Бесконтактное переключающее устройство Советский патент 1981 года по МПК H03K17/56 

(54) БЕСКОНТАКТНОЕ ПЕРЕ КЛОЧАЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульс(ной технике и может быть использовано для коммутации различных нагрузок, питаемых постоянным током, например, электромагнитов, контакторов и т. п. Известно переключающее устройство, содержащее силовой и отключающий тиристоры, конденсатор, резисторы и диоды 1 , Недостатком этого устройства является то, что оно не удовлетворяет требованиям высокой надежности работы аппаратуры и рационального потребления электрической энергии. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является бесконтактное устройство, содержащее силовой тиристор,, включенный последовательно с нагрузкой в цепь постоянного тока, отключающий тиристор, коммутирующий конденсатор, включенный между катодами тиристоров, блок управления и формирователь отключающих импульсов включенный в цепь.источника переменкого напряжения, Формирователь отключающих импульсов в этом устройстве представляет собой генератор, составленный из стабилитрона, ограничительного резистора и RC-цепочки, вывод резистора которой, с целью повьшения надежности работы и уменьшения потребления энергии, подключен через диод к катоду силового тиристора 2. Основной недостаток этого устройства связан с повышенным расходом энергии в цепях управления силовым и отключаюп м тиристорами во включенном состоянии переключающего устройства и наличием в цепи нагрузки переменной составляющей тока. Цель изобретения - уменьщение потребляемой электроэнергии при одновременном повышении надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактное переключающее устройство, содержащее блок управления, вход которого соединен со входной шиной, силовой тиристор, включенный последовательно с нагрузкой между шинами напряжения питания, отключающий тиристор, подключенный между первым и вторым выходами источника переменного напряжения, третий выход которого соединен с входом формирователя импульсов отключения, и коммутирующий конденсатор, включенньш между катодами силового и отключающего тиристоров, введены два элемента И и формировател сигнала включения, вход которого сое динен с катодом силов-ого тиристора, а выходы подключены к первым входам пер вого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, выходы подключены соот ветственно к управляющему электро ду силового и отключающего тиристоров а третий вход второго элементе И соединен с выходом формирователя импульсов отключения. На чертеже показана электрическая схема бесконтактного переключающего устройства. Устройство содержит силовой 1 и от ключающий 2 тиристоры, включенный меж ду их катодами коммутирующий конденсатор 3, формирователь 4 сигнала включения нагрузки 5,.формирователь 6 отключающих импульсов и блок 7 управления . Прямой выход блока 7 управления через первьш элемент ИВ, связанный другим входом с инверсным выходом формирователя 4, соединен с управляющим электродом силового тиристора I. Инверсный выход блока 7 через второй элемент И 9, связанный другими входами с выходами формирователей 4 и 6, соединен с управляющим электродом отключающего тиристора 2, Формирователь 6 и общая точка отключающего тиристора 2 и конденсатора 3 связаны с источ ником переменного напряжения. Формирователь 4 сигнала включения нагрузки может быть выполнен в .виде оптрона, геркона и т. п. Формирователь 6 отключающих импуль сов представляет собой схему определе ния экстремума переменного напряжения источника 10 и предназначен для формирования импульса, синхронизированного с амплитудой этого напряжения. Предлагаемое устройство работает сл дующим образом. В исходном состоянии на входе блока 7 управления присутствует О, силоврй 1 и отключающий 2 тиристоры заперты, конденсатор 3 не заряжен, а епь обесточена и на входе формироваеля 4 сигнала включения находится О, При этом на прямом выходе формирователя 4 присутствует О, а на инверсном - 1. Аналогичное состояние будет на прямом и инверсном выходах блока 7 управления. Так как на входах первого элемента И 8 сигналы не совпадают, то на его выходе сигнал отсутствует. В аналогичном состоянии находится второй элемент И 9, на его двух входах присутствует О и поэтому сигналы, поступающие на его третий . вход с формирователя 6 отключающих импульсов, не изменяют состояние его выхода. При подаче на вход блока 7 управления сигнала 1 на его прямом выходе появляется 1 и происходит совпадение двух 1 на входах первого элемента И 8. Выходной сигнал этого элемента включает силовой тиристор 1. Одновременно происходит заряд конденсатора 3 от источника 10 переменного напряжения. Через открытый силовой тиристор 1 появляется сигнал 1 на входе формирователя 4 сигнала включения нагрузки 5. Сигнал О с инверсного-выхода формирователя 4 закрывает элемент И 8 и таким образом прекращает поступление тока в цепь управлякицего электрода силового тиристора 1. Снятие сигнала с входа блока 7 управления приводит к появлению на его инверсном выходе 1, что в сочетании с сигналом 1, поступающим с прямого выхода формирователя 4, разрешает прохождение выходного сигнала с формирователя 6 через второй элемент И 9 на управляющий электрод тиристора 2. При включенном состоянии отключающего тиристора 2 конденсатор. 3 разря жается и происходит отключение силового тиристора 1. Отсутствие тока в цепи нагрузки снимает сигнал с выхода формирователя 4 и на его прямом выходе появляется О второй элемент И 9.закрывается, тем самым прекращая поступление импульсов управления на отключающий тиристор 2. Устройство возвращается в исходное состояние. Таким образом, ток в цепи управляющего электрода силового тиристора 1 существует только от момента подачи сигнала на вход блока 7 до момента включения силового тиристора 1, а формирователь 6 отключающих импульсов работает только от момента снятия сигнала с входа блока 7 до о ключения силового тиристора 1. При наличии сигнала на входе блок 7 управления и включенном тиристоре отключающие импульсы не подаются и, следовательно, переменная составляющая тока в цепи нагрузки 5 отсутству ет, что позволяет существенно снизит вероятность появления импульсных помех при работе, устройства. Использование предлагаемого техни ческого решения позволит получить экономичное устройство, обеспечивающее , кроме того, надежную коммутацию нагрузок постоянного тока. Формула изобретения Бесконтактное переключающее устро ство, содержащее блок управления, вход которого соединен с входной ншной, силовой тиристор, включенный по следовательно с нагрузкой между щина ми напряжения питания, отключающий тиристор, подключенный между первым и вторым выходами источника перемен86ного напряжения, третий выход которого соединен с входом формирователя импульсов отключения, и коммутирующий конденсатор, включенный между катодами силового и отключающего тиристоров, . отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой электрознергии при одновременном повьаоении надежности работы, в него введены два элемента И и формирователь сигнала включения, вход которого соединен с катодом силового тиристора; а выходы подключены к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, выход первого элемента И подключен к. управляющему электроду силового тиристора, выход формирователя импульсов отключения подключен к третьему входу второго элемента И, а его выход соединен с управляющим электродом отключающего тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР 661795 кл. Н 03 К 17/56, 02.12.76. 2. Авторское свидетельство СССР 9 364101, кл. Н 03 К 17/56, 10.03.71.

Un yt8

fO

V/

a