CS228683B1

CS228683B1 - Power Switch Connection

Info

Publication number: CS228683B1
Application number: CS585482A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Kicmer; Milan Klein
Original assignee: Milan Ing Kicmer; Milan Klein
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Vynález řeší zapojení výkonového spínače, u kterého jsou upraveny vstupní a výstupní svorky a ke vstupním svorkám je paralelně připojen kapacitní dělič. Účelem vynálezu je vytvořit zapojení, umožňující bez spotřeby energie v póhotovostním stavu a při galvanickém oddělení řídicího okruhu od spínacího okruhu spolehlivé spínání. Podstata řešení je v tom, že mezi první vstupní svorku a první výstupní svorku je zapojen čtyřvrstvý polovodičový spínací prvek, který je přes ochranný odpor řídicí elektrody připojen k bodu první diagonály můstkového spínače mezi katodu čtvrté diody můstkového spínače a anodu třetí diody můstkového spínače a protější boč diagonály mezi katodou druhé diody můstkového spínače a anodou první diody můstkového spínače je připojen do středu kapacitního děliče mezi první kondenzátor kapacitního děliče a druhý kondenzátor kapacitního děliče, zatímco k bodu druhé diagonály mezi anodou druhé diody můstkového spínače a anodou čtvrté diody můstkového spínače je při·? pojen emitor spínacího tranzistoru, jehož z kolektor je připojen k protilehlému bodu.. téže diagonály můstkového spínače mezi katodou první diody můstkového spínače a katodou třetí diody můstkového spínače, přičemž báze spínacího tranzistoru je připojena přes emitor fototranzistoru ke kolektoru spínacího tranzistoru.The invention solves the connection of a power switch, in which input and output terminals are provided and a capacitive divider is connected in parallel to the input terminals. The purpose of the invention is to create a connection that allows reliable switching without energy consumption in the semi-standby state and with galvanic separation of the control circuit from the switching circuit. The essence of the solution is that a four-layer semiconductor switching element is connected between the first input terminal and the first output terminal, which is connected via the protective resistor of the control electrode to the point of the first diagonal of the bridge switch between the cathode of the fourth diode of the bridge switch and the anode of the third diode of the bridge switch, and the opposite side of the diagonal between the cathode of the second diode of the bridge switch and the anode of the first diode of the bridge switch is connected to the center of the capacitive divider between the first capacitor of the capacitive divider and the second capacitor of the capacitive divider, while the point of the second diagonal between the anode of the second diode of the bridge switch and the anode of the fourth diode of the bridge switch is connected to the center of the capacitive divider between the first capacitor of the capacitive divider and the second capacitor of the capacitive divider, while the point of the second diagonal between the anode of the second diode of the bridge switch and the anode of the fourth diode of the bridge switch is connected to the center of the capacitive divider between the anode of the second diode of the bridge switch and the anode of the fourth diode of the bridge switch. The emitter of the switching transistor is connected, the collector of which is connected to the opposite point of the same diagonal of the bridge switch between the cathode of the first diode of the bridge switch and the cathode of the third diode of the bridge switch, while the base of the switching transistor is connected via the emitter of the phototransistor to the collector of the switching transistor.

Description

Vynález se týká zapojeni výkonového spínače, u kterého jsou vstupní a výstupní svorky upraveny, a ke vstupním svorkám je paralelně připojen kapacitní dělič.The invention relates to a circuit breaker in which the input and output terminals are provided and a capacitive divider is connected in parallel to the input terminals.

Výkonové spínače v silových okruzích střídavého napájeni jsou běžně řešeny pomocí relé. Použití elektronických prvků, které se vyznačují vysokou spolehlivostí provozu, je omezeno problémem jejich řízení, zejména při nutnosti jejich galvanického oddělení.Power switches in AC power circuits are normally solved by relays. The use of electronic components, which are characterized by high reliability of operation, is limited by the problem of their control, especially when their galvanic separation is necessary.

Dosavadní elektronické spínače s galvanicky odděléným řízením, používají zejmána 1»· půlení transformátory, kde spojité řízení vyžaduje komplikovaný řídicí okruh. Při použití optoelektronických vazebních členů je používáno elektronických obvodů, které neustále, i v pohotovostním stavu, odčerpávají část energie, nutnou k jejich napájení.Existing electronic switches with galvanically isolated control, in particular use half-transformers, where continuous control requires a complicated control circuit. When optoelectronic couplers are used, electronic circuits are used which continuously, even when in stand-by, consume part of the energy required to power them.

Účelem vynálezu je odstranit uvedená nedostatky.The purpose of the present invention is to overcome these drawbacks.

Podstata řešení podle vynálezu spočívá v tom, že mezi první vstupní svorku a první výstupní svorku je zapojen čtyřvrstvý polovodičový spínací prvek, který je přes ochranný odpor řídicí elektrody připojen k bodu první diagonály můstkového spínače mezi katodu čtvrté diody můstkového spínače a anodu třetí diody můstkového spínače a protější bod diagonály mezi katodou druhé diody můstkového spínače a anodou první diody můstkového spínače je připojen do středu kapacitního děliče mezi první kondenzátor kapacitního děliče a druhý kondenzátor kapacitního děliče, zatímco k bodu druhé diagonály mezi anodou -druhá diody můstkového spínače a anodou čtvrté diody můstkového spínače je připojen emitor spínacího tranzistoru, jehož kolektor je připojen k protilehlému bodu téže diagonály můstkového spínače mezi katodou první diody můstkového spínače a katodou třetí diody můstkového spínače, přičemž báze spínacího tranzistoru je připojena přes emitor fototranzistoru ke kolektoru spínacího tranzistoru.According to the invention, a four-layer semiconductor switching element is connected between the first input terminal and the first output terminal and connected to the first diagonal of the bridge switch between the cathode of the fourth bridge switch diode and the anode of the third bridge switch diode and the opposite diagonal point between the cathode of the second bridge switch diode and the anode of the first bridge switch diode is connected to the center of the capacitor divider between the first capacitor divider and the second capacitor divider while the second diagonal point between the anode - the second bridge switch diode and the anode of the fourth bridge a switching transistor emitter is connected to the switch, the collector of which is connected to the opposite point of the same bridge switch diagonal between the cathode of the first bridge switch diode and the cathode of the third bridge switch diode, p routine or the switching transistor base is coupled through the emitter to the collector of the phototransistor of the switching transistor.

Hlavní výhody zapojení podle vynálezu spočívají v tom, že umožňuje při své jednoduché konstrukci spolehlivé spojité řízení, bez spotřeby energie v pohotovostním stavu, při galvanickém oddělení řídicího okruhu od spínaného. Řízení je uskutečněno optoelektronickou cestoů. V případě použití složitého logického řídicího systému, umožní zejména použití oddělovací vláknové optiky, téměř absolutní odstranění vzniku ruěení do řídicí logické sítě.The main advantages of the circuitry according to the invention are that, in its simple design, it enables reliable continuous control, without power consumption in standby mode, by galvanically separating the control circuit from the switched circuit. The control is performed by optoelectronic paths. In the case of using a complex logic control system, in particular the use of a fiber optic separator will allow almost absolute elimination of interference to the control logic network.

Střídavá energetická sil je připojena na první vstupní svorku 11 a druhou vstupní svorku 12. Zátěž je připojena na první výstupní svorku 13 a druhou výstupní svorku 14. Mezi první vstupní svorku 11 a druhou vstupní svorku 12 paralelně k sílovému napájení je připojen kapacitní dělič 1 5. tvořený prvním kondenzátorem 2 kapacitního děliče 15 a k němu v sérii připojeným druhým kondenzátorem 2_ kapacitního děliče 15. Mezi první vstupní svorku 11 a první výstupní svorku 1 3. js zapojen čtyřvrstvý polovodičový spínací prvek J. Jeho řídicí elektroda je přes ochranný odpor _£ a jednu diagonálu můstkového spínače 16 tvořeného první diodou 2, můstkového spínače 16. druhou diodou 6 můstkového spínače 16. třetí diodou £ můstkového spínače 16 a čtvrtou diodou .8 můstkového spínače 16. připojena do středu kapacitního děliče 15 mezi první kondenzátor 2 kapacitního děliče 15 a druhý kondenzátor 2 kapacitního děliče 22·The AC power is connected to the first input terminal 11 and the second input terminal 12. The load is connected to the first output terminal 13 and the second output terminal 14. A capacitive divider 15 is connected between the first input terminal 11 and the second input terminal 12 in parallel to the power supply. A capacitor divider 15 and a capacitor divider 15 in series connected thereto in series. A four-layer semiconductor switching element J is connected between the first input terminal 11 and the first output terminal 13. Its control electrode is via a protective resistor 8 and one diagonal of the bridge switch 16 formed by the first diode 2, the bridge switch 16, the second diode 6 of the bridge switch 16, the third diode 6 of the bridge switch 16, and the fourth diode 8 of the bridge switch 16 connected to the center of the capacitor 15 second capacitor 2 kappa divider 22 ·

Řídicí elektroda čtyřvrstvého polovodičového spínacího prvku J je přitom zapojena na diagonálu, tvořenou bodem mezi katodou čtvrté diody 8 můstkového spínače 16 a anodou třetí diody 2 můstkového spínače 16 a bodem mezi katodou druhé diody 2 můstkového spínače 16 a anodou první diody 2 můstkového spínače 1 6Í jednoho bodu protějěí diagonály můstkového spínače 16 je mezi anodu druhá diody 2 můstkového spínače 16 a anodu čtvrté diody 8 můstkového spínače 16 zapojen emitor spínacího tranzistoru g a do druhého bodu téže diagonály mezi katodu první diody 2 můstkového spínače 16 a katodu třetí diody 2 můstkového spínače 16 kolektor spínacího tranzistoru 2, jehož báze je spojena s emitorem fototranzistoru 10. Kolektor fototranzistoru 10 je spojen s kolektorem spínacího tranzistoru g.The control electrode of the four-layer semiconductor switch element J is connected to a diagonal, formed by a point between the cathode of the fourth diode 8 of the bridge switch 16 and the anode of the third diode 2 of the bridge switch 16 and a point between the cathode of the second diode 2 of the bridge switch 16. at one point opposite the diagonal of the bridge switch 16, the emitter of the transistor g is connected between the anode of the second diode 2 of the bridge switch 16 and the anode of the fourth diode 8 of the bridge switch 16 to a second point of the same diagonal between the cathode of the first diode 2 a collector of the switching transistor 2 whose base is connected to the emitter of the phototransistor 10. The collector of the phototransistor 10 is connected to the collector of the switching transistor g.

Pokud je NPN spínací tranzistor 2 nahražen tranzistorem typu PNP, je pochopitelně jeho zapojení obrácené. K tomu se upraví i zapojení fototranzistoru 10.If the NPN switching transistor 2 is replaced by a PNP transistor, of course, its connection is reversed. In addition, the phototransistor 10 connection is adjusted.

Ve středu kapacitního děliče 15 se vlivem připojeného střídavého napětí vytváří napětí nižší, maximálně přípustné závěrnému napětí spínacího tranzistoru 2 a fototranzistoru 10. Nedopadá-li na fototranzistor 10 ovládací světelný signál, neprochází ze středu kapacitního děliče 15 přes můstkový spínač 16 a ochranný odpor _4 do řídicí elektrody čtyřvrstvého spínacího prvku J žádný proud.In the center of the capacitance divider 15, a lower, maximum permissible reverse voltage of the switching transistor 2 and the phototransistor 10 is generated by the connected AC voltage. If the control light signal does not reach the phototransistor 10, it does not pass from the center of the capacitance divider 15 no current for the control electrodes of the four-layer switching element.

Dopadne-li na fototranzistor 10 ovládací světelný signál, prochází ze středu kapacitního děliče 15 kladná púlvlna přes první diodu 2 můstkového spínače 16. spínací tranzistor 2, čtvrtou diodu 8^ můstkového spínače 1 6. ochranný odpor do řídicí elektrody čtyřvrstvého polovodičového spínacího prvku 2· Záporná půlvlna prochází přes druhou diodu 2 můstkového spínače 1 6. spínací tranzistor 2> třetí diodu 2 můstkového spínače 1 6. ochranný odpor 1 do řídicí elektrody čtyřvrstvého polovodičového spínacího prvku 2·When a control light signal is applied to the phototransistor 10, a positive pulse passes from the center of the capacitor divider 15 through the first diode 2 of the bridge switch 16. the switching transistor 2, the fourth diode 8 of the bridge switch 16. The negative half-wave passes through the second diode 2 of the bridge switch 1 6. the switching transistor 2> the third diode 2 of the bridge switch 1 6. the protective resistor 1 into the control electrode of the four-layer semiconductor switching element 2 ·

Vlivem řídicího proudu do řídicí elektrody čtyřvrstvého polovodičového spínacího prvku 2 dochází ke spínání a rozpínání střídavého proudu ze sítě připojené na první vstupní svorku 11 a druhou vstupní svorku 12 do zátěže připojené na první výstupní svorku 13 a druhou výstupní svorku 14.Due to the control current to the control electrode of the four-layer semiconductor switching element 2, AC power is switched on and off connected to the first input terminal 11 and the second input terminal 12 to a load connected to the first output terminal 13 and the second output terminal 14.

Claims

Connection of a power switch in which the input and output terminals are provided and a capacitor divider is connected in parallel to the input terminals and a four-layer semiconductor switching element is connected between the first input terminal and the first output terminal. a control electrode connected to a first diagonal point of the bridge switch (16) between the cathode of the fourth diode (8) of the bridge switch (16) and the anode of the third diode (7) of the bridge switch (16); 16) and the anode of the first diode (5) of the bridge switch (16) is connected to the center of the capacitance divider (15) between the first capacitor (1) of the capacitance divider (15) and the second capacitor (2) of the capacitance divider (15) diagonals between the anode of the second diode (6) of the bridge switch (16) and the anode of the fourth diode (8) of the bridge switch (16) is connected to the emitter sp a transistor (9) whose collector is connected to the opposite point of the same bridge switch diagonal (16) between the cathode of the first diode (5) of the bridge switch (16) and the cathode of the third diode (7) of the bridge switch (16); 9) is connected via the emitter of the phototransistor (10) to the collector of the switching transistor (9).