Ключ переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к автоматике, предназначено для коммутащги в условиях переменного тока. Известны устройства пля переключения нагрузки переменного тока, содержащие выпрямительный диодный мост, коммутирующий тиристор, управляющий транзистор и управляемый ключ, причем тиристор подключен параллельно диагонали постоян нсг-о тока выпрямительного моста; параллельно управляющему переходу тиристора включен переход коллектор эмиттёр управляющего транзистора, база которого подключена к средней точке резисторного делителя напряжения, включенного параллельно тиристору, а управляемый ключ подключен к управляющему электроду тиристора LlJ. К недостаткам подобных устройств сл дует отнести наличие напряжения на нагрузке при выключенном состоянии ключа и высокий уровень мощности, потребляемой по цепи }гправления. Наиболее близок к предлагаемому ключ перюменного тока, содержащий диодный выпрямительный мост, коммутирующий тиристор, управляющий транзистор и источник постоянного тока, последовательно с которым включен управляемый ключ, причем в диагональ переменного тока выпрямительного моста включены входная и выходная клеммы устройства, а параллельно диагонали постоянного тока включен коммутирующий тиристор, катод которого непосредственно подключен к эмиттеру управляющего транзистора и отри1штель- ной шине источника постоянного тока, а через первый резистор подключен к базе управляющего транзистора, которая через второй резистор связана с анодом коммутирующего тиристораС23. Уто устройство потребляет значительную мощность и недостаточно надежно. С целью уменьщения потребляемой мощности и повышения надежности в ключ переменного тока, содержащий диодный выпрямительный мост, коммутирующий TIIристор, управляющий транзистор и источник постоянного тока, последовательно с которым включен управляемый ключ, при чем в диагональ переменного тока выпрямительного моста включены входная и выходная клеммы устройства, а параллельно диагонали постоянного тока включен коммутирующий тиристор, катод которого непосредственно подключ ен к эмиттеру управляющего транзистора иотрицательной шине источника постоянного тока, а через первый резистор подключен к базе управляющего транзистора, которая через второй резистор связана с анодом коммутирующего тиристора, введены пороговый элемент, до- isтранзистора 5 меньше, чем пороговое наполнительный управляющий транзистор ипряжетае элемента 4, элемент 4 закрыт, ива резистора, причем база дополнительно-и в управляющий электрод тиристора 3 . го управляющего транзистора через пер-ток не постуттает. В результате этого тивый дополнительный резистор подключенаристор 3 закрыт. Такое состояние подк аноду коммутирующего тиристора, а кол- 20держивается всю оставшуюся часть полулектор этого транзистора через второйпериода коммутируемого напряжения.

допол1штельный резистор и управляемый ключ связан с положительной шиной источника постоянного тока, точка соеданеиия коллектора управляющего и эмиттера до- 25

полнительного управляющего транзисторов через пороговый элемент подключена к управляющему электроду коммутируютдего та рис тора. На чертеже представлена схема описы- 30 Баемого устройства. Ключ переменного тока содержит диодный выпрямительный мост 1, в диагональ переменного тока ко торого включена нагрузка 2, а в диагональ постоянного тока включен коммутирующий тир1стор 3, к управляющему элек троду которого подключен пороговый элемент 4; коммутирующий транзистор 5, до полнительный управляющий транзистор 6, коллектор которого через последователь- но соединенные резистор 7 и управляемый ключ 8 подключен к положительной шине источника постоянного тока 9; резисторы 10-12, фильтрующий конденсатор 13, включенный параллельно резистору 7; клеммы источника коммутируемого напряжения 14, 15. Для устойчивой работы ключа переменного тока пороговый элемент 4 должен обеспечивать определенную задержку электрического сиг-50 нала (едишшы микросекунд).

Устройство работает следующим образом. В исходном состоя гаи управляемый ключ 8 разомкнут. Поэтому на управляюший электрод тиристора 3 сигнал не поступает, и нагрузка 2 обесточена. Транзисторы 5 и 6 закрыты, поскольку их последовательно соединенные переходы кол-

лектор-эмиттер отключены от шины источгшка постоянного тока 9. Если в момент замыкания ключа 8 амплитуда коммутируемого напряжения превышает некоторсе значение, соответствующее напряжению коммутации, (максимально допустимому значению коммутируемого напряжения, при котором коммутация происходит с допустимым уровнем помех), то напряжение

в средней точке делителя на резисторах 10, 11 таково, что транзисторы 5 и 6 открыты. Открытый транзистор 5 шунтирует вход порогового элемента 4. Поскольку напряжение на коллекторе открытого

В начале следующего полупериода первым включается транзистор 6 за счет Bfji6opa соответствующих параметров реключ 8, резистор 7, переход коллекторэмиттер транзистора 6 и пороговый элемент 4 от источника 9 протекает ток управления. Тиристор 3 включается и стание на его базе становятся еще меньше. Транзистор 6 запирается за счет того, что напряжение на его базе становится меньше, чем напряжение на эмиттере. Таким образом, при включенном тиристоре 3 ток от источника 9 не потребляется. зисторов 10, 11. Через управляемый вится на самоблокировку, поскольку его анодный ток больше тока удержания. При включении тиристора 3 напряжение на нем резко падает до остаточного (1-2 в). транзистор б закрывается, так как напряжение на его эмиттере становится больше, чем на базе. После запирания транзистора 6 ток в управляющую цепь тиристора 3 не поступает. Если же при замыкании управляемого ключа 8 мгновенное напряжение на базе транзистора 5 меньше его напряжения отпирания, этот транзистор закрыт и не шунтирует входную цепь порогового элемента 4. Управляющий ток поступает через резистор 7, переход коллектор-эмиттер транзистора 6, пороговый элемент 4 на управляющий электрод тиристора 3. Тиристор 3 включается, и напряжение на нем падает до остаточного. Транзистор 5 остается запертым, поскольку напояже