CS249696B1

CS249696B1 - Electronic switch-off circuit

Info

Publication number: CS249696B1
Application number: CS853351A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Sykora
Original assignee: Rudolf Sykora
Priority date: 1985-05-12
Filing date: 1985-05-12
Publication date: 1987-04-16
Also published as: CS335185A1

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.An electronic trip circuit is intended for contactless power shutdown circuits when the limit value is reached sensor. Closed when this limit has not been reached level, switches the electronic power switch the circuit around the power supply passage alternating voltage zero level taking after reaching the cut-off threshold it turns off, which is maintained i when changing the read quantity, for example temperature below the limit. Electronic the trip circuit has minimal power loss in both states and its intoxication the load series does not require a separate power supply.

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.It is an object of the invention to connect an electronic trip circuit intended in particular for contactless tripping of the power circuits when the limit value of a quantity, e.g. the temperature, sensed by the respective sensor is reached.

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.The previously known trip circuit solutions are complex and require complicated supply circuits, or they perform the required function imperfectly, for example, the bimetallic circuit breaker of the thermal protection switches again when the monitored temperature drops, which is unacceptable.

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..These disadvantages are overcome by the circuit of an electronic trip circuit according to the invention comprising a power switch connected in series with a load between the first power terminal and the second power terminal, wherein a serial resistor circuit is connected in parallel to the power switch together with the first capacitor. a series circuit comprising a second resistor and a threshold switch, characterized in that a second capacitor is coupled to the common node of the first resistor and the first capacitor, which is further connected to the threshold switch and the third resistor connected to the second power terminal, the third resistor is connected to the AC input of a bridge rectifier consisting of a quadruple diode, while its DC output is connected by a series circuit consisting of a fourth resistor and a third capacitor a reliable flip-flop circuit with a sensor connected to the input terminals and an indicator light diode connected to the auxiliary terminals.

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,The circuit of the electronic trip circuit according to the invention behaves in such a way that, in the closed state, when the limit value of the quantity sensed by the sensor has not been reached, the power switch is switched in the vicinity of the AC voltage passage.

249 696249 696

- 2 přičemž po dosažení mezní hodnoty dojde k vypnutí výkonového spínače, které je zachováno i při změně veličiny snímané čidlem pod mezní hodnotu.- 2, when the limit value is reached, the power switch is switched off, which is retained even if the value sensed by the sensor changes below the limit value.

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.The main advantage of the electronic trip circuit according to the invention lies in achieving minimal power losses in both its states. The connection of the circuit in series of loads is simple and does not require special power supply.

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.An exemplary embodiment of an electronic trip circuit according to the invention is shown in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 represents the basic arrangement of the electronic trip circuit and Fig. 2 shows an example of the connection of the electronic trip circuit according to the invention.

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.In FIG. 1, the power switch 6 is connected in series with a load 2 between the first power terminal 8 and the second power terminal 2, and a series circuit consisting of a first resistor 5 and a first capacitor 2 is connected in parallel to the power switch. The common node of the first resistor and the first capacitor is connected to the second capacitor 8, which is further connected to the threshold switch and the third resistor 10 connected to the second power terminal. In parallel to the third resistor, an AC bridge rectifier input consisting of quadruple diodes 11 to 14 is connected, the DC output of which is connected to a serial circuit consisting of a fourth resistor 65 connected to a third capacitor 66 and a bistable flip-flop 17 with terminals 1701 and 1702. 1703 and 1704 of the bistable flip-flop circuit, a sensor 19 is connected, and an indicator light 18 is connected to the auxiliary terminals 1703 and 1706 of this circuit.

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.In the closed state of the electronic cut-off circuit according to the invention, the power switch 6 is switched on when the voltage at the first capacitor 6 which constitutes and through the first resistor 5 a conventional protective circuit of the power switch 6 applied via the second capacitor 8 to the threshold switch 2 so that by switching it on, the second capacitors 7 discharge both capacitors into the control electrode 42 of the power switch 6. With suitable selection of the threshold voltage level of the symmetrical threshold switch 2, the power switch 8 is switched in the vicinity of the passage of the AC mains voltage to zero. In this case, the third resistor 10 discharges the second capacitor 8 to achieve a symmetry of the switching level.

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 čidlemBy means of a bridge rectifier formed by quadruple diodes 11 until a voltage is applied to the third capacitor 16, which supplies the bistable flip-flop 17 with the sensor.

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.In the closed state of the electronic trip circuit according to the invention, the bistable flip-flop 17 is open and its current consumption is negligible - the input resistance between terminals 1701 and 1702 is high. As soon as the quantity sensed by sensor 19 reaches its limit value, the bistable flip-flop 17 closes and its input resistance between terminals 1701 and 1702 drops substantially, which is manifested by the bridge rectifier that the voltage applied via the second capacitor 8 to the threshold switch 2 voltage, so it will not be switched on and thus no switching of the power switch 4 - the electronic trip circuit according to the invention is in the disengaged state, '' / h not chosen hysteresis trigger circuit 1 ⁷ can be achieved that in this state the circuit remained even when changing the value sensed by the sensor 19 below the limit value, so that reclosing can only be done by disconnecting and reconnecting the supply voltage between the first and second supply terminals 2 and 2. The current flowing in the open state has an electronic trip circuit. negligibly small value compared to the current in the closed state and can be used to indicate that the limit value of the sensor h? by connecting the light emitting diode 18 to the bistable flip-flop 17. The power losses in the electronic trip circuit in the open state are small due to the second capacitor 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 pozistorenuIn FIG. 2, the power switch 2 is a triac and the threshold switch 2 is a diac. The bistable flip-flop 17 is implemented by a pair of complementary transistors 1713 and 1714 connected in a known manner and connected to terminals 1701 and 1702 in series with the fifth resistor 1710 and the auxiliary terminals 1705 and 1706. Parallel to the base-emitter transistor 1713 a sixth resistor 1711 is connected; A fourth capacitor 1712 is connected in parallel to the base-emitter transistor 1714. A seventh resistor 1716 is connected between the base of the transistor and the input terminal 1703, the input terminal being connected by the eighth resistor 1715 to the terminal 1701. The input terminal 1704 is connected to terminal 1702. A light-emitting diode 18 is connected between the auxiliary terminals 1705 and 1706 and the sensor 19 is formed of pozistorene

- 4 249 696- 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 tranzistoruThe function of all components of the electronic trip circuit according to the invention in Fig. 2 is identical to their function in the basic arrangement of this circuit in Fig. 1. The closed state of the electronic trip circuit according to the invention corresponds to an open bistable flip-flop 17. since the voltage at the input terminals 1703 and 1704 caused by the current flow through the eighth resistor 1715 and the sensor 19 is not sufficient to open the transistor 1714 and thereby to close the bistable flip-flop. As soon as the resistance of the sensor 19 increases to such an extent that the transistor opens

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»1714, the transistor 1713 also opens and the input resistance of the bistable flip-flop 17 between terminals 1701 and 1702 drops substantially so that the electronic trip circuit of the invention goes to the open state. The hysteresis of the bistable flip-flop circuit is substantially determined by the seventh resistor 1716 along with the fifth resistor 1710 »The fourth capacitor 1712 and the fifth capacitor 1717 eliminate the effect of external interference on the circuit, the sixth resistor 1711 helps to remove this.

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.The electronic trip circuit according to the invention can advantageously be used for contactless tripping of the power circuits when reaching the limit value of the quantity sensed by the respective sensor, e.g. for thermal protection of electrical machines.

Claims

An electronic trip circuit comprising a power switch connected in series with a load between the first power terminal and the second power terminal, and parallel to the power switch, a serial resistor circuit is connected with the first capacitor and the power switch control terminal is connected to a serial resistor and a threshold switch, characterized in that a second capacitor (8) is connected to a common node of the first resistor (5) and the first capacitor (6), which is further connected to the threshold switch (9) and the third resistor (10) connected to the second power supply. an alternating input of a quadruple diode rectifier (11 to 14) is connected in parallel to the third resistor (10), while a serial circuit consisting of a fourth resistor (15) and a third capacitor (16) is connected to its DC output. ), bistable flip-flop (17 ), to whose input terminals (1703 and 1704) a sensor (19) is connected and to its auxiliary terminals (1705 and 1706) an indicator LED (18) is connected.