Двухполярный ключ переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H03K17/60 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах регулирования и стабилизации температуры нагреваемых объектов,например, в системах управления режимом герметизации корпусов интегральных схем с использованием частоты импульсов сетевого напряжения,

Известно устройство, содержащее силовой коммутатор в виде встречнопараллельно включенных тиристоров, блок фазового управления, узел формирования числа импульсов и

Известен также двухполярный ключ переменного тока, содержащий сило вой трансформатор, подключенный через первый и второй ключи к клеммам напряжения/сети, блок управления включением и выключением двухполярного ключа с трансформаторным выходом, синхронизатор , задатчик числа импульсов и пауз 2.

Известные схемы имеют малую точность дозирования мощности нагрева.

Целью изобретения является повышение точности дозирования мощности нагрева.

Цель достигается тем, что в двухполярный ключ переменного тока, со2

держащий силовой трансформатор, подключенный через первый и второй ключи к клеммам напряжения сети, блок управления включением и выключением двухполярного ключа с трансформаторным выходом, синхронизатор,, задатчик числа импульсов и пауз, введены защитные диоды, дифференцируюшая цепь, первый и второй элементы И, индика0тор полярности напряжения сети, усилитель и инвертор, причем эмиттеры транзисторов первого ключа соединены с коллекторами транзисторов второго ключа через защитный диод и под5ключены к одной клемме напряжения сети, а эмиттеры транзисторов второго ключа подключены к коллекторам транзисторов первого ключа через второй защитный диод и подключены

0 через первичную обмотку силового трансформатора к другой клемме напряжения сети, при этом элементы управления длительностью фронта и спаца напряжения сети соединены последовательно друг с другом через дифференцирующую цепь, вход элемента управления длительностью фронта подключен к выходу синхронизатора и входу задатчика числа импульсов и пауз,

0 а выход элемента управления длительностью спада подключен к двум э;темонтам И, выход первого из которых подлючен через усилитель ко входу упавления одного ключа, а выход ругого - ко входу управления второо ключа, второй вход первого элеента И подключен к выходу индикатора олярности напряжения Сети, а второй вход второго элемента И соединен с индикатором полярности напряжения сети через инвертор, третьи входы первого и второго элементов И подключены к выходу задатчикачисла импульсов и пауз.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема двухполярного ключа переменного тока. Схема включает индикатор полярности напряжения сети 1, синхронизатор 2, инверторы 3,. 4, одновибратор 5, дифференцирующая цепь 6, одновибратор 7, первый 8 и второй 9 элементы И, усилители io, 11, трансформаторы 12, 13, диоды 14, 15, задатчик числа импульсов и пауз 16, ключи 17, 18, защитные диоды 19, 20, клеммы напряжения сети 21, 22, силовой трансформатор 23, нагрузка 24, трансформатор 25, пороговой элемент 26.

Двухполярный ключ переменного тока работает следующим образом,

Ст сети через трансформатор 25 напряжения сети поступает одновременно на индикатор полярности 1 и синхронизатор i. Индикатор полярности 1 формирует импульсы прямоугольной формы, низкий уровень которых соответствует положительному полупериоду управляемого напряжения на нагрузке 24, а высокий уровень соответствует отрицательному полупериоду управляемого сетевого напряжения на нагруаке 24. Синхронизатор 2 обеспечивает включение одновибратора 5 в момент перехода синусоидального сетевого напряжения через нулевое значение. Длительность импульса, формируемого одновибратором 5,равна длительности требуемой задержки включения соответствующего ключа 17 или 18 в момент формирования силового импульса на трансформаторе 23 и нагрузке 24. Дифференцирующая цепь 6 обеспечивает запуск второго одновибратора 7 по спаду импульса первого одновибратора 5, чем определяется заданное время открытого состояния ключей 17 и 18 и формирование длительное ти силовых импульсов на нагрузке 24.. Синхронизатором 2 осуществляется также запуск задатчика числа импульсов и пауэ 16, обеспечивающего заданное число импульсов и пауз между циклами нагрева.

Импульсы управления от одновибратора 7, задатчика импульсов и пауз 16 и инверт9Ры 3 и 4 поступают на соответствующие элементы И. При совпадении сигналов на одном из элементов и, например,, на элементе И 8 при положительной полярности полупериода сетевого напряжения, открывается усилитель 10 усилитель 11 - при отрицательной полярности полупериода сетевого напряжения)и трансформатор 5 12 (13) формирует импульс запуска ключа 17. в это время элемент И 9 закрыт низким уровнем напряжения на его входе по выходу инвертора 3, усилитель 11 закрыт.и с трансформатора o 13 импульса управления на ключ 18 не поступает.

В следующий отрицательный полупериод сетевого напряжения открывается элемент И 9, усилитель 11 и 5 ключ 18. Элемент-И 8 усилитель 10

и ключ 17 при этом закрыты. Трансформаторы 12 и 13 позволяют исключить влияние высокого напряжения сети, действующего на ключах 17 и 18, 0 из элементы управления .

Благодаря защитным диодам 19 и 20, установленным в цепях ключей17 и 18 достигается возможность работы устройства на высоких напряжениях 5 и исключается возможность прохождения тока в цепях управления ключами 17 и 18 при действии импульсов сетевого напряжения. Например, при закрытом ключе 18 и отрицательной полярное Q ти сетевого напряжения на клемме 21

при отсутствии защитного диода 20 возможно прохождение тока по цепи: клемма 21, коллектор - база силового ключа 18, диод 15, вторичная с обмотка трансформатора 13, первичная обмотка трансформатора 23, клемма 22. Защитный диод 19 исключает возмож.ность прохождения тока в цепях уп- равления ключами 17, 18 при обратной полярности сетевого напряжения на 0 клеммах 21 и 22. введение защи.тных диодов 19 и 20 позволяет значительно увеличить напряжение на силовых ключах, защитить цепи упЕ)аЕ 1ения от сетевого напряжения и повысить точ5 ность дозировки мощности нагрева за счет повышения импульсной мощности при уменьшении действующего значения тока в нагрузке.

Формула изобретения

Двухполярный ключ переменного тока, содержащий силовой трансформатор,

подключенный через первый и второй ключи к клемг.1ам напряжения сети, блок управления включением и выключением двухполярного ключа с трансформаторным выходом, синхронизатор, задатчик числа импульсов и пауз,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования мощности нагрева, в вве, .-ны защитные диоды, дифференцирующая цепь, первый и второй элементы И, индикатор

полярности напряжения сети, усилитель

и инвертор, причем эмиттеры транзисторов первого ключа соединены с коллекторами транзисторов второго ключа через защитный диод и подключены к одной клемме напряжения сети, а эмиттеры транзисторов второго ключа подключены к коллекторам транзисторов первого ключа через второй защитный диод и подключены через первичную обмотку силового трансформатора к другой клемме напряжения сети, при этом элементы управления длительностью фронта и спада напряжения сети соединены последовательно друг с другом через дифференцирующую цепь вход элемента управления длительностью фронта подключен к выходу синхронизатора и входу задатчика числа импульсов и пауз, а выход элемента управления Длительностью спада подключен к двум элементам И, выход первого из которых подключен через усилитель ко входу управления одного;ключа, а выход другого - ко входу управления второго ключа, Btopoft вход первого элемента И подключен к выходу индикатора полярности напряжения сети, а второй вход второго элемента И соединен с индикатором полярности напряжения, сети через инвертор, третьи входы первого и второго элеQментов И подключены к выходу задатчика числа импульсов и пауз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

, 1. Патент Фоаниии № 2165Д26, кл. Н ОЗ.К-17/bO, 04,08.71.

2. Патент Японии 40-77953, кл. 98-5/СО 29)9,73 (прототип) .