RU2282265C2 - Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи - Google Patents
Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282265C2 RU2282265C2 RU2004115900/09A RU2004115900A RU2282265C2 RU 2282265 C2 RU2282265 C2 RU 2282265C2 RU 2004115900/09 A RU2004115900/09 A RU 2004115900/09A RU 2004115900 A RU2004115900 A RU 2004115900A RU 2282265 C2 RU2282265 C2 RU 2282265C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- contacts
- resistor
- terminal
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
Использование: в сетях автономных систем электроснабжения. Технический результат - обеспечение в отключенном состоянии гальванической развязки нагрузки от источника питания. Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи содержит нормально открытый управляемый полупроводниковый ключ, управляющий электрод которого подключен к первым выводам резистора и прямовключенного диода, конденсатор и контакты, первый вывод которых соединен с первой выходной клеммой, а второй - со вторым выводом резистора и с первым силовым выводом полупроводникового ключа, образующим с управляющим электродом управляющий вход ключа, второй силовой вывод которого образует вторую выходную клемму, конденсатор одним выводом соединен с первым выводом контактов, а другим - с вторым выводом прямовключенного диода и первым выводом дополнительно введенного резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом контактов. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутации электрической цепи, и может быть использовано в сетях автономных систем электроснабжения.
Известны устройства для бездуговой коммутации электрической цепи [1-4], содержащие контакты, к которым подсоединены силовые выводы нормально закрытого управляемого полупроводникового ключа и цепь из последовательно соединенных конденсатора и резистора или диода, подключенного к управляющему входу полупроводникового ключа. Недостаток устройств - отсутствие в отключенном состоянии гальванической развязки нагрузки от источника питания, поскольку включенный параллельно контактам полупроводниковый ключ в закрытом состоянии имеет через силовые выводы значительные токи утечки (порядка единиц и десятков миллиампер) [5].
Известно устройство для бездуговой коммутации электрической цепи [6], содержащее основные контакты с задержкой на замыкание, к которым через дополнительные контакты с задержкой на размыкание подсоединены силовые выводы нормально закрытого управляемого полупроводникового ключа и цепь из последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенного к управляющему входу полупроводникового ключа. Недостаток устройства - сложность, обусловленная необходимостью обеспечения задержки на замыкание основных контактов и введением дополнительных контактов с задержкой на размыкание в цепь полупроводникового ключа для обеспечения гальванической развязки в отключенном состоянии нагрузки от источника питания.
Известно устройство для защиты от искрения при включении [7], содержащее подключенные к источнику питания последовательно соединенные нагрузку, контакты и нормально закрытый однооперационный тиристорный ключ, управляющий электрод которого через первый резистор соединен с анодом и через параллельно включенные второй резистор и конденсатор - с катодом. Недостаток устройства - отсутствие защиты контактов от дуги при их размыкании.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по техническим средствам и достигаемому результату является устройство для бездуговой коммутации электрической цепи по патенту РФ [8], содержащее контакты и нормально открытый управляемый полупроводниковый ключ, управляющий электрод которого через диод подключен к первому выводу контактов, образующему первую выходную клемму, а второй вывод контактов соединен с первым силовым выводом полупроводникового ключа, образующим с управляющим электродом управляющий вход ключа, к которому подключены параллельно соединенные конденсатор и резистор, при этом второй силовой вывод ключа образует вторую выходную клемму. Недостаток устройства - отсутствие в отключенном состоянии полной гальванической развязки нагрузки от источника питания ввиду имеющегося в нем тока утечки через управляющий электрод.
Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение в отключенном состоянии полной гальванической развязки нагрузки от источника питания без введения усложняющих дополнительных контактов в цепь управляющего электрода полупроводникового ключа.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для бездуговой коммутации электрической цепи, содержащем нормально открытый управляемый полупроводниковый ключ, управляющий электрод которого подключен к первым выводам резистора и прямовключенного диода, конденсатор и контакты, первый вывод которых соединен с первой выходной клеммой, а второй - со вторым выводом резистора и с первым силовым выводом полупроводникового ключа, образующим с управляющим электродом управляющий вход ключа, второй силовой вывод которого образует вторую выходную клемму, конденсатор одним выводом соединен с первым выводом контактов, а другим - с вторым выводом прямовключенного диода и первым выводом дополнительно введенного резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом контактов.
Сущность изобретения заключается в том, что благодаря соединению конденсатора одним выводом с первым выводом контактов, а другим - через дополнительный резистор с вторым выводом контактов и через прямовключенный диод с управляющим электродом управляемого полупроводникового ключа в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа достигнута не потенциальная (гальваническая), а импульсная (емкостная) с гальванической развязкой [9, 10] связь управляющего входа управляемого полупроводникового ключа с контактами, действующая только в переходных, коммутационных режимах и обеспечивающая во время отключения устройства автоматическое управление выключением нормально открытого управляемого полупроводникового ключа от размыкающихся контактов за счет приложения импульса запирающего напряжения к управляющему входу полупроводникового ключа, возникающего при размыкании контактов.
Известно в устройствах для бездуговой коммутации электрической цепи соединение конденсатора одним выводом с первым выводом контактов, а другим - через резистор с вторым выводом контактов и управляющим электродом управляемого полупроводникового ключа [1-4]. Однако в известных устройствах при указанном соединении конденсатор выполняет только одну функцию: управление включением нормально закрытого управляемого полупроводникового ключа на время размыкания контактов. В предлагаемом же устройстве конденсатор выполняет две функции: управление выключением нормально открытого полупроводникового ключа на время размыкания контактов и гальваническую развязку электродов управляемого полупроводникового ключа от источника питания, обеспечивающую, соответственно, устройству в отключенном состоянии полную гальваническую развязку нагрузки от источника питания без введения в него усложняющих дополнительных контактов, как это имеет место в [6, 11, 12], что является существенным отличием предлагаемого устройства от известных.
На фиг.1 представлен вариант предложенного устройства для бездуговой коммутации электрической цепи при использовании в качестве нормально открытого управляемого полупроводникового ключа транзистора со статической индукцией [13], где приняты следующие обозначения:
1 - транзистор со статической индукцией;
2 - резистор;
3 - прямовключенный диод;
4 - конденсатор;
5 - контакты;
6 - первая выходная клемма;
7 - вторая выходная клемма;
8 - дополнительный резистор.
Последовательно с устройством включаются не показанные на фиг.1 последовательно соединенные источник питания и нагрузка, которая может быть соединена с устройством как со стороны первой, так и второй выходных клемм.
Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи содержит транзистор со статической индукцией 1, затвор которого подключен к первым выводам резистора 2 и прямовключенного диода 3, конденсатор 4, контакты 5, первый вывод которых соединен с первой выходной клеммой 6, а второй - со вторым выводом резистора 2 и истоком транзистора 1, сток которого образует вторую выходную клемму 7, и дополнительный резистор 8, первый вывод которого соединен с вторым выводом прямовключенного диода 3, а второй - с вторым выводом контактов, при этом конденсатор 4 одним выводом соединен с первым выводом контактов 5, а другим - с вторым выводом прямовключенного диода 3.
На фиг.2 приведены осциллограммы напряжения при отключении устройством активной нагрузки, где приняты следующие обозначения:
U6-7 - напряжение на выходных клеммах;
U1 - напряжение на силовых выводах полупроводникового ключа;
U5 - напряжение на контактах.
Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи работает следующим образом.
В отключенном состоянии, когда контакт 5 разомкнут, конденсатор 4 заряжен через генератор тока, образованный транзистором со статической индукцией 1 и параллельно включенными через прямовключенный диод 3 резисторами 2 и 8, до полного напряжения источника питания. Тем самым разомкнутый контакт 5 и заряженный до напряжения источника питания конденсатор 4 обеспечивают в отключенном состоянии полную гальваническую развязку всех электродов транзистора 1 и, соответственно, нагрузки от источника питания. В результате управляющего включающего воздействия на контакты 5 они замыкаются, и через них и последовательно соединенный с ними нормально открытый транзистор со статической индукцией 1 начинает протекать ток нагрузки. При этом заряженный до напряжения питания конденсатор 4 разряжается через замкнутые контакты 5 и дополнительный резистор 8. При воздействии управляющего отключающего воздействия на контакты 5 они начинают размыкаться, и ток нагрузки с них начинает перетекать в разряженный конденсатор 4. Возникающий емкостный ток через конденсатор 4 приводит к образованию на управляющем входе нормально открытого транзистора со статической индукцией 1 запирающего напряжения, которое обеспечивает его резкое призакрывание (кривая U1 на фиг.2). При этом напряжение на размыкаемых контактах 5 увеличивается не скачкообразно, а плавно (кривая U5 на фиг.2), обеспечивая превышение роста восстанавливающейся электрической прочности межконтактного зазора размыкающихся контактов 5 над ростом восстанавливающегося на них напряжения и тем самым исключая дугообразование на контактах.
Предложенное техническое решение предполагается использовать в комбинированных контактно-бесконтактных реле напряжения, обеспечивающих в отключенном состоянии полную гальваническую развязку нагрузки от источника питания без введения в реле усложняющих дополнительных контактов развязки, которые будут выпускаться ОАО "ВНИИР".
Указанные преимущества предлагаемого устройства для бездуговой коммутации электрической цепи позволят ему найти применение в системах автоматики низковольтных энергосистем, устанавливаемых как на стационарных, так и на подвижных установках и летательных аппаратах.
Источники информации
1. Патент США №4658320, Н 01 Н 9/30, НПК 361/13; 361/58, заявл. 08.03.1985, опубл. 14.04.1987.
2. Патент США №4438472, Н 02 Н 7/22, НПК 361/13; 307/134; 361/2, заявл. 09.08.1982, опубл. 20.04.1984.
3. Патент Швейцарии №588153, МКИ Н 01 Н 9/30, НПК 24h, заявл. 13.08.1975, опубл. 31.05.1977.
4. Патент ЕПВ (ЕР) №0102442. МКИ Н 01 Н 9/54, заявл. 23.02.1983, опубл. 14.03.1984.
5. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник - М.: Радио и связь, 1992, с.35.
6. А.с. СССР №920898, МКИ Н 01 Н 9/30, заявл. 02.03.1977, опубл. 15.04.1982.
7. А.с. СССР №907609, Н 01 Н 9/30, заявл. 26.06.1980, опубл. 23.02.1982.
8. Патент РФ №2192682, Н 01 Н 9/30, заявл. 05.07.2000, опубл. 10.11.2002.
9. Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА - М.: Радио и связь, 1989, с.46, 51.
10. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник - М.: Радио и связь, 1992, с.36, рис.2.21.
11. Марактанов В.А., Пивненко А.Д. О возможности создания выключателя, работающего с заданным законом коммутации. - Научно-технический сборник Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения, 1971, вып.7, с.8, рис.5.
12. А.с. СССР №1631619, Н 01 Н 9/30, заявл. 22.12.1988, опубл. 28.02.1991.
13. Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов / Под ред. Ю.К.Розанова. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с.392, 393.
Claims (1)
- Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи, содержащее нормально открытый управляемый полупроводниковый ключ, управляющий электрод которого подключен к первым выводам резистора и прямовключенного диода, конденсатор и контакты, первый вывод которых соединен с первой выходной клеммой, а второй - со вторым выводом резистора и с первым силовым выводом полупроводникового ключа, образующим с управляющим электродом управляющий вход ключа, второй силовой вывод которого образует вторую выходную клемму, отличающееся тем, что конденсатор одним выводом соединен с первым выводом контактов, а другим - с вторым выводом прямовключенного диода и первым выводом дополнительно введенного резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом контактов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115900/09A RU2282265C2 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115900/09A RU2282265C2 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004115900A RU2004115900A (ru) | 2005-11-10 |
RU2282265C2 true RU2282265C2 (ru) | 2006-08-20 |
Family
ID=35865036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004115900/09A RU2282265C2 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282265C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660838C2 (ru) * | 2013-08-15 | 2018-07-10 | МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи | Схема подавления дугообразования |
-
2004
- 2004-05-25 RU RU2004115900/09A patent/RU2282265C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660838C2 (ru) * | 2013-08-15 | 2018-07-10 | МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи | Схема подавления дугообразования |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004115900A (ru) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102349124B (zh) | 用于电切断直流电的断路开关 | |
KR102093112B1 (ko) | 직류를 인터럽팅하기 위한 인터럽터 디바이스 | |
US11088689B2 (en) | Switching apparatus | |
CN107395171B (zh) | 单片集成的半导体开关、尤其是功率断路开关 | |
TW366626B (en) | Raised voltage type switching power source revice | |
BR0002689A (pt) | Módulo eletromagnético de comutação multipolar | |
RU2282265C2 (ru) | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи | |
CN106253888B (zh) | 双向mosfet开关和多路复用器 | |
KR20050044542A (ko) | 전기 회로의 신뢰성있는 스위칭을 위한 회로 장치 | |
ES8405195A1 (es) | Perfeccionamientos en un conmutador de proteccion de corriente de defecto | |
JP2018125270A (ja) | 直流電力系の安全開閉装置 | |
RU2298249C2 (ru) | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи | |
RU2767604C2 (ru) | Комбинированное реле | |
RU2192682C2 (ru) | Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи | |
SU1120420A1 (ru) | Трехфазный коммутатор с защитой от коротких замыканий | |
US20230118434A1 (en) | Electric switching device and associated switching system and method | |
AU2021234895B2 (en) | Hybrid switch and control device | |
RU196697U1 (ru) | Модуль многоуровневого преобразователя напряжения | |
SU1372400A1 (ru) | Устройство дл коммутации цепей посто нного тока | |
RU1814099C (ru) | Устройство дл электропитани нагрузки | |
RU2069406C1 (ru) | Контактор постоянного тока с бездуговой коммутацией | |
SU817770A1 (ru) | Устройство дл бездуговой коммутациицЕпЕй пОСТО ННОгО TOKA | |
SU1228265A1 (ru) | Релейный триггер | |
RU1817211C (ru) | Управл емый ключ | |
SU1164799A1 (ru) | Устройство дл бездуговой коммутации электрической цепи |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170526 |