RU2066915C1 - Power control device - Google Patents
Power control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066915C1 RU2066915C1 RU94010724A RU94010724A RU2066915C1 RU 2066915 C1 RU2066915 C1 RU 2066915C1 RU 94010724 A RU94010724 A RU 94010724A RU 94010724 A RU94010724 A RU 94010724A RU 2066915 C1 RU2066915 C1 RU 2066915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- current
- voltage
- diodes
- thyristors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для управления электроприборами, имеющими электрическую спираль накала, в том числе электрической лампочкой, или содержащими электродвигатель, в том числе вентиляторами. The invention relates to microelectronics and can be used to control electrical appliances having an electric filament, including an electric bulb, or containing an electric motor, including fans.
Известна схема электронного регулятора (патент SU 1820986, А3), позволяющая регулировать мощность, отдаваемую в нагрузку. A known electronic regulator circuit (patent SU 1820986, A3), which allows you to adjust the power given to the load.
В основе работы схемы лежит принцип фазовой регулировки мощности: схема формирует пилообразное напряжение на емкости, синхронизированное с частотой сети переменного тока 220 В; на другой вход управления подается управляющее напряжение; при сравнении этих напряжении компаратор либо активно держит тиристоры в закрытом состоянии, либо включает их; после включения тиристоры активно выключаются после перехода фазы сетевого напряжения через нуль. The operation of the circuit is based on the principle of phase adjustment of power: the circuit generates a sawtooth voltage on the capacitance, synchronized with the frequency of the AC 220 V; control voltage is applied to another control input; when comparing these voltages, the comparator either actively holds the thyristors in the closed state, or turns them on; after switching on, the thyristors are actively turned off after the phase of the mains voltage passes through zero.
Недостатком указанной схемы является невозможность ее включения последовательно с нагрузкой (необходимо три вывода входной, выходной, общий), и невозможность управления индуктивными нагрузками (так как в этой схеме после перехода фазы сетевого напряжения через нуль тиристоры активно закрывают, а именно в этот момент ток через индуктивную нагрузку достигает максимального значения). The disadvantage of this circuit is the impossibility of its inclusion in series with the load (three outputs input, output, common), and the inability to control inductive loads (since in this circuit the thyristors are actively closed after the phase of the mains voltage passes through zero, namely at this moment the current through inductive load reaches its maximum value).
Предлагаемое устройство является двухпроводным по способу включения, т. е. включается последовательно с нагрузкой и конструкционно может объединяться, например, с выключателем. Также отсутствие активного запирания тиристоров позволяет использовать это устройство для регулировки мощности, отдаваемую в индуктивную нагрузку, так как после перехода фазы сетевого напряжения через нуль тиристоры будут оставаться открытыми до момента полного прекращения тока через индуктивную нагрузку. The proposed device is a two-wire by the method of inclusion, that is, it is connected in series with the load and can be structurally combined, for example, with a switch. Also, the absence of active locking of the thyristors allows you to use this device to adjust the power supplied to the inductive load, since after the phase of the mains voltage passes through zero, the thyristors will remain open until the current completely passes through the inductive load.
Сущность изобретения: устройство включается последовательно с нагрузкой выводами 1 и 2, содержит два тиристора 7 и 8, включенных встречно-параллельно, и управляемыми преобразователь напряжения в ток 15, режимы работы которого задаются не менее чем двумя внешними емкостями, подключаемыми ко входам управления 3, 4 и 5, 6. Емкости, подключаемые к входам управления, определяют открытое или закрытое состояние тиристоров. Заряд емкостей и управления включением тиристоров 1 и 2 осуществляется управляемым преобразователем напряжения в ток 15 через развязывающие диоды 16 и 17, а разряд двумя транзисторами 13 и 14 P-N-P-типа проводимости, включенных в два плеча диодного моста с диодами 9, 10, 11, 12. The inventive device is connected in series with a load of
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для регулирования мощности (УРМ), на фиг. 2 представлены временные диаграммы его работы, на фиг. 3 приведены схемы практического включения. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device for power control (URM), in FIG. 2 shows timing diagrams of its operation; FIG. 3 shows the scheme of practical inclusion.
УРМ содержит два тиристора 7 и 8, включенных встречно-параллельно между силовыми выводами 1 и 2, управляемый преобразователь напряжения в ток 15 со входами 5 и 6 подключения управляющего элемента, запитываемый диодным мостом с диодами 9, 10, 11 и 12, включенным между силовыми выводами 1 и 2. Выход управляемого преобразователя напряжения в ток 15 через развязывающие диоды 17 и 16 подключен к входам 3 и 4 управления тиристорными элементами 7 и 8 соответственно. К входам управления 3 и 4 также подключены эмиттеры транзисторов 13 и 14 P-N-P-типа проводимости, база-коллекторные переходы которых включены последовательно с диодами 9 и 10 двух плеч диодного моста. The URM contains two thyristors 7 and 8, connected counter-parallel between the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При закрытых тиристорах 7 и 8 при подаче сетевого напряжения управляемый преобразователь напряжения в ток 15 будет запитываться через диодный мост (диоды 9, 10, 11, 12) и формирователь на выходе ток величиной I. Уровень тока определяется уровнем управляющего напряжения на входе управления 5 относительно вывода 6 и может устанавливаться внешним элементом управления (резистором или емкостью). When thyristors 7 and 8 are closed, when the mains voltage is applied, the controlled voltage-to-current converter 15 will be powered through the diode bridge (
На фиг. 3 уровень задается емкостью С3, на фиг. 4 потенциометром R. In FIG. 3, the level is set by the capacitance C3, in FIG. 4 potentiometer R.
Если в данный момент времени на вывод 1 приложено более положительное напряжение, чем на вывод 2, то выходным током управляемого преобразователя 15 будет заряжаться емкость С2 (на фиг. 3), подключенная к входу 3 управления тиристором 7. Ток для питания управляемого преобразователя будет протекать через вывод 1, транзистор 14 P-N-P-типа проводимости, диод 10, управляемый преобразователь 15, диод 11 и вывод 2 УРМ. If at a given moment of time a more positive voltage is applied to
Транзистором 14 емкость С1 (на фиг.3) будет поддерживаться в разряженном состоянии. The transistor 14 capacitance C1 (figure 3) will be maintained in the discharged state.
Когда напряжение на емкости С2 возрастает до уровня, соответствующего порогу открывания тиристора 7, последний включится и будет пропускать ток в нагрузку. Управляемый преобразователь 15 шунтируется тиристором 7, который остается включенным до конца полупериода сетевого напряжения (или до конца протекания тока при работе на индуктивную нагрузку). When the voltage on the capacitance C2 rises to a level corresponding to the opening threshold of the thyristor 7, the latter will turn on and will pass current to the load. The controlled Converter 15 is shunted by the thyristor 7, which remains on until the end of the half-cycle of the mains voltage (or until the end of the current flow during operation on an inductive load).
Таким образом, управляемый преобразователь 15 с помощью емкости С2 сформирует задержку включения тиристора 7. При пороге открывания тиристора 0,7 В задержка включения определится как
где t время задержки включения тиристора;
0,7 порог [B] открывания тиристора;
Iвых15 выходной ток управляемого преобразователя 15;
С2 значение емкости С2.Thus, the controlled Converter 15 using the capacitance C2 will form a delay on the thyristor 7. When the threshold for opening the thyristor 0.7 V, the delay on is defined as
where t is the delay time of the thyristor;
0.7 threshold [B] thyristor opening;
I och15 the output current of the controlled Converter 15;
C2 is the value of capacitance C2.
После того как напряжение между выводами 1 и 2 изменит свою полярность, т.е. напряжение на выводе 2 станет более положительным, чем на выводе 1, тиристор 7 окажется включенным в обратном направлении и не будет пропускать ток, а диодный мост из диодов 9, 10, 11 и 12 начнет запитывать управляемый преобразователь 15. Ток будет протекать через вывод 2, база-коллекторный переход транзистора 13, диод 9, управляемый преобразователь 15, диод 12, вывод 1. After the voltage between
Емкость С2, подключенная между выводами 3 и 2 (на фиг. 3), начнет разряжаться транзистором 13; емкость С1, подключенная между выводами 4 и 1 (на фиг. 3), начнет заряжаться выходным током управляемого преобразователя 15, и через время t (формула 1) напряжение на ней достигнет порогового уровня включения тиристора 8. Тиристор включится, начнет пропускать ток в нагрузку и зашунтирует управляемый преобразователь. The capacitance C2 connected between the
Таким образом, на одной полуволне сетевого напряжения одна из емкостей заряжается и с необходимой задержкой включает тиристор, другая емкость разряжается одним из дополнительных транзисторов, включенных в плечо диодного моста, на другой полуволне функции емкостей меняются. Thus, at one half-wave of the mains voltage, one of the capacitors is charged and turns on the thyristor with the necessary delay, the other capacitance is discharged by one of the additional transistors included in the diode bridge arm, and the functions of the capacitors change at the other half-wave.
Резисторы R4 и R5 служат для разряда емкостей С1 и С2 (фиг.3) при отключении устройства от сети. Resistors R4 and R5 are used to discharge capacitances C1 and C2 (figure 3) when the device is disconnected from the network.
Управляемый преобразователь напряжения в ток 15 состоит из вторичного источника напряжения (резистор R1, стабилитрон D1 и транзисторы Т1, Т2 и Т3), запитывающего генератора токов (резистор R2, транзисторы Т4, Т5 и Т6, диод D2), собственно преобразователя напряжения в ток (транзисторы Т7, Т8, резистор R3) и отражательного генератора тока (транзисторы Т9, Т10). Преобразователь 15 работает следующим образом. На вторичный источник напряжения подается выпрямленное сетевое напряжение (через выпрямительные диоды 9, 10, 11, 12), из которого он формирует напряжение 6,3 В (на эмиттере транзистора Т1 относительно вывода 6). Запитывающий генератор задает вытекающий ток входа 6 управляемого преобразователя напряжения в ток коллектором Т5 (диод D2 служит для исключения обратного тока входа, который разряжал бы емкость С3 на фиг. 3.1, когда тиристоры 7 и 8 закрыты и, соответственно, вторичный источник питания не формирует 6,3 В), а также запитывает собственно преобразователь коллекторным током транзистора Т6. Собственно преобразователь напряжения в ток состоит из эмиттерного повторителя на транзисторах Т7 и Т8 (напряжение на эмиттере Т8 повторяет напряжение на вход 5), а ток определяется номиналом резистора R3. Отражательный генератор тока преобразует втекающим коллекторный ток транзистора Т8 в вытекающий коллекторный ток транзистора Т10. The controlled voltage-to-current converter 15 consists of a secondary voltage source (resistor R1, Zener diode D1 and transistors T1, T2 and T3), a supply current generator (resistor R2, transistors T4, T5 and T6, diode D2), and the voltage-to-current converter itself ( transistors T7, T8, resistor R3) and a reflective current generator (transistors T9, T10). Converter 15 operates as follows. A rectified mains voltage (via
Для нормальной работы УРМ необходимо определить минимальный и максимальный выходной ток управляемого преобразователя напряжения в ток. For normal operation of the URM, it is necessary to determine the minimum and maximum output current of the controlled voltage-to-current converter.
Минимальный ток должен обеспечивать задержку включения тиристора большую, чем полупериод сетевого напряжения. The minimum current should provide a delay of the thyristor on longer than a half-period of the mains voltage.
По формуле 1 при С1 С2 1,0 мкФ, Uпор 0,7 В, t 10 мсек выходной ток управляемого преобразователя 15 должен быть около 70 мкА.According to
Максимальный ток будет определять минимальную задержку включения тиристора, которая остается при максимальном уровне управляющего напряжения на входе 5. The maximum current will determine the minimum turn-on delay of the thyristor, which remains at the maximum level of control voltage at input 5.
При максимальном токе Iвых15max, например, в 0,7 мА (в 10 раз больше Iвых15min) задержка включения будет в 10 раз меньше полупериода, т.е. около 1 мсек.At the maximum current I o15max , for example, 0.7 mA (10 times more than I o15min ), the turn-on delay will be 10 times less than the half-period, i.e. about 1 ms.
На фиг. 2а представлена временная диаграмма сетевого напряжения. In FIG. 2a is a timing diagram of the mains voltage.
На фиг. 2б показана временная диаграмма изменения напряжения на емкости С2, на фиг. 2в изменение напряжения на емкости С1. Для времени Т+ и Т- соответствует величина тока управления I (жирная линия), для времени Т+' и T-' величина тока управления I' (тонкая линия), причем T+ > T+', T- > T-' и, соответственно, I < I'. In FIG. 2b shows a timing diagram of the voltage change across capacitance C2, in FIG. 2c, the change in voltage at the capacitance C1. For time T + and T- there corresponds the value of control current I (thick line), for time T + 'and T-' the value of control current I '(thin line), with T +> T +', T-> T- 'and, accordingly, I <I '.
На фиг. 2г показана временная диаграмма напряжения на нагрузке для двух величин управляющих токов I и I'. In FIG. 2d shows a time diagram of the voltage across the load for two values of the control currents I and I '.
На фиг. 4 представлена схема практического включения УРМ, обеспечивающая регулировку мощности при работе на активную (электрическая лампа) и индуктивную (электродвигатель вентилятора) нагрузки. In FIG. 4 presents a diagram of the practical inclusion of the URM, which provides power control during operation on the active (electric lamp) and inductive (electric fan motor) loads.
На фиг. 3 представлена схема практического включения УРМ, позволяющая плавно включать и выключать электрическую лампу. Процесс включения будет происходить следующим образом. При размыкании ключа К1 емкость С3 будет плавно заряжаться от некоторого минимального напряжения до максимального (эти уровни определяются вытекающим током входа управляемого преобразователя и номиналом резистора R). При этом плавно увеличивается выходной ток управляемого преобразователя 5 и, соответственно, с каждым периодом уменьшается задержка включения тиристоров 7 и 8. Это обеспечивает плавное нарастание мощности, пропускаемую в нагрузку. Время плавного включения регулируется изменением емкости С3 и составляет от десятых долей секунды (для защиты лампы от перегорания) до нескольких секунд (визуальное восприятие плавности). В процессе плавного включения при замыкании ключа К1 емкость будет разряжаться с постоянной времени, определяемой разницей между постоянной времени разряда емкости С3 через резистор R и постоянной времени заряда вытекающим током входа управляемого преобразователя, что тоже для визуального восприятия плавности выключения может составлять несколько секунд. In FIG. 3 presents a diagram of the practical inclusion of the URM, which allows you to smoothly turn on and off the electric lamp. The inclusion process will occur as follows. When the key K1 is opened, the capacitance C3 will smoothly charge from a certain minimum voltage to a maximum (these levels are determined by the outgoing current of the input of the controlled converter and the value of the resistor R). In this case, the output current of the controlled converter 5 gradually increases and, accordingly, the turn-on delay of thyristors 7 and 8 decreases with each period. This ensures a smooth increase in the power transmitted to the load. The soft start time is regulated by changing the capacitance C3 and ranges from tenths of a second (to protect the lamp from burnout) to several seconds (visual perception of smoothness). In the process of smooth switching on when the key K1 is closed, the capacitance will be discharged with a time constant determined by the difference between the discharge time constant of the capacitance C3 through the resistor R and the charge time constant by the outgoing input current of the controlled converter, which can also take several seconds to visualize the smoothness of switching off.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94010724A RU2066915C1 (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Power control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94010724A RU2066915C1 (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Power control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94010724A RU94010724A (en) | 1995-10-27 |
RU2066915C1 true RU2066915C1 (en) | 1996-09-20 |
Family
ID=20154041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94010724A RU2066915C1 (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Power control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066915C1 (en) |
-
1994
- 1994-03-29 RU RU94010724A patent/RU2066915C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1753557, кл. H 02 M 5/257, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1292136, кл. H 02 M 5/257, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1882396B1 (en) | Dimmer having a power supply monitoring circuit | |
US8327159B2 (en) | Dimmer having a microprocessor-controlled power supply | |
US4939632A (en) | Power supply circuit | |
JPH0732592B2 (en) | DC voltage forming circuit | |
US4654538A (en) | Dual input voltage power supply | |
JPH0323928B2 (en) | ||
KR930011850B1 (en) | Multiplexing apparatus for phase-control circuits | |
US5550463A (en) | Power supply connected in parallel with solid state switch for phase control of average power to a load | |
US6294901B1 (en) | Power dimmer | |
JP2004505593A (en) | Interface circuit and method | |
US5101334A (en) | High speed power supply circuit with circuit with positive feedback | |
US4233558A (en) | Regulated dual DC power supply | |
RU2066915C1 (en) | Power control device | |
SU1594503A1 (en) | Device for controlling temperature | |
EP0061730A2 (en) | Transistor inverter device | |
JP2742412B2 (en) | Inverter device | |
RU2024169C1 (en) | Thyristor converter control device | |
JP3615052B2 (en) | Power circuit | |
JPS6329286B2 (en) | ||
US6593708B2 (en) | Electronic circuit for the gradual start-up of electric loads, particularly halogen lamps | |
RU2149494C1 (en) | Stepless-start ac voltage regulator | |
JP3120444B2 (en) | Power supply for halogen lamp | |
RU2064197C1 (en) | Voltage stabilizer for alternating current | |
SU1403299A1 (en) | Stabilized a.c. to d.c. voltage converter | |
SU1555848A1 (en) | Switchboard |