Коммутирующее устройство Советский патент 1989 года по МПК H03K17/567 

ел

ел

со

05

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано н системах питания от одной сети многих оСп-.ектов со значитель- пусковым токами.

Цель изобретения - повьппение надежности работы путем исключения кратковременных перегрузок питающей сети, вызванных пусковыми токами.

На чертеже представлена принци- пигшьная электрическая схема устройства.

Комм тирующее. устройство содержит симистор 1 в цепи подключения нагрузки 2 к питающей сети (шины 3 и 4), формироватлеь 5 запускающих син- хроимпуьсов, MS-триггер 6, усилитель 7 мощности, подключенный выходом к входу cи п cтopa 1, первую схему И 8 подключенную первым входом к выходному выводу фор№1рователя 5, вторым входом - к выходу TpHrrejia 6, а выходом - к входу усилителя 7, первый инвертор 9, подключенный пьС :о- дом к S-входу триггера 6, «гх входом - к ишнам 10 и 11 управления, например, через диодный оптрон 12, в 1 орую схему И 13, второй инвертС Г 14, ждущий мультивибратор 15 и :;а ру транзисторов 16 и 17 одного ти- пг проводимости, коллекторы которых соединены, : :}миттерно-базов.1е переходы включены пгтречно-параллель- но и подключены к ч ыходпым выводам .симистора 1 через дв ухстороннюю пороговую депь IPi. входные выводы фор мфопателя 5 подключены к выходным выводам симистора К R-вход триггер 6 соединен с вькодом cxeMi i И 13, первый вход которой соединен с выходом ждущвГ мультивибратора 15, подключенного вхолдгм к первому входу схемы И 8, вход - с выходом инвертора 14, подк,:;юченного входом к общей коллекторной депи 19 транзисторов 16 и 17, а третий вход с входом И1ик-ртора 9.

Формировате;г1. 5 может быть выполнен f a транзисторах 20 и 21 одно го типа проводимости, общая коллек- 1 орпая цепь 2. которых подключена к выходному ВЫ110ДУ, а эмиттерно-ба- зовые переходы включены встречно- параллельно и через резистор 23 под ключепы к ) выводам формирователя 3,

Цву :сторонпяя пороговая пепь 18 может быть Я1.по.лиена, например, в

5

0

5 0 0 5 0 5

виде последовательной депи из встречно включенных стабилитронов 24 и 25 и резистора 26. Коллекторые цепи 19 и 22 подключены к питающей шине 27.

Устройство работает следующим образом.

При обесточенном светодиоде оп- трона 12, т.е. при отсутствии напряжения ва шинах 10 и 11, на вход инвертора 9 и третий вход схемы И 13 подается нулевой уровень, в результате чего триггер 6 будет устойчиво находиться в нулевом состоянии, Нулевой потенциал с выхода триггера 6 через схему 8 поступает на вход усилителя 7. В результате цепь управления симистора 1 обесточена, симистор 1 заперт и на его выходных (силовых) выводах имеет место переменное напряжение сети, поступающее, на вход формирователя 5 и на эмит- терно-базовые переходы транзисторов 16 и 17 через пороговую цепь 18.

Фop иpoвaтeль 5 предназначен для получения последовательности коротких импульсов, синхронизированных с моментами перехода переменного на- пряже1шя сети через ноль, и работает следующим образом.

Когда тина 3 положительна отно- ситлеьно общей щины 4 в цепи: шина 3, нагрузка 2, резистор 23, переход база - эмиттер транзистора 20, шина 4 протекает ток, открывающий транзистор 20, При отрицательном потенциале на щине 3 ток протекает по цепи: шина 4, переход база - эмиттер транзистора 21, резистор 23, нагрузка 2, iiMHa 3, Открывается транзистор 21 и, следовательно, транзистор 20,

Таким образом, при любой полярности напряжения на шине 3 объединенные коллекторы транзисторов 20 и 21 (выход формирователя 5) будут иметь нулевой потенциал и лишь во время перехода напряжения сети через ноль оба транзистора 20 и 21 запираются, формируя короткий (-50 мкс) положительный импульс, который поступает на первый вход схемы И 8 и на вход ждущего мультивибратора 15,формирующего прямоугольный импульс фиксированной длительности, подаваемый на первый вход схемы И 13,

Схема 28 на транзисторах 16 и 17 по принципу действия аналогична формирователю 5 и отличается только на5

личием пороговой цепи 18. Через резистор 26 будет протекать ток только при относительно большом по модулю напряжении сети, а когда это напряжение меньше порогового напряжения стабилитрона 24 (25), транзисторы 16 и 17 будут закрыты и на их объединенных коллекторах, т.е. на входе инвертора 14, будет действовать положительный импульс. Длительность этого импульса будет определяться амплитудой и частотой синусоидального напряжения сети. Уменьшение амплитуды и частоты сети повле чет за собой увеличение длительности импульса на входе инвертора 14, а увеличение приведет к ее уменьшению. Следовательно, о соответствии напряжения и частоты сети требуемым условиям можно судить путем сравнения длительности импульса на входе инвертора: 14 с фиксированной длительностью импульса мультивибратора 15, которое может осуществляться логической схемой И 13.

Когда под действием внешнего напряжения на шинах 10 и 11 светодиод оптрона 12 переводит фотодиод в проводящее состояние, на инвертор 9 и третий вход схемы 13 подается положительный потенциал,разрешающий переключение триггера 6 в единичное состояние и сравнение длительности импульса, поступающего на логический элемент 13 через инветор 14, с длительностью импульса мультивибратора 15. Если импульс мультивибратора 15 заканчивается раньше импульса, формируемого схемой 28 на транзисторах 16 и 17, то напряжение и частота сети считаются ниже пороговых и коммутирующее устройство находится в состоянии ожидания, а если позже, то на выходе схемы 13 возникает положительный импульс, перебрасывающий триггер 6 в единичное состояние. Регулировку порога можно осуществлять изменением длительности импульса мультивибратора 15.

Единичный потенциал с выхода триггера 6 поступает на второй вход схемы 8, разрешая прохождение через нее очередного запускающего синхроимпульса, который через усилитель 7 открывает симистор 1, и напряжение сети оказывается приложенным к нагрузке 2. Базовые.цепи транзисторов 20 1 21 обесточиваются, и на выходе

153616

формирователя 5 остается положительный потенциал, постоянно поддержи- ваюший включенное состояние стора 1 через схему 8 и усилитель 7 при единичном состоянии триггера 6. Выключение устройства осуществляется снятием управляющего напряжения с ши н 10 и 11.

|QИспользование изобретения позволяет исключить сбои оборудования из-за кратковременных провалов напряжения или частоты сети, обусловленных совпадением пусковых режимов.

15

Формула изобретения

1. Коммутирующее устройство, содержащее симистор в цепи подключения нагрузки к питающей сети, формирователь запускающих синхроимпульсов, RS-триггер, усилитель мощности, подключенный выходом к входу симистора, первую схему И, первый

вход которой подключен к выходном выводу формирователя запускающих синхроимпульсов, первый инвертор,подключенный входом к шинам управления, отличающееся тем, что,

с целью повышения надежности работы, введены вторая схема И, второй инвертор, ждущий ryльтивибpaтop и пара транзисторов одного типа проводимости, коллекторы которых соединены, а оготттерно-базовые переходы включены встречно-параллельно и подключены к выходным выводам cи иcтopa через двухстороннюю пороговую цепь, при этом входные выводы формирователя запускающих синхроимпульсов подключены к выходным выводам симистора, вы- ход первого инвертора соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом первой схемы и, подключенной выходом к входу усилителя мощности, R-вход RS-триггера соединен с выходом второй схемы И, первый вход которой соединен с выходом ждущего мультивибратора, подключенного входом к первому входу первой схемы И, второй вход - с выходом второго инвертора, подключенного входом к общей коллекторной цепи пары транзисторов, а третий вход - с входом первого инвертора.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что ватель запускающих синхроимпульсов вьшолнен на двух транзисторах одно

715153618

го типа проводимости, общая коллек-вые переходы включены встречно-паторная цепь которых подключена краллельно и через резистор подключевыходному выводу, а эмиттерно-базо-ны к входным выводам.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено для использования в системах питания от одной сети многих потребителей с значительными пусковыми токами. Цель изобретения - повышение надежности работы. Коммутирующее устройство содержит симистор 1, формирователь 5 запускающих синхроимпульсов, RS -триггер 6, усилитель 7 мощности, первую схему И 8, инвертор 9. Введение схемы И 13, инвертора 14, ждущего мультивибратора 15, транзисторов 16, 17 с пороговой цепью 18 на входе и подключение выхода мультивибратора 15 ко входу схемы 13, общей коллекторной цепи 19 транзисторов 16, 17 через инвертор 14 к второму входу схемы 13, а шин 10, 11 управления к третьему входу схемы 13 и через инвертор 9 к S -входу триггера 6, выход которого через схему 8, управляемую вместе с мультивибратором 15 синхроимпульсами формирователя 5, и усилитель 7 подключен к входу симистора 1, позволяет исключить сбои в работе из-за кратковременных провалов напряжения или частоты питающей сети, обусловленных совпадением пусковых режимов нескольких потребителей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.