Устройство для регулирования мощности Советский патент 1993 года по МПК G05F1/66 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования средней энергии, выделяемой, например, электронагревателем бытового отопительного прибора.

Целью изобретения является упрощение, повышение надежности работы и расширение диапазона регулирования.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит симистор 1, нагрузку 2 в виде электронагревательного элемента, пороговый по напряжению ключевой элемент - таймер 3 с пороговым 4 и запускающим 5 входами, первым 6 и вторым 7 вы- ходами, выводами сброса 8, общим 9 и питания 10; времязадающий конденсатор 11, резисторы 12 и 13, потенциометр, состоящий из верхнего 14 и нижнего 15 плеч, и стабилитроны 17-19, подсоединяющие уп- равляющий электрод симистора 1 через конденсатор 20 к клемме сети переменного тока 21, к другой клемме 22 которой подключен катод симистора 1; диоды 23-25 и конденсатор фильтра 26.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на клеммы 21 и 22 сети через конденсатор 20, стабилитрон 17, встречно включенные стабилитроны 18 и 19 и переход управляющий электрод-катод симистора 1 проходит ток, и симистор 1 отпирается, включая нагрузку 2. За время, не превышающее нескольких полупериодов сети, конденсатор фильтра 26 заряжается через диод 25 и один из диодов моста 16 до напряжения, падающего на стабилитронах 17-19 и переходе управляющий электрод- катод симистора 1. Этим напряжением на конденсаторе фильтра 26 осуществляется питание таймера 3 и времязадающей цепи 11-15. Так как конденсатор 11 RC-контура разряжен, а к нему подключен запускающий вход 5 таймера, то триггер таймера запускается, и на его выходе появляется напряже- ние, примерно равное напряжению-на конденсаторе фильтра 26. Поэтому диоды моста 16 заперты, симистор 1 открыт, и нагрузка 2 включена.

Через резистор 12, диод 23 и плечо 15 потенциометра под действием напряжения на конденсаторе фильтра 26 начинает заряжаться конденсатор 11. Когда этот конденсатор через интервал времени, определяющий длительность импульса, выделя- емого в нагрузке, зарядится до напряжения, равного 2/3 напряжения питания таймера 3, и, следовательно, напряжение на пороговом входе 4 таймера достигнет порога срабатывания таймера, его выходной триггер

переключается и напряжение на его выходе 6 снижается до нуля. На этот выход замыкается, отпираясь, диодный мост 16, шунтируя стабилитроны 18 и 19 и переход управляющий электрод-катод симистора 1. Для на- дежного шунтирования перехода управляющий электрод-катод симистора через диодный мост 16 служит встречно-последовательно включенные стабилитроны 18 и 19. Так как стабилитроны 18 и 19 шунтируются через диодный мост таймером 3, напряжение на конденсаторе фильтра 26 снижается. Одновременно отпирается ключевой элемент выхода 7 таймера. При этом диод 23 запирается, а диод 24 отпирается, и через него, верхнее плечо 14 потенциометра и резистор 13 на ключевой элемент таймера разряжается конденсатор 11. Когда этот конденсатор разрядится до 1/3 напряжения, вновь установившегося на конденсаторе фильтра 26, т.е. снизится напряжение на запускающем входе 5 таймера, таймер 3 снова переключится и напряжение на его выходе 6 резко возрастает, запирая диодный мост 16. Отпирается симистор 1 и включается нагреватель 2. В дальнейшем работа устройства повторяется.

Время отключенного .состояния нагрузки определяется постоянной времени RC- контура, составленного верхним плечом 14 потенциометра и конденсатором 11.

Средняя мощность, выделяемая в нагрузке, может изменяться соотношением длительности и паузы импульсов, т.е. изменением их скважности, практически от 0 до максимальной. Для ограничения тока разряда конденсатора 11 в верхнем положении подвижного вывода потенциометра, когда в нагрузке выделяется максимальная мощность, используется резистор 13.

8 предложенном устройстве для питания как цепи управления симистора, так и таймера применяется один и тот же ограничивающий ток конденсатор 20.

Схема устройства характеризуется простотой и широким диапазоном бесступенчатого изменения энергии в нагрузке большой мощности, высокими точностью и стабильностью работы.

Формула изобретения

Устройство для регулирования мощности, содержащее симистор, через который к выводам для подключения сети подключены выводы для подключения нагрузки, конденсатор фильтра, параллельно которому подключены выводы питания таймера, пороговый и запускающий входы которого соединены с времязадающим конденсатором, первый резистор, один вывод которого подключен к конденсатору фильтра, а другой - к аноду первого диода, и диодный мост, отличающееся тем, что, с Целью упрощения, повышения надежности в работе и расширения диапазона регулирования, введены второй резистор, потенциометр, второй и третий диоды, дополнительный конденсатор и три стабилитрона, при этом первый вывод дополнительного конденсатора соединен с общим выводом для подключения сети и нагрузки, второй вывод дополнительного конденсатора через второй диод соединен с общим выводом первого резистора и конденсатора фильтра и с одним из выводов первого стабилитрона, другой вывод которого через встречно-последовательно включенные второй и третий

0

5

стабилитроны соединён с управляющим выводом симистора и с одним из выводов переменного тока диодного моста, другой вывод переменного тока которого соединен с общим выводом симистора и выводом для подключения сети, первый вывод постоянного тока диодного моста соединен с общим выводом таймера, а его второй вывод постоянного тока соединен с выводом таймера, второй резистор, третий диод и крайние выводы потенциометра формируют последовательную цепь, включенную параллельно первому диоду, средний вывод потенцио- метра.,соединен с пороговым и запускающим входами таймера, а один из его крайних вы водов-с катодом первого диода.

Использование: изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования средней энергии, выделяемой, например, электронагревателем бытового отопительного прибора. Сущность изобретения: устройство содержит симистор 1, конденсатор фильтра 26, к которому подключен таймер 3, пороговый и запускающий входы которого соединены с времязадаю- щим конденсатором 11, диод 23 и диодный мост 16. Для упрощения схемы устройства, повышения надежности работы и расширения диапазона регулирования в него введены потенциометр 14, диоды 24. 25, дополнительный конденсатор 20 и три стабилитрона 17-19, образующих с дополнительным конденсатором 20 последовательную цепь, через которую управляющий электрод сими- стора соединен с одним из выводов сети. Схема устройства характеризуется простотой и широким диапазоном бесступенчатого изменения энергии в нагрузке большой мощности, высокими точностью и стабильностью работы. 1 ил. СО с со го о о 00 о