14 индикации, указывающий на то, что ключ находится в выключенном состоянии.

На шинах 22 и 23 в исходном состоянии находится логическая "1".

Перевод ключа в рабочее положение производится опрокидыванием R5-триггера 17 в рабочее состояние. На шину

23 сброса подается кратковременный отрицательный импульс, который опрокидывает Rg -триггер 17. При этом на инверсном выходе RB -триггера 17 появляется логическая "1", светодиод 14 индикации гаснет, а светодиод 4 фототиристорного оптрона 3 засвечиваетвя, так на прямом выходе RG -триггера 17 появляется логический 0". При этом открывается фототиристор 2 фототиристорного оптрона 3 и закорачивает диагональ постоянного тока первого диодного моста 1.

В управляющей цепи симметричного тиристора 6 появляется ток и отпирает последний. В результате этого через нагрузку 5 и второй резистор 8 протекает переменный ток. Напряжение пе 5

1140243 ременного тока, пропорциональное току нагрузки ключа, снимается с второго резистора 8 и поступает на диагональ переменного тока второго диодного моста

9, с диагонали постоянного тока кото- 5 рого выпрямленное напряжение через третий резистор 10 поступает на светодиод 12 оптрона 13.

При увеличении тока через нагрузку 5 сверх нормы и соответственно то- 1О ка через светодиод 4 фототиристорного оптрона 3 увеличивается яркость его свечения. При этом изменяется обратное сопротивление фотодиода 21 оптрона 13, С делителя напряжения, образованного сопротивлением фотодиода

21 оптрона 13 и пятым резистором 16, напряжение поступает на вход усилителя-формирователя 19.

Порог чувствительности усилителяформирователя 19 устанавливается пятым резистором 16 и определяет момент изменения логического уровня на выходе усилителя-формирователя 19. Посредством пятого резистора 16 порог срабатывания защиты изменяется в 6-7 раз. При достижении заданного уровня засветки фотодиода 21 оптрона 13 на выходе усилителя-формирователя 19 по..является логический "0", который че- 30 рез логический элемент И 18 воздействует на 5 -вход: RB -триггера 17 и переводит его в выключенное состояние.

В результате этого обесточивается светодиод 4 и фототиристор 2 фототиристорного оптрона 3 закрывается в момент перехода синусоиды через нуль.

При этом снимается управляющий сигнал с симметричного тиристора 6 и он также закрывается в момент пере- 4р хода полуволны переменного напряжения через нуль и прерывает ток в цепи нагрузки 5, чем предотвращает длитель» ный аварийный режим работы ключа. Светодиод 14 индикации светится до того момента, пока на к -вход RG †тригге

17 не будет подан управляющий импульс и R5 -триггер не переключится в рабочее состояние.

Ограничение тока, протекающего через светодиод 12 оптрона 13 осуществляется с помощью третьего резистора 10 и стабилитрона 1.1. По первичной цепи величину тока защиты определяет второй резистор 8, включенный последовательно с симметричным тири.стором 6 и нагрузкой 5.

Конденсатор 20 включен между выходом и входом усилителя-формирова. теля 19 и"предотвращает самовозбуждение и генерацию усилителя-формирователя 19 в момент перехода на его выходе сигнала из одного логического уровня в другой. В связи с тем, что все элементы защиты ключа являются быстродействующими, высокочастотные броски тока помехи могут вызвать ложное срабатывание защиты. Конденсатор 20 обеспечивает защиту ключа от высокочастотных помех и бросков тока, присутствующих в сети и проникающих в цепи узла защиты ключа.

Предлагаемое изобретение повышает чувствительность и точность настройки порога срабатывания ключа за счет введения в схему ключа усилителяформирователя с высокой точностью порога переключения и высокой чувствительностью к входному сигналу, элемента И, а также стабилитрона и конденсатора, расширяет диапазон регулировки порога срабатывания защиты при одновременном увеличении тока нагрузки ключа.

1140243

Составитель С. Чуприн

Техред M. Гергель Корректор Л. Пилипенко

Редактор M. Петрова

Заказ 272/44

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4