SU879777A1

SU879777A1 - Ac switch

Info

Publication number: SU879777A1
Application number: SU802878215A
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: 1981-11-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в схемах переменного тока дл коммутации активной и реактивной нагрузок.The invention relates to electrical engineering and can be used in alternating current circuits for switching active and reactive loads.

Известен выключатель переменного тока, осуществл ющий коммутацию в момент перехода напр жени через нуль, который состоит из коммутирующих элементов и блоков управлени ими, выполненных на тиристорах, конденсаторах , резисторах, дроссел х, диодах 1.An alternating current switch is known which commits at the time of a zero-voltage transition, which consists of switching elements and control units made on thyristors, capacitors, resistors, throttles, diodes 1.

Известное устройство не обеспечивает обнаружение нул в момент пуска и имеет значительные габариты.The known device does not provide zero detection at the time of start-up and has significant dimensions.

Известен также выключатель, который содержит симистор, блок управлени симистором, диодный мост, демпфирующую RC-цепочку, сигнальный оптрон и сигнальный источник питани . Блок управлени выполнен на двух транзисторах, резисторах, диодах и тиристоре. Его вход подключен к выходу сигнального оптрона, а выход через диодный мост - к управл ющему электроду симистора . Анод и катод симистора служат силовым выходом выключател .Also known is a switch that contains a triac, a triac control unit, a diode bridge, an RC snubber circuit, a signal optocoupler and a signal power source. The control unit is made of two transistors, resistors, diodes and a thyristor. Its input is connected to the output of the signal optocoupler, and the output through the diode bridge to the control electrode of the triac. The anode and cathode of the triac serve as a power switch output.

В таком выключателе симистор включаетс и выключаетс в каждом полупериоде , что создает значительный уровень коммутационных помех.In such a switch, the triac is turned on and off in each half period, which creates a significant level of switching noise.

Целью изобретени вл етс снижение уровн коммутационных помех.The aim of the invention is to reduce switching interference.

Постав.)1енна цель достигаетс тем, что выключатель переменного тока, содержащий симистор, к управл ющему электроду которого подключен блок управлени , сигнальный оптрон, сигналь10 ный источник питани и соединенные между собой последовательно и подключенные параллельно симистору демпфирукхцие резистор и конденсатор, светоизлучатель сигнального оптрона под15 ключен к сигнальному источнику питани , снабжен стабилизированным выпр мителем , а блок управлени выполнен в виде тиристорного и двух транзисторных оптронов, четырех резисторов The objective is achieved by the switch of the alternating current containing the triac, to the control electrode of which the control unit is connected, the signal optocoupler, the signal power source and connected in series and connected in parallel to the triac damping resistor and capacitor, the light of the optocoupler optocoupler 15 It is connected to a signal power source, equipped with a stabilized rectifier, and the control unit is made in the form of a thyristor and two transistor optocouplers, four resistors oors

20 и диода, который подключен анодом к аноду симистора, светоизлучатели тиристорн ого и первого транзисторного оптронЪв соединены параллельновстречно и подключены через первый 20 and the diode, which is connected by the anode to the anode of the triac, the light emitters of the thyristor and the first transistor opto-switches are connected in parallel to the gate and connected via the first

25 резистор к катоду диода и непосредст венно - к катоду симистора, параллельно светоизлучателю тиристорного оптрона подключены последовательно соединенные второй резистор, выходы 25, a resistor to the cathode of the diode and directly to the cathode of the triac, in parallel to the light emitter of the thyristor optocoupler are connected in series the second resistor, the outputs

30 второго транзисторного и тиристорного оптронов, светоизлучатель второго транзисторного оптрона и третий резистор , к катоду тиристорного оптрона через выход сигнального оптрона подключен минус стабилизированного выпр мител и через выход первого транзисторного оптрона и четвертый резистор-- выход блока управлени , плюс стабилизированного выпр мител подключен к катоду симистора, катод и .анод риммистора служат силовым выходом выключател .30 of the second transistor and thyristor optocouplers, the light emitter of the second transistor optocoupler and the third resistor, the minus of the stabilized rectifier is connected to the cathode of the thyristor optocoupler and the fourth resistor of the control unit, plus the stabilized rectifier, connected to the cathode the triac, the cathode and the rimistor anode serve as the power output of the switch.

На чертеже изображена принципиальна схема выключател .The drawing shows a circuit diagram of a switch.

Выключатель содержит блок 1 управлени , симистор 2, диод 3, первый резистор 4, первый тиристорный оптро 5, транзисторный оптрон 6, второй резистор 1, второй транзисторный оптрон 8, сигнальный оптрон 9, стабилизированный выпр митель 10, сигнальный источник 11 питани , третий и четвертый резисторы 12 и 13, демпфирующие резистор 14 и конденсатор 15. Кроме того, на чертеже показаны нагрузка 16 и клеммы 17, 18 коммутирующего переменного напр жени .The switch contains control unit 1, triac 2, diode 3, first resistor 4, first thyristor optro 5, transistor optocoupler 6, second resistor 1, second transistor optocoupler 8, signal optocoupler 9, stabilized rectifier 10, signal source 11, third and the fourth resistors 12 and 13, the damping resistor 14 and the capacitor 15. In addition, the drawing shows the load 16 and the terminals 17, 18 of the switching AC voltage.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подключении коммутирующего напр жени переменного тока к клеммам 17 и 18 в цепи нагрузки 16, диода 3, резистора 4 светоизлучатель тиристорного оптрона 5, при достижении напр жением значени Ур дНачинает излучать пульсирунодие светосигналы на включение тиристорного оптрона 5 но последний обесточен разомкнутым выходом сигнального оптрона 9, где и,,/ - напр жение включени оптроDK .на 5.When the switching voltage of an alternating current is connected to terminals 17 and 18 in the load circuit 16, diode 3, resistor 4, the light emitter of the thyristor optocoupler 5, when the voltage reaches the value of Ur dN, it starts to emit a pulse signal for switching on the thyristor optocourer 5 where and ,, / is the turn-on voltage of the optoDK. on 5.

При отсутствии сигнального апрЯжени с источника 11 выключад ель переменного тока выключен, поскольку разомкнуты выходы оптронов 9, 8, 6. При подаче сигнального напр жени источника 11 светоизлучатель оптрона 9 выдает оптический сигнал и оптрон 9 начинает пропускать ток и в положительный полупериод включающийс тиристорный оптрон 5 пропускает ток через светоизлучатель оптрона 8, Оптро 8, включившись, замыкает токовую цеп от выпр мител 10, Учитыва быстродействие оптоэлектронных элементов, это произойдет в непосредственной близости от точки включени оптрона 5. Резистор 7 выбран из услови задани С тока включени сптрона б при достйЬкении положительным полупериодом переменного напр жени значени , близкого к нулю. Нулевой уровень тока через оптрон 5 будет в точке равенства токов, протекающих через резистор 7 и 4, соответственно от стабилизированного и нестабилизированного выпр мителей. Положение этой точки на отрезке синусоиды коммутационного напр жени , зависит от выбранного резистора 4. После точки равенства токов начнет протекать ток через светоизлучатель оптрона б,который достигает значени тока включени оптрона 6, Оптрон б включаетс и замыкает токовую цепь от выпр мител 10 через четвертый резистор 13 к управл ющему электроду симистора 2. Симистор 2 включаетс и определ ет напр жение на аноде диода 3 своим остаточным напр жением. Следовательно , после момента включени симистора 2 оптрон 6 посто нно пропускает ток, который несколько уменьшаетс в положительный полупериод и который посто нно больше тока включени оптрона 6, поэтому оптрон 6 посто нно включен и непрерывно в цепи управлени симистора 2 протекает ток от источника 11. В случае использовани мощных симисторов, которые потребл ют значительные токи по цепи управлени , больше эксплуатационно допустимых через оптрон 6, его необходимо включать в управл ющую цепь усилительного элемента, например в цепь базы транзистора. Отключение происходит путем сн ти сигнального напр жени с источника 11. Симистор не выключаетс после сн ти сигнала управлени до тех пор, пока его анодны ток не упадет практически до нул .If there is no signal output from source 11, the AC switch is turned off because the outputs of optocouplers 9, 8, 6 are open. When the signal voltage of source 11 is applied, the light emitter of the optocoupler 9 produces an optical signal and the optocoupler 9 starts to transmit current and the positive thyristor optocoupler 5 into the positive half-period transmits a current through the light emitter of the optocoupler 8, Optro 8, turning on, closes the current circuit from the rectifier 10, Taking into account the speed of the optoelectronic elements, this will happen in the immediate vicinity of the switching on the optocoupler 5. Resistor 7 is selected from the condition of setting C of the switching-on current of the sptron b when the positive half-period of the alternating voltage reaches a value close to zero. The zero current level through the optocoupler 5 will be at the point where the currents flowing through the resistor 7 and 4 are equal, respectively, from the stabilized and unstabilized rectifiers. The position of this point on the sinusoidal segment of the switching voltage depends on the selected resistor 4. After the current equality point, a current begins to flow through the light emitter of the optocoupler b, which reaches the value of the switching current of the optocoupler 6, the Optocoupler b turns on and closes the current circuit from the voltage source 10 through the fourth resistor 13 to the control electrode of the triac 2. The triac 2 is turned on and determines the voltage at the anode of the diode 3 with its residual voltage. Therefore, after the moment of switching on the triac 2, the optocoupler 6 continuously transmits a current that decreases slightly in the positive half-period and which is constantly higher than the switching-on current of the optocoupler 6, therefore the optocoupler 6 is constantly switched on and continuously in the control circuit of the triac 2 current flows from the source 11. In the case of using powerful triacs that consume significant currents in the control circuit, more operational allowable through the optocoupler 6, it must be included in the control circuit of the amplifying element, for example, in the base circuit transistor. The disconnection occurs by removing the signal voltage from source 11. The triac does not turn off after removing the control signal until its anode current drops almost to zero.

Таким образом, устройство осуществл ет коммутацию напр жени переменного тока в первоначальный момент включени только вблизи нулевого м уровн на спаде положительной полуволны переменного напр жени , а затем Б управл ющий электрод симистора непрерывно поступает ток, достаточный дл переключений симистора в каждый полупериод с минимальной зоной нечувствительности , определ емой эксплуатац}1онной характеристикой симистора , что уменьшает величину комМутационных помех и улучшает технические показатели устройства при работе на различных видах нагрузок.Thus, the device commutes the AC voltage at the initial moment of switching only near the zero level on the drop of the positive half-wave of the alternating voltage, and then B the control electrode of the triac continuously receives enough current to switch the triac in each half-period with the minimum insensitivity zone determined by the operational characteristics of the triac, which reduces the amount of switching noise and improves the technical performance of the device when working on Various types of loads.

Claims

1.Patent UK

1303281, cl. H 231, published 1973.

2. Electronics, 1976, No. 14, p.53 (prototype).