Комбинированное реле

Изобретение относится к области электротехники, а именно к коммутационным элементам, применяемым в электронике и электротехнике, и предназначено для управления электрическими приборами, включёнными в электрическую сеть постоянного тока. Быстрое обеспечение коммутации без выделения тепла, отсутствие образования негативных последствий в виде «залипания» контактов и снижение возникновения коммутационных помех является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что при поступлении исполнительного напряжения на модуль управления, в нём формируются сигналы включения полупроводникового ключа и электромеханического ключа в определённой последовательности, которые замыкают или размыкают коммутирующие выходы устройства по определённому алгоритму, который компенсирует переходные процессы, вызывающие негативные последствия. Отсутствие нагрева всего устройства в целом при протекании тока обеспечивается замыканием коммутирующего выхода электромеханическим ключом за счёт практического отсутствия на его контактах перепада напряжений. Комбинированное реле состоит из формирователя рабочего напряжения, модуля управления, электромеханического ключа, полупроводникового ключа и элемента гальванической развязки. 1 ил.

 

Изобретение относится к коммутационным элементам, применяемым в электронике и электротехнике, и предназначено для управления электрическими приборами, включёнными в электрическую сеть переменного или постоянного тока.

Известны электромеханические реле с нормально замкнутыми или нормально разомкнутыми контактами, а также электронные реле различных типов, также осуществляющие функции замыкания, размыкания электрической цепи.

Особенностью электромеханических реле является малая зависимость размеров реле от параметров коммутируемых физических величин: напряжений и токов. Вместе с этим электромеханическим реле свойственны негативные явления - дребезг контактов, образование искры, создание радиопомех, обгорание и залипанием контактов.

Размеры электронных реле в большей степени зависят от величин коммутируемых напряжений и токов. Данные виды реле могут исполняться в достаточно компактных вариантах, но, имея в виду необходимость отвода тепла, образуемого в полупроводниковом переходе при протекании тока любой величины, совокупные размеры электронных реле превышают габариты электромеханических реле, коммутирующих соотносимые токи и напряжения, что является существенным недостатком.

Комбинированные реле лишены перечисленных недостатков, так как коммутируемые токи протекают через включаемые по определённому алгоритму контакты электромеханического реле и электронного ключа, исключая выделение тепла. Процессы включения и выключения токов (переходные процессы) происходят в полупроводниковом ключе, который также включается или выключается по своему алгоритму, связанному логически с алгоритмом электромеханического реле, при этом исключаются дребезг контактов, образование искры, создание радиопомех, обгорание контактов. Таким образом, комбинированное реле не нуждается в организации теплоотвода, а за счёт отсутствия явлений искрения, обгорания и залипания контактов выгодно отличается от электромеханических реле. Время включения и выключения комбинированного реле регулируется. При этом время включения в любом случае гораздо меньше времени включения электромеханического реле. Комбинированное реле позволяет повысить расчётный ресурс электромеханического реле по отношению к такому же реле, используемому в традиционной схеме коммутации. По габаритам основного конструктива комбинированное реле аналогично электронному реле, но за счёт отсутствия теплоотводящих элементов объём, занимаемый комбинированным реле в схеме, гораздо меньше.

Задача предлагаемого изобретения заключается в его использовании в качестве коммутационного элемента без образования искры и исключения длительного протекания коммутируемого тока через полупроводниковый ключ.

Техническими результатами является быстрое обеспечение коммутации без выделения тепла, отсутствие образования негативных последствий в виде «залипания» контактов и возникновения коммутационных помех.

Отсутствие нагрева всего устройства в целом при протекании тока обеспечивается замыканием коммутирующего выхода ключом за счёт практического отсутствия на его контактах перепада напряжений, что, в свою очередь, обеспечивается замыканием на всё время замкнутого состояния контактами электромеханического ключа.

Заявляемое изобретение поясняется рисунком 1, на котором изображена схема комбинированного реле.

Комбинированное реле состоит из формирователя рабочего напряжения 1, модуля управления 2, электромеханического ключа 3, полупроводникового ключа 4 и схемы гальванической развязки 5. Устройство смонтировано в пластмассовом корпусе с штыревыми, плоскими или гибкими (по надобности) выводами.

Работа комбинированного реле заключается в следующем.
Низковольтный сигнал управления, который может быть как напряжением постоянного тока, так и напряжением переменного тока величиной от 3 до 30 Вольт, подаётся на вход формирователя рабочего напряжения 1, который формирует исполнительное напряжение постоянного тока для обеспечения работы схемы реле. При поступлении исполнительного напряжения на модуль управления 2 в нём формируются сигналы включения полупроводникового ключа 4 и электромеханического ключа 3 в определённой последовательности, которые замыкают или размыкают коммутирующие выходы устройства ключами 3 и 4 по определённому алгоритму. Суть последовательности включения ключей 3 и 4 заключается в компенсации переходных процессов, возникающих в ключе 3 и вызывающих негативные последствия, замыканием ключа 4 - быстродействующего и не создающего негативных последствий. Отсутствие нагрева всего устройства в целом при протекании тока обеспечивается замыканием коммутирующего выхода ключом 3 за счёт практического отсутствия на его контактах перепада напряжений. Элемент 5 обеспечивает гальваническую развязку схемы устройства и полупроводникового ключа 4.

Комбинированное реле для коммутации электрических цепей в качестве силового коммутирующего элемента, управляемого преимущественно низковольтным сигналом управления, состоящее из формирователя рабочего напряжения, модуля управления, схемы гальванической развязки, электромеханического ключа и полупроводникового ключа, при этом модуль управления включает и выключает полупроводниковый и электромеханический ключи в определенной последовательности, с замыканием и размыканием коммутирующих выходов ключами по определенному алгоритму, компенсирующими переходные процессы в электромеханическом ключе.