Выключатель переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H03K17/567 H03K17/60 

Изобретение относится к коммутац он ной аппаратуре и может применятьс в различных устройствах бесконтактн го управления потребителями перемен ного тока. Известен ПОЭИ СИОИНЫЙ СИМИСТОРНЫЙ усилитель, содержащий симистор, клю состояйшй и-з дирдиого моста и. транзистора, формирователь 1. Однако данный усилитель требует постоянной подачи управлякнцего сигн ла на формирователь для поддержания симистора во включенном состоянии, а также применения в ключе высоковольтного транзистора, что ограничи вает область коммутируемых напряжений и диапазон рабочих температур Нсщежного включения и выключения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выключатель переменного тока, содержа щий диодный мост, в одну диагональ которого включены нагрузка и источник переменного тока, а в другую тиристор, управляющий электрод кото рого соединен с первым выводом первого резистора и коллектором биполя ого транзистора, база которого сое динена с управляющей шиной, а эмиттер - с катодом тиристора, первый вывод источника переменного тока по к/ночен к катоду тиристора через после дова-тель но соединенные диод, ато .рой резистор и конденсатор, причем первый вывод конденсатора соединен с катодом первого стабилитрона 2. Однако известный выключатель име ет высокий уровень помех, при включе нии тиристора, обусловленный тем, что момент включения тиристора не синхронизирован с моментом перехода синусоиды сетевого напряжения через нуль,. Цель изобретения - снижение уровня помех, излучаемых выключателем пе ремениого тока. . Поставленная цель достигается тем что в выключатель переменного тока, содержащий диодный мост, в одну Д;иагональ которого включены нагрузка,и источник переменного тока, а в другую - тиристор, управляющий электрод которого соединен с первым выводом -первого резистора и коллектором биполярного транзистора, база которого соединена.с управлянхцей шиной, а эмиттер - с катодом тиристора, первый вывод источника переменного тока подключен к катоду тиристора через последовательно соединенные диод, второй резистор и конденсатор, введе ны полевой транзистор, источник кото рого соединен с катодом первого стабилитрона, сток - с вторым выводом первого резистора, а затвор через третий резистор ивторой стабилитрон с анодом и катодом тиристора соответ ственно, база биполярного транзистора соединена с анодом первого стабили трона и через последовательнуюКСцепь с катодом первого стабилитрона. На чертеже изображена схема выключателя переменного тока. Нагрузка 1 включена в сеть переменного тока последовательно с диодным мостом 2, в диагональ постоянного тока которого включён тиристор 3. К точке соединения нагрузки с сетью переменного тока через диод 4 и резистор 5 подключен первый стабилитрон б. База биполярного транзистора 7 соединена с анодом стабилитрона 6. Конденсатор 8 соединяет катод стабилитрона 6 с анодом тиристора 3. К точке соединения резистора 5 с катодом стабилитрона 6 подключен -исток полевого транзистора 9, затвор которого через резистор 10 подключен к аноду и через второй стабилитрон 11 к катоду тиристора 3, а сток через резистор 12 - к коллектору транзистора, первый стабилитрон 6 зашунтирован ЕС-цепью, состоящей из резистора 13 и конденсатора 14, управляющая шина подключена к базе и через резистор 15 к эмиттеру биполярного транзистора 7. Устройство работает следующим образом. При включении в сеть переменного тока выпрямитель на диоде 4 со стабилизатором на резисторе 5 и стабилитроне б обеспечивает заряд конденсатора 8 -ДО напряжения пробоя стабилитрона 6, после чего открывается транзистор 7. .Напряжение с конденсатора 8 через канал полевого транзистора- 9 в моменты времени, когда напряжение на его затворе относительно истока становится меньше напряжения отсечки, поступает через резистор 12 на коллектор транзистора 7, который шунтирует управляющий электрод тиристора 3, образуя с резистором 12 делитель напряжения с коэффициентом передачи, недостаточным для включения тиристора. Тиристор не включается, ток через нагрузку отсутствует. Чтобы не произошло случайного включения тиристора из-за запоздалого пробоя стабилитрона б при заряде конденсатора 8, на базу транзистора 7 подается положительное смещение через RC-цепь. При подаче на базу транзистора 7 отрицательного импульса он закрывается, но напряжение на управляющий электрод тиристора поступает только тогда, когда открывается канал транзистора 9, т. е. лишь при напряжении сети, близком к нулю. Нагрузка 1 через диодный мост 2 и открытый тиристор 3 включается в цепь электропитания. Напряжение на аноде открытого тиристора пренебрежимо мало, поэтому напряжение на затворе транзистора 9

меньше, чем на истоке, и через канал протекает начальный ток стока, поддерживающий управляющий переход тиристора в открытом состоянии, одновременно разряжая конденсатор 8 до напряжения, недостаточного для пробоя стабилитрона 6, В результате этого транзистор 7 запирается, а тиристор сохраняет открытое состояние и после снятия отрицательного сигнала с базы транзистора 7.

Для выключения выключателя необходимо подать на базу транзистора 7 положительный импульс с длительностью, достаточной для захвата момента перехода через нуль сетевого напряжения, после чего тиристор переходит в закрытое состояние, канал транзистора 9 закрывается положительным относительно истока напряжением на затворе, конденсатор 8 заряжается до

напряжения пробоя стабилитрона 6, транзистор 7 открывается независимо от наличия положительного сигнала на базе.

После отключения источника переменного тока конденсатор 14 разряжася через резистор 13, резистор 15, канал транзистора 9 и управляющий электрод тиристора 3, Схема возвра.щается в исходное состояние.

Предлагаемый выключатель переменного тока позволяет обеспечить включение тиристора только в моменты времени, когда фаза тока нагрузки пррходит через нулевое значение. Благодаря этому отсутствуют броски тока, протекающего через нагрузку, и ток нагрузки нарастает плавно, в результате чего снижается уровень помех, излучаемых устройством.

ВЫКЖ)ЧАРЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий диодный мост, в Одну диагональ которого включены нагрузка и источник переменного тока, а в другую - тиристор, управляющий электрод которого соединен с первым выводом первого резиртора и коллектором биполярного транзистора, база которого соединена с управляющей шиной. а эмиттер - с катодом тиристора, первый вывод источника переменного тока подключен к катоду тиристора через последовательно соединенные диод, второй резистор и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня помех, излучаемых выключателем переменного тока, в него введены полевой транзистор, исток которого соединен с катодом первого стабилитрона, сток - с вторым выводом первого резистора, а затвор через третий резистор и второй стаби-, литрон - с анодом и катодом тиристора соответственно, база биполярного транзистора соединена с анодом первого стабилитрона и через последователь- g 9 ную RC-цепь с катодом первого стаби(Л литрона. со 4 СО