Устройство для коммутации индуктивных нагрузок Советский патент 1987 года по МПК H03K17/64 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации нагрузок индуктивного характера, например обмоток шагового двигателя.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для коммутации индуктивных нагрузок содержит первый источник 1 питания, между положительным иотрицательным выводами которого подключены последовательно соеди10

ку 14 также будет возрастать постепенно, то в начальный период времени после коммутации практически весь ток, протекающий через нагрузку 6, будет протекать через конденсатор 10 Последний заряжается, диод 11 оказывается смещенным в обратном направлении, и энергия от источника 12 не потребляется. Конденсатор 10 заряжается до тех пор, пока токи через нагрузки 6 и 14 не станут равны. В последующий момент времени конденсатор 10 разряжается по цепи: первая обкладка конденсатора 10, нагрузка

ненные первые диод 2 и конденсатор 3, 14, ключ 7, вторая обкладка конден

первый ключ 4, подключенный между общей точкой диода 2 и конденсатор 3 и первой клеммой 5 для подключения первой нагрузки 6, второй ключ 7, второй 8 и третий 9 диоды, включенные катодами непосредственно и через ключ 4 соответственно к общей точке диода 2 и конденсатора 3, второй конденсатор 10, четвертый диод 11.

Устройство также содержит второй источник 12 питания, положительньш вывод которого соединен с отрицательным выводом первого источника 1 питания, а отрицательный вьгоод через четвертый диод 11 соединен с первым вьгоодом ключа 7,-анодом третьего диода 9 и первым выводом конденсатора 10.

Анод диода В соединен с вторым выводом ключа 7 и первой клеммой 13 для подключения второй нагрузки 14. Второй вывод конденсатора 10 подключен к клеммам 15 и 16 для подключения вторых выводов нагрузок 6 и 14 и к общей точке источников 1 и 12 питания.

Устройство работает следующим образом.

После включения источников 1 и 12 питания при замкнутом ключе 4 и разомкнутом ключе 7 ток через индуктивную нагрузку 6 протекает по цепи: положительный вывод источника 1,-диод 2, ключ 4, нагрузка 6, отрицательный вывод источника 1.

При последующем размыкании ключа 4 и замыкании ключа 7 ток через нагрузку 6 согласно законам коммутации мгновенно измениться не может и будет протекать по цепи: клемма 15, параллельно соединенные конденсатор 10 и индуктивная нагрузка 14, диод 9 клемма 5. Так как ток через нагруз

ку 14 также будет возрастать постепенно, то в начальный период времени после коммутации практически весь ток, протекающий через нагрузку 6, будет протекать через конденсатор 10. Последний заряжается, диод 11 оказывается смещенным в обратном направлении, и энергия от источника 12 не потребляется. Конденсатор 10 заряжается до тех пор, пока токи через нагрузки 6 и 14 не станут равны. В последующий момент времени конденсатор 10 разряжается по цепи: первая обкладка конденсатора 10, нагрузка

14, ключ 7, вторая обкладка конден0

0

5

35

40

45

50

55

сатора 10.

Ток через нагрузку 14 становится равным сумме тока, протекающего через нагрузку 6, и разрядного тока конденсатора 10. Когда напряжение на конденсаторе 10 станет равным напряжению на отрицательном выводе источника 12 питания, диод 11 окажется смещенным в прямом направлении и ток через нагрузку 14 будет протекать по цепи: положительньй вывод источника 12 питания, нагрузка 14, ключ 7, диод 11, отрицатель- ньй вывод источника 12 питания.

Аналогично при размыкании ключа 7 и замыкании ключа 4 энергия, накопленная в индуктивной нагрузке 14, передается в индуктивную нагрузку 6. При этом ток протекает через диод 8, сначала заряжается, а затем- разряжается конденсатор 3.

Таким образом, в предложенном устройстве потребление энергии от источников на время переходных процессов прекращается, а энергия, накопленная в одной индуктивной нагрузке, используется для питания другой индуктивной нагрузки, тем самым повышается КПД устройства.

Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать для форсированного включения индуктивных нагрузок. Величина напряжения, до которого зарядится конденсатор, зависит от соотношения величин индуктивнос- тей нагрузок и емкостей конденсаторов. Так, в предельном случае, когда конденсатор отсутствует (т.е. его емкость равна нулю) напряжение на включаемой индуктивности может достигнуть теоретически бесконечно большой величины (на практике оно ограничено напряжением пробоя соответствующих ключей и диодов), так как включаемая индуктивность стремится сохранить свой ток после коммутации равным току до коммутации, следовательно, отличным от нуля, а включаемая индуктивность стремится сохранить свой ток равным нулю. Таким образом, подбирая величину емкости конденсатора, можно добиться требуемой величины напряжения на на- грузках.

Формула изобретения

Устройство для коммутации индук- тивных нагрузок, содержащее первый источник питания, первый и второй диоды, первый и второй конденсаторы, первый и второй ключи, первзда и вторую клеммы, к которым подключена пер вая нагрузка, третью и четвертую клеммы, к которым подключена вторая нагрузка, плюсовой вывод первого источника питания соединен с анодом первого диода, катод которого соеди- нен с первым выводом первого конденсатора, второй вьшод которого соединен с: минусовым вьшодом источника

Составитель Ю.Поляринов Редактор А. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин

Заказ 897/58 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4питания, к которому подсоединен пер- вьй вывод второго конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, введены третий и четвертый диоды, второй источник питания, плюсовой вьшод которого подключен к минусовому выводу первого источника, а минусовой вьшод второго источника питания подключен к катоду четвертого диода, анод которого подключен к точке соединения второго вывода второго конденсатора, первого вывода второго ключа и анода третьего диода, катод которого подключен к точке соединения второго вывода первого ключа и первой клеммы первой нагрузки, вторая клемма которой подключена к плюсовой клемме второго источника питания и к четвертой клемме второй нагрузки, третья клемма которой подключена к точке соединения второго вьшода второго ключа и анода второго диода, катод которого подключен к точке соединения катода первого диода с первым вьшодом первого конденсатора и первьм выводом .первого ключа.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации нагрузок индуктивного характера, например обмоток шагового двигателя. Цель изобретения - повышение КЦД. Для этого в устройство введены два диода 9 и 11 и второй источник 12 питания. Устройство содержит первый источник 1 питания, между положительным и отрицательным выводами которого включены последовательно соединенные диод 2 и конденсатор 3, два ключа 4 и 7, две нагрузки 6 и 14, первую 5 и вторую 15 клеммы, к которым подключена первая нагрузка 6, третью 13 и четвертую 16 клеммы, к которым подключена вторая нагрузка 14, диод 8, конденсатор 10. Введение в устройство двух диодов и второго источника питания с новыми связями позволяет значительно уменьшить потери энергии за счет того, чт.о на время переходных процессов потребление энергии устройством прекращается, а энергия, накопленная в одной индуктивной нагрузке, используется для питания другой индуктивной нагрузки, за счет чего и достигается цель изобретения. 1 ил. (Л с ю со 00 00 00 00