DD211028A1 - ELECTRONIC RELAY FOR AC VOLTAGE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung wird zum Schalten von Wechselstromlasten, insbesondere fuer elektrische Maschinen angewendet. Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand an spannungsfesten Bauelementen zu verringern und die Stoerspannungsfestigkeit zu verbessern, wobei die Aufgabe darin besteht, ein elektronisches Relais fuer Wechselspannung zu schaffen, bei dem durch ein optisch und elektrisch steuerbares Bauelement der Einsatz eines Zuendthyristors vermieden und die Stoerspannungsfestigkeit erhoeht wird. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der Opptokoppler mit einem steuerbaren Optotransistor mit Basisanschluss so angeordnet ist, dass er einerseits durch die Lichtemitterdiode des Optokopplers und anderseits durch einen Steuertransistor gesteuert wird, dessen Kollektor mit der Basis DES Optotransistors verbunden ist. Der Optotransistor in Reihe mit dem Stromverstaerker geschaltet, ist mit den Gleichstromanschluessen einer Vollweg-Gleichrichterbruecke verbunden. Die Erfindung kommt als galvanisches Koppelglied zwischen der Mikroelektronik und der Leistungselektronik zum Einsatz.The invention is used for switching AC loads, in particular for electrical machines. The aim of the invention is to reduce the burden of voltage-resistant components and to improve the surge voltage resistance, the task is to provide an electronic relay for AC voltage, avoided by an optically and electrically controllable device, the use of a Zuendthyristors and the Stoerspannungsfestigkeit is increased. According to the invention this is achieved in that the op-coupler is arranged with a controllable opto-transistor with base terminal so that it is controlled on the one hand by the light emitting diode of the optocoupler and on the other hand by a control transistor whose collector is connected to the base of the opto-transistor. The optotransistor connected in series with the current amplifier is connected to the DC terminals of a full-wave rectifier bridge. The invention is used as a galvanic coupling element between microelectronics and power electronics.
Description
Erfinder: Berlin, 3O.O9.19o2Inventor: Berlin, 3O.O9.19o2
Dipl.-Ing. Wolfgang Traut (P 1311)Dipl.-Ing. Wolfgang Traut (P 1311)
Zustellungsbevollm.:Zustellungsbevollm .:
Institut für HegelungstechnikInstitute of Control Engineering
im Kombinat VEB BAW Berlin-Treptowin the combine VEB BAW Berlin-Treptow
"Friedrich Ebert""Friedrich Ebert"
- · Büro für Schutzrechte -- · Office for Property Rights -
Elektronisches Relais für WechselspannungElectronic relay for AC voltage
H 03 K 17/72H 03 K 17/72
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft einen optischisolierten vollelektronischen Schalter zum Schalten von Wechselstromlasten, insbesondere für elektrische Maschinen, Ventile, Heizungen mit hoher Zuverlässigkeit.The invention relates to an optically isolated fully electronic switch for switching AC loads, in particular for electrical machines, valves, heaters with high reliability.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Ein bekanntes kontaktloses elektronisches Relais weist einen Stromverstärker auf, dessen Eingang einerseits über einen Wide rs tand mit β inem Gl e ichs tromanschluß β iner Vollwe g-Gle ichrichterbrücke und andererseits über eine Zenerdiode mit dem Steueranschluß eines ersten Transistors verbunden ist. Der Ausgang des Stromverstärkers ist einerseits mit dem genannten Gleichstromanschluß und andererseits über die Laststrecke eines zweiten Transistors mit dem Steuereingang eines notwendigen Thyristors verbunden. Der Stromverstärker kann aus einem oder mehreren in Kollektorschaltung betriebene Transistoren bestehen. Die Basisanschlüsse sind über Widerstände miteinander verbunden.A known contactless electronic relay has a current amplifier, the input of which is connected on the one hand via a Wide rs tand with β inem Gl e I s tromanschluß β in Vollwe g-Gle inverter bridge and on the other hand via a Zener diode to the control terminal of a first transistor. The output of the current amplifier is connected on the one hand to said DC connection and on the other hand via the load path of a second transistor to the control input of a necessary thyristor. The current amplifier may consist of one or more transistors operated in collector circuit. The basic connections are connected to each other via resistors.
Der von einer Steuergröße ansteuerbare zweite Transistor istThe controllable by a control variable second transistor
8.0K11982*039671 " 2 "8.0K11982 * 039671 " 2 "
Teil eines Optokopplers. Dieser trennt den Steuereingang und den Lastausgang galvanisch voneinander (DS-OS 28 32 193)»Part of an optocoupler. It galvanically separates the control input and the load output (DS-OS 28 32 193) »
Nachteile bei dieser Schaltung sind der Mehraufwand an spannungsfesten Bauelementen, z.B. Zündthyristoren, und die Störanfälligkeit gegenüber Spannungsspitzen aus dem Lastspannungsnetz.Disadvantages of this circuit are the overhead of voltage resistant devices, e.g. Zündthyristoren, and the susceptibility to voltage spikes from the load voltage network.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist, den Aufwand an spannungsfesten Bauelementen zu verringern und die Störspannungsfestigkeit zu verbessern.The aim of the invention is to reduce the cost of voltage-resistant components and to improve the Störspannungsfestigkeit.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Relais für Wechselspannung zu schaffen, bei dem durch ein optisch und elektrisch steuerbares Bauelement dar Einsatz des Zündthyristors vermieden und die Störspannungsfestigkeit erhöht wird.The invention has for its object to provide an electronic relay for AC voltage, in which avoided by an optically and electrically controllable device is the use of the Zündthyristors and the Störspannungsfestigkeit is increased.
Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Optokoppler mit einem steuerbaren Optotransistor mit Basisanschluß so angeordnet ist, daß er einerseits durch die Lichtemitterdiode des Optokopplers und andererseits durch einen Steuertransistor gesteuert wird, dessen Kollektor mit der Basis des Optotransistors verbunden ist. Der Optotransistor in Reihe mit dem Stromverstärker geschaltet, ist mit den Gleichstromanschlüssen einer Vollweg-Gleichrichtarbrück® verbunden. Die erhöhte Störspannungsfestigkeit der Anordnung wird dadurch erreicht, daß parallel zur Basis-Bmitter-Strecke des Steuertransistors bzw· zum Basisspannungsteiler ein Kondensator geschaltet wird.According to the invention this is achieved in that the optocoupler is arranged with a controllable opto-transistor with base terminal so that it is controlled on the one hand by the light emitting diode of the optocoupler and on the other hand by a control transistor whose collector is connected to the base of the opto-transistor. The optotransistor connected in series with the current amplifier is connected to the DC terminals of a full wave Gleichrichtarbrück®. The increased interference voltage resistance of the arrangement is achieved in that a capacitor is connected in parallel to the basic Bmitter path of the control transistor or to the base voltage divider.
AusführungsbeispaelAusführungsbeispael
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigernThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show in the accompanying drawings
— 3 —- 3 -
Fig. 1: Elektronisches Relais für Wechselspannung mit TriacausgangFig. 1: Electronic relay for AC voltage with triac output
Fig. 2: Elektronisches Relais für Wechselspannung mit ThyristorausgangFig. 2: Electronic relay for AC voltage with thyristor output
Pig. 1 zeigt eine Schaltung für ein elektronisches Relais für Wechselspannung, das einen Triac 6 als Ausgangselement besitzt, dessen zweite Anode über einen Schutzwiderstand 3 mit dem einen Wechselspannungsanschluß der Vollweg-Gleichrichterbrücke 9 und durch das Gate mit dem anderen Wechselspannungsanschluß der Vollweg-Gleichrichterbrüeke 9 verbunden ist. Parallel zum Gate und der ersten Anode des Triacs 6 liegen der Kondensator 7 und der Schutzwiderstand 8. Die Anoden des Triac sind mit den Ausgangsklemmen 1 und 2 verbunden. Parallel an den Gleichstromanschlüssen der Vollweg-Gleichrichterbrücke 9 sind angeschlossen ein Spannungsteiler - gebildet aus dem Widerstand 10, der Zenerdiode 11, dem Basiswiderstand 13, zu dem parallelgeschaltet der Kondensator 12 liegt, und einer Schaltstrecke - eine Reihenschaltung aus einem Stromverstärkertransistor 14, dessen Basis mit dem Spannungsteilerwiderstand 10 und der Zener diode 11 verbunden ist und einem Optotransistor 16 als Teil eines Optokopplers, dessen Basis mit dem Kollektor des Steuertransistors 15 verbunden ist, dessen Basis mit dem Basiswiderstand 13 der Zenerdiode 11, dem Kondensator 12 verbunden ist und dessen Kollektor-Emitter-Strecke parallel zur Basis-ilmitter-Strecke des Optotransistors 16 liegt. Parallel zu den Eingangsklenimen 3 und 4 liegt eine Reihenschaltung, bestehend aus der Schutzdiode 17, der Stromquelle 18 und der Lichtemitterdiode 19 als Teil des Optokopplers.Pig. 1 shows a circuit for an electronic relay for AC voltage, which has a triac 6 as an output element whose second anode is connected via a protective resistor 3 to the one AC voltage terminal of the full-wave rectifier bridge 9 and through the gate to the other AC voltage terminal of the full-wave rectifier bridge 9 , Parallel to the gate and the first anode of the triac 6 are the capacitor 7 and the protective resistor 8. The anodes of the triac are connected to the output terminals 1 and 2. Connected in parallel to the DC terminals of the full-wave rectifier bridge 9 are a voltage divider formed by the resistor 10, the zener diode 11, the base resistor 13, to which the capacitor 12 is connected in parallel, and a switching path - a series circuit comprising a current amplifier transistor 14, whose base the voltage dividing resistor 10 and the Zener diode 11 is connected and an optical transistor 16 as part of an optocoupler whose base is connected to the collector of the control transistor 15, whose base is connected to the base resistor 13 of the Zener diode 11, the capacitor 12 and its collector-emitter -Direction parallel to the base-ilmitter-path of the optical transistor 16 is located. Parallel to the input cycles 3 and 4 is a series circuit consisting of the protective diode 17, the current source 18 and the light emitting diode 19 as part of the optocoupler.
Liegt nun an den Ausgangsklemmen 1 und 2 eine kleine Netzspannung Un <c Uz, so fließt ein Leckstrom über den Schutzwiderstand 5, die Vollweg-Gleichrichterbrücke 9> den Spannungsteilerwiderstand 10, die Zenerdiode 11, den Basiswiderstand I3, die Vollweg-Gleichrichterbrücke 9» den Schutzwiderstand 8. Dieser Leckstrom erzeugt über den Basiswiderstand I3 bzw. den Schutzwiderstand 8 eine Spannung, die unterhalb der Schwellspannung des Steuertransistors 15 bzw. des Triacs 6 liegt.If now at the output terminals 1 and 2 a small mains voltage U n <c U z , then a leakage current flows through the protective resistor 5, the full-wave rectifier bridge 9> the voltage dividing resistor 10, the Zener diode 11, the base resistor I3, the full-wave rectifier bridge. 9 This leakage current generated via the base resistor I3 and the protective resistor 8, a voltage which is below the threshold voltage of the control transistor 15 and the triac 6.
Die Schaltstrecke des Stromverstärkers 14 und des Optotransistors 16 sind gesperrt, wenn keine Steuerspannimg an den Eingangsklemmen 3 und 4 liegt. Steigt die Spannung an der Ausgangsklemme 1 weiter an bis Un > U2, wird die Zenerdiode 11 bei ca. 5 V schlagartig leitend und erzeugt durch ihren Strom am Basiswiderstand 13 einen Spannungsabfall, der oberhalb der Schwellspannung des Steuertransistors 15 liegt und einen Basisstrom treibt. Wird jetzt oder bei höherer Netzspannung an den Ausgangsklemmen 1 und 2 der Optokoppler durch ein® Steuerspannung an den Eingangsklemmen 3 und 4 aktiviert, so warden die in der Basis des Optotransistors 16 erzeugten Ladungsträger, durch die Lichtemitterdiode 19» zwangsweise durch die Verbindung Basis des Optotransistors 16 - Kollektor des Steuer transistors 15 abgeleitet. Der Optotransistor 16 bleibt gesperrt. Damit wird garantiert, daß bei einer Netzspannung Ujt > Uz kein Zündstrom für den Triac 6 erzeugt wird* Erst nach dem nächsten Nulldurchgang der Netzwechselspannung . - einer Spannung U^ ^. U2 - sowie gleichzeitigem Eingangssteuerstrom durch die Lichtemitterdiode 19 wird der Optotransistor 16 leitend. Dadurch kann jetzt ein genügend großer Basis» strom durch den Stromverstärker 14 fließen. Das hat zur Folge» daß die Schaltstrecke des Stromverstärkers 14, beim Erreichen einer Schwellspannung Ug ^- U2 durch den Spannungsteiler, leitend wird. Somit kann ein Zündstrom über den Schutzwiderstand 5, die Vollweg-Gleichrichterbrücke 9» den Stromverstärker 14, den Optotransistor 16 und über die Vollweg-Gleichrichterbrücke 9 in das Gate des Triacs 6 fließen und diesen zünden. Infolgedessen wird die gesamte Ansteuerschaltung stromlos und erst nach dem nächsten Nulldurchgang der Netzwechselspannong wieder mit Strom versorgt.The switching path of the current amplifier 14 and the optotransistor 16 are disabled when no control voltage is applied to the input terminals 3 and 4. If the voltage at the output terminal 1 continues to rise to U n > U 2 , the zener diode 11 becomes abruptly conductive at approximately 5 V and generates a voltage drop through its current at the base resistor 13 which is above the threshold voltage of the control transistor 15 and drives a base current , If now or at higher mains voltage at the output terminals 1 and 2 of the optocoupler by a® control voltage to the input terminals 3 and 4 is activated, the warden generated in the base of the optotransistor 16 warden by the light emitting diode 19 zwangsweise by the connection base of the opto-transistor 16 - Collector of the control transistor 15 derived. The optotransistor 16 remains locked. This guarantees that at a mains voltage Ujt> U z no ignition current for the triac 6 is generated * Only after the next zero crossing of the AC line voltage. - a voltage U ^ ^. U 2 - and simultaneous input control current through the light emitting diode 19, the optical transistor 16 is conductive. As a result, a sufficiently large base current can now flow through the current amplifier 14. This has the consequence »that the switching path of the current amplifier 14, upon reaching a threshold Ug ^ - U 2 through the voltage divider, becomes conductive. Thus, an ignition current through the protective resistor 5, the full-wave rectifier bridge 9 »the current amplifier 14, the optotransistor 16 and the full-wave rectifier bridge 9 flow into the gate of the triac 6 and ignite it. As a result, the entire drive circuit is de-energized and only after the next zero crossing of Netzwechselspannong supplied with power.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung für ein elektronisches Relais für Wechselspannung, dessen Ausgang mit zwei antiparallelgeschalteten Thyristoren 22 und 27 mit jeweils einer in Reihe geschalteten Diode 23 bzw. 26 gebildet wird» Die Steuerelektroden der Thyristoren 22 und 27 sind getrennt mit d@nFig. 2 shows a circuit for an electronic relay for AC voltage whose output is formed with two antiparallel-connected thyristors 22 and 27, each having a series-connected diode 23 and 26, respectively. »The control electrodes of the thyristors 22 and 27 are separated with d @ n
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Wechselspannungsanschlüssen der Vollweg-Gleichrichterbrücke verbunden. Die Gateanschlüsse der Thyristoren 22, 27 und die Kathoden der in Reihe zu den Thyristoren geschalteten Dioden 23 bzw. 26 sind jeweils über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 21 bzw. 25 und eines Kondensators 20 bzw. 24 miteinander verbunden. Die links von den Punkten 29 und 30 liegende Zündanordnung 28 entspricht der der Fig. 1.AC voltage terminals of the full-wave rectifier bridge connected. The gate terminals of the thyristors 22, 27 and the cathodes of the diodes connected in series with the thyristors 23 and 26 are connected to each other via a parallel connection of a resistor 21 and 25 and a capacitor 20 and 24, respectively. The igniter arrangement 28 lying to the left of the points 29 and 30 corresponds to that of FIG. 1.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24384682A DD211028A1 (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | ELECTRONIC RELAY FOR AC VOLTAGE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24384682A DD211028A1 (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | ELECTRONIC RELAY FOR AC VOLTAGE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD211028A1 true DD211028A1 (en) | 1984-06-27 |
Family
ID=5541659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24384682A DD211028A1 (en) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | ELECTRONIC RELAY FOR AC VOLTAGE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD211028A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3627017A1 (en) * | 1986-08-09 | 1988-02-18 | Licentia Gmbh | High-voltage semiconductor contactor |
| WO1998024181A1 (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-04 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching module |
-
1982
- 1982-10-08 DD DD24384682A patent/DD211028A1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3627017A1 (en) * | 1986-08-09 | 1988-02-18 | Licentia Gmbh | High-voltage semiconductor contactor |
| WO1998024181A1 (en) * | 1996-11-25 | 1998-06-04 | Beacon Light Products, Inc. | Smooth switching module |
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