Ключ переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания привода испытательных механизмов. Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы ключа. Для этого в ключ введены транзистор 4, конденсаторы 5 и 7, двуханодный стабилитрон 10. Ключ содержит также симистор 1, нагрузку 12, транзисторы 2,3, конденсаторы 6,8, диод 9, резистор 11, шины 13,14 питающей сети, управляющую шину 15. Управляющие импульсы подаются на управляющий электрод симистора 1 только при появлении в его силовой цепи напряжения, необходимого для отпирания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) (51) 4 Н 03 К 17/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д STQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (2 1 ) 44 1 6667 /24-21 (22) 31. 03. 88 (46) 23. 12.89. Бюл. Ф 47 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н.И. Байдасов, А.М. Шумский и А. В. Кобылянский (53) 621. 316. 56 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 473298, кл. H 03 К 17/56, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 711684, кл. Н 03 К 17/56, 1978. (54) КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

2 для питания привода испытательных механизмов. Цель изобретения — повышение КПД и надежности работы ключа.

Для этого в ключ введены транзистор 4, конденсаторы 5 и 7, двуханодный стабилитрон 10. Ключ содержит также симистор 1, нагрузку 12, транзисторы

2 и 3, конденсаторы 6 и 8, диод 9, резистор 11, шины 13 и 14 питающей сети, управляющую шину 15. Управляющие импульсы подаются на управляющий электрод симистора 1 только при появлении в его силовой цепи напря кения, необходимого для отпирания .

1 ил.

1531204

Изобретение относится к электро-. технике„ преимущественно к преобразовательной технике и может быть использовано для питания привода исполнительных механизмов, Пель изобретения — повышение КПД и надежности работы.

На чертеже представлена схема ключа переменного тока. 10

Ключ переменного тока содержит симистор 1, три транзистора 2-4, четыре конденсатора 5-8, диод 9, двуханодный стабилитрон 10, резистор 11.

Анод симистора 1 через нагрузку 12 подключен к первой шине 13 питающей сети, катод — к второй шине 14 питающей сети. J аза транзистора 4 подключена к управляющей шине 15 устройства, эмиттер — к шине 14, коллектор— 20 к аноду диода 9, коллектору транзистора 2 и первому выводу конденсатора

5, второй вывод которого соединен с шиной 14, катод диода 9 соединен с первыми выводами резистора 11, 25 стабилитрона 10 и конденсатора б, второй вывод резистора 11 подключен к шине 13, второй вывод стабилитрона 10 подключен к шине 14, базы транзисторов 2 и 3 объединены и подключены к второму выводу конденсатора 6 и первому выводу конденсатора 7, эмиттеры транзисторов 2 « 3 объединены и годключены к второму выводу конденсатора 7 и через конденсатор 8—

35 к управляющему электрону симистора 1, коллектор транзистора 3 подключен к шине 14.

Ключ переменного тока работает следующим образом.

При подаче питания на шины 13 и 14 синусоидальное напряжение с помощью двуханодного стабилитрона 10 в точке его соединения с резистором

11 преобразуется в двухполярные тра- 45 пецеидальные импульсы с амплитудами, равньпки напряжению стабилизации двуханодного стабилитрона 10. Трапецеидальный импульс отрицательной полярности через диод 9 заряжает конденсатор 5. Если в это время на шине 15

50 отсутствует сигнал управления, т. е.. транзистор 4 заперт и не шунтирует цепь конденсатора 5, то последний заряжается до амплитудного значения отрицательного трапецеидального им55 пульса и обеспечивает тем самым постоянное питающее напряжение для транзисторов 2-4. Дифференцирующий конденсатор 6 преобразует трапецеидальные импульсы, получаемые на двуханодном стабилитроне 10, в короткие импульсы, выделяемые на база-эмиттерных переходах р-и-р транзистора 2 и и-р-и транзистора 3. Причем короткий импульс отрицательной полярности получается в моменты прохождения заднего фронта трапецеидальных импульсов, т.е ° при переходе от максимума через ноль до минимального значения, а положительной полярности — в моменты прохождения переднего фронта, т.е. при переходе трапецеидальных импульсов от минимума через ноль до максимума. Причем переход через ноль трапецеидальных импульсов определяется моментом перехода через ноль напряжения питающей сети, следовательно короткие дифференцированные импульсы по времени начинаются незадолго до перехода, а закачч«ваются несколько позже перехода сетевогс на«ряжения через ноль.

Продифференцированный короткий импульс отрицательной полярности вызывает появление базового тока транзистора 2. В результате этого открывается транзистор 2, через который начинает протекать ток заряда конденсатора 8 по цепи: отрицательный вывод конденсатора 5 — открытый переход коллектор — эмиттер транзистора 2 — конденсатор 8 — переход управляющий электрод — катод симистора 1 — положительный вывод конденсатора 5, Форсирующий конденсатор 7 обеспечивает обратную связь с выхода на вход транзистора 2, что улучншает условия для поддержания открытого состояния транзистора 2 на все время действия дифференцированного импульса отрицательной полярности.

Ток заряда конденсатора 8, протекающий через переход управляющий переход — катод симистора 1, создает условия для открывания симистора 1 по управляющему электроду и симисторный ключ переходит в открытое сос-.ояние как только сетевое напряжение переходит через ноль в сторону отрицательной полуволны. Таким образом, симистор 1 открывается в самом начале отрицательной полуволны и в течение действия всего этого отрицательного полупериода сетевого напряжения ключ находится в открытом состоянии.

15312

Когда прекращает действовать дифференцированный короткий импульс отрицательной полярности (т.е. когда завершается переход трапецеидальных

5 импульсов от максимального значения через ноль до своего минимального зна чения) транзистор 2 переходит в закрытое состояние и заканчивается заряд конденсатора 8.

В дальнейшем при окончании отрицательной полувопны, когда напряжение питающей сети приближается к нулю в сторону положительной полуволны, начинается передний фронт трапецеидаль-15 ных импульсов. Он вызывает появление дифференцированного импульса положительной полярности, который открывает транзистор 3. При этом начинается разряд конденсатора 8 по цепи: положи- 20 тельный вывод конденсатора 8 — переход управляющий электрод-катод симистора 1 — переход коллектор — эмиттер открытого транзистора 3 — отрицательный вывод конденсатора 8. Форсиру- 25 ющий конденсатор 7 улучшает условия для поддержания транзистора 3 в открытом состоянии на все время действия дифференцированного импульса положительной полярности. Ток заряда кон- 30 денсатора 8, протекающий через управляющий электрод-катод симистора 1, создает условия для открывания симистора 1 по управляющему электроду и как только происходит переход сетевого напряжения через ноль в сторону положительной полуволны, симистор 1 открывается и поддерживает это открытое состояние ключа на все время положительного полупериода сетевого íà- 40

Ключ переменного тока, содержащий симистор, два транзистора разного типа проводимости, два конденсатора, диод и резистор, анод симистора через нагрузку подключен к первой шине питающей сети, катод — к второй шине питающей сети, первый вывод первого конденсатора соединен с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом резистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД и надежности работы, введены третий транзистор, третий и четвертый конденсаторы и двуханодный стабилитрон, база третьего транзистора подключена к управляющей шине устройства, эмиттер — к второй шине питающей сети, коллектор — к точке соединения анода диода и первого вывода первого конденсатора и к коллектору первого транзистора, второй вывод первого конденсатора подключен к второй шине питающей сети, первый вывод двуханодного стабилитрона подключен к точке соединения катода диода и первого вывода ре,зистора и к первому выводу второго конденса-.ора, второй вывод двуханодного стабилитрона соединен с второй шиной питающей сети, второй вывод - 45 пряжения.

Иэ этого следует, что короткие дифференцированные импульсы, действующие в цепи управления симистора 1, перекрывают момент перехода через пель напряжения питающей сети, что является наиболее оптимальным услови.ем открывания по управляющему электролу симисторного ключа переменного тока. При этом на упРавляющий электРод симистора 1 воздействует амплитудное значение этого импульса.

В момент появления отрицательной по.гтуволны сетевого напряжения в цепи управляющего электрода симистора 1 действует импульс отрицательной полярности, а в момент появления положительной полуволны сетевого напряжения — импульс положительной поляр04 6 ности, что является благоприятным сочетанием для открывания симистора 1.

Когда необходимо закрыть ключ переменного тока, на шину 15 подается сигнал, приводящий к открытию транзистора 4. Он шунтирует цепь конденсатора 5 и тем самым снимает питание с транзистора 2. В результате этого не происходит процессов заряда— разряда конденсатора 8 и симистор 1 находится все время в закрытом состоянии. (При этом положительный эффект от применения предлагаемого ключа достигается за счет улучшения эксплуатационных характеристик устройства вследствие подачи управляющего импульса на управляющий электрод симистора только при появлении в его силовой цепи напряжения, необходимого для отпирания, и отсутствия резистора, включенного последовательно нагрузке, что повышает КПД, обеспечивая при этом надежную работу устройства из-за применения бесконтактных элементов. формула изобретения

153 1204

Составитель Г. Терешина

Редактор Г. Волкова 7ехред М.Дидык Корректор И. Муска

Тира)к 884

Закаэ 7965/55

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ушгород, ул. Гагарина, 101 резистора соединен с первой шиной питающей сети, базы первого и второго транзисторов объединены и подключены к второму выводу второго конденсатора и первому выводу третьего конденсатора, эмиттеры первого и второго транэисторов объединены и подключены к второму выводу третьего конденсатора и череэ четвертый конденсатор — к управляющему электроду симистора, коллектор второго транзистора соединен с второй шиной питаюшей сети.