CS249735B1

CS249735B1 - Electronic control and trip circuit

Info

Publication number: CS249735B1
Application number: CS462285A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Sykora
Original assignee: Rudolf Sykora
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Elektronický regulační a vypínací obvod je určen pro bezkontaktní fázovou regulaci výkonu elektrických spotřebičů a jejich vypínání při dosažení mezní ůrofně veličiny snímané příslušným čidlem. Pokud nebylo dosaženo této úrovně lze proměnným odporem ovládat úhel otevření výkonového spínače a tím fázevě regulovat dodávaný výkon. Po dosažení mezní úrovně snímané veličiny dojde k vypnuti obvodu, přičemž obnovení jeho regulační funkce je možno provést pouze odpojením a novým připojením napájecího napětí. Elektronický regulační a vypínací obvod se zapojuje do série se zátěží a nevyžaduje zvláštní napájení.The electronic control and switching circuit is designed for contactless phase control of the power of electrical appliances and their switching off when the limit level of the quantity sensed by the relevant sensor is reached. If this level has not been reached, the opening angle of the power switch can be controlled by a variable resistor and thus the supplied power can be phase-regulated. After the limit level of the sensed quantity is reached, the circuit is switched off, and its control function can only be restored by disconnecting and reconnecting the supply voltage. The electronic control and switching circuit is connected in series with the load and does not require a separate power supply.

Description

Předmětem vynálezu je zapojení elektronického regulačního a vypínacího obvodu určeného zejména pro bezkontaktní regulaci výkonu elektrických spotřebičů a jejich vypínání při dosažení mezní úrovně veličiny, např. teploty, snímané příslušným čidlem.It is an object of the invention to connect an electronic control and trip circuit intended, in particular, for the non-contact control of the power output of electrical appliances and their tripping when the limit value of the quantity, eg temperature, sensed by the respective sensor is reached.

Dosud známá řešení jednoduchých elektronických regulačních obvodů pro bezkontaktní fázové řízení výkonu elektrických spotřebičů neumožňují připojení čidla, které by při dosažení kritické hodnoty sledované veličiny, např. teploty při různém zatěžování regulovaného spotřebiče, např. elektromotoru, tento spotřebič vyphulo a zabránilo jeho případnému poškození. Navíc je žádoucí, aby i při poklesu sledované veličiny pod kritickou mez zůstal spotřebič vypnutý} jeho opětnému zapnuti musí předcházet odpojení od napájecího napětí a nové zapojení.Previously known solutions of simple electronic control circuits for contactless phase control of the power of electrical appliances do not allow connection of a sensor which, when reaching the critical value of the monitored variable, eg temperature under different load of controlled appliance, eg electric motor, blows up this appliance and prevent its possible damage. In addition, it is desirable that the appliance remains switched off even when the monitored value falls below the critical limit.

Tento problém řeší zapojení elektronlckého regulačního a vypínacího obvodu podle vynálezu, obsahujíeí výkonový spínač zapojený v sérii se zátěží mezi první napájecí svorku a druhou napájecí svorku, kdežto ovládací svorka výkonového spínače je spojená se sériovým obvodem složeným z prvního odporu, prahového spínače, proměnného odporu a druhého odporu, přičemž mezi druhou napájecí svorku a společný uzel prahového spínače a proměnného odporu je připojen první kondenzátor, jehož podjata spočívá v tom, že druhý odpor je spojen se společným uzlem druhého kondenzátoru a paralelní kombinace třetího kondenzátoru s třetím odporem, zatímco druhý kondenzátor je připojen k druhé napájecí svorce a paralelení kombinace třetího kondenzátoru s třetím odporem je dále připojena přes čtvrtý odpor ke společnému uzlu zátěže a výkonového spínače, přičemž mezi tento uzel a báze prvního tranzistoru a druhého tranzistoru opačné vodivasti je zapojen pátý odpor a ěestý odpor, zatímco kolektory těchto tranzistorů jsou spojeny s druhou napájecí svorkou a emitor prvního tranzistoru je přes první dvojici diod připojen k vývodům proměnnéhoThis problem solves the wiring of an electronic control and 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, while the power switch control terminal is connected to a serial circuit consisting of a first resistor, threshold switch, a second resistor, wherein a first capacitor is connected between the second power terminal and the common threshold switch and variable resistor node, biased in that the second resistor is coupled to the common second capacitor node and the parallel combination of the third capacitor and the third resistor connected to the second power terminal and paralleling the combination of the third capacitor with the third resistor is further connected via a fourth resistor to a common load and power switch node, wherein between this node and the base of the first transistor ad In the opposite transistor conductor, a fifth resistor and a sixth resistor are connected, while the collectors of these transistors are connected to the second power terminal and the emitter of the first transistor is connected to the terminals of the variable transistor via the first pair of diodes.

-2 249 73S odporu, kdežto emitor druhého tranzistoru opačné vodivosti je přes druhou dvojici opačně polovaných diod rovněž připojen k vývodům proměnného odporu, přičemž mezi báze prvního tranzistoru a druhého tranzistoru opačné vodivosti je připojen sedmý odpor, k němuž je přes usměrňovači diodu paralelně připojena sériová kombinace osmého odporu a čtvrtého kondenzátoru, ke které je přes indikační svítivou diodu připojen bistabilní klopný obvod, jehož vstupní svorky jsou spojeny s čidlem.-2 249 73S resistor, while the emitter of the second opposite conductivity transistor is also connected to the variable resistance terminals via a second pair of counter-polarity diodes, wherein a seventh resistor is connected between the base of the first transistor and the second opposite conductivity transistor. a combination of an eighth resistor and a fourth capacitor, to which a bistable flip-flop circuit is connected via an indicating diode, the input terminals of which are connected to a sensor.

Elektronický regulační a vypínací obvod podle vynálezu umožňuje nastavením proměnného odporu fázovou regulaci střídavého napájecího napětí na zátěži, přičemž při dosažení mezní hodnoty veličiny snímané čidlem dojde k vypnutí výkonového spínače, které je zachováno 1 při změně této veličiny pod mezní hodnotu. Teprve odpojením napájecího napětí a jeho opětným připojením se obnoví regulační funkce obvodu_f pokud veličina snímaná čidlem má podkritiokou hodnotu ·The electronic control and tripping circuit according to the invention enables phase regulation of the AC supply voltage on the load by adjusting the variable resistance, and when the limit value of the quantity sensed by the sensor is reached, the power switch is switched off. Only when the supply voltage is disconnected and reconnected, the control function of the circuit _f is restored if the quantity sensed by the sensor has a subcritical value ·

Výhoda zapojení elektronického regulačního a vypínacího obvodu podle vynálezu spočívá v současném využití jeho Části určené pro odstranění hysteroze fázového řízení také pro vypínací funkol. Tím se celkové zapojení zjednodušuje. Obvod je zapojen v sérii se zátěží a nevyžaduje zvláštní napájení.The advantage of connecting the electronic control and trip circuit according to the invention lies in the simultaneous use of its part intended to eliminate phase control hysterosis also for the trip func- tion. This simplifies the overall wiring. The circuit is connected in series with a load and does not require special power.

Va vjfcrějy je základní uspořádání elektronického regulačního a vypínacího obvodu podle vynálezu. Pokud veličina snímaná čidlem 24 nedosáhla kritické hodnoty a bistabilní klopný obvod 23 je vrempnutém stavu- mezi svorkami 2301 2302 představuje vysoký odpor, takže jeho proudová spotřeba je zanedbatelná - lze proměnným odporem 11 měnit úhel otevření výkonového spínače 28. a tím regulovat výkon dodávaný zátěži 2* Obvod fázového řízení tvořený druhým odporem 8, proměnným odporem 11, prvnám kondenzátorem 25. prahovým spínačem 26 a prvním odporem 27 přitom známým způsobem určuje okamžik sepnutí výkonového spínače 28. Pomocný obvod tvořený první dvojicí diod 14, 15« prvním transistorem 16, druhou dvojicí opačně polovaných diod 12_; 13 a druhým tranzistorem 17 opačné vodivostí odstraňuje hysterezi obvodu fázového řízení, která se jinak projevuje známým způsobem při malých úhleoh otevření výkonového spínače 28. Připojením báze prvního tranzistoru 16 přes pátý odpor 2 společnému uzlu zátěže 2 ^a výkonového spínače 28 a současně připojením báze druhého tranzistoru 17 přes šestý odpor 10 do téhož uzlu je tímto pomooným obvodem dosaženo vybíjení prvního, druhéhoIn accordance with the present invention, the basic configuration of the electronic control and trip circuit is provided. If the quantity sensed by the sensor 24 has not reached a critical value and the bistable flip-flop 23 is in a pinched state - it represents a high resistance between terminals 2301 2302, so its current consumption is negligible - the opening angle of the power switch 28 can be changed The phase control circuit formed by the second resistor 8, the variable resistor 11, the first capacitor 25 by the threshold switch 26 and the first resistor 27, in a known manner, determines the switching time of the power switch 28. The auxiliary circuit formed by the first pair of diodes 14, 15 counter-diodes 12 _; 13 and the second transistor 17, by reverse conductivity, removes the phase control circuit hysteresis, which otherwise occurs in a known manner at low angles of opening the power switch 28. By connecting the base of the first transistor 16 via the fifth resistor 2 to the common load node 2 ^{and the} power switch 28 17 through the sixth resistor 10 to the same node, discharging of the first, second is achieved by this auxiliary circuit

- 3 249 735 i třetího kondenzátorů 25, 7 a 6 při poklesu napětí na výkonovém spínači 28 k nulové úrovni, čímž je hystereze odstraněna.3 249 735 and the third capacitors 25, 7 and 6 at voltage drop on power switch 28 to zero, thereby eliminating the hysteresis.

Jakmile veličina snímaná čidlem 24 dosáhne své mezní hodnoty, bistabilní klopný obvod 23 sepne a jeho odpor mezi svorkami 2301^ 2302 podstatně poklesne, což se prostřednictvím indikační svítivé diody 22 a usměrňovači diody 21 projeví jako spojení báze prvního tranzistoru 16 a báze druhého tranzistoru 17 opačné vodivosti, takže pomocný obvod pro odstranění hystereze trvale zkratuje první kondenzátor 25_f a tím zabraňuje sepnutí výkonového spínače 28, Elektronický regulační a vypínací obvod podle vynálezu je ve vypnutém stavu. Vhodně volenou hysterezí bistabllního klopného obvodu 23 je dosaženo toho, aby v tomto stavu obvod setrval i při změně veličiny snímané čidlem 24 pod mezní hodnotu, takže opětné obnovení regulační funkce je možno provést pouze odpojením a novým připojením napájecího napětí mezi první a druhou napájecí svorku 2. Proud tekoucí v rozepnutém stavu blstabilním klopným obvodem 23 má zanedbatelně malou hodnotu v porovnání s proudem v sepnutém stavu, čehož lze výhodně využít pro indikaci dosažení mezní hodnoty veličiny snímané čidlem 24 pomocí indikační svítivé diody 22.As soon as the quantity sensed by the sensor 24 reaches its limit value, the bistable flip-flop 23 closes and its resistance drops substantially between terminals 2301-2302, which, by means of the indicating LED 22 and the rectifying diode 21, conductivity, so that the auxiliary circuit to remove the hysteresis constantly shorts the capacitor 25 _f, thereby preventing the switching of the power switch 28, electronic control and switching circuitry of the invention is in the off state. A suitably selected hysteresis of the bistable flip-flop 23 makes it possible for the circuit to remain in this state even when the value sensed by the sensor 24 is below the limit, so that the control function can only be restored by disconnecting and reconnecting the supply voltage between the first and second supply terminals 2. The current flowing in the open state through the flstable flip-flop 23 has a negligibly small value compared to the current in the closed state, which can advantageously be used to indicate that the value sensed by the sensor 24 has been reached by the indicating LED 22.

Usměrňovači dioda 21 spolu s osmým odporem 20 a čtvrtým kondenzátorem 19 vytváří stejnosměrné napájecí napětí pro bistabilní klopný obvod 23 s čidlem 24. Sedmý odpor 18 omezuje spolu s pátým a šestým odporem 9 a 10 maximální napětí mezi bázemi a kolektory prvního tranzistoru 16 a druhého tranzistoru 17 opačné vodivosti.The rectifier diode 21 together with the eighth resistor 20 and the fourth capacitor 19 provides a DC supply voltage for the bistable flip-flop 23 with sensor 24. The seventh resistor 18 together with the fifth and sixth resistors 9 and 10 limits the maximum voltage between the bases and collectors of the first transistor 16 and the second transistor 17 conductivity.

Sériová kombinace čtvrtého odporu 4, třetího kondenzátorů 6 s paralelně připojeným třetím odporem 5 a druhého kondenzátoru 2 slouží ke snížení strmosti změn napětí na výkonovém spínači 28, zejména v případě, kdy zátěž 3 induktivní charakte^ a současně vytváří napěťový dělič s kapacitním charakterem výstupní impedance, čímž je omezena velikost proudu tekoucího druhým odporem 8 ve stavu, kdy je elektronický regulační a vypínací obvod podle vynálezu působením sepnutého bistabllního klopného obvodu 23 vypnutý, a současně je podstatně snížena i výkonová ztráta celého obvodu v tomto stavu,The series combination of the fourth resistor 4, the third capacitor 6 with the parallel resistor 5 and the second capacitor 2 serves to reduce the steepness of the voltage changes at the power switch 28, especially when the load 3 is inductive, and at the same time creates a voltage divider thereby reducing the amount of current flowing through the second resistor 8 when the electronic control and trip circuit of the invention is switched off by the closed bistable flip-flop 23, and the power loss of the entire circuit in this state is substantially reduced,

Na výkresu je i možný způsob realizace výkonového spínače 28 pomooí triaku, prahového spínače 26 pomocí diaku a bistabllního klopného obvodu 23 pomocí dvojice komplementář- 4 249 735 nich tranzistorů 2305^ 2308. Čidlo 24 je tvořeno pozistorem pro snímání maximální dovolená teploty^ např, elektrického stroje.In the drawing, there is also a possible way of realizing a triac power switch 28, a threshold switch 26 by means of a diac and a bistable flip-flop 23 by means of a pair of complementary transistors 2305-2308. machinery.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An electronic control and trip circuit comprising a power switch (28) connected in series with a load (3) between the first power terminal (1) and the second power terminal (2), while the control terminal (283) of the power switch (28) is connected to the serial a circuit comprising a first resistor (27), a threshold switch (26), a variable resistor (11), and a second resistor (8), wherein between the second power terminal (2) and the common node of the threshold switch (26) and the variable resistor (11) is a first capacitor (25) connected,

That the second resistor (8) is connected to a common node of the second capacitor (7) and the parallel combination of the third capacitor (6) with the third resistor (5), while the second capacitor (7) is connected to the second power terminal (2) and the parallel combination of the third a capacitor (6) with a third resistor (5) is further connected via a fourth resistor (4) to a common load node (3) and a power switch (28), between this node and the base of the first transistor (16) and second transistor ($ 1) ) the opposite conductivity is connected to the fifth resistor (9) and the fifth resistor (10), while the collectors of these transistors are connected to the second power terminal (2) and the emitter of the first transistor (16) is connected to terminals via the first pair of diodes (14 _of 15) variable resistor (11), while the emitter of the expensive opposite conductive transistor (17) is also connected to the variable resistor terminals (11) via a second pair of oppositely polarized diodes (12 and 13), between the bases of the first transistor (16) and a second conductivity transistor (17) connected to a seventh resistor (18) to which a series combination of an eighth resistor (20) and a fourth capacitor (19) is connected in parallel via a rectifier diode (21) to which it is an indicator light a bistable flip-flop (23) is connected to the diode (22), whose input terminals (2303, 2304) are connected to the sensor (24).