Релейное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления, например терморезисторами, для контроля и регулирования температуры и др. величин. Цель изобретения - снижение потерь мощности в цепях управления и повышение удобств в эксплуатации за счет индикации состояния нагрузки. Устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, компаратор, первый транзистор, нагрузку и встречно-параллельно включенные тиристоры. Для снижения потерь мощности в цепях управления и повышения удобства эксплуатации устройство дополнительно снабжено четвертым и пятым диодами, вторым и третьим транзисторами, светодиодом и сопротивлением. Устройство обеспечивает коммутацию значительной мощности с высоким КПД, схема его проста и надежна в работе, обеспечивает сигнализацию состояния электронагревательного элемента. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Н 47/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822856/07 (22) 07.05.90 (46) 07,03.92. Бюл. N 9 (75) Л.П.Дмитренко (53) 621.318.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .№ 1251205, кл. Н 01 Н 47/32, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1653022, кл. Н 01 Н 47/32, 1989. (54) РЕЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления, например терморезисторами, для контроля и регулирования температуры и др. величин, Цель изобретения — снижение потерь мощности

Изобретение относится к области электротехники и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления (терморезисторами, фоторезисторами и др.), напряжения и т.п, для контроля и регулирования температуры, давления, напряжения и других величин. . Известно релейное устройство, содержащее конденсатор, делитель напряжения, образованный первым резистором и терморезистором, однопереходный транзистор с

RC-контуром на входе, тиристор, диод, второй резистор и выводы для подключения источника переменного тока, причем первый вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов для подключения источника переменного тока, делитель напряжения и однопереходный транзистор

„„. Щ„„1718290 Al в цепях управления и повышение удобств в . эксплуатации за счет индикации состояния нагрузки. Устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, компаратор, первый транзистор, нагрузку и встречно-параллельно включенные тиристоры. Для снижения потерь мощности в цепях управления и повышения удобства эксплуатации устройство дополнительно снабжено четвертым и пятым диодами, вторым и третьим транзисторами, светодиодом и сопротивлением, Устройство обеспечивает коммутацию значительной мощности с высоким КПД, схема его проста и надежна в работе, обеспечивает сигнализацию состояния электронагревательного элемента, 1 ил, подключены параллельно конденсатору, выход однопереходного транзистора соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к конденсатору, диодный мост, операционный усилитель, второй делитель напря>кения, образованный третьим и четвертым резисторами и второй RC-контур, причем делитель напря>кения подключен параллельно конденсатору, входы операционного усилителя соединены со средними точками первого и второго делителей напряжения, выход операционного усилителя подключен к входу однопереходного транзистора, конденса. тор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с первым выводом для подключения нагрузки, второй вывод для подключения которой соединен с

1718290

35

50 одним выводом диодного моста, а тиристор зашунтиоован вторым RC-контуром и подключен к диодному мосту.

Однакоустройство выполнено подостаточно сложной схеме, включающей в себя генератор импульсов, и не:позволяет из-за ограниченной частоты импульсов управления выделять в нагрузке максимальную мощность.

Наиболее близким к предлагаемому является релейное устройство, содержащее выводы для подключения питания, три.диода, компаратор, измерительный мост, первый транзистор, четыре резистора, выводы для подключения нагрузки, стабилитрон, три конденсатора, первый и второй тиристоры, первый вход измерительного моста подключен к первой обкладке первого конденсатора и к первому выводу для подключения питания компаратора, второй вход измерительного моста подключен к второй обкладке первого конденсатора, к второму выводу для подключения питания компаратора, к первому выводу первого резистора, к эмиттеру первого транзистора, аноду первого диода и катоду первого и аноду второго тиристоров, первый и второй выходы. измерительного моста подключены к первому и второму входам компаратора, выход компаратора подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод второго резистора подключен к второму выводу первого резистора и к базе первого транзисто- ра, коллектор которого подключен к катоду первого диода, первый вывод для подключения питания подключен к аноду второго диода, катод второго диода подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод для подключения питания подключен к второй обкладке первого конденсатора, к первому выводу для подключения нагрузки и к аноду второго тиристора, катод второго тиристора подключен к обкладке второго конденсатора, второй вывод четвертого ре- зистора подключен к управляющему электроду второго тиристора, Однако в известном устройстве рассеивается в цепях управления тиристоров значительная мощность и не обеспечивается индикация процесса работы, что снижает удобство эксплуатации.

Цель изобретения — снижение потерь мощности в цепях управления и повышение удобства в эксплуатации за счет индикации состояния нагрузки, .

В релейное устройство,,содержащее выводы для подключения питания, три.диода, компаратор; измерительный мост, первый транзистор, четыре резистора, выводы для подключения нагрузки, сопротивление, три конденсатора, первый и второй тиристоры,.первый вход измерительного моста подключен к первой обкладке первого конденсатора и к первому выводу для подключения питания компаратора, второй вход измерительного моста подключен к: второй обкладке первого конденсатора, к второму выводу для подключения питания компаратора, к первому выводу первого резистора, к эмиттеру первого транзистора, аноду .первого диода и катоду первого и аноду второго тиристора, первый и второй выходы измерительного моста подключены к первому и второму входам компаратора, вход компаратора подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод второго резистора подключен к второму выводу первого резистора и к базе первого транзистора, первый вывод для подключения питания соединен с первой обкладкой второго конденсатора и с первым выводом для подключения нагрузки, а через включенные последовательно второй диод, третий резистор и третий конденсатор со вторым выводом для подключения нагрузки, анодам первого и.катодом второго тиристоров, а вторая обкладка подключена к аноду третьего диода, катод которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора, и управляющий электрод второго тиристора соединен с первым выводом четвертого резистора, дополнительно введены четвертый и пятый диоды второй и третий транзисторы, пятый и шестой резисторы и светодиод, первый вывод сопротивления соединен с анодом третьего диода и катодом первого диода, второй вывод сопротивления подключен к аноду светодиода, катод которого через четвертый диод подключен к управляющему электроду первого тиристора, коллектор первого транзистора через пятый резистор соединен с анодом светодиода, а через пятый диод с катодом светодиода, второй выводчетвертого резистора подключен к коллекторам второго и третьего транзисторов, эмиттер второго транзистора подключен к точке соединения третьего конденсатора с третьим резистором, база второго транзистора подключена к эмиттеру третьего транзистора, а база третьего транзистора подключена к катоду шестого диода и первому выводу шестого резистора, анод шестого диода соединен с анодом первого тиристора, а второй вывод шестого резистора соединен с первым выводом для подключения питания.

На чертеже приведена схема устройства. .Устройство содержит первый 1 и второй

2 включенные встречно-параллельно тири1718290 сторы, через которые к клеммам 3 и 4, подключаемым к сети, подсоединена нагрузка

5, выполненная, например, в виде электронагревательного элемента, измерительный мост, составленный терморезистором 6 и 5 резисторами 7-9, компаратор, образованный операционным усилителем 10 и резистором 11 обратной связи, первый транзистор 12, база которого подключена к выходу компаратора 10 через резистор 13. 10

Питание измерительного моста и операцй-. онного усилителя 10 осуществляется от первого конденсатора 14 фильтра, который через диод 15 подключен к точке соединения верхнего вывода сопротивления 1.6 с 15 вторым конденсатором 17, B качестве сопротивления 16 может быть использован как резистор, так и стабилитрон. Один вывод конденсатора 17 соединен с,клеммой 3 сети, к которой подключен один вывод на-: .20 грузки 5. Второй вывод последней подключен к тиристорам 1 и 2 и к одному выводу.. третьего конденсатора 18, другой вывод ко-. торого через транзисторы 19 и 20, включенные по схеме составного транзистора;,и 25 через резистор 21 соединен с управляющим электродом тиристора 2, а через последовательно включенные резистор 22 и диод 23 с клеммой 3 сети. Параллельно входу транзистора 12 подключен резистор 24, а парал- 30 лельно нагрузке 5 — диод 25 и резистор 26, точка соединения которых одного с другим подключена к базе транзистора 20. Нижнйй вывод сопротивления 1о через включанйые последовательно светодиод 27 и диод.-28 35 подключен к управляющему электроду тйристора 1, а через резистор 29 — к коллекто,ру транзистора 12, который через диод 30 подключен к аноду диода 28. Параллельно светодиоду 27 включен резистор 31. Катод 40 тиристора 1 соединен с анодом сопротивления 16 диодом 32.

Устройство работает следующим образом.

Когда регулируемая температура выше 45 заданной, при подаче напряжения питания на клеммы 3 и 4 при положительном потенциале на клемме 3 через последовательную цепь, образованную вторым конденсатором

17, сопротивлением, выполненным в виде 50 резистора 16, светодиодом 27 с параллельно подключенным резистором 31, диодом

28 и переходом управляющий электрод-кЭтод тиристора 1, проходит ток, вызывающий отпирание тиристора 1 по силовой цепи и 55 включение нагрузки ". ОдновременнотОком управления тиристора 1 светодиод 27:поддерживается включеннь|м, сигнализируя; о включенном состоянии нагреватЕльного элемента без дополнительных потерь мощности, потребляемой устройством. Через диод 23, резистор 22 и открытый тиристор 1 заря>кается конденсатор 18, который заря>кается через обратные переходы баэа— эмиттер транзисторов 19 и 20 и резистор 26.

Когда напряжение сети проходит через нуль, зарядившийся конденсатор 18 начинает разряжаться через прямые переходы транзисторов 19 и 20 и резистор 26 на нагрузку 5. При этом транзисторы 19 и 20 отпираются по цепи эмиттер-коллектор, и конденсатор 18 разря>кается через эти транзисторы и резистор 21 на переход управляющий электрод — катод тиристора 2, и он отпирается, При этом через открытый тиристор 2 проходит ток и через нагрузку 5. Так как конденсатор 18 и переходы эмиттер-базы транзисторов 19 и 20 зашунтированы диодом 25, то конденсатор 18 под действием отрицательного напряжения на нагрузке

5.не перезаряжается, что ускоряет его заряд в поло>кительный полупериод напряжения на клемме 3, и на резисторе 22 выделяется при этом меньшая мощность, чем в известных схемах. Тиристор 1 при этом закрыт, а ток протекает, минуя его цепь управления через диод 32 и конденсатор 17. До амплитудного значения падения напряжения на сопротивлении 16 через диод 19 заряжается первый конденсатор 14 фильтра, от которого осуществляется питание моста 7-9 и компаратора 10, Если температура в зоне установки терморезистора 6 ниже заданной, термо- . чувствительный мост формирует на своем выходе напряжение, обеспечивающее на выходе компаратора 10 низкий потенциал, В этом, случаетранзистор12запертиток, ограниченный конденсатором 17 и резистором 16. проходит через цепь управления тиристара 1. При этом в один полупериод открывается тиристор 1, а в другой тиристор 2, и нагрузка включена, Так как ток управления тиристором 1 ограничивается конденсатором 17, он опере>кает анодный ток тиристора на 90 эл. град., что позволяет надежно отпирать тиристор 1 по цепи управления меньшим по значению действующим током, чем постоянный или активный ток. Это поэьоляет уменьшить мощность, потребляемую предлагаемой схемой, Кроме того, тиристор 1 отпирается в начале ка>кдого полупериода сети и все напряжение сети выделяется в нагрузке. При этом исключаются радиопомехи в сети. Одновременное питание компаратора 10 и термочувствительного моста осуществляется от источника тока, от которого питается и цепь уп ра аления тиристора 1.

При достижении заданной температуры компаратор меняет свое состояние и созда10

20

40 ет на выходе высокий потенциал. При этом отпирается транзистор 12, который через диод 30 шунтирует цепь управления тиристора 1, Поскольку напряжение, падающее на открытом ключевом элементе 12 меньше напря>кения, падающего на переходе управля ощий электрод-катод тиристора 1, то весь ток, протекающий через конденсатор

17, резистор 16 и светодиод 27, проходит через транзистор 12. Поэтому тиристор 1 и, следовательно, тиристор 2 закрывается, и нагрузка 5 отключается. Одновременно светодиод 27 через открытый транзистор 12 частично шунтируется резистором 29. При этом сила тока, протекающего через светодиод 27, более чем в два раза снижается, и светодиодснижает яркость свечения, сигнализируя о подаче напря>кения на схему устройства.

При уменьшении температуры на значение, большее значения дифференциала компаратара 10, он закрывает транзистор

12, чем обеспечивает включение электронагревателя, и процесс повторяется, Резистор 31 слу>кит для ограничения тока через светодиод 27, если ток отпирания тиристора превышает рабочий ток светодиода. Диод

32 исключает протекание через светодиод и цепь управления тиристора 1 обратного тока и обеспечивает перезарядку конденсатора 17. Одновременно он снижает в два раза . мощность, выделяемую на резисторе 16 и необходимую длл питания компаратора 10 и измерительного моста, Диод 30 исключает шунтирование резистором 29 светодиода

27 при запертом транзисторе 12, а диод 28 исключает протекание через цепь управления тиристора прямого тока за счет падения напря>кения на диоде 30, когда эта цепь шунтируется открыва ощимсл транзистором.

Устройство обеспечивает высокий КПД путем снижения мощности, выделяемой на резисторе 22. При этом один и тот >ке светодиод изменением яркости сигнализирует три состояния устройства . его выключенное положение, подсоединение к сети и включение электронагревателя. Путем применения одного светодиода упрощается схема, повышается надежность работы, устройство более удобно в эксплуатации, Простота схемы устройства, возмо>кность коммутировать большую мощность нагрузки с высоким

КПД позволяет применять его в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и в быту, Формула изобретения три диода, компаратор, измерительный мост, первый и второй тиристоры, первый транзистор, четыре резистора, выводы длл падкл очения нагрузки, три конденсатора, сопротивление, первый вывод для подклю" чения источника питания подключен к перВоА обкладке второго конденсатоаа, к первому выводу для подключения нагрузки и к аноду третьего диода, катод которого подключен к первому выводу третьего резистара, второй вывод третьего резистора падкл ачен к первой обкладке третьего конденсатара, вторая обкладка которого подключена к аноду первого и катоду второго тиристоров и к второму выводу для подключения нагрузки, второй вывод для подключения питания подключен к первой обкладке первого конденсатора, к первому входу измерительного моста, к первому выводу второго резистора, к эмиттеру первого транзистора, к катоду первого и аноду втарого тиристоров, вторая обкладка первого конденсатора подключена к второму входу измерительного моста и к катоду первого диода, анод которого подключен к второй обкладке второго конденсатора и к первому выводу сопротивления, первый и второй выходы измерительного моста подключены к соответствующим входам компаратора, выход которого подключен к первому выводу первого резистора, второй вывод первого резистора подключен к второму выводу BTQ рого резистора и к базе первого транзистора,коллектор которого подключен к катоду второго диода, управляющий электрод второго тиристора подключен к первому выводу четвертого резистора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения потерь мощности в цепях управления и повышения удобства в эксплуатации за счет индикации состояния нагрузки, введены четвертый, пятый и шестой диоды, второй и третий транзисторы, пятый, шестой и седьмой резисторы и светодиод, второй вывод сопротивления подключен к первым выводам пятого и шестого резисторов и к катоду све тодиода, аноц которого подключен к анодам второго и четвертого диодов и второму выводу шес гого резистора, второй вывод пятого резистора подключен к катоду второго .диода, катод четвертого диода подключен к управляющему электроду первого тиристора, катод пятого диода подключен к аноду первого диода, анод пятого диода подключен к второму выводу для подкл аченил ис1

J точника питания, второй вывод четвертого резистора подключен K коллекторам второго и третьего транзисторов, база второго

Релейное устройство, содержащее вы- . транзистора подключена к эмиттеру третьеводы для подключения источника питания, го транзистора, эмиттер второго транзистоСоставитель Л.Дмитренко

Техред М. Моргентал Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор Н,Бобкова

Заказ 886 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

9 1718290 40 ра подключен к обкладке третьего торого подключен к второй обкладке конденсатора, база третьего транзистора третьего конденсатора, второй вывод седьподключена к первому выводу оедьмого ре- мого резистора подключен к аноду третьего зистора и к катоду шестого диода, анод ко.- . диода. .5