RU187861U1 - Zero Current Transition Detector - Google Patents
Zero Current Transition Detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU187861U1 RU187861U1 RU2018142423U RU2018142423U RU187861U1 RU 187861 U1 RU187861 U1 RU 187861U1 RU 2018142423 U RU2018142423 U RU 2018142423U RU 2018142423 U RU2018142423 U RU 2018142423U RU 187861 U1 RU187861 U1 RU 187861U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- rectifier bridge
- resistor
- terminal
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в системах управления полупроводниковыми преобразователями, регуляторами напряжения. Детектор перехода тока через ноль содержит выпрямительный мост, нагрузочный резистор, подключенный к выходу выпрямительного моста, стабилитрон, нуль-орган, оптрон. Дополнительно введены трансформатор тока, первичная обмотка которого подключена последовательно в цепь протекания контролируемого тока, а вторичная обмотка подключена ко входу выпрямительного моста, измерительный резистор, подключенный к выводам вторичной обмотки трансформатора тока, диод, анод которого подключен к положительному выводу выпрямительного моста, а катод подключен к катоду стабилитрона, анод которого подключен к отрицательному выводу выпрямительного моста, конденсатор, включенный параллельно стабилитрону, первый резистор, соединяющий положительный вывод выпрямительного моста с неинвертирующим входом компаратора, использующегося в качестве нуль-органа, второй резистор, соединяющий отрицательный вывод выпрямительного моста с инвертирующим входом компаратора, выводы питания которого подключены параллельно к стабилитрону и конденсатору, резистор обратной связи, первым выводом подключенный к неинвертирующему входу компаратора, а вторым выводом подключенный к его выходу, токоограничивающий резистор, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона, а второй вывод подключен к аноду светодиода оптотрансмиттера, использующегося в качестве оптрона, полевой транзистор, вывод стока которого подключен к выводу катода светодиода оптотрансмиттера, а вывод истока подключен к отрицатальному выводу выпрямительного моста, резистор, соединяющий затвор полевого транзистора с выходом компаратора. Полезная модель позволяет определять момент перехода тока через ноль при гальванической развязке силовой и измерительной цепи с максимально возможным напряжением изоляции и малом энергопотреблении. Все это позволяет повысить КПД и надежность детектора, расширить область его применения, увеличить безопасность эксплуатации всего устройства, в котором используется детектор. 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in control systems for semiconductor converters, voltage regulators. The zero-current detector contains a rectifier bridge, a load resistor connected to the output of the rectifier bridge, a zener diode, a zero-organ, an optocoupler. In addition, a current transformer is introduced, the primary winding of which is connected in series to the flow of controlled current, and the secondary winding is connected to the input of the rectifier bridge, a measuring resistor connected to the terminals of the secondary winding of the current transformer, a diode, the anode of which is connected to the positive terminal of the rectifier bridge, and the cathode is connected to the cathode of the zener diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the rectifier bridge, a capacitor connected in parallel to the zener diode, the first a side connecting the positive terminal of the rectifier bridge with a non-inverting input of the comparator, used as a zero-organ, a second resistor connecting the negative terminal of the rectifying bridge with the inverting input of the comparator, the power leads of which are connected in parallel to the zener diode and the capacitor, the feedback resistor, the first terminal connected to non-inverting input of the comparator, and a second output connected to its output, a current-limiting resistor, the first output of which is connected to the cathode of the stabilizer tron, and the second terminal is connected to the anode of the LED of the optotransmitter, used as an optocoupler, a field effect transistor, the drain terminal of which is connected to the terminal of the cathode of the LED of the optotransmitter, and the source terminal is connected to the negative terminal of the rectifier bridge, a resistor connecting the gate of the field-effect transistor to the output of the comparator. The utility model makes it possible to determine the instant of current passage through zero during galvanic isolation of the power and measuring circuits with the highest possible isolation voltage and low power consumption. All this allows to increase the efficiency and reliability of the detector, expand its scope, increase the safety of operation of the entire device in which the detector is used. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в системах управления полупроводниковыми преобразователями, регуляторами напряжения.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in control systems for semiconductor converters, voltage regulators.
Известна схема детектора перехода сетевого напряжения через ноль, содержащая токоограничивающие резисторы, выпрямительный мост, нагрузочный резистор, стабилитрон, оптрон и нуль-орган, состоящий из биполярного транзистора, диода, резистора и конденсатора (Детектор перехода сетевого напряжения через ноль с минимальным количеством высоковольтных компонентов / Luca Matteini (Электронный журнал «РадиоЛоцман». – 2011. – № 12. – С. 65-67)There is a known detector circuit of the line voltage transition through zero, containing current-limiting resistors, a rectifier bridge, a load resistor, a zener diode, an optocoupler and a zero-organ consisting of a bipolar transistor, a diode, a resistor and a capacitor (A line voltage zero transition detector with a minimum number of high-voltage components / Luca Matteini (Electronic journal "RadioLotsman". - 2011. - No. 12. - P. 65-67)
Недостатками известного решения являются в следующем.The disadvantages of the known solutions are as follows.
1. Гальваническая развязка между цепью, в которой измеряется ток, и системой управления обеспечивается оптроном, который и определяет прочность изоляции. Обычно напряжение изоляции оптронов не превышает 6000–7000 В, поэтому применение таких датчиков в высоковольтных установках невозможно.1. Galvanic isolation between the circuit in which the current is measured and the control system is provided by an optocoupler, which determines the strength of the insulation. Typically, the insulation voltage of the optocouplers does not exceed 6000–7000 V, so the use of such sensors in high-voltage installations is impossible.
2. Известное устройство определяет момент перехода напряжения через ноль. Для определения момента перехода тока через ноль данное устройство подходит лишь для цепей, содержащих только активное сопротивление. В цепях с реактивными элементами из-за несовпадения моментов перехода напряжения и тока через ноль детектор будет давать ошибку. 2. A known device determines the moment of transition of voltage through zero. To determine the moment the current passes through zero, this device is suitable only for circuits containing only active resistance. In circuits with reactive elements, due to the mismatch of the moments of the transition of voltage and current through zero, the detector will give an error.
3. В высоковольтных схемах мощность потерь на токоограничивающих резисторах детектора оказывается недопустимо велика, поскольку токоограничивающие резисторы должны обеспечивать рабочий ток стабилитрона и импульсный ток светодиода оптрона.3. In high-voltage circuits, the power loss at the current-limiting resistors of the detector is unacceptably high, since the current-limiting resistors must provide a zener diode current and a pulsed current of the optocoupler LED.
Технический результат заключается в возможности определения момента перехода тока через ноль в высоковольтных установках за счет использования оптотрансмиттерной гальванической развязки и повышении КПД в связи с отсутствием потерь на токоограничивающих резисторах.The technical result consists in the possibility of determining the moment of current passage through zero in high-voltage installations due to the use of optotransmitter galvanic isolation and increased efficiency due to the absence of losses on current-limiting resistors.
Технический результат достигается тем, что детектор перехода тока через ноль содержит выпрямительный мост, нагрузочный резистор, подключенный к выходу выпрямительного моста, стабилитрон, нуль-орган, оптрон. Дополнительно введены трансформатор тока, первичная обмотка которого подключена последовательно в цепь протекания контролируемого тока, а вторичная обмотка подключена ко входу выпрямительного моста, измерительный резистор, подключенный к выводам вторичной обмотки трансформатора тока, диод, анод которого подключен к положительному выводу выпрямительного моста, а катод подключен к катоду стабилитрона, анод которого подключен к отрицательному выводу выпрямительного моста, конденсатор, включенный параллельно стабилитрону, первый резистор, соединяющий положительный вывод выпрямительного моста с неинвертирующим входом компаратора, использущегося в качестве нуль-органа, второй резистор, соединяющий отрицательный вывод выпрямительного моста с инвертирующим входом компаратора, выводы питания которого подключены параллельно к стабилитрону и конденсатору, резистор обратной связи, первым выводом подключенный к неинвертирующему входу компаратора, а вторым выводом подключенный к его выходу, токоограничивающий резистор, первый вывод которого подключен к катоду стабилитрона, а второй вывод подключен к аноду светодиода оптотрансмиттера, использующегося в качестве оптрона, полевой транзистор, вывод стока которого подключен к выводу катода светодиода оптотрансмиттера, а вывод истока подключен к отрицательному выводу выпрямительного моста, резистор, соединяющий затвор полевого транзистора с выходом компаратора.The technical result is achieved by the fact that the detector for passing the current through zero contains a rectifier bridge, a load resistor connected to the output of the rectifier bridge, a zener diode, a zero-organ, an optocoupler. In addition, a current transformer is introduced, the primary winding of which is connected in series to the flow of controlled current, and the secondary winding is connected to the input of the rectifier bridge, a measuring resistor connected to the terminals of the secondary winding of the current transformer, a diode, the anode of which is connected to the positive terminal of the rectifier bridge, and the cathode is connected to the cathode of the zener diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the rectifier bridge, a capacitor connected in parallel to the zener diode, the first cut a source connecting the positive terminal of the rectifier bridge to the non-inverting input of the comparator used as a zero-organ, a second resistor connecting the negative terminal of the rectifying bridge to the inverting input of the comparator, the power leads of which are connected in parallel to the zener diode and the capacitor, the feedback resistor connected to the first output to non-inverting input of the comparator, and a second output connected to its output, a current-limiting resistor, the first output of which is connected to the cathode of the stabilizer tron, and the second terminal is connected to the anode of the LED of the optotransmitter used as an optocoupler, a field effect transistor, the drain terminal of which is connected to the terminal of the cathode of the LED of the optotransmitter, and the source terminal is connected to the negative terminal of the rectifier bridge, a resistor connecting the gate of the field effect transistor to the output of the comparator.
На чертеже представлена схема детектора перехода тока через ноль.The drawing shows a detector circuit of the transition of current through zero.
Детектор состоит из трансформатора тока 1, первичная обмотка которого подключена последовательно в цепь протекания контролируемого переменного тока (например, полупроводникового ключа ПК, приведенного на чертеже для пояснения работы детектора). Ко вторичной обмотке трансформатора тока 1 параллельно подключен измерительный резистор 2. Выводы вторичной обмотки трансформатора тока 1 и измерительного резистора 2 подключены ко входу выпрямительного моста 3. К выходу выпрямительного моста 3 параллельно подключен нагрузочный резистор 4. К плюсовому выводу выпрямительного моста 3 подключен вывод анода диода 5. К выводу катода диода 5 и минусовому выводу выпрямительного моста в параллель подключены стабилитрон 6, конденсатор 7, выводы питания компаратора 8 и цепь, состоящая из последовательно соединенных токоограничивающего резистора 9, выводов анода и катода светодиода оптотрансмиттера 10, выводов стока и истока полевого транзистора 11. Плюсовой вывод выпрямительного моста 3 подключен через первый резистор 12 к неинвертирующему входу компаратора 8, а минусовой вывод выпрямительного моста 3 подключен через второй резистор 13 к инвертирующему входу компаратора 8. Резистор обратной связи 14 первым выводом подключен к неинвертирующему входу компаратора 8, а вторым выводом подключен к его выходу. Выход компаратора 8 соединен через резистор 15 с затвором полевого транзистора 11.The detector consists of a
Устройство работает следующим образом. В цепь протекания тока, момент перехода которого через ноль требуется определить, включена первичная обмотка трансформатора тока 1. Падение напряжения на измерительном резисторе 2, создаваемое током вторичной обмотки трансформатора тока 1, выпрямляется диодами выпрямительного моста 3. Нагрузочный резистор 4 обеспечивает минимальный ток, необходимый для коммутации диодов выпрямительного моста 3. Напряжение на выходных клеммах выпрямительного моста 3 имеет форму полуволн выпрямленного синусоидального напряжения. Диод 5 отсекает выход выпрямительного моста 3 от стабилитрона 6 и сглаживающего конденсатора 7, в результате чего выходное напряжение выпрямительного моста 3 остается не сглаженным. Диод 5 также предотвращает возможную разрядку конденсатора 7 через нагрузочный резистор 4, чем обеспечивается минимально возможное потребление тока схемой детектора. Постоянное напряжение на стабилитроне 6 и конденсаторе 7 используется для питания компаратора 8 и оптотрансмиттера 10. Выпрямленное пульсирующее напряжение на нагрузочном резисторе 4, пропорциональное контролируемому току, поступает через резисторы 12 и 13 на входы компаратора 8. The device operates as follows. The primary current winding of the
Если выпрямленное напряжение, а значит и ток первичной обмотки трансформатора тока 1, больше нуля, то напряжение на выходе компаратора 8 равно нулю. В моменты перехода тока первичной обмотки трансформатора тока 1 через ноль напряжение на выходе выпрямителя 3 тоже равно нулю. В эти моменты на выходе компаратора появляется сигнал в виде коротких прямоугольных импульсов положительной полярности. Резистор обратной связи 14 обеспечивает гистерезис работы компаратора 8 для повышения помехоустойчивости детектора. Сигнал с выхода компаратора 8 через резистор 15 поступает на затвор полевого транзистора 11, усиливается им и подается через токоограничивающий резистор 9 на оптотрансмиттер 10. If the rectified voltage, and hence the current of the primary winding of
Детектор перехода тока через ноль не нуждается в дополнительном источнике питания. При протекании переменного тока по первичной обмотке трансформатора тока 1 на измерительном резисторе 2 создается переменное падение напряжения, которое подается на вход выпрямительного моста 3. Выпрямленное напряжение с выхода выпрямительного моста 3 через отсекающий диод 5 подается на стабилитрон 6, который служит для ограничения напряжения на уровне напряжения питания компаратора 8 при изменении контролируемого тока в широком диапазоне. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором 7. Далее выпрямленное, ограниченное и сглаженное напряжение используется для питания компаратора 8 и оптотрансмиттера 10.The zero-current detector does not need an additional power source. When alternating current flows through the primary winding of
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет определять момент перехода тока через ноль и обеспечить гальваническую развязку силовой и измерительной цепи с максимально возможным напряжением изоляции при малом энергопотреблении. Compared with the known solution, the proposed one allows one to determine the instant of current passage through zero and to provide galvanic isolation of the power and measuring circuits with the highest possible isolation voltage at low power consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142423U RU187861U1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Zero Current Transition Detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018142423U RU187861U1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Zero Current Transition Detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU187861U1 true RU187861U1 (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142423U RU187861U1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Zero Current Transition Detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU187861U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1187145A1 (en) * | 1984-01-05 | 1985-10-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Комплектного Электропривода | Device for holding zero crossings of periodic signal |
US5932934A (en) * | 1997-03-12 | 1999-08-03 | Ascom Frako Gmbh | Circuit for the infinite direct or indirect variation of the direct and/or alternating current flowing through a load operated by a mains DC or AC voltage or an arbitrary combination thereof |
RU2447570C2 (en) * | 2007-03-28 | 2012-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Circuit for detection of network zero crossing |
-
2018
- 2018-12-03 RU RU2018142423U patent/RU187861U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1187145A1 (en) * | 1984-01-05 | 1985-10-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Комплектного Электропривода | Device for holding zero crossings of periodic signal |
US5932934A (en) * | 1997-03-12 | 1999-08-03 | Ascom Frako Gmbh | Circuit for the infinite direct or indirect variation of the direct and/or alternating current flowing through a load operated by a mains DC or AC voltage or an arbitrary combination thereof |
RU2447570C2 (en) * | 2007-03-28 | 2012-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Circuit for detection of network zero crossing |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Детектор перехода сетевого напряжения через ноль с минимальным количеством высоковольтных компонентов, "Радиолоцман", 2011, N12, с.65-67, рис.1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI75513B (en) | STROEMKAELLA FOER LJUSBAOGSVETSNING. | |
US8963515B2 (en) | Current sensing circuit and control circuit thereof and power converter circuit | |
CN105939122B (en) | Switching power unit | |
RU2447570C2 (en) | Circuit for detection of network zero crossing | |
US9997994B1 (en) | Totem-pole power factor corrector and current-sampling unit thereof | |
US20140119065A1 (en) | Switching power-supply device | |
JP2014030355A (en) | Dc power-supply device | |
JP2008070285A (en) | Voltage detection circuit, power supply unit provided with the same, switching regulator apparatus, and electronic apparatus | |
JP2019126191A (en) | Insulation synchronous rectification type dc/dc converter | |
WO2022041590A1 (en) | Current detection circuit, power factor correction circuit, and current detection method | |
RU187861U1 (en) | Zero Current Transition Detector | |
TWI542102B (en) | Power conversion apparatus and over power protection method thereof | |
RU2672669C2 (en) | Device for obtaining direct current in load supply circuit (versions) | |
RU186132U1 (en) | Semiconductor Key State Sensor | |
US9606565B2 (en) | Power supply with a switch converter | |
US20220286041A1 (en) | Overcurrent protection device and power conversion device using same | |
RU149858U1 (en) | VOLTAGE RETURN CONVERTER WITH PROTECTIVE CIRCUIT DURING INPUT VOLTAGE | |
RU142891U1 (en) | CHARGER | |
RU2084948C1 (en) | Thyristor current regulator | |
US11309788B2 (en) | Semiconductor drive device and power conversion apparatus | |
SU985880A1 (en) | Power supply source | |
CN205610472U (en) | Intelligence switch power control circuit | |
FI89216B (en) | FOERFARANDE OCH KOPPLING FOER TRANSFORMATOR | |
RU37283U1 (en) | Thyristor Converter | |
SU1003267A1 (en) | Device for limiting voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200311 Effective date: 20200311 |