CS249696B1 - Elektronický vypínací obvod - Google Patents

Abstract

Elektronický vypínací obvod je určen pro bezkontaktní vypínání výkonových obvodů při dosažení mezní úrovně veličiny snímané příslušným čidlem. V sepnutém sravu, kdy nebylo dosaženo této mezní úrovně, spíná elektronický výkonový spinač obvodu v okolí průchodu napájecího střídavého napětí nulovou úrovní, přičemž po dosažení mezní úrovně snímané veličiny dojde k jeho vypnutí, které je zachováno i při změně snímané veličiny, například teploty, pod mezní hodnotu. Elektronický vypínací obvod má minimální výkonové ztráty v obou stavech a jeho zapocení do série se zátěží nevyžaduje zvláštní napájeni.

Description

Předmětem vynálezu je zapojení elektronického vypínacího obvodu určeného zejména pro bezkontaktní vypínání výkonových obvodu při dosažení mezní úrovně nějaké veličiny, např* teploty, snímané příslušným čidlem.

Dosud známá řešení vypínacích obvodů jsou složitá a vyžadují komplikované napájecí obvody, případně splňují požadovanou funkci nedokonale, např. bimetalový rozpínací obvod teplotní ochrany opět spíná při poklesu sledované teploty, což je nepřípustné.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu, obsahující výkonový spínač zapojený v sérii se zátěží mezi první napájecí svorku a druhou napájecí svorku, přičemž paralelně k výkonovému spínači je připojen sériový obvod tvořený prvním odpořem spolu s prvním kondenzátorem a ovládací svorka výkonového spínače je spojena se sériovým obvodem složeným z druhého odporu a prahového spínače, jehož podstata spočívá v tom, že se společným uzlem prvního odporu a prvního kondenzátoru je spojen druhý kondenzátor, který je dále připojen k prahovému spínači a třetímu odporu spojenému s druhou napájecí svorkou, přičemž paralelně k třetímu odporu je připojen střídavý vstup můstkového usměrňovače tvořeného čtveřicí diod, zatímco k jeho stejnosměrnému výstupu je připojen jednak sériový obvod .sestávající ze čtvrtého odporu a třetího kondenzátoru, jednak bistabilní klopný obvod, k jehož vstupním svorkám je připojeno čidlo a k jehož pomocným svorkám je připojena indikační svítivá dioda..

Zapojení elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu se chová tak, že v sepnutém stavu, kdy nebylo dosaženo mezní hodnoty veličiny snímané čidlem, je výkonový spínač spínán v okolí průchodu napájecího střídavého napětí nulovou úrovní,

249 696

- 2 přičemž po dosažení mezní hodnoty dojde k vypnutí výkonového spínače, které je zachováno i při změně veličiny snímané čidlem pod mezní hodnotu.

Hlavní výhoda elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu spočívá v dosažení minimálních výkonových ztrát v obou jeho stavech. Zapojení obvodu v sérii še zátěží je přitom jednoduché a nevyžaduje zvláštní napájení.

Příklad provedení elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, přičemž obr. 1 představuje základní uspořádání elektronického vypínacího obvodu a na obr. 2 je příklad zapojení elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu.

Na obr. 1 je výkonový spínač £ zapojený v sérii se zátěží 2 mezi první napájecí svorku £ a druhou napájecí svorku 2, přičemž paralelně k výkonovému spínači je připojen sériový obvod tvořený prvním odporem 5 a prvním kondenzátorem 2· Ovládací svorka 42 výkonového spínače je spojena se sériovým obvodem složeným z druhého odporu £ a prahového spínače 2· Společný uzel prvního odporu a prvního kondenzátoru je spojen s druhým kondenzátorem 8, který je dále připojen k prahovému spínači a třetímu odporu 10 spojenému s druhou napájecí svorkou. Paralelně k třetímu odporu je připojen střídavý vstup můstkového usměrňovače tvořeného čtveřicí diod 11 až 14, k jehož stejnosměrnému výstupu je připojen sériový obvod sestávající ze čtvrtého odporu £5 spojeného s třetím kondenzátorem £6 a bistabilní klopný obvod 17 svorkami 1701 a 1702* Ke vstupním svorkám 1703 a 1704 bistabilního klopného obvodu je připojeno čidlo 19 a k pomocným svorkám 1703 a 1706 tohoto obvodu je připojena indikační svítivá dioda 18.

V sepnutém stavu elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu je výkonový spínač £ zapínán v okamžiku, kdy napětí na prvním kondenzátoru 6, který tvoří a prvním odporem 5 běžný ochranný obvod výkonového spínače £, přivedené přes druhý kondenzátor 8 k prahovému spínači 2 dosáhne jeho prahového spínacího napětí, takže jeho sepnutím se přes druhý odpor 7 oba kondensátory vybíjí do řídicí elektrody 42 výkonového spínače £. ?ři vhodné volbě velikosti prahového napětí symetrického prahového spínače 2 dochází ke 'spínání výkonového spínače £ v okolí průchodu napáj ecího střídavého sííového napětí nulovou úrovní. Třetí odpor 10 přitom vy- 3 249 696 biji druhý kondenzátor 8 pro dosažení symetrie spínací úrovně.

Působením můstkového usměrňovače tvořeného čtveřicí diod 11 až se přitom na třetím kondenzátoru 16 vytvoří stejnosměrné napětí, kterým je napájen bistabilní klopný obvod 17 s čidlem

V sepnutém stavu elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu je bistabilní klopný obvod 17 rozepnutý a jeho proudová spotřeba je zanedbatelná- vstupní odpor mezi svorkami 1701 a 1702 je vysoký. Jakmile dosáhne veličina snímaná čidlem 19 své mezní hodnoty, bistabilní klopný obvod 17 sepne a jeho vstupní odpor mezi svorkami 1701 a 1702 podstatně klesne, což se prostřednictvím můstkového usměrňovače projeví tím, že napětí přiváděné přes druhý kondenzátor 8 k prahovému spínači 2 nedosáhne jeho prahového spínacího napětí, takže nedojde k jeho sepnutí a tím ani k sepnutí výkonového spínače 4 - elektronický vypínací obvod podle vynálezu je v rozepnutém stavu, ''/hod ně volenou hysterezí bistabilního klopného obvodu 1⁷ lze dosáhnout toho, aby v tomto stavu obvod setrval i při změně veličiny snímané čidlem 19 pod mezní hodnotu, takže opětné sepnutí je možno provést pouze odpojením a novým připojením napájecího napětí mezi první a druhou napájecí svorkou 2 a 2. Proud tekoucí v rozepnutém stavu elektronickým vypínacím obvodem má. zanedbatelně malou hodnotu v porovnání s proudem v sepnutém stavu a s výhodou je možno jej využít pro indikaci dosažení mezní hodnoty veličiny snímané čidlem h? připojením svítivé diody 18 k bistabilnímu klopnému obvodu 17. Výkonové ztráty v elektronickém vypínacím obvodu v rozepnutém stavu jsou malé působením druhého kondenzátoru 8.

Na obr. 2 je výkonový spínač 2 tvořen triakem a prahový spínač 2 diakem. Bistabilní klopný obvod 17 je realizován dvojicí komplementárních tranzistorů 1713 a 1714 spojenou známým způsobem a zapojenou ke svorkám 1701 a 1702 v sérii s pátým odporem 1710 a pomocnými svorkami 1705 a 1706.'Paralelně k přechodu báze - emitor tranzistoru 1713 je připojen šestý odpor 1711 a čtvrtý kondenzátor 1712. Paralelně k přechodu báze - emitor tranzistoru 1714 je‘připojen pátý kondenzátor 1717« Mezi bázi tohoto tranzistoru a vstupní svorku 1703 je připojen sedmý odpor 1716, přičemž je tato vstupní svorka spojena osmým odporem 1715 se svorkou 1701. Vstupní svorka 1704 je připojena ke svorce 1702. Mezi pomocné svorky 1705 a 1706 je připojena indikační svítivá dioda 18 a čidlo 19 je tvořeno pozistorenu

- 4 249 696

Funkce všech součástí zapojení elektronického vypínacího obvodu podle vynálezu na obr. 2 je shodná s jejich funkcí v základním uspořádání tohoto obvodu na obr. 1· Sepnutému stavu elektronického vypínacího obvodu podle vyhélazu odpovídá rozepnutý bistabilní klopný obvod 17. Komplementární dvojice tranzistorů 1713 a 1714 je přitom rozepnutá, neboť napětí na vstupních svorkách 1703 a 1704 vyvolané průtokem proudu osmým odporem 1715 a čidlem 19 nestačí k otevření tranzistoru 1714 a tím k sepnutí bistabilního klopného obvodu. Jakmile odpor čidla 19 vzroste natolik, že dojde k otevření tranzistoru

1714, otevře se i tranzistor 1713 a vstupní odpor bistabilního klopného obvodu 17 mezi svorkami 1701 a 1702 podstatně klesne, takže elektronický vypínací obvod podle vynálezu přejde do rozepnutého stavu. Velikost hystereze bistabilního klopného obvodu podstatně určuje sedmý odpor 1716 spolu s pátým odporem 1710» Čtvrtý kondenzátor 1712ra pátý kondenzátor 1717 odstraňují vliv vnějšího rušení na činnost obvodu, šestý odpor 1711 tomu napomáhá a současně odstraňuje vliv zbytkového proudu kolektoru tranzistoru 1714»

Elektronický vypínací obvod podle vynálezu lze výhodně použít pro bezkontaktní vypínání výkonových obvodů při dosažení mezní úrovně veličiny snímané příslušným čidlem, např< pro teplotní ochranu elektrických strojů.

Claims (1)

1. Elektronický vypínací obvod obsahující výkonový spínač zapojený v sérii se zátěží mezi první napájecí svorku a druhou napájecí svorku, přičémž paralelně k výkonovému spínači je připojen sériový obvod tvořený prvním odporem spolu s prvním kondenzátorem a ovládací svorka výkonového spínače je spojena se sériovým obvodem složeným z druhého odporu a prahového spínače, vyznačený tím, že se společným uzlem prvního odporu (5) a prvního kondenzátoru (6) je spojen druhý kondenzátor (8), který je dále připojen k prahovému spínači (9) a třetímu odporu (10) spojenému s druhou napájecí svorkou (2), přičemž paralelně k třetímu odporu (10) je připojen střídavý vstup mústkového usměrňovače tvořeného čtveřicí diod (11 až 14), zatímco k jeho stejnosměrnému výstupu je připojen jednak sériový obvod sestávající ze čtvrtého odporu (15) a třetího kondenzátoru (16), jednak bistabilní klopný obvod (17), k jehož vstupním sborkám (1703 a 1704) je připojeno čidlo (19) a k jehož pomocným svorkám (1705 a 1706) je připojena indikační svítivá dioda (18).