CS239367B1

CS239367B1 - Connection for switching thyristors and triaks at zero voltage pass

Info

Publication number: CS239367B1
Application number: CS827936A
Authority: CS
Inventors: Igor Jokel; Ivan Kmet; Milan Bodnar; Marian Renyi; Jaroslav Petr
Original assignee: Igor Jokel; Ivan Kmet; Milan Bodnar; Marian Renyi; Jaroslav Petr
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS793682A1

Abstract

Zapojenie na spínanie tyristorov a triakov pri přechode napátia nulou, ktorého prvý tranzistor je zapojený v riadiacom obvode a druhý tranzistor v spínacom obvode. Riešeným prohlémom je vytvorenie takého zapojenia, u ktorého sa eliminujú straty pri záťaži, ako aj rušivé napatia, pri úspornejšej konštrukcii příslušného zariadenia. To sa dosahuje tým, že prvý tranzistor (TI) je NPN a je připojený svojou bázou na kladný pól diodového· mostíka, emitorom na záporný pól diodového mostíka a kolektorom na bázu druhého tranzistora (T2) a cez třetí obmedzovací odpor (R3) na zdroj (Ur) riadiaceho napatia, pričom kladný a záporný pól diodového mostíka je přepojený časovacím odporom (R2) a druhý tranzistor (T2), ktorý je tiež NPN, χ je svojim emitorom spojený cez štvrtý obmedzovací odpor (R4) s riadiacou elektrodou spínacieho prvku (Tr) a svojim kolektorom so zdrojom (Up) pracovného napatia.Connection for switching thyristors and triacs at zero-voltage transition, which the first transistor is connected in the control circuit and a second transistor in the switching circuit. The problem is to create one wiring where they are eliminated load losses as well as disturbing tension, when more economical construction of the equipment. This is achieved by having the first transistor (TI) is an NPN and is attached to it the base on the positive pole of the diode bridge the emitter to the negative pole of the diode bridge and a second transistor base collector (T2) and through the third limiting resistor (R3) to the voltage control source (Ur), wherein positive and negative diode bridge is switched by timing resistor (R2) and the second transistor (T2), which is also NPN, χ it is connected to its emitter via a fourth limiting device resistor (R4) with control electrode the switching element (Tr) and its collector with working voltage source (Up).

Description

Zapojenie na spínanie tyristorov a triakov pri přechode napátia nulou, ktorého prvý tranzistor je zapojený v riadiacom obvode a druhý tranzistor v spínacom obvode. Riešeným prohlémom je vytvorenie takého zapojenia, u ktorého sa eliminujú straty pri záťaži, ako aj rušivé napatia, pri úspornejšej konštrukcii příslušného zariadenia. To sa dosahuje tým, že prvý tranzistor (TI) je NPN a je připojený svojou bázou na kladný pól diodového· mostíka, emitorom na záporný pól diodového mostíka a kolektorom na bázu druhého tranzistora (T2) a cez třetí obmedzovací odpor (R3) na zdroj (Ur) riadiaceho napatia, pričom kladný a záporný pól diodového mostíka je přepojený časovacím odporom (R2) a druhý tranzistor (T2), ktorý je tiež NPN, χ je svojim emitorom spojený cez štvrtý obmedzovací odpor (R4) s riadiacou elektrodou spínacieho prvku (Tr) a svojim kolektorom so zdrojom (Up) pracovného napatia.A circuit for switching thyristors and triacs at a voltage transition, whose first transistor is connected in the control circuit and the second transistor in the switching circuit. The solution is to provide a circuit that eliminates load losses as well as disturbing voltages while making the equipment more economical. This is achieved by the first transistor (T1) being NPN and connected by its base to the positive terminal of the diode bridge, the emitter to the negative pole of the diode bridge and the collector to the base of the second transistor (T2) and via the third limiting resistor (R3). (Ur) of the control voltage, wherein the positive and negative terminals of the diode bridge are connected by a timing resistor (R2) and the second transistor (T2), which is also NPN, χ is connected via its fourth limiting resistor (R4) to the control electrode Tr) and its collector with source (Up) of working voltage.

Vynález sa týká zapojenia na spínanie tyristorov· a triakov pri přechode napatia nulou, ktorého prvý tranzistor je zapojený v riadiacom obvode a druhý tranzistor v spínacom obvode.The invention relates to a circuit for switching thyristors and triacs at a voltage crossing, the first transistor being connected in the control circuit and the second transistor in the switching circuit.

Doteraz známe zapojenia na spínanie tyristorov a triakov při přechode napátia nulou využívajú princip indikácie přítomnosti nulového· napatia na spínanej záťaži a uvolnenie impulzu do riadiacej elektrody spínacieho prvku. Toto uvolnenie vykonává PNP tranzistor zapojený v diagonále diodového mostíka, Mostík je jednou stranou připojený cez odpor na napátie, ktorého priebeh snímá.The prior art circuitry for switching thyristors and triacs at a voltage transition through zero utilizes the principle of indicating the presence of zero voltage at the switching load and releasing the pulse into the control electrode of the switching element. This release is carried out by a PNP transistor connected in the diagonal of the diode bridge. The bridge is connected by one side via a voltage resistor, which it detects.

Druhá strana diodového mostíka sa zapája cez Zenerovú diodu na nulový vodič. Impulz z PNP tranzistora sa spracúva ešte dvomi NPN tranzistormi. Podobné pracuje aj spínanie v nule, využívajúce dve Zenerové diódy a jednu usmerňovaciu křemíková diodu, ktoré sú zapojené do vstupu riadiaceho obvodu, napr. MAA 503 vývod 4; 5, kde sa blokuje funkcia komparátora priamo na vstupe. Výstup komparátora ovládá diakový relaxačný spínač.The other side of the diode bridge is connected via a Zener diode to the neutral. The impulse from the PNP transistor is processed by two NPN transistors. Zero switching is similar, using two Zener diodes and one rectifying silicon diode, which are connected to the input of the control circuit, e.g. MAA 503 pin 4; 5, where the comparator function on the input is blocked. The comparator output is controlled by a remote relaxation switch.

V prvom případe dojde k vyslaniu impulzu do riadiacej elektrody v okamihu, keď velkost napátia na záťaži je rovná súčtu napatí Zenerovej diódy, diód mostíka a napátia medzi bázou a kolektorom PNP tranzistora, alebo v druhom případe súčtu napálí splnenej podmienky vstupov 4; 5 obvodu operačného zosilňovača MAA 503 a napátia Zenerovej diódy. Teda zopnutie záťaže nastáva v okamihu, keď už na záťaži existuje napátie. Aby sa získal plný výkon na záťaži, musí sa použiť záťaž o· zvýšenom příkone cca 10 °/o. Je to technologicky náročné. Popisované zapojenia používajú vela polovodičových prvkov. V druhom, vyššie uvedenom· případe, nulový detektor zaťažuje vstupné obvody komparátora a komplikuje jeho nastavenie.In the first case, a pulse is sent to the control electrode when the load voltage is equal to the sum of the voltages of the Zener diode, the bridge diodes and the voltage between the base and the collector of the PNP transistor, or in the second case the sum of the fulfilled input conditions 4; 5 of the MAA 503 amplifier circuit and the Zener diode voltage. Thus, the load is switched on at the moment when the load is already under tension. To obtain full load on the load, a load of about 10 ° / o increased power must be used. It's technologically demanding. The circuits described use many semiconductor devices. In the latter case, the zero detector loads the comparator input circuits and complicates its setup.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že prvý tranzistor je NPN a je připojený bázou na kladný pól diodového mostíka, sostávajúceho z diód Dl až D4, emitorom na záporný pól diodového mostíka sostávajúceho z diód Dl až D4 a kolektorom na bázu druhého tranzistora a cez třetí obmedzovaci odpor na zdroj riadiaceho napátia, pričom kladný a záporný pól diodového mostíka sostávajúceho z diód Dl až D4 je přepojený časovacím odporom, a druhý tranzstor, ktorý je tiež NPN, je svojím emitorom spojený cez další obmedzovaci odpor s riadiacou elektrodou spínacieho prvku a svojím kolektorom so zdrojom pracovného napátia.SUMMARY OF THE INVENTION The first transistor is NPN and is base-connected to the positive terminal of a diode bridge consisting of diodes D1 to D4, an emitter to the negative pole of a diode bridge consisting of diodes D1 to D4 and a collector to the base of the second transistor and through a third limiter a resistance to the control voltage source, wherein the positive and negative pole of the diode bridge consisting of diodes D1 to D4 is switched by a timing resistor, and the second transistor, which is also NPN, is connected via its other resistor to the switching electrode and its collector source of working voltage.

Výhodou zapojenia na spínanie tyristorov a triakov podlá vynálezu je, že má menej polovodičových súčiastok, pričom eliminuje straty pri záťaži a minimalizuje rušenie, vznikajúce pri spínaní. Energeticky je takéto spínanie výhodné, pretože je impulzné. Zníženie počtu polovodičových súčíastok představuje ekonomická výhodu níe4 len po stránke výrobných nákladov, ale vytvára aj předpoklady pre odstránenie poruchovosti.An advantage of the thyristor and triac switching circuit of the present invention is that it has fewer semiconductor components while eliminating load losses and minimizing switching interference. This switching is energetically advantageous because it is impulse. Reducing the number of semiconductor devices is not only an economic advantage 4 in terms of production costs, but also creates the prerequisites for eliminating failure rates.

Na pripojenom výkrese je znázorněný příklad zapojenia na spínanie tyristorov a triakov pri přechode napátia nulou podlá vynálezu.The attached drawing shows an example of a circuit for switching thyristors and triacs at a zero-crossing voltage according to the invention.

Zapojenie na spínanie tyristorov a triakov pri přechode napátia nulou je vytvořené tak, že zdroj Un striedavého napájacieho napátia je připojený cez prvý odpor RI na prvá část mostíkového usmérňovača tvořeného prvou diodou Dl a trefou diodou D3. Druhá časť mostíka tvoří druhá dioda D2 a štvrtá dioda D4. Tieto sú připojené na nulový vodič N. V mieste spojenia katod prvej diódy Dl a druhej diódy D2 je připojená báza prvého tranzistora TI, ktorý je NPN a jeden vývod časovacieho odporu R2. Týmto je možno měnit okamih zopnutia. V mieste spojenia anod tretej diódy D3 a štvrtej diódy D4 je připojený emitor prvého tranzistora TI a druhý vývod časovacieho odporu R2.The circuitry for switching the thyristors and triacs at a voltage crossing point is formed such that the AC power supply Un is connected via a first resistor RI to the first part of the bridge rectifier formed by the first diode D1 and the diode D3. The second part of the bridge is formed by a second diode D2 and a fourth diode D4. These are connected to the neutral conductor N. At the junction point of the cathodes of the first diode D1 and the second diode D2, the base of the first transistor T1, which is NPN, and one terminal of the timing resistor R2, are connected. The switching point can thus be changed. At the anode connection point of the third diode D3 and the fourth diode D4, the emitter of the first transistor T1 and the second terminal of the timing resistor R2 are connected.

Kolektor prvého tranzistora TI je připojený na spoločný bod tretieho obmedzovacieho odporu R3 a bázu druhého tranzistora T2, ktorý je tiež NPN. Druhý vývod tohoto tretieho obmedzovacieho odporu R3 je připojený na zdroj Ur riadiaceho napátia. Kolektor druhého tranzistora T2 je připojený na zdroj Up pracovného napátia. Emitor druhého tranzistora T2 je připojený cez štvrtý obmedzovaci odpor R4 na riadiacu elektrodu spínacieho prvku Tr, ktorý je svojimi příslušnými vývodmi připojený na nulový vodič N a záťaž Z.The collector of the first transistor T1 is connected to a common point of the third limiting resistor R3 and the base of the second transistor T2, which is also an NPN. The second terminal of this third limiting resistor R3 is connected to the control voltage source Ur. The collector of the second transistor T2 is connected to a power supply Up of the operating voltage. The emitter of the second transistor T2 is connected via a fourth limiting resistor R4 to the control electrode of the switching element Tr, which is connected to its neutral conductor N and a load Z by its respective terminals.

Keď je zapojenie podlá vynálezu v činnosti, uvolňuje sa impulz do riadiacej elektrody spínacieho prvku Tr v okamihu, keď je napátie medzi bázou a emitorom prvého tranzistora TI menšie ako 0,7 V. Velkost napájacieho napátia v okamihu vyslania impulzu je v rozmedzí od 1,5 do 2 V a závisí od hodnoty časovacieho odporu R2.When the circuit according to the invention is in operation, the pulse is released to the control electrode of the switching element Tr at the moment when the voltage between the base and the emitter of the first transistor T1 is less than 0.7V. 5 to 2 V and depends on the value of the timing resistance R2.

Obdobné napátie je aj na spínacom prvku Tr a teda pri spínaní v nule nedochádza k stratám výkonu záťaže Z. Aj rušenie vznikajúce pri spínaní je minimálně. Kolektor prvého tranzistora TI blokuje bázu druhého tranzistora T2, uvolňujúceho impulz zo zdroja Up pracovného napátia. Keď je riadiace napátie váčšie ako nula a vtedy, keď je prvý tranzistor TI nevodivý, a to· je v blízkosti přechodu napájacieho napatia nulou, druhý tranzistor T2 uvolní impulz zo zdroja Up pracovného napátia cez štvrtý obmedzovaci odpor R4 do· riadiacej elektrody spínacieho prvku Tr. Tým je zabezpečené spínanie výkonového· spínacieho prvku Tr v závislosti na přechode napátia nulou pri súčasnom plnění podmienok riadiaceho obvodu.A similar voltage is also present on the switching element Tr and thus, when switching at zero, there is no loss of power output Z. The interference caused by switching is minimal. The collector of the first transistor T1 blocks the base of the second transistor T2, releasing the pulse from the voltage supply Up. When the control voltage is greater than zero and when the first transistor T1 is non-conductive, and near the supply voltage transition is zero, the second transistor T2 releases the pulse from the operating voltage source Up through the fourth limiting resistor R4 to the control electrode of the switching element Tr . In this way, the switching of the power switching element Tr in dependence on the voltage transition to zero is ensured, while the control circuit conditions are fulfilled.

Zapojenie podlá vynálezu je možné využit na spínanie vyhrievacích telies elektronickými termostatmi, napr. v automatickýchThe circuit according to the invention can be used to switch the heating elements by electronic thermostats, e.g. in automatic

239 práčkach, elektrických ohrievačoch vody, elektrických pečiacich rúrach, elektrických sporákoch, akumulačných peciach, na celkové spínáme výstupov elektronickej pro6 7 gramovej jednotky pre automatické pračky, umývačky riadu, sušičky, sporáky, žehlíce v nule.239 washing machines, electric water heaters, electric ovens, electric stoves, storage ovens, on the total output of the electronic pro6 7 gram unit for automatic washing machines, dishwashers, dryers, stoves, ironing at zero.

Claims

SUBJECT

A circuit for switching thyristors and triacs at a voltage crossing, the first transistor of which is connected in the control circuit and the second transistor of the switching circuit, characterized in that the first transistor (TI) is NPN and connected by its base to the positive terminal of the diode bridge remaining from the diodes (D1 to D4), the negative pole emitter of the diode bridge consisting of the diodes (D1 to D4j) and the collector to the base of the second transistor (T2) and through the third limiting ynAleza resistor (R3) to the control voltage source (Ur). the positive and negative pole of the diode bridge consisting of the diodes (D1 to D4j is switched by a timing resistor (R2j), and the second transistor (T2), which is also NPN, is connected via its fourth limiting resistor (R4) to the switching electrode (Tr) and its collector with source (Up) of working voltage.