RU151749U1 - LOAD CIRCUIT BREAKER - Google Patents

LOAD CIRCUIT BREAKER Download PDF

Info

Publication number
RU151749U1
RU151749U1 RU2014154642/93U RU2014154642U RU151749U1 RU 151749 U1 RU151749 U1 RU 151749U1 RU 2014154642/93 U RU2014154642/93 U RU 2014154642/93U RU 2014154642 U RU2014154642 U RU 2014154642U RU 151749 U1 RU151749 U1 RU 151749U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
driver
pulses
rectifier
pulse
bridge
Prior art date
Application number
RU2014154642/93U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эскандер Алимович Бекиров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского"
Priority to RU2014154642/93U priority Critical patent/RU151749U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU151749U1 publication Critical patent/RU151749U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

1. Устройство плавного включения нагрузки, которое включает входной выпрямитель, трансформатор с вторичной обмоткой, два силовых транзистора, выходной выпрямитель, емкостной фильтр и систему управления, содержащую широтно-импульсный модулятор и генератор пилообразных импульсов, отличающееся тем, что содержит формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, модуль управления плавным включением симисторов и полумостовий автогенератор.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, включает задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, при этом задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен в виде компаратора, а формирователь импульсов содержит формирователи переднего фронта негативной и позитивной полуволны, кроме того, компаратор выполнен на операционном усилителе, а каждый из формирователей переднего фронта негативной и позитивной полуволны содержит интегратор, сумматор и интегральные логические элементы.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль управления плавным включением симисторов включает генератор пилообразных импульсов, широтно-импульсный модулятор, формирователь времени включения и отключения, выполнен в виде интегратора, усилитель мощности с выходным трансформатором, при этом генератор пилообразных импульсов выполнен в виде интегратора, а два широтно-импульсные модулятора выполнены в виде компараторов, кроме того, усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полумостовий автогенератор включает входной мостовой выпрямител�1. Device for smooth switching on the load, which includes an input rectifier, a transformer with a secondary winding, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter and a control system containing a pulse-width modulator and a sawtooth pulse generator, characterized in that it contains a control pulse generator, synchronized with a network, a control module for the smooth switching on of triacs and half-bridge oscillator. 2. The device according to claim 1, characterized in that the driver of the control pulses synchronized with the network includes a driver of rectangular pulses, a driver of pulses, while the driver of the generator of rectangular pulses is made in the form of a comparator, and the driver of pulses contains the drivers of the leading edge of the negative and positive half-waves, in addition, the comparator is made on an operational amplifier, and each of the front-edge formers of the negative and positive half-wave contains an integrator, adder, and egralnye logical elementy.3. The device according to claim 1, characterized in that the triac soft-drive control module includes a sawtooth pulse generator, a pulse-width modulator, an on and off time generator, is made in the form of an integrator, a power amplifier with an output transformer, and the sawtooth pulse generator is made in the form integrator, and two pulse-width modulators are made in the form of comparators, in addition, the power amplifier is made in a push-pull circuit. 4. The device according to claim 1, characterized in that the half-bridge oscillator includes an input bridge rectifier�

Description

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к устройствам преобразования энергетических параметров электрической энергии и может быть использована при создании источников вторичного электропитания, например, при разработке и изготовлении устройств плавного включения нагрузки в сеть или плавного включения энергии, генерируемой в питающую сеть.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular to devices for converting energy parameters of electric energy and can be used to create secondary power sources, for example, in the design and manufacture of devices for smooth switching of a load into a network or for smooth switching of energy generated in a power network.

Известны различные решения схемотехники источников вторичного электропитания, например: "Импульсный стабилизатор постоянного напряжения" (а СССР №851370, МПК-3 G05F 1/56, H02M 3/335, - 28-81 р.); "Импульсный стабилизатор постоянного напряжения" (а СССР №1067486, МПК-3 G05F 1/56, БВ-2 10 84 р.); "Импульсный стабилизатор постоянного напряжения" (Патент Украины №54292 А, МПК-7 G05F 1/56, бюл. №2, 2003 р.); "Импульсный стабилизатор напряжения" (Патент Украины №64247 А, МПК-7 G05F 1/56, H02M 3/335, H02M 7/00, бюл. №2, 2004 р.).There are various solutions to the circuitry of secondary power sources, for example: "Switching voltage stabilizer" (USSR No. 851370, MPK-3 G05F 1/56, H02M 3/335, - 28-81 p.); "Switching voltage stabilizer" (a USSR No. 1067486, MPK-3 G05F 1/56, BV-2 10 84 p.); "Switching voltage stabilizer" (Patent of Ukraine No. 54292 A, MPK-7 G05F 1/56, bull. No. 2, 2003 p.); "Switching voltage stabilizer" (Patent of Ukraine No. 64247 A, MPK-7 G05F 1/56, H02M 3/335, H02M 7/00, bull. No. 2, 2004 p.).

Недостатком известных устройств является невозможность использования их для реализации необходимого алгоритма работы заявляемого устройства.A disadvantage of the known devices is the inability to use them to implement the necessary algorithm of the inventive device.

Известно устройство, реализующее "Способ плавного регулирования величины и фазы напряжения переменного тока" (Патент РФ №2266608, МПК-7 H02M 3/22, H02M 7/527, G05F 1/56, опубл. 10.06.2004 р.).A device is known that implements "A method for smoothly controlling the magnitude and phase of an alternating current voltage" (RF Patent No. 2266608, IPC-7 H02M 3/22, H02M 7/527, G05F 1/56, published on June 10, 2004).

Суть полезной модели заключается в преобразовании напряжения переменного тока с входной частотой с помощью инвертора в последовательность биполярных импульсов, длительность которых регулируется ключами инвертора, а выходная частота импульсов значительно выше входной частоты.The essence of the utility model is to convert an AC voltage with an input frequency using an inverter into a sequence of bipolar pulses, the duration of which is regulated by the inverter keys, and the output pulse frequency is much higher than the input frequency.

Недостатком известного устройства является невозможность использования его для реализации необходимого алгоритма работы заявляемого устройства.A disadvantage of the known device is the inability to use it to implement the necessary algorithm of the inventive device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является "Преобразователь переменного напряжения в постоянное" (Патент Украины №20830, МПК (2011) H02M 7/00, БВ-10-97 р.). Алгоритм работы системы управления устройством по прототипу основан на формировании отключающих сигналов при входном напряжении, меньшем заданного минимального порогового значения и поочередном исключении транзисторов при достижении напряжением заданного максимального порогового значения на входе устройства управления. Устройство управления может быть выполнено на основе широтно-импульсного модулятора с опорным напряжением пилообразной формы, при этом устройство содержит входной выпрямитель, трансформатор с вторичной обмоткой, два силовых транзисторов, выходной выпрямитель, емкостной фильтр и систему управления.The closest in technical essence and the achieved result and selected as a prototype is "AC to DC Converter" (Ukrainian Patent No. 20830, IPC (2011) H02M 7/00, BV-10-97 p.). The algorithm of the device control system according to the prototype is based on the formation of disconnecting signals at an input voltage less than a specified minimum threshold value and alternately excluding transistors when the voltage reaches a specified maximum threshold value at the input of the control device. The control device can be made on the basis of a pulse-width modulator with a sawtooth reference voltage, the device comprising an input rectifier, a transformer with a secondary winding, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter, and a control system.

Недостатком прототипа является невозможность использования его для реализации необходимого алгоритма работы заявляемого устройства.The disadvantage of the prototype is the inability to use it to implement the necessary algorithm of the inventive device.

Задачей полезной модели является разработка новой схемотехники устройства плавного включения нагрузки с достижением технического результата - реализации заданного алгоритма работы.The objective of the utility model is the development of new circuitry for a device for smooth switching on the load with the achievement of a technical result - the implementation of a given algorithm of work.

Поставленная задача выполняется тем, что в "Устройстве плавного включения нагрузки", который включает входной выпрямитель, трансформатор с вторичной обмоткой, два силовых транзисторы, выходной выпрямитель, емкостной фильтр и систему управления, содержащую широтно-импульсный модулятор и генератор пилообразных импульсов, содержит формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, модуль управления плавным включением симисторов и напивмостовий автогенератор, кроме того, формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, включая задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, при этом задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен в виде компаратора, а формирователь импульсов содержит формирователи переднего фронта негативной и позитивной полуволны, кроме того, компаратор выполнен на операционном усилителе, а каждый из формирователей переднего фронта негативной и позитивной полуволны содержит интегратор, сумматор и интегральные логические элементы, при этом модуль управления плавным включением симисторов включает генератор пилообразных импульсов, широтно-импульсный модулятор, формирователь времени включения и отключения, выполнен в виде интегратора, усилитель мощности с выходным трансформатором, при этом генератор пилообразных импульсов выполнен в виде интегратора, а два широтно-импульсные модуляторы выполнено в виде компараторов, кроме того, усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме, а напивмостовий автогенератор включает входной мостовой выпрямитель, трансформатор, два силовых транзисторов, выходной выпрямитель, емкостной фильтр, при этом два конденсатора образуют с двумя силовыми транзисторами напивмостову схему, а трансформатор содержит одну первичную обмотку, две обмотки управления и три вторичные обмотки, каждая из которых нагружена на выпрямительный мост и конденсаторный сглаживающий фильтр, при этом каждая из обмоток управления нагружена на диодный выпрямитель и сглаживающий конденсатор и подключена к эмиттерного перехода соответствующего силового транзистора, один из которых содержит цепь запуска автогенератора, кроме того, частота автогенератора на силовых транзисторах выбрана равной 25 кГц, а цепь запуска автогенератора выполнен в виде резистора, включенного между коллектором и базой силового транзистора.The task is carried out by the fact that in the "Device smooth switching of the load", which includes an input rectifier, a transformer with a secondary winding, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter and a control system containing a pulse-width modulator and a sawtooth pulse generator, contains a pulse shaper control, synchronized with the network, a control module for the smooth switching on of triacs and a bridge bridge oscillator, in addition, a control pulse shaper, synchronized with the network, including the driving rectangular pulse generator, the pulse shaper, while the driving rectangular pulse generator is made in the form of a comparator, and the pulse shaper contains the leading edge of the negative and positive half-wave, in addition, the comparator is made on the operational amplifier, and each of the front shapers the front of the negative and positive half-wave contains an integrator, adder and integrated logic elements, while the module for controlling the smooth switching of triacs on It runs a sawtooth pulse generator, a pulse-width modulator, an on and off time generator, is made in the form of an integrator, a power amplifier with an output transformer, while a sawtooth pulse generator is made in the form of an integrator, and two pulse-width modulators are made in the form of comparators, in addition , the power amplifier is push-pull, and the self-bridge oscillator includes an input bridge rectifier, a transformer, two power transistors, an output rectifier, and a capacitive fil b, while two capacitors form a bridge circuit with two power transistors, and the transformer contains one primary winding, two control windings and three secondary windings, each of which is loaded on the rectifier bridge and a capacitor smoothing filter, while each of the control windings is loaded on a diode a rectifier and a smoothing capacitor and is connected to the emitter junction of the corresponding power transistor, one of which contains a start circuit of the oscillator, in addition, the frequency of the oscillator power transistors is chosen equal to 25 kHz, and the trigger circuit of the oscillator is designed as a resistor connected between the collector and the base of the power transistor.

Существенными признаками заявляемого устройства, совпадающими с прототипом, являются следующие 5 признаков:The essential features of the claimed device that match the prototype are the following 5 features:

- Входной выпрямитель;- Input rectifier;

- Трансформатор с вторичной обмоткой;- Transformer with secondary winding;

- Два силовых транзисторов;- Two power transistors;

- Выходной выпрямитель;- Output rectifier;

- емкостной фильтр;- capacitive filter;

- Система управления, содержит широтно-импульсный модулятор и генератор пилообразных импульсов.- The control system contains a pulse-width modulator and a sawtooth pulse generator.

Отличительными от прототипа существенными признаками устройства заявляется, являются следующие признаки:Distinctive features of the prototype, the essential features of the device are claimed to be the following features:

- Формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью;- Shaper of control pulses synchronized with the network;

- модуль управления плавным включением симисторов;- control module for smooth switching of triacs;

- Напивмостовий автогенератор.- A bridge bridge generator.

Частными отличительными от прототипа существенными признаками устройства заявляется, являются следующие признаки:Private distinctive from the prototype of the essential features of the device is claimed to be the following features:

- Формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, включая задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, при этом задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен в виде компаратора, а формирователь импульсов содержит формирователи переднего фронта негативной и позитивной полуволны, кроме того, компаратор выполнен на операционном усилителе, а каждый из формирователей переднего фронта негативной и позитивной полуволны содержит интегратор, сумматор и интегральные логические элементы;- Shaper of control pulses synchronized with the network, including a clock generator of rectangular pulses, a pulse shaper, while the clock generator of rectangular pulses is made in the form of a comparator, and the pulse shaper contains shapers of the leading edge of the negative and positive half-waves, in addition, the comparator is made on an operational amplifier, and each of the front-edge formers of the negative and positive half-wave contains an integrator, adder, and integrated logic elements;

- модуль управления плавным включением симисторов включает генератор пилообразных импульсов, широтно-импульсный модулятор, формирователь времени включения и отключения, выполнен в виде интегратора, усилитель мощности с выходным трансформатором, при этом генератор пилообразных импульсов выполнен в виде интегратора, а два широтно-импульсные модуляторы выполнено в виде компараторов, кроме того, усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме;- the triac smooth control control module includes a sawtooth pulse generator, a pulse-width modulator, an on and off time driver, is made as an integrator, a power amplifier with an output transformer, and a sawtooth pulse generator is made as an integrator, and two pulse-width modulators are made in the form of comparators, in addition, the power amplifier is made in a push-pull circuit;

- Напивмостовий автогенератор включает входной мостовой выпрямитель, трансформатор, два силовые транзисторы, выходной выпрямитель, емкостной фильтр, при этом два конденсатора образуют с двумя силовыми транзисторами напивмостову схему, а трансформатор содержит одну первичную обмотку, две обмотки управления и три вторичные обмотки, каждая из которых нагружена на выпрямительный мост и конденсаторный сглаживающий фильтр, при этом каждая из обмоток управления нагружена на диодный выпрямитель и сглаживающий конденсатор и подключена к эмиттерного перехода соответствующего силового транзистора, один из которых содержит цепь запуска автогенератора, кроме того, частота автогенератора на силовых транзисторах выбрана равной 25 кГц, а цепь запуска автогенератора выполнен в виде резистора, включенного между коллектором и базой силового транзистора.- A bridge-mounted oscillator includes an input bridge rectifier, a transformer, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter, while two capacitors form a bridge bridge with two power transistors, and the transformer contains one primary winding, two control windings and three secondary windings, each of which loaded on a rectifier bridge and a capacitor smoothing filter, with each of the control windings loaded on a diode rectifier and a smoothing capacitor and connected to the emitter a junction transition of the corresponding power transistor, one of which contains a start circuit of the oscillator, in addition, the frequency of the oscillator on the power transistors is chosen equal to 25 kHz, and the start circuit of the oscillator is made in the form of a resistor connected between the collector and the base of the power transistor.

Между существенными признаками полезной модели заявляемого и техническим результатом, который достигается, существует следующий причинно-следственная связь.Between the essential features of the utility model of the claimed and the technical result, which is achieved, there is the following causal relationship.

Действительно, новая схемотехника предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет значительно упростить устройство и, за счет этого, повысить надежность его работы и снизить материальные затраты при тиражировании данного устройства, а также позволяет успешно реализовать заданный алгоритм работы.Indeed, the new circuitry of the proposed device in comparison with the prototype can significantly simplify the device and, due to this, increase the reliability of its work and reduce material costs when replicating this device, and also allows you to successfully implement the specified algorithm of work.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, с выявлением источников, которые содержат информацию об аналогах технического решения заявляемого позволяет установить, что заявителем не обнаружены полные аналоги, характеризующиеся всей совокупности признаков, идентичной всем существенным признакам заявленного устройства, указанных в формуле полезной модели.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, with the identification of sources that contain information about analogues of the technical solution of the claimed, allows us to establish that the applicant has not found complete analogues that are characterized by the totality of features identical to all the essential features of the claimed device specified in the utility model formula.

Поэтому можно утверждать, что полезная модель, заявляется, соответствует условию патентоспособности по критерию "новизна".Therefore, it can be argued that the utility model, it is claimed, meets the condition of patentability by the criterion of "novelty."

Кроме того, данная полезная модель промышленно применима, так как техническое решение, заявляется, можно использовать при разработке и изготовлении источников вторичного электропитания с плавным включением нагрузки или с плавным включением напряжения, генерируемого в сеть.In addition, this utility model is industrially applicable, since the technical solution, it is claimed, can be used in the development and manufacture of secondary power supplies with a smooth load on or with a smooth on voltage generated in the network.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема формирователя импульсов управления, синхронизированных с сетью; на фиг.2 изображена принципиальная электрическая схема модуля управления плавным включением симисторов, а на фиг. С изображена принципиальная электрическая схема напивмостового автогенератора.In FIG. 1 shows a circuit diagram of a control pulse generator synchronized with a network; figure 2 shows a schematic electrical diagram of a control module for smooth switching triacs, and in fig. C is a schematic electrical diagram of a napis bridge autogenerator.

Рассмотрим подробно три основных блока устройства заявляется: формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью; модуль управления плавным включением симисторов и 5 напивмостовий автогенератор.Consider in detail the three main blocks of the device are claimed: a shaper of control pulses synchronized with the network; control module for the smooth switching on of triacs and 5 bridgeless oscillator.

Формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью.Shaper of control pulses synchronized with the network.

Формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, включая задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, при этом задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен в виде компаратора, а формирователь импульсов содержит формирователи переднего фронта негативной и позитивной полуволны.Shaper of control pulses synchronized with the network, including a square-wave driving pulse generator, a pulse shaper, while the square-wave driving pulse generator is made in the form of a comparator, and the pulse shaper contains negative and positive half-wave leading edge shapers.

Кроме того, компаратор выполнен на операционном усилителе, а каждый из формирователей переднего фронта негативной и позитивной полуволны содержит интегратор, сумматор и интегральные логические элементы.In addition, the comparator is made on an operational amplifier, and each of the front-edge formers of the negative and positive half-wave contains an integrator, adder, and integrated logic elements.

Сетевое напряжение питания поступает на вход заявляемого устройства.The mains voltage is supplied to the input of the claimed device.

На элементах С1, С2, С3; VD1-VD4, VD5 собран безтрансформаторный симметричный источник питания, резисторы R3, R4 предназначены для создания искусственной средней точки источника питания.On the elements C1, C2, C3; VD1-VD4, VD5 assembled transformerless symmetrical power source, resistors R3, R4 are designed to create an artificial mid-point of the power source.

На элементах R1, R2, VD6, VD7 собран двусторонний ограничитель сетевого напряжения.On the elements R1, R2, VD6, VD7, a two-way mains voltage limiter is assembled.

Сетевое напряжение с выхода безтрансформаторного симметричного источника питания поступает на ограничитель уровня, выполненный на диодах VD6, VD7 и, за счет прямого падения напряжения на этих диодах, ограничивается до уровня 0,7 В.The mains voltage from the output of a transformerless symmetrical power source is supplied to a level limiter made on diodes VD6, VD7 and, due to a direct voltage drop on these diodes, is limited to a level of 0.7 V.

Это напряжение - 0,7 В - подается на входы операционного усилителя DA1, включенного в режиме компаратора, который превратит напряжение 0,7 В в прямоугольную напряжение, -меандр - без сдвига фазы начального напряжения.This voltage - 0.7 V - is applied to the inputs of the operational amplifier DA1, which is turned on in the comparator mode, which turns the voltage 0.7 V into a rectangular voltage, -mander - without phase shift of the initial voltage.

Компаратор на DA1 включен в инверсном режиме, поэтому его выходное напряжение инверсная по начальной (сетевого) напряжения.The comparator on DA1 is turned on in inverse mode, so its output voltage is inverse to the initial (mains) voltage.

Для гальванической развязки от сети схема устройства, заявляемого содержит оптрон СВТ 101 Б, при этом составной транзистор оптопары инвертирует напряжение прямоугольной формы и теперь она совпадает по фазе с синусоидальным напряжением сети переменного тока.For galvanic isolation from the network, the circuit of the device of the invention contains an SVT 101 B optocoupler, while the composite optocoupler transistor inverts a rectangular voltage and now it coincides in phase with the sinusoidal AC voltage.

Для симисторов, установленных в схеме плавного включения нагрузки, оптимальным вариантном управлению углом отсечки служит управления короткими импульсами т>5 мкс и желательно, чтобы положительная полуволна - положительными импульсами и отрицательная полуволна - негативными импульсами.For triacs installed in the load soft start circuit, the optimal variant control of the cutoff angle is to control short pulses of t> 5 μs and it is desirable that the positive half-wave — positive pulses and the negative half-wave — negative pulses.

На микросхемах DD1 и DD2 собраны формирователи переднего фронта негативной (DD1) и положительной полуволны (DD2).On the DD1 and DD2 microcircuits, the leading edge shapers of negative (DD1) and positive half-wave (DD2) are assembled.

DD1-1 формирует и инвертирует импульсы после составного транзистора оптопары, a DD2-1 инвертирует.DD1-1 generates and inverts the pulses after the composite transistor of the optocoupler, and DD2-1 inverts.

Выделение переднего фронта отрицательной полуволны осуществляется на DD1-2 и DD1-3, образующих схему первого одновибратора, при этом на элементах R23 и С4 собрана линия задержки, а элемент DD1-3 выполняет роль первого сумматора - сумма алгебры прямого и задержанного инверсного и есть передний фронт входного отрицательного импульса.The selection of the leading edge of the negative half-wave is performed on DD1-2 and DD1-3, which form the circuit of the first one-shot, while the delay line is assembled on the elements R23 and C4, and the DD1-3 element acts as the first adder - the sum of the direct and delayed inverse algebras is the front front of the input negative impulse.

Выделение переднего фронта положительной полуволны осуществляется на DD2-2 и DD2-3, образующих схему второго одновибратора, при этом на элементах R23 и С4 собрана линия задержки, а элемент DD2-3 выполняет роль второго сумматора - сумма алгебры прямого и задержанного инверсного и есть передний фронт входного положительного импульса. Элементы DD1-4, 45 DD2-4 инвертирующий выделен передний фронт.Модуль управления плавным включением симисторов.The leading edge of the positive half-wave is extracted on DD2-2 and DD2-3, which form the circuit of the second one-shot, while the delay line is assembled on the elements R23 and C4, and the DD2-3 element acts as the second adder - the sum of the direct and delayed inverse algebras is the front front of the positive input pulse. Elements DD1-4, 45 DD2-4 inverting selected front edge. Control module for smooth switching triacs.

Модуль управления плавным включением симисторов содержит генератор пилообразных импульсов, широтно-импульсный модулятор, формирователь времени включения и отключения, выполненный в виде интегратора, усилитель мощности с выходным трансформатором, при этом генератор пилообразных импульсов выполнен в виде интегратора, а два широтно-импульсные модуляторы выполнено в виде компараторов.The simistor soft start control module contains a sawtooth pulse generator, a pulse-width modulator, an on and off time generator configured as an integrator, a power amplifier with an output transformer, and a sawtooth pulse generator is made as an integrator, and two pulse-width modulators are made in in the form of comparators.

Кроме того, усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме. Рассмотрим работу модуля управления плавным включением симисторов,In addition, the power amplifier is a push-pull circuit. Consider the operation of the control module smooth switching triacs,

На входы b и с модуля управления поступают импульсы, является передним фронтом входного отрицательного импульса (вход b) и передним фронтом входного положительного импульса (вход с).Pulses are received at inputs b and from the control module; it is the leading edge of the input negative pulse (input b) and the leading edge of the input positive pulse (input c).

Эти импульсы поступают на каскад согласования выхода логики с питанием +5 В с источником питания +12 В.These pulses arrive at the stage of matching the output of the logic with +5 V power supply with a +12 V power supply.

Каскад согласования выполнен на транзисторах VT1 и VT2.The matching stage is performed on transistors VT1 and VT2.

Выход этого каскада согласовывает источник (12В) с источником (+12 В и -12 В) со средней точкой для обеспечения работы генератора пилообразных импульсов на DA2-1 и DA3-1, собранных по схеме интегратора.The output of this cascade matches the source (12V) with the source (+12 V and -12 V) with a midpoint to ensure the operation of the sawtooth pulse generator on DA2-1 and DA3-1, assembled according to the integrator circuit.

Каскад согласования питания +12 В с источником +12 В и -12 В собран по схеме усилителя на VT3, VT4.The +12 V power supply matching stage with the +12 V and -12 V source is assembled according to the amplifier circuit on VT3, VT4.

На операционных усилителях DA2-2, DA3-2 собранные широтно-импульсные модуляторы угла отсечки.On operational amplifiers DA2-2, DA3-2 assembled pulse-width modulators of the cutoff angle.

Операционные усилители ОА2-2, DA3-2 включены в режиме компараторов при сравнении напряжения, плавно растет с напряжением пилообразной формы, и формирует передний фронт угла отсечки.Operational amplifiers OA2-2, DA3-2 are included in the comparator mode when comparing the voltage, gradually increases with the sawtooth voltage, and forms a leading edge of the cutoff angle.

Формирователь времени включения и отключения собранный по схеме интегратора на операционном усилителе DA4.Shaper on and off time assembled according to the integrator scheme on the operational amplifier DA4.

Если в инверсного вывода подключены 12 В через резистор R29, то на выходе операционного усилителя будет падать напряжение, время которой зависит от параметров R29 и С8, то есть от постоянной времени RC-цепи.If 12 V is connected to the inverse output through the resistor R29, then the voltage will drop at the output of the operational amplifier, the time of which depends on the parameters R29 and C8, that is, on the time constant of the RC circuit.

Передний фронт после широтно-импульсного модулятора выделяется с помощью дифференциальных цепочек С14, R33, R34 (С15, R31, R32).The leading edge after the pulse-width modulator is allocated using the differential chains C14, R33, R34 (C15, R31, R32).

Диоды VD17 и VD18 устраняют отрицательный импульс при отрицательном фронте, оставляя только положительный.Diodes VD17 and VD18 eliminate the negative pulse at a negative edge, leaving only a positive one.

На транзисторах VT5, VT6 собран усилитель мощности для управления силовыми симистора.On transistors VT5, VT6 assembled power amplifier for controlling power triacs.

Усилитель собран по двухтактной схеме с разделительным трансформатором, который обеспечивает согласование с входом симистора управляющего и обеспечивает развязку с сетью 220 В, 50 Гц.The amplifier is assembled in a push-pull circuit with an isolation transformer, which ensures coordination with the input of the control triac and provides isolation with a 220 V, 50 Hz network.

Напивмостовий автогенератор.Self-bridge auto generator.

Напивмостовий автогенератор включает входной выпрямитель на диодах VD9-VD12, трансформатор TV2, два силовых транзисторов VT7 и VT8, два конденсатора СЮ и С11, образующих с двумя силовыми транзисторами VT7 и VT8 напивмостову схему.The self-bridge oscillator includes a VD9-VD12 input rectifier, TV2 transformer, two power transistors VT7 and VT8, two capacitors CU and C11, which form a two-bridge circuit with two power transistors VT7 and VT8.

Трансформатор TV2 содержит одну первичную обмотку и, две обмотки управления II и III и три вторичные обмотки IV, V и VI, каждая из которых нагружена на выпрямительный мост (VD17-VD20, VD21-30 VD24 и VD25-VD28) и конденсаторный сглаживающий фильтр С12, С13 и С14.The TV2 transformer contains one primary winding and two control windings II and III and three secondary windings IV, V and VI, each of which is loaded on a rectifier bridge (VD17-VD20, VD21-30 VD24 and VD25-VD28) and a capacitor smoothing filter C12 , C13 and C14.

Каждая из обмоток управления II и III TV2 нагружена на диодный выпрямитель (VD13.VD14 и VD15.VD16) и сглаживающий конденсатор (С12, С13) и подключена к эмиттерного перехода соответствующего силового транзистора VT7 или VT8.Each of control windings II and III of TV2 is loaded on a diode rectifier (VD13.VD14 and VD15.VD16) and a smoothing capacitor (C12, C13) and connected to the emitter junction of the corresponding power transistor VT7 or VT8.

Один из силовых транзисторов, например, VT7 содержит цепь запуска автогенератора.One of the power transistors, for example, VT7 contains the start circuit of the oscillator.

Частота автогенератора на силовых транзисторах VT7 и VT8 выбрана равной 25 кГц.The frequency of the oscillator on power transistors VT7 and VT8 is chosen equal to 25 kHz.

Цепь запуска автогенератора выполнен в виде резистора R36, включенного между коллектором и базой силового транзистора VT7.The start-up circuit of the oscillator is made in the form of a resistor R36 connected between the collector and the base of the VT7 power transistor.

Блок питания устройства собран по схеме полумостового автогенератора с рабочей частотой 25 кГц.The power supply unit is assembled according to the scheme of a half-bridge oscillator with an operating frequency of 25 kHz.

Переменное напряжение 220 В 50 Гц подается на вход устройства, заявляется, и после мостового выпрямителя на диодах VD9-VD12 выпрямленное напряжение поступает на напивмостовий автогенератор, выполненный на конденсаторах СЮ и С11 и силовых транзисторах VT7 и VT8.An alternating voltage of 220 V 50 Hz is supplied to the input of the device, it is claimed, and after the bridge rectifier on the VD9-VD12 diodes, the rectified voltage is supplied to the napis bridge autogenerator made on the capacitors CU and C11 and power transistors VT7 and VT8.

Через цепь запуска автогенератора, выполненного в виде резистора R36, включенного между коллектором и базой силового транзистора VT7, запускается в работу напивмостовий автогенератор, работающий на частоте 25 кГц.Through the start circuit of the self-oscillator, made in the form of a resistor R36, connected between the collector and the base of the VT7 power transistor, a n-bridge bridge oscillator operating at a frequency of 25 kHz is launched.

Повышенная частота преобразования выбрана с целью уменьшения массогабаритных характеристик трансформатора TV2.The increased conversion frequency is selected in order to reduce the overall dimensions of the TV2 transformer.

На выходе трансформатора TV2 есть три вторичные обмотки IV, V и VI, каждая из которых нагружена на свой выпрямительный мост и конденсаторный сглаживающий фильтрAt the output of transformer TV2 there are three secondary windings IV, V and VI, each of which is loaded on its own rectifier bridge and a capacitor smoothing filter

VD17-VD20 и С12 для получения постоянного напряжения +5 В;VD17-VD20 and C12 for receiving a constant voltage of +5 V;

VD21-VD24 и С13 для получения постоянного напряжения +12 В;VD21-VD24 and C13 to obtain a constant voltage of +12 V;

VD25-VD28 и С14 для получения постоянного напряжения -12 В. Рассмотрим работу заявляемого устройства.VD25-VD28 and C14 to obtain a constant voltage of -12 V. Consider the operation of the inventive device.

Напряжение 220 В 50 Гц поступает на вход устройства, непосредственно на вход формирователя импульсов управления, синхронизированных с сетью, с выхода которого импульсы, является передним фронтом входного отрицательного импульса (вход b) и передним фронтом входного положительного импульса (вход с), подают на соответствующие входы модуля управления плавным включением симисторов.Voltage 220 V 50 Hz is supplied to the input of the device, directly to the input of the driver of control pulses synchronized with the network, the output of which pulses is the leading edge of the input negative pulse (input b) and the leading edge of the input positive pulse (input c), inputs of the control module smooth switching triacs.

С выхода модуля управления плавным включением симисторов, именно с усилителя мощности на транзисторах VT5, VT6 собранного по двухтактной схеме с разделительным трансформатором, на силовые симисторы поступают сигналы управления, обеспечивающие развязку с сетью 220 В, 50 Гц.From the output of the control module for the smooth switching on of the triacs, namely, from the power amplifier for transistors VT5, VT6 assembled in a push-pull circuit with an isolation transformer, control signals are supplied to the power triacs, which ensure isolation from the 220 V, 50 Hz network.

Полумостовой автогенератор обеспечивает низковольтным питанием устройство, заявляется, с помощью трех питающих напряжения: 5 В;+12 В и -12 В.A half-bridge oscillator provides low-voltage power to the device, it is claimed, using three supply voltages: 5 V; +12 V and -12 V.

Таким образом, устройство, заявляется, позволяет синхронно с частотой сети выполнить следующие технологические операции:Thus, the device, it is claimed, allows you to synchronously with the frequency of the network to perform the following technological operations:

- Плавно подключить нагрузку на сетевое напряжение 220 В, 50 Гц;- Smoothly connect the load to the mains voltage of 220 V, 50 Hz;

- Плавно включить источник напряжения (например, солнечные батареи, напряжение которых превращена в сетевое напряжение 220 В, 50 Гц), генерируемого в существующую сеть питающего напряжения 220 В, 50 Гц;- Smoothly turn on the voltage source (for example, solar panels, the voltage of which is turned into a mains voltage of 220 V, 50 Hz) generated in an existing mains supply voltage of 220 V, 50 Hz;

- Плавно включить источник напряжения (например, аккумуляторные батареи и суперконденсаторы, напряжение которых превращена в сетевое напряжение 220 В, 50 Гц), генерируемого в существующую сеть питающего напряжения 220 В, 50 Гц.- Switch on the voltage source smoothly (for example, rechargeable batteries and supercapacitors, the voltage of which is turned into the mains voltage of 220 V, 50 Hz) generated in the existing mains supply voltage of 220 V, 50 Hz.

На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод, что задача, поставленная в настоящей полезной модели - разработка новой схемотехники устройства плавного включения нагрузки - выполнена с достижением технического результата - реализации заданного алгоритма работы для плавного включения нагрузки.Based on the foregoing, we can conclude that the task posed in this utility model - the development of new circuitry for the device for smooth switching on the load - is achieved with the achievement of the technical result - the implementation of the specified algorithm for smooth switching on the load.

Claims (4)

1. Устройство плавного включения нагрузки, которое включает входной выпрямитель, трансформатор с вторичной обмоткой, два силовых транзистора, выходной выпрямитель, емкостной фильтр и систему управления, содержащую широтно-импульсный модулятор и генератор пилообразных импульсов, отличающееся тем, что содержит формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, модуль управления плавным включением симисторов и полумостовий автогенератор.1. Device for smooth switching on the load, which includes an input rectifier, a transformer with a secondary winding, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter and a control system containing a pulse-width modulator and a sawtooth pulse generator, characterized in that it contains a control pulse generator, synchronized with a network, a control module for the smooth switching on of triacs and a half-bridge oscillator. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь импульсов управления, синхронизированных с сетью, включает задающий генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульсов, при этом задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен в виде компаратора, а формирователь импульсов содержит формирователи переднего фронта негативной и позитивной полуволны, кроме того, компаратор выполнен на операционном усилителе, а каждый из формирователей переднего фронта негативной и позитивной полуволны содержит интегратор, сумматор и интегральные логические элементы.2. The device according to claim 1, characterized in that the driver of the control pulses synchronized with the network includes a driver of rectangular pulses, a driver of pulses, while the driver of the generator of rectangular pulses is made in the form of a comparator, and the driver of pulses contains the leading edge drivers negative and positive half-waves, in addition, the comparator is made on an operational amplifier, and each of the front-edge formers of the negative and positive half-waves contains an integrator, adder, and integrated logic elements. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль управления плавным включением симисторов включает генератор пилообразных импульсов, широтно-импульсный модулятор, формирователь времени включения и отключения, выполнен в виде интегратора, усилитель мощности с выходным трансформатором, при этом генератор пилообразных импульсов выполнен в виде интегратора, а два широтно-импульсные модулятора выполнены в виде компараторов, кроме того, усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме.3. The device according to p. 1, characterized in that the triac soft-drive control module includes a sawtooth pulse generator, a pulse-width modulator, an on and off time driver, made in the form of an integrator, a power amplifier with an output transformer, and a sawtooth pulse generator in the form of an integrator, and two pulse-width modulators are made in the form of comparators, in addition, the power amplifier is made in a push-pull circuit. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полумостовий автогенератор включает входной мостовой выпрямитель, трансформатор, два силовых транзистора, выходной выпрямитель, емкостной фильтр, при этом два конденсатора образуют с двумя силовыми транзисторами полумостовую схему, а трансформатор содержит одну первичную обмотку, две обмотки управления и три вторичные обмотки, каждая из которых нагружена на выпрямительный мост и конденсаторный сглаживающий фильтр, при этом каждая из обмоток управления нагружена на диодный выпрямитель и сглаживающий конденсатор и подключена к эмиттерного переходу соответствующего силового транзистора, один из которых содержит цепь запуска автогенератора, кроме того, частота автогенератора на силовых транзисторах выбрана равной 25 кГц, а цепь запуска автогенератора выполнена в виде резистора, включенного между коллектором и базой силового транзистора. 4. The device according to claim 1, characterized in that the half-bridge oscillator includes an input bridge rectifier, a transformer, two power transistors, an output rectifier, a capacitive filter, while two capacitors form a half bridge circuit with two power transistors, and the transformer contains one primary winding, two control windings and three secondary windings, each of which is loaded on a rectifier bridge and a capacitor smoothing filter, while each of the control windings is loaded on a diode rectifier and a smooth Capacitor and connected to the respective emitter transition of the power transistor, one of which contains the trigger oscillator circuit, moreover, the frequency of the oscillator at power transistors is chosen equal to 25 kHz, and the trigger circuit of the oscillator is designed as a resistor connected between the collector and the base of the power transistor.
RU2014154642/93U 2014-12-24 2014-12-24 LOAD CIRCUIT BREAKER RU151749U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154642/93U RU151749U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 LOAD CIRCUIT BREAKER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154642/93U RU151749U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 LOAD CIRCUIT BREAKER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU151749U1 true RU151749U1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53297153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014154642/93U RU151749U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 LOAD CIRCUIT BREAKER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU151749U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111668840A (en) * 2020-06-08 2020-09-15 深圳供电局有限公司 Active power filter based on digital resettable integral control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111668840A (en) * 2020-06-08 2020-09-15 深圳供电局有限公司 Active power filter based on digital resettable integral control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. A single-switch AC–DC LED driver based on a boost-flyback PFC converter with lossless snubber
US9444355B2 (en) Method and apparatus for determining a bridge mode for power conversion
US10707775B2 (en) Method and apparatus for multi phase shift power converter control
US20160336873A1 (en) Power conversion device and three-phase alternating current power supply device
RU2013138458A (en) POWER TRANSFORM DEVICE
KR101742231B1 (en) High Power Factor And High Efficiency Interleaved Dual-Buck Converter And Method Therefor
RU2015101269A (en) CONTROL MODES FOR RESONANT DC CONVERTER
RU2014119691A (en) ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
JP5716631B2 (en) Power converter
RU151749U1 (en) LOAD CIRCUIT BREAKER
JP6102872B2 (en) Power converter
KR101469354B1 (en) Inverter apparatus and photovoltaic power generation system
JP2004135408A (en) System-linked inverter device
EP3312980A1 (en) Damper and an electrical energy converting device using the same
Bisenieks et al. Analysis of operating modes of the novel isolated interface converter for PMSG based wind turbines
RU151748U1 (en) NETWORK OF CONTROL PULSES SYNCHRONIZED WITH THE NETWORK
Nguyen et al. Multilevel indirect matrix converter with carrier-based pulse width modulation
WO2019019976A1 (en) Three-phase electrical rectification circuit device and three-phase electrical rectification method
Ma et al. A universal-input single-stage AC-DC converter for twin-bus type high-power LED applications
CN112332684B (en) AC-DC synchronous rectification circuit and control method thereof
RU99669U1 (en) ASYMMETRIC CURRENT OR VOLTAGE POWER SUPPLY
Jayaprakash et al. Hardware Implementation of Single-Stage Solar Based DC-DC Converter for Inductive Load Application
JP6264091B2 (en) AC-DC power converter
Alam et al. Three Phase DC-DC Converter with Six Inverter for EV Application
Rakhi et al. Hardware implementation of solar photovoltaic system based half bridge series parallel resonant converter for battery charger

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180103