CS244771B1

CS244771B1 - Power Switch Connection

Info

Publication number: CS244771B1
Application number: CS847057A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hlavonek
Original assignee: Jaroslav Hlavonek
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS705784A1

Abstract

Zapojení výkonového spínače je tvořeno prvním spínačem, spojeným s prvním vstupem transformátoru, jehož druhý vstup je spojen přes alespoň jeden třetí spínač s výstupem kontrolního obvodu, jehož první vstup je spojen se svorkou kontrolního signálu, druhý vstup je spojen s prvním spínačem a třetí vstup je spojen s druhým výstupem usměrňovače, Výstup transformátoru je spojen přes usměrňovač se zátěží. Zapojení je vhodné použít tam, kde je nutno ovládat funkci zařízení pomocí napětí.The power switch circuit consists of a first switch connected to the first input of the transformer, the second input of which is connected via at least one third switch to the output of the control circuit, the first input of which is connected to the control signal terminal, the second input is connected to the first switch and the third input is connected to the second output of the rectifier. The output of the transformer is connected via the rectifier to the load. The circuit is suitable for use where it is necessary to control the function of the device using voltage.

Description

Vynález se týká zapojení výkonového spínače, sestávajícího z prvního spínače spojeného svým druhým vstupem s druhým spínačem a svým výstupem s prvním vstupem transformátoru, k jehož alespoň jednomu druhému vstupu je připojen alespoň jeden třetí spínač, zatímco výstup transformátoru je spojen se vstupem usměrňovače, jehož první výstup je spojen se zátěží·The invention relates to a power switch circuit consisting of a first switch connected by its second input to a second switch and by its output to the first input of a transformer, to at least one of whose second inputs at least one third switch is connected, while the output of the transformer is connected to the input of a rectifier, the first output of which is connected to the load.

V současné době se jako výkonové spínače používají kontaktní nebo bezkontaktní spínače. Jako bezkontaktní spínače se nejčaetěji používají speciální relé s nuceným souběhem, která jsou odolná proti napělovému i proudovému přetí žení a mají galvanicky oddělený vlastní ovládací systém od elektrického systému·Currently, contact or contactless switches are used as power switches. Special relays with forced synchronization are most often used as contactless switches, which are resistant to voltage and current overloads and have their own control system galvanically separated from the electrical system.

Nevýhodou v současné době známých kontaktních výkonových spínačů je věak jejich složitá konstrukce,a tím i vysoká cena· Další nevýhodou je jejich malá rychlost a životnost. Jinou podstatnou nevýhodou je malá odolnost spínačů proti mechanickým, fyzikálním a chemickým vlivům a z toho plynoucí malá spolehlivost. Největší vliv na funkci kontaktních spínačů mé prašnost prostředí, vyskytující se zejména v těžkých tvářecích provozech, z čehož plyne další nevýhoda současného stavu, totiž nutnost vybavit relé v rozváděčích s vysokým krytím, čímž dochází k dalšímu zvýšení pracnosti, materiálové náročnosti,a tím i ceny zařízení^The disadvantage of currently known contact power switches is their complex construction, and thus their high price. Another disadvantage is their low speed and service life. Another significant disadvantage is the low resistance of the switches to mechanical, physical and chemical influences and the resulting low reliability. The greatest influence on the function of contact switches is the dustiness of the environment, which occurs especially in heavy forming operations, which results in another disadvantage of the current state, namely the need to equip relays in switchboards with high protection, which further increases the labor intensity, material requirements, and thus the price of the device.

- 2 244 771- 2,244,771

V současné době používané bezkontaktní výkonové spínače využívají pro svou funkci polovodičového přechodu, například tranzistoru, třísku či tyristorů· Tyto spínače jsou rychlé a odolné vůči mechanickým, fyzikálním a chemickým vlivům·Currently used contactless power switches use a semiconductor junction, such as a transistor, chip or thyristor, for their function. These switches are fast and resistant to mechanical, physical and chemical influences.

Nevýhodou v současné době známých bezkontaktních výkonových spínačů je jejich malá odolnost vůči rušení, proudovému přetěžování, vznikajícímu například při zkratech, a napěťovému přetěžování, vznikajícímu například spínáním indukční zátěže či indukcí rušivých impulsů na vedení· Jinou nevýhodou současných bezkontaktních výkonových spínačů jé obtížnost galvanického oddělení systému od spínaného napětí· Pokud je galvanické oddělení nutné, provádí se pomocí složitých oddělovacích obvodů pro ovládání spínacích prvků a někdy se dokonce používají výkonové spínače, na jejichž výstupech jsou připojeny transformátory, které věak musí býti konstruovány na plný výkon zátěže a jsou tedy objemné a nákladné· Současně používané složitá kontrola stavu spínacích prvků přitom neumožňuje testováni funkce kontrolních obvodů*The disadvantage of currently known contactless power switches is their low resistance to interference, current overload, arising, for example, during short circuits, and voltage overload, arising, for example, from switching an inductive load or inducing interference pulses on the line. Another disadvantage of current contactless power switches is the difficulty of galvanic isolation of the system from the switched voltage. If galvanic isolation is necessary, it is performed using complex isolation circuits for controlling the switching elements, and sometimes even power switches are used, at the outputs of which transformers are connected, which, however, must be designed for the full load power and are therefore bulky and expensive. At the same time, the complex state control of the switching elements used does not allow testing the function of the control circuits.*

Uváděné nevýhody současného stavu do značné míry odstraňuje zapojení výkonového spínače podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, Že svorka kontrolního signálu je spojena s prvním vstupem kontrolního obvodu, jehož druhý vstup je spojen s výstupem prvního spínače, třetí vstup je spojen s druhým výstupem usměrňovače, a výstup je spojen se vstupem každého třetího spínače, přičemž první vstup prvního spínače je propojen se svorkou řídícího vstupu·The stated disadvantages of the current state are largely eliminated by the connection of the power switch according to the invention, the essence of which lies in the fact that the control signal terminal is connected to the first input of the control circuit, the second input of which is connected to the output of the first switch, the third input is connected to the second output of the rectifier, and the output is connected to the input of each third switch, while the first input of the first switch is connected to the control input terminal.

Výhodou zapojení výkonového spínače podle vynálezu je podstatně větší bezpečnost vzhledem k jeho samokontrolní funkci, kdy při poruše některého z prvků spínače dojde k zániku napětí na zátěži. Zapojení výkonového spínače podle vynálezu zajišťuje rychlé spínání při vysoké životnosti a vysoké odolnosti vůči mechanickým, fyzikálním a chemickým vlivům, přičemž zátěž je galvanicky oddělena od vlastního výkonového spínačeja tím i od elektrického systému stroje, a to bez nutnosti použití rozměrného a nákladného transformátora·The advantage of connecting the power switch according to the invention is significantly greater safety due to its self-monitoring function, when in the event of a failure of any of the switch elements, the voltage on the load disappears. The connection of the power switch according to the invention ensures fast switching with a long service life and high resistance to mechanical, physical and chemical influences, while the load is galvanically separated from the power switch itself and thus from the electrical system of the machine, without the need to use a large and expensive transformer.

-7- ^x ^J 244 771-7- ^x ^J 244 771

Na přiloženém výkresu je znázorněno blokově zapojení výkonovéhospínače podle vynálezu·The attached drawing shows the block diagram of the power switch according to the invention.

První spínač 1, je spojen svým druhým vstupem s druhým spínačem 2, svým prvním vstupem je propojen se svorkou J řídícího Vstupu a svým výstupem je spojen s prvním vstupem transformátoru £ a ⁸ druhým vstupem^ kontrolního obvodu j>· Výstup kontrolního obvodu 2 je spojen se vstupem každého třetího spínače 6., jejichž výstupy jsou spojeny s druhými vstupy transformátoru £, jehož výstup je spojen se vstupem usměrňovače 2· První výstup usměrňovače 2 j^e spojen se zátěží 8, druhý výstup usměrňovače 2 J^e spojen s třetím vstupem kontrolního obvodu jehož první vstup je propojen se svorkou 2 kontrolního sýstému· Každý třetí spínač 6 je tvořen logickým obvodem 10 a druhým tranzistorem 11· První spínač 1 je tvořen prvním tranzistorem 12·The first switch 1 is connected by its second input to the second switch 2, its first input is connected to the terminal J of the control input and its output is connected to the first input of the transformer £ and ⁸ the second input^ of the control circuit j>. The output of the control circuit 2 is connected to the input of each third switch 6, whose outputs are connected to the second inputs of the transformer £, whose output is connected to the input of the rectifier 2. The first output of the rectifier 2 ^is connected to the load 8, the second output of the rectifier 2 ^is connected to the third input of the control circuit whose first input is connected to the terminal 2 of the control system. Each third switch 6 is formed by a logic circuit 10 and a second transistor 11. The first switch 1 is formed by a first transistor 12.

V činnosti výkonového spínače se na druhý vstup spínače 1 přivede, s výhodou přes druhý spínač 2, napájecí napětí· Sepnutý nebo rozepnutý stav druhého spínače 2 přitom závisí na různých podmínkách, jako jsou například tlak vzduchu v pneumatickém potrubí, rozběh motoru, signalizace bezporuchového stavu a podobně. První spínač 1, a tím i celý výkonový spínač podle vynálezu, je ovládán pomocí signálů, přivedených na svorku 2 řídícího vstupu. Jsou-li třetí spínače 6 buzeny impulsy na svých vstupech, přicházejícími z výstupů kontrolního obvodu 2» spínají periodicky podle budicích impulsů. Sepne-li se první spínač 1, spínají třetí spínače 6 napětí přivedené na druhé vstupy transformátoru £, takže na výstupu transformátoru £ se objeví střídav*é napětí, které se přímo pres usměrňovač 2 přivádí na zátěž 8·In the operation of the power switch, the supply voltage is supplied to the second input of the switch 1, preferably via the second switch 2. The switched or unswitched state of the second switch 2 depends on various conditions, such as, for example, the air pressure in the pneumatic pipe, the motor starting, the signaling of a fault-free state, and the like. The first switch 1, and thus the entire power switch according to the invention, is controlled by means of signals supplied to the control input terminal 2. If the third switches 6 are excited by pulses at their inputs coming from the outputs of the control circuit 2, they switch periodically according to the excitation pulses. If the first switch 1 is switched, the third switches 6 switch the voltage supplied to the second inputs of the transformer £, so that an alternating voltage appears at the output of the transformer £, which is directly supplied to the load 8 via the rectifier 2.

První výstup usměrňovače 2 j^e současně výstupem výkonového spínače podle vynálezu· Na první vstup kontrolního obvočh^. se přivádějí kontrolní signály, které se porovnávají se signály stavu některých prvků zapojení výkonového spínače, přivedenými na druhý a třetí vstup kontrolního obvodu 2* Signály stavu jsou přitom s výhodou odvozeny od stavu prvního spínače 1 a/nebo transformátoru 4 a/nebo usměrňovače 2· Dojde-li k poruše některého prvku výkonového spínače, příslušné páryThe first output of the rectifier 2 ^is also the output of the power switch according to the invention. Control signals are supplied to the first input of the control circuit, which are compared with the status signals of some elements of the power switch circuit, supplied to the second and third inputs of the control circuit 2. The status signals are preferably derived from the status of the first switch 1 and/or the transformer 4 and/or the rectifier 2. If a failure occurs in any element of the power switch, the relevant pairs

244 771 signálů se liSí a impulsy neprojdou na vstupy třetích spínačů 6, tím zanikne jejich buzení a tedy i napětí na .zátěži 8 , a to i při sepnutém prvním spínači 1· Také při poruše některého z obvodů kontrolního obvodu £ nejsou impulsy na výstup převáděny , protože kontrolní obvod % pracuje dynamicky·244 771 signals are different and the pulses do not pass to the inputs of the third switches 6, thus their excitation and therefore the voltage on the load 8 cease, even when the first switch 1 is switched on. Also, in the event of a failure of one of the circuits of the control circuit £, the pulses are not transferred to the output, because the control circuit % operates dynamically.

Zapojení výkonového spínače podle vynálezu je s výhodou možné použít všude tam, kde je nutno ovládat funkce stroje a jiných zařízení pomocí napětí® Zvláště výhodné je použití zapojení výkonového spínače podle vynálezu u strojů pro ovládání nebezpečného pohybu, například u tvářecíh strojů, jako jsou lisy, buchary, strojní nůžky a podobně·The power switch circuit according to the invention can be advantageously used wherever it is necessary to control the functions of machines and other devices using voltage. It is particularly advantageous to use the power switch circuit according to the invention in machines for controlling dangerous movements, for example in forming machines such as presses, hammers, machine shears and the like.

Claims

The power switch circuitry consists of a first switch connected by its second input to the second switch and its output to the first transformer input to which at least one second input is connected at least one third switch, while the transformer output is connected to the rectifier input whose first output is connected to load, characterized in that the control signal terminal (9) is connected to a first input of the control circuit (5) »whose second input is connected to the output of the first switch (1), the third input is connected to the second output of the rectifier (7) is connected to the input of every third switch (6), the beer input of the first switch (1) being connected to the control input terminal (3) ·