SU875631A1

SU875631A1 - Electronic switch

Info

Publication number: SU875631A1
Application number: SU802878216A
Authority: SU
Inventors: Борис Ильич Гольтман
Original assignee: Предприятие П/Я В-2867
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1981-10-23

Description

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ,(54) ELECTRONIC KEY,

II

Изобретение отиоситс к электротехнике и может, быть использовано дл включени блоков электротехнической и электронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used to turn on blocks of electrical and electronic equipment.

Известен электронный ключ дл коммутацин нагрузки в сетн переменного напр жени , содержащий силовой тиристор, блок формировани импульсов управлени в момент прохождени синусоидального напр жени питающей сетн через нулевое наченне , блок управлени и усилитель мощности дл запуска силового тиристора 1.An electronic switch is known for switching the load in an alternating voltage network containing a power thyristor, a control pulse shaping unit at the time the sinusoidal voltage of the power supply network passes through zero starting, a control unit and a power amplifier for starting the power thyristor 1.

Недостатком известного электронного ключа вл етс сложность электрической схемы управлени и низка помехоустойчивость , вызванна наличием релаксационных устройств.A disadvantage of the known electronic key is the complexity of the electrical control circuit and the low noise immunity caused by the presence of relaxation devices.

Известен также электронный ключ, содержащий силовой синистор, оптрон управлени , формирователь импульсов, усилитель мощности и выпр мительны1Й диод дл пнтани цепей управлени через резистор о|Г источника коммутируемого переменного напр женн 2.An electronic switch is also known, which contains a power sinistor, a control optocoupler, a pulse shaper, a power amplifier, and a rectifying diode for driving control circuits through a resistor about | G of a switching voltage source 2.

Недостаткн этого электронного ключа -; ограниченные функциональные возможности, вызванные коммутацией нагрузки толькоLack of this electronic key -; limited functionality caused by load switching only

с определенным импедансом. При изменении нмпеданса нагрузкн нужно измен ть параметры элементов схемы.with a certain impedance. When changing the load impedance, it is necessary to change the parameters of the circuit elements.

Цель нзобрегени - расширение функ цнональных возможностей за счет обеспечени возможности коммутацин нагрузок сThe goal of conformance is to expand functional capabilities by providing the possibility of switching loads with

S любым импедансом и повышени надежности работы.Поставленна цель достигаетс тем, что в электронном ключе, содержащем снловой снмнстор, оптрон управлени , формировац тель импульсов, усилитель мощности н выпр мительный диод дл питанн цепей управлени через первый резнстор от йсточннка коммутнруемого переменного напр жени , формирователь импульсов выполнен на оптроне и фоторезнсторе, при этом выход выпр мительного диода катодом соединен через первый резнстор с параллельно соеднНеннымн светоднодамн фототиристоров усилител мощности н формировател им/пульсов и через вторбй резистор и фотодиод оптрона формнровател импульсов, вклю20 ченнымн последовательно к точке соединени катода светоднода фототнристора усилител мощности, анода светоднода фототирнстора формировател импульсов и перBoro резистора, с трем параллельными цеп ми, перва из которых образована последовательно соединенными фототиристором формировател импульсов, светодиодом оптрона формировател импульсов и третьим резистором, втора - последовательно соединенными фототиристором усилител мощности , четвертым резистором и переходом управл ющий электрод - катод силового симистора, а треть - последовательно соединенными фотодиодом оптрона управлени и источником (-лосто нного напр жени .S any impedance and increased reliability. The goal is achieved by the fact that in an electronic switch containing a memory card, a control optocoupler, a pulse shaper, a power amplifier and a rectifying diode for control power circuits through the first resistor from a voltage source of switching alternating voltage, a shaper pulses are made on the optocoupler and photoresistor, while the output of the rectifying diode is connected by a cathode through the first reznstor with a parallel connection of the LEDs of the photothyristors of the power amplifier of the pulse driver and through the resistor and photodiode of the pulse driver, which is connected in series to the connection point of the cathode of the phototransmitter of the phototransmitter power amplifier, the anode of the phototransistor of the driver of the pulse former and the first resistor, with three parallel circuits, the first ones of the pulse generator and the first resistor, with three parallel circuits, the first ones, with three parallel circuits, the first ones of the pulse former and the first resistor, with three parallel circuits, the first one, with three parallel circuits, first, one, one of the same, one, one, one, one, one, one, one, one, one, one, the group of volt- pulse generator, LED of the optocoupler of the pulse generator and the third resistor, the second one - connected in series by the photo thyristor The power supply, the fourth resistor and the control electrode junction are the cathode of a power triac, and the third is connected in series by the photodiode of the control optocoupler and the source (voltage, voltage).

На фиг. I представлена принципиальна электрическа схема электронного ключа; на фнг. 2 - эпюры напр жений и токов характерных точек схемы.FIG. I presents the electrical circuit diagram of the electronic key; on fng. 2 - diagrams of voltages and currents of characteristic points of the circuit.

Электрический ключ содержит силовойсимистор I, подключенный через нагрузку 2 к клеммам 3 и 4 источника переменного напр жени . Управление силовым симистором I осуществл етс через оптрон управлени 5 сигналом генератора импульсов 6. Выход оптрона управлени 5 соединен через источник посто нного напр жени 7 с формирователем импульсов, состо щим из оптрона 8, фототиристора 9 и резисторов 10 и 11. Дл формировани синхронизирующих импульсов и питани оптрона 8 и фототиристора 9 через выпр мительный диод 12 и резистор 13 поступает с клемм 3 и 4 переменное напр жение. Дл согласовани по йощности выходного сигнала формировател импульсов со входом силового снмистора 1 служит фототиристор 14, выход которого соединен через резистор 15 с управл ющим электродом силового симистора 1.The electric switch contains a power simulator I connected via load 2 to terminals 3 and 4 of the alternating voltage source. The power triac I is controlled via the optocoupler 5 by the pulse generator 6. The output of the optocoupler 5 is connected via a constant voltage source 7 to a pulse shaper consisting of the optocoupler 8, the photothyristor 9 and resistors 10 and 11. To generate synchronizing pulses and the power supply of the optocoupler 8 and the photothyristor 9 through the rectifying diode 12 and the resistor 13 is supplied from terminals 3 and 4 with alternating voltage. In order to match the power of the output signal of the pulse driver with the input of the power decelerator 1, a photo thyristor 14 is used, the output of which is connected via a resistor 15 to the control electrode of the power triac 1.

Устройство работает следующим образомThe device works as follows

При подключении источника переменного .напр жени к клеммам 3 и 4 в цепи: выпр мительный диод 12, резистор 13 и светодиод фототиристора 9 возбуждаетс пульсирующий ток положительной пол рности. Дл того; чтобы включение фототирнстора могло происходить на участке синусоиды между точками а ч б (фиг. 2), величина резистора 13 выбираетс из услови U Ug где UgKfl. - напр жение порога включени фототиристора 9. Однако, фототиристор 9 будет обесточен в схеме до момента включени оптрона 5, фотодиод которого питаетс от источника посто нного напр жени 7. Величина выходного напр жени этого источника выбираетс из услови обеспечени тока удержани фототиристора 9 и дл создани через фототиристор 14 тока управлени симистором 1, который должен,быть больще тока удержани фототиристора 14.When a variable voltage source is connected to terminals 3 and 4 in the circuit: rectifying diode 12, resistor 13 and photo-thyristor LED 9, a pulsating current of positive polarity is excited. For that; so that the inclusion of the phototirnstor could occur in the section of the sinusoid between the points a and b (Fig. 2), the value of the resistor 13 is chosen from the condition U Ug where UgKfl. - the voltage threshold of the photo-thyristor 9. However, the photo-thyristor 9 will be de-energized in the circuit until the optocoupler 5 is turned on, whose photodiode is powered by a constant voltage source 7. The output voltage of this source is selected from the condition of the holding current of the photo thyristor 9 and to create through the photo thyristor 14 of the control current of the triac 1, which should be greater than the holding current of the photo thyristor 14.

При отсутствии сигнала на входе генератора импульсов 6 схема выключена, поскольку закрыты фотодиоды оптронов 8 и 5. При подаче сигнала на светодиод оптрона 5 происходит включение его светодиода. Включение фототиристора 9 может произойти только в положительный полупериод переменного напр жени на участке синусоидыIn the absence of a signal at the input of the pulse generator 6, the circuit is turned off, since the photodiodes of the optocouplers 8 and 5 are closed. When the signal is applied to the LED of the optocoupler 5, its LED turns on. The inclusion of the photothyristor 9 can occur only in the positive half-cycle of alternating voltage on the sinusoid section

между точками а и б (фиг. 2). В случае включени оптрона 5 в любой другой момент времени фототиристор 9 не включаетс из-за наличи в его цепи светодиода,оптрона 8. При поступлении сигнала от светодиода фототиристора 9 происходит его включение и самоблокировка с помощью светодиода оптрона 8 и резистора 11. Ток самоблокировки должен быть больще тока включени светодиода оптрона 8. Включивщийс светодиод оптрона 8 обеспечивает включение его фотодиода, который замыкает цепь источника посто нного напр жени 7. Учитыва быстродействие оптоэлектронных элементов , это произойдет в непосредственной близости от точки включени светодиодаbetween points a and b (Fig. 2). If the optocoupler 5 is turned on at any other time, the photothyristor 9 does not turn on due to the presence of an LED in its circuit, an optocoupler 8. When the signal from the photothyristor 9 LED comes in, it turns on and self-locks using the LED of the optocoupler 8 and resistor 11. to be greater than the turn-on current of the LED of the optocoupler 8. The included LED of the optocoupler 8 ensures that its photodiode is turned on, which closes the circuit of the DC voltage source 7. Taking into account the speed of the optoelectronic elements, this just past in close proximity to the point of incorporating LEDs

фототиристора 9.photothyristor 9.

Величина резистора 10 выбираетс из услови задани тока включени через светодиод фототиристора 14 при достиженииThe magnitude of the resistor 10 is selected from the condition of setting the turn-on current through the LED of the photo thyristor 14 when reaching

в положительный полупериод напр жени значени близкого нулю, например в точке г (фиг. 2). Из фиг. 2 видно, что ток Ig через светодиод фототиристора 9 уменьшаетс после включени фотодиода оптрона 8 на величину, котора ответвл етс в цепь источника посто нного напр жени 7. Нулевой уровень тока через светодиод фототиристора 9 будет при равенстве токов, протекающих через резисторы 10 и 13 от источника посто нного напр жени 7 и источника на выпр мительном диоде 12, например в точке в. Положение этой точки на участке синусоиды между точками б и г зависит от величины резистора 13. При разбалансе токов фототиристоров 9 и 14 начнет протекать ток 1)4 через светодиод фототирис5 тора 14, который достигнет значени тока включени 1вк . его светодиод в точке г, благодар выбранной величине резистора 10. Светодиод фототиристора 14 включаетс и выдает сигнал на включение своего фототиристора 14, который замыкает цепь точника посто нного напр жени 7 через резистор 15, вызыва включение силового симистора I и самоблокировку фототиристора 14 током удержани . Величина резистора 15 выбираетс из услови создани in the positive half-period, the voltage values are close to zero, for example, at point g (Fig. 2). From FIG. 2 that the current Ig through the photothyristor 9 LED decreases after turning on the photodiode of the optocoupler 8 by an amount which branches into the DC voltage source circuit 7. The zero level of the current through the photothyristor LED 9 will be equal to the currents flowing through the resistors 10 and 13 from a constant voltage source 7 and a source on the rectifying diode 12, for example at point c. The position of this point in the sinusoid section between points b and d depends on the size of resistor 13. When the current thyristors 9 and 14 are unbalanced, a current 1) 4 begins to flow through the photo-thyristor LED 14, which reaches the turn-on current value 1c. its LED at point g, due to the selected resistor 10. The LED of the photo thyristor 14 turns on and gives a signal to turn on its photo thyristor 14, which closes the circuit of the constant voltage source 7 through the resistor 15, causing the power triac I to turn on and self-blocking the photo thyristor 14 by holding current. The magnitude of the resistor 15 is selected from the conditions of

5 необходимого тока управлени силовым симистором 1 который в то же врем должен быть равен илн больще тока удержани фототиристора 14.5 of the required control current of the power triac 1 which at the same time must be equal to or greater than the holding current of the photo thyristor 14.

Выключение устройства происходит при отсутствии сигнала на выходе генератораTurning off the device occurs when there is no signal at the generator output

Claims

0 pulses 6. The power triac 1 does not turn off after removing the signal from the control electrode until its anode current drops almost to zero. Thus, the device commutes the AC voltage at the initial moment of switching only near the zero level on the decay of the positive half-wave of the alternating voltage, and then a sufficient current is supplied to the control electrode of the triac to switch the triac to each half-period with the minimum deadband which is only the operational characteristic of a triac, that. reduces the amount of switching noise (practically, reduces them to zero) and improves the technical performance of the device when operating and various types of loads. The invention includes an electronic switch containing a power triac, a control optocoupler, a pulse shaper, a power amplifier and a rectifying diode for supplying control circuits through a first resistor from a switching AC source, in order to extend and increase functionality and reliability , the pulse shaper is made on the optocoupler and the photothyristor, while the output of the rectifying diode is connected to the cathode through the first resistor with parallel to the photodiode LEDs Pistors of the power amplifier and pulse generator, and through the second resistor and photodiode of the pulse driver, connected in series to the cathode point of the phototristor LED, power amplifier, anode of the phototristor of the pulse former and the first resistor, with three parallel circuits, the first of which are formed by successively connected photothyristor pulses, a light-emitting diode optocoupler LED and a third resistor, the second one - in series the photo-tyrant amplifier of the power amplifier, the fourth resistor and the control electrode junction - the cathode of a power triac, and a third - serially connected by a photodiode - control optocoupler and a constant voltage source. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 396848, cl. H 05 In I / ZO, 1973.

2. “Electronics, t976, No. I, p. 53.

FIG. f

"Y.