Переключатель с синхронной коммутацией Советский патент 1989 года по МПК H03K17/56 

u.l

Изобретение относится к электро.- технике и может быть использован для импульсного синхронного подключения нагрузки к сети переменного тока.

Цель изобретения - повьппение КПД а также упрощение при подаче на нагрузку двухполупериодного напряжения

На фиг. 1 приведена структурная схема переключателя с синхронной коммутацией; на фиг. 2 - его принципиальная схема.

Переключатель (фиг.1) содержит силовой коммутирующий элемент 1, нагрузку 2, шины 3 и 4 питания, блок 5 синхронизации, фазосдвигающую цепочку 6 и первый и второй управляющие ключи 7 и 8. Силовые вьшоды коммутирующего элемента 1 через нагрузку 2 подключены к шинам 3 и 4, а управляющие выводы соединены соответственно с первьм и вторьЫ выходами блока 5, первьй и второй входы которого подключены к шинам 3 и 4. Первый вывод фазосдвигающей цепочки 6 соединен с третьим входом блока 5. Первый вывод ключа 7 соединен с в во- рым выводом ключ:а 8 и подключен к второму выводу фазосдвигающей цепочки 6, второй вывод ключа 7 соединен с первым выводом ключа 8 и подключен к четвертому входу блока 5.

Переключатель (фиг ,.2) содержит силовой коммутирующий элемент 1j выполненный в виде первого и второго силовых тиристоров 9 и 10, нагрузку 2, шины 3 и 4 питания, блок 5 синхронизации вьтолнен в виде двухполупе- риодной симметричной схемы на двух тиристорах 11 и 12, двух стабилитронах 13 и 14, шести диодах 15-20 и резисторе 21, фазосдвигающую цепочку 6, выполненную на двух резисторах 22 и 23 и конденсаторе 24 и два управляющих ключа 7 и 8.

Блок 5 синхронизации предназначен для раздельного управления положи- тельнь1ми и .отрицательными полуперио- дами напряжения на нагрузке 2. При положительных полупериодах напряжения сети работает часть схемы - ключ 7, диоды 15, 16 и 20, тиристоры 9 и 12 и стабилитрон 14. При отрицательных полупериодах напряжения сети работает другая часть схемы - ключ 8, диоды 17-19, тиристоры 10 и 11 и ста билитрон 13. Резистор 21 используется оба полупериода. Ключи 7 и 8 при этом являются несимметричными (про

5

10

15

20

25

30

35

0

5

0

пускают ток при включении только в одном направлении, показанном на фиг. Ги 2 стрелкой). При подаче на нагрузку 2 двухполупериодного напряжения ключи 7 и 8 могут быть выполнены в виде одного симметричного ключа (не показано).

Переключатель работает следующим образом.

В установившемся режиме в начале положительного полупериода напряжение сети прикладьшается к стабилитрону 14 по цепи: шина 4, диод 16, резистор 21, стабилитрон 14, управляющий переход тиристора 12, шина 3. После превьш1ения напряжением сети напряжения стабилизации стабилитро- на 14 по управляющему переходу тиристора 12 протекает ток, достаточ- ньй для его отпирания. Если после этого управляющий ключ 7 открывается, то ток от шины 4 через диод 15, фазосдвигающую цепочку 6 и управляющий ключ 7 протекает через тиристор 12, шунтируя управляющий переход силового тиристора 9. В начале следующего положительного полупериода, пока тиристор 12 закрыт, этот ток протекает через управляющий переход тиристора 9, обеспечивая синхронное его включение независимо от момента включения управляющего ключа 7.

Аналогично во время отрицательных пглупериодов при включе1ши управляющего ключа 8 включается синхронно тиристор 10 и подает на нагрузку 2 однополупериодное отрицательное напряжение.

В переключателе постоянно подключен к питающей сети на холостом ходу только резистор 21, определяющий управляющий ток тиристоров -11 и 12. По фазосдвигающей цепочке 6 ток протекает лишь от момента замыкания ключа 7 или 8 до начала ближайшего соответствукщего ключу полупериода сети, т.е. не более одного полупериода на.каждый цикл включения, что и . определяет незначительное потребление из сети ,тока и мощности на холостом ходу, а следовательно, повьше- ние КПД.

Формула изобретения

1. Переключатель с синхронной коммутацией, содержащий силовой коммутирующий элемент, силовые вьшоды кото

рого через нагрузку подключены к шинам питания, а управляющие вьшоды соединены соответственно с первым и вторым выходами блока синхронизации, которьй выполнен в виде двухполупе- риодной симметричной схемы, первый и второй входы блока синхронизации подключены к шинам питания, первый и второй управляющие ключи, фазосдви- гающую цепочку, первый вывод которой соединен с третьим входом блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, первый вывод первого управляющего ключа соединен с вторым выводом второго управляющего ключа и подключен к второму вьшоду фазосдвигающей цепочки, второй вывод первого управляющего ключа соединен с первым вьшодом- второго управляняцего ключа и подключен к четвертому выходу блока синхронизации.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения при подаче на нагрузку двухполупериодного напряжения, первый и .второй управляющие ключи вьшол- нены в виде одного симметричного ключа, первый вьшод которого соединен с вторым выводом фазосдвигающей цепочки, а второй вьтод симметрич0

0

5

ного ключа - с четвертым входом блока синхронизации.

3. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что блок синхро- .низации содержит два тиристора, два стабилитрона, шесть диодов и резистор, аноды первого и второго диодов и катод первого тиристора объединены и подключены к первому входу блока синхронизации, аноды третьего и четвертого диодов и катод второго тиристора объединены и подключены к второму входу блока синхронизации, катод первого диода и аноды первого тиристора и пятого диода объединены и подключены к третьему входу блока синхронизации, катод третьего диода и аноды второго тиристора и шестого диода объединены и подключены к четвертому входу блока синхронизации, управляющий электрод первого тиристора соединен с анодом первого стабилитрона, катод которого соединен с катодом второго диода и первым выводом резистора, управляющий электрод второго тиристора соеда1нен с анодом второго стабилитрона, катод которого соединен с катодом четвертого стабилитрона и вторым вьшодом резистора, катод пятого диода соеди- нен с первым выходом блока синхронизации, катод шестого диода с вторым выходом блока синхронизации.

фие.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для синхронного подключения нагрузки к сети переменного тока. Цель изобретения - повышение КПД. Переключатель содержит силовой коммутирующий элемент 1, блок 5 синхронизации, фазосдвигающую цепочку 6, два управляющих ключа 7,8. Блок 5 синхронизации выполнен на шести диодах, двух тиристорах, двух стабилитронах и одном резисторе. Новое подключение управляющих ключей 7 и 8 позволяет обеспечить протекание тока по фазосдвигающей цепочке 6 только от момента включения управляющего ключа до начала ближайшего полупериода, а не постоянно, за счет чего и достигается поставленная цель. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.