CS238575B1 - Zapojeni bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím - Google Patents

Abstract

fieáení se týká elektrických bezkontaktních spínačů řízených vstupním stejnosměrným napětím a nezávislých na zdroji pomocného stejnosměrného napájecího napětí Mezi první vstupní svorkou zapojeni a druhou vstupní svorkou zapojení jsou dvě paralelní větve. První větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho napěťově závislého prvku zapojeného prvním koncem ke druhé vstupní svorce zapojeni a druhým koncem ke konci první časti vstupního vinuti transformátoru, jejíž začátek je připojen k první vstupní svorce zapojeni. Druhá větev je vytvořena sériovým Spojením prvního odporniku, jehož první konec je připojen k první vstupní svorce zapojení a druhý konec ke konci druhé Části vstupního vinutí transformátoru, jejíž začátek je připojen ke druhé vstupní svorce zapojeni. Začátek výstupního Vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody, jejíž katoda je zapojena přes druhý odporník na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku. Konec výstupního vinuti transformátoru je zapojen na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku

Description

Zapojeni bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím fieáení se týká elektrických bezkontaktních spínačů řízených vstupním stejnosměrným napětím a nezávislých na zdroji pomocného stejnosměrného napájecího napětí Mezi první vstupní svorkou zapojeni a druhou vstupní svorkou zapojení jsou dvě paralelní větve. První větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho napěťově závislého prvku zapojeného prvním koncem ke druhé vstupní svorce zapojeni a druhým koncem ke konci první časti vstupního vinuti transformátoru, jejíž začátek je připojen k první vstupní svorce zapojeni. Druhá větev je vytvořena sériovým Spojením prvního odporniku, jehož první konec je připojen k první vstupní svorce zapojení a druhý konec ke konci druhé Části vstupního vinutí transformátoru, jejíž začátek je připojen ke druhé vstupní svorce zapojeni. Začátek výstupního Vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody, jejíž katoda je zapojena přes druhý odporník na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku. Konec výstupního vinuti transformátoru je zapojen na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku

238 575 (51) Int. Cl.’

H 03 K 17/00, H 03 K 17/94, H 03 K 17/51, H 03 K 17/56

- 1 . 238 575

Vynález se týká zapojení bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím nezávislého na pomocném zdroji stejnosměrného napájecího napětí, s transformátorem, napěťově závislým prvkem, s odporaíky, Zenerovou diodou, diodou a s řiditelným polovodičovým spínacím prvkem, s první výstupní svorkou zapojení vytvořenou první výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku, s druhou výstupní svorkou zapojení vytvořenou druhou výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku, s třetím odporníkem zapojeni mezi pivní vstupní elektrodou a druhou vstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku, s Zenerovou diodou, jejíž anoda je zapojena na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku a jejíž katoda je zapojena na katodu diody.

Až dosud se bezkontaktní spínače řiditelné stejnosměrným napětím realizovaly pomocí hladinových obvodů, které vyžadují napájení pomocným stejnosměrným napětím. Při ztrátě tohoto napětí, např. při výpadku síťového napětí, dosud užívané bezkontaktní spínače nefungují. Kromě toho jsou dosavadní bezkontaktní spínače citlivé na rušení a často proto nesprávně zapůsobí, neboť nedokáží rozlišit falešný impuls vnikající například ze sítě přes zdroj pomocného napájecího napětí od řídicího stejnosměrného napětí.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi první vstupní svorkou zapojení á druhou vstupní svorkou zapojení jsou dvě paralelní větve. První větev je vytvořena sériovým spojením nejméně jednoho napěťově závislého prvku zapojeného prvním koncem ke druhé vstupní

238 575 evorce zapojení a druhým koncem ke konci první části vstupního vinutí transformátoru, jejíž začátek je připojen k první vstupní svorce zapojení. Druhá větev je vytvořena sériovým spojením prvního odpomíku, jehož první konec je připojen k první vstupní svorce zapojení a druhý konec ke konci druhé části vstupního vinutí transformátoru, jejíž začátek je připojen ke druhé vstupní svorce zapojeni. Začátek výstupního vinutí transformátoru je zapojen na anodu diody, jejíž katoda je zapojena přes druhý odpomík na první vstupní elektrodu řiditelného .polovodičového spínacího prvku. Konec výstupního vinutí transformátoru je zapojen na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku.

Příklad praktického provedení předmětu vynálezu je na obrázku přiloženého výkresu, na kterém je zobrazeno schéma bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím.

Mezi první vstupní svorkou 1 zapojení a druhou vstupní svorkou 2 zapojení jsou dvě paralelní větve . První větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho napěťově závislého prvku 2 zapojeného prvním koncem k druhé vstupní svorce 2 zapojeni a druhým koncem ke konci první části 6 vstupního vinutí transformátoru 2» jejíž začátek je zapojen k první vstupní svorce 1 zapojení. Druhá větev je vytvořena sériovým spojením prvního odporníku 4, jehož jeden konec je zapojen k první vstupní svorce 1 zapojení a druhý ke konci druhé části 2 vstupního vinutí transformátoru 2 , jejíž začátek je zapojen ke druhé vstupní svorce 2 zapojení. Začátek výstupního vinutí 8 transformátoru 2 3® zapojen na anodu diody 2» jejíž katoda je přes druhý odpomík 10 zapojena na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 11. Konec výstupního vinutí 8 transformátoru 2 je zapojen na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 11.První výstupní svorka 12 zapojení je tvořena první výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku 11. Druhá výstupní svorka 1$ zapojení je tvořena druhou výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku 11. Mezi první vstupní elektrodu a druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 11 a první konec druhého odporníku 10 je zapojen třetí odpomík 12. Mezi katodu diody 2 a konec _řvýstupního vinutí 8 transformátoru 2 je zapojena Zenerova dioda 14, tak, že její anoda je spojena s koncem výstupního vinutí 8 transformátoru 2· ^{238 575}

V popsaném příkladu praktického použití pod pojmem napěťově závislý prvek rozumíme dvojpól, u kterého, je nelineární závislost proudu I na napětí U vyjádřena například rovnicí

C kde C a jsou kladné konstanty, přičemž hodnota je řádu desítek. Tak je tomu například u ZnO varistoru, což je symetrický polovodičový odpor s nelineární závislostí mezi proudem a napětím.

Jiným napětově závislým prvkem může být lavinová polovodičová dioda nebo Zenerova dioda s podobnou výraznou závislostí proud u^apětí.

činnost bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím podle vynálezu je následující.

Vstupní stejnosměrné napětí je přiloženo na vstupní svorky

1,2 zapojení tak, že na první vstupní svorku 1 zapojení je přivedeno napětí kladné polarity a na druhou vstupní svorku 2 zapojení je přivedeno napětí záporné polarity. V klidovém-stavu zapojení je velikost tohoto napětí rovna trvalému provoznímu vstupnímu napětí. Stejnosměrný proud Iv tekoucí přitom napěťově závislým prvkem 2 & první částí 6 vstupního vinutí transformátoru 2 vyvolá přitom v magnetickém obvodu transformátoru 2 inagnetomotorickou sílu F . Podobně stejnosměrný proud Ι_ρ tekoucí prvním odporníkem 4 a druhou Částí vstupního vinuti £ transformátoru 2 vyvolá v magnetickém obvodu transformátoru 2 inagnetomotorickou sílu F .

Výsledná magnetomotorická síla v magnetickém obvodu transformátoru 2 3® ůána rozdílem obou uvedených magnetomotorických sil, tedy

P. = F_v-F_r .

Při nízkém vstupním napětí na vstupních svorkách 1 a 2 zapojení je I o několik řádů větší než I_y a výsledná magnetomotorická síla je záporná. Zvyšováním vstupního stejnosměrného napětí nad hodnotu provozního napětí roste rychle ly a výsledná

238 575 magnetomotorická síla nabývá kladných hodnot. Vzhledem k výřazné napětově závislosti napěťově závislému prvku £ dochází přijnárůetu vstupního napětí U k rychlému zvýšení proudu I_y. Například pro = 15 nárůst vstupního stejnosměrného napětí 1,5 krát je zvýšení proudu I_y 485 násobné. Komutace výsledné magnetomotorické síly pak způsobí v magnetickém obvodu impuls magnetického toku. Tato komutace magnetického toku probíhá od záporných do kladných hodnot, a tím se dosáhne maximálního využiti magnetických vlastností ferromagnetického materiálu magnetického obvodu transformátoru 2·

Transformačním účinkem se impuls magnetického toku změní v proudový impuls ve výstupním vinutí 8 transformátoru £. ‘ⁱento proudový impuls se pak přes diodu 9 a druhý odporník 10 převádí na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku 11. V uvedeném příkladě jde o bázi tranzistoru. Třetí odporník 15 spolu se Zenerovou diodou 14 slouží k optimálnímu přizpůsobení parametrů napájecího obvodu k parametrům vstupu řiditelného polovodičového spínacího prvku 11.

Výhodou zapojení podle vynálezu je především jeho jednodu- , chost a malý počet součástí, což přispívá k nízké ceně a vyšší spolehlivosti. Zapojení nepotřebuje ke své funkci pomocný zdroj : stejnosměrného napájecího napětí a je velice od,olné proti rušivým signálům, nebot zapínací impuls pro zapnutí řiditelného polovodičového spínacího prvku se vytváří jako rozdíl dvou elektric kých veličin vysoké energetické úrovně. Vstupní svorky zapojení jsou od výstupních svorek iziovány transformátorem s prakticky libovolnou úrovní izolačního napětí. Zapínací impuls, dodávaný řiditelnému polovodičovému spínači, má dostatečně velkou úroveň,· takže nemusí být zesilován. Zapojení má dobré dynamické vlastnos^; ti a působí spolehlivě při velkém rozsahu strmosti vstupního stejnosměrného napětí.

Zapojení bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím najde uplatnění jako součást indikačních zařízení pro zjišťování přepětí u elektrických strojů a polovodičových usměrňovačů, jako součást počítadel přepětí impulsního charakteru a jako součást ochran proti přepětí u elektrických zařízení.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   238 575

   Zapojení bezkontaktního spínače řiditelného stejnosměrným napětím nezávislé na pomocném zdroji stejnosměrného napájecího napětí, s transformátorem, napěťově závislým prvkem, s odporníky, Zenerovou diodou, diodou a s řiditelným polovodičovým spínacím prvkem, s první výstupní svorkou zapojeni vytvořenou první výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku, s druhou výstupní svorkou zapojení vytvořenou druhou výstupní elektrodou řiditelného polovodičového spínacího prvku, s třetím odporníkem zapojeným mezi první vstupní elektrodu a druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku, se Zenerovou diodou, jejíž anoda je zapojena na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku a jejíž katoda je zapojena na katodu diody, vyznačené tím, že mezi první vstupní svorkou Cl) zapojení a druhou vstupní svorkou (2) zapojeni jsou dvě paralelní větve, z nichž první větev je tvořena sériovým spojením nejméně jednoho napěťově závislého prvku (5) zapojeného prvním koncem ke druhé vstupní svorce (2) zapojení a druhým koncem ke konci první části (6) vstupního vinutí transformátoru (5), jejíž začátek je zapojen k první vstupní svorce (1) zapojení a druhá větev je tvořena sériovým spojením prvního odporníku (4) jehož první konec je zapojen k první vstupní svorce (1) zapojení a druhý konec je zapojen ke konci druhé části (7) vstupního vinutí transformátoru (5), jejíž začátek je zapojen ke druhé vstupní svorce (2) zapojení, přičemž začátek výstupního vinutí (8) transformátoru (5) je zapojen na anodu diody (9)> jejíž katoda je zapojena přes druhý odpomík (10) na první vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku (11) a konec výstupního vinutí (8) transformátoru (5) je zapojen na druhou vstupní elektrodu řiditelného polovodičového spínacího prvku (11) -