Релейное устройство Советский патент 1991 года по МПК H01H47/32 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления, напряжения и т.п. для контроля и регулирования температуры, давления, напряжения и других величин.

Цель изобретения - увеличение мощности, выделяемой в нагрузке, и снижение потерь в цепях управления

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 включенные встречно-параллельно тиристоры, через которые к клеммам 3 и 4, подключаемым к сети, подсоединена нагрузка 5. выполненная, например, в виде электронагревательного элемента измерительный

мост 6. составленный терморезистором 7 и резисторами 8 - 10. компаратор 11 образованный операционным усилителем 12 и резистором 13 обратной связи, транзисторный ключ 14 база которого подключена к выходу компаратора 11 через резистор 15. Питание измерительного моста 6 и операционного усилителя 12 осуществляется от первого конденсатора фильтра 16, который через диод 17 подключен к точке соединения катода стабилитрона 18 с вторым конденсатором 19. Один вывод конденсатора 19 соединен с клеммой 3 сети, к которой подключен один вывод нагрузки 5. Второй вывод нагрузки 5 подключен к тиристорам 1 и 2 и одному выводу третьего конденсатора 20. другой вывод которого через резистор 21 соединен

а ел со о ю го

с управляющим электродом тиристора 2, через последовательно включенные резистор 22 и диод 23 - с клеммой 3 сети. Параллельно входу транзисторного ключа 14 подключен резистор 24, а к входу тиристора 1диод 25.

Устройство работает следующим образом.

Когда регулируемая температура выше заданной, при подаче напряжения питания на клеммы 3 и 4 при положительном потенциале на клемме 3 через последовательную цепь, образованную вторым конденсатором 19, стабилитроном 18 и переходом управляющий электрод - катод тиристора 1, прохо- дит однополупериодный ток, вызывающий отпирание тиристора 1 по силовой цепи и включение нагрузки 5. Под действием падения напряжения на нагрузке 5 через диод 23 и резистор 22 заряжается конденсатор 20, который через резистор 21 разряжается на переход управляющий электрод - катод тиристора 2, осуществляя зависимое управление тиристором 2 во время отрицательной полуволны напряжения питания на клемме 3 сети. В последнем случае под действием тока разряда конденсатора 20 на цепь управления тиристор 2 отпирается и через его анодную цепь и нагрузку протекает ток встречного напряжения току через тиристор 1. При отрицательном потенциале на клемме 3 ток перезаряда конденсатора 19 проходит через диод 23 и стабилитрон 18, минуя цепь управления тиристора 1. До амплитудного значения падения напряже- ния на стабилитроне 18 через диод 17 заряжается первый конденсатор фильтра 16, от которого осуществляется питание измерительного моста б и компаратора 11.

Если температура в зоне установки терморезистора 7 ниже заданной, измерительный мост формирует на своем выходе напряжение, обеспечивающее на выходе компаратора 11 низкий потенциал. В этом случае ключевой элемент 14 заперт и ток, ограниченный конденсатором 19 и стабилитроном 18, проходит через цепь управления тиристора 1. При этом в один полупериод открывается тиристор 1, а в другой - тиристор 2 и нагрузка включена.

Так как ток управления тиристором 1 ограничивается конденсатором 19, он опережает анодный ток тиристора на 90 эл.град.. что позволяет надежно отпирать тиристор 1 по цепи управления меньшим по значению действующим током, чем постоянный или активный ток. Это позволяет уменьшить мощность, потребляемую предлагаемой схемой. Кроме того, тиристор 1 отпирается в начале каждого полупериода

сети и все напряжение сети выделяется в нагрузке. При этом исключается радиопомехи в сети. Одновременно питание компаратора 11 и термочувствительного моста осуществляется от источника тока, от которого питается и цепь управления тиристора 1.

При достижении заданной температуры компаратор меняет свое состояние и создает на выходе высокий потенциал. При этом отпирается ключевой элемент 14, который шунтирует цепь управления тиристора 1 Поскольку напряжение, падающее на открытом ключевом элементе 14 меньше напряжения, падающего на переходе управляющий электрод - катод тиристора 1, то весь ток, протекающий через конденсатор 19 и стабилитрон 18, проходит через транзистор 14. Поэтому тиристор 1 и, следовательно, тиристор 2 закрываются и нагрузка 5 отключается.

При уменьшении температуры на значение, большее значения дифференциала компаратора 11, он закрывает ключевой элемент 14, чем обеспечивается включение нагревателя, и процесс повторяется Для уменьшения мощности, рассеиваемой на резисторе 22, обеспечивающем зависимое от тиристора 1 управление тиристором 2. могут быть использованы дополнительно ключевые элементы.

Изобретение обеспечивает высокий КПД устройства за счет исключения из его схемы силовых диодов моста. Простота и надежность устройства, возможность коммутировать большую мощность с высоким КПД позволяет применять его в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и быта.

Формула изобретения Релейное устройство, содержащее выводы для подключения питания, три диода. компаратор, измерительный мост, транзисторный ключ, четыре резистора, выводы для подключения нагрузки, стабилитрон, два конденсатора, первый тиристор, первый вход измерительного моста подключен к первой обкладке первого конденсатора и первому выводу для подключения питания компаратора, второй вход измерительного моста подключен к второй обкладке первого конденсатора, второму выводу для подключения питания компаратора, первому выаоду первого резистора, эмиттеру транзисторного ключа, аноду первого диода и катоду первого тиристора, первый и второй выходы измерительного моста подключены к первому и второму входам компаратора, выход компаратора подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод второго резистора подключен к второму выводу первого резистора и базе транзисторного ключа, коллектор транзисторного ключа подключен к катоду первого диода, первый вывод для подключения питания подключен к аноду второго диода, катод второго диода подключен к первому выводу третьего резистора, отличающееся тем, что. с целью увеличения мощности, выделяемой в нагрузке, и снижения потерь в цепях управления, оно дополнительно снабжено вторым тиристором и третьим конденсатором, второй вывод для подключения питания подключен к второй обкладке первого конденсатора, первому выводу для подключения нагрузки и аноду второго тиристора, катод второго тиристора под

ключей к аноду первого тиристора и первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка второго конденсатора подключена к второму выводу третьего резистора и первому выводу четвертого резистора, второй вывод четвертого резистора подключен к управляющему электроду второго тиристора, управляющий электрод первого тиристора подключен к катоду первого диода и аноду стабилитрона, катод стабилитрона подключен к аноду третьего диода и первой обкладке третьего конденсатора, катод третьего диода подключен к первому входу измерительного моста, вторая обкладка третьего конденсатора подключена к первому выводу для подключения питания и второму выводу для подключения нагрузки.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления, напряжения и т.п. для контроля и регулирования температуры, освещенности, напряжения и других величин. Цель изобретения - увеличение мощности, выделяемой в нагрузке, и снижение потерь в цепях управления Устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, компаратор и ключевой элемент, нагрузку, тиристор В устройство дополнительно введен тиристор включенный встречно-параллельно первому тиристору, первый вывод второго конденсатора подключен к выводу нагрузки соединенному с клеммой сети а второй вы вод конденсатора через стабилитрон соединен с управляющим электродом первого тиристора При изменении сопротивления терморезистора скачком меняется напряжения на выходе операционного усилителя и соответственно изменяется состояние транзистора При закрытом транзисторе оба тиристора открыты При этом ток протекает через нагрузку При изменении состояния транзистора оба тиристора закрываются и ток через нагрузку не течет 1 ил (Л С

20 21