Устройство для коммутации емкостной нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H01H47/00 

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для коммутации питания нагрузок, содержащих емкость, особенно при больших токах нагрузки. Известны реле постоянного тока, коммутирующие емкостную нагрузку, например фильтр нижних частот, начи нающийся с емкости С 1 . Однако емкость эта не можзт быть достаточно большой из-за опасности выхода из строя реле. Встречается необходимость кратко временно пропускать через контакты реле токи, значительно превышающие номинальные значения, в частности при коммутации цепи, содержащей емкость. Для реле, контакты которых коммутируют емкостную нагрузку, наибол тяжелым режимом является процесс замыкания цепи, В момент замь кания цепи протекает ток, величина которо в несколько раз может превосходить величину тока, допускаемого нормативно-технической документацией (НТД) В результате этого может происходить сваривание контактов реле. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором коммутация нагрузки осуществляется с помощью реле постоянного тока, содержащего обмотку и замыкающий контакт. Для уменьшения броска тока, превышающего максимально допустимый для контакта реле ток, последовательно с контактом включен резистор . Однако в известном устройстве ухудшается КПД, а при больших токах нагрузки и величинах емкости в ряде случаев (например в транзисторных усилителях мощности, питаемых непосредственно от бортовых сетей) вовсе становится неприемлемым, так как при большом сопротивлении резистора (что необходимо для эффективного ограничения броска тока) напряжение на нагрузке недопустимо уменьшается, а при малом сопротивлении рюзистора {для увеличения напряжения на нагрузке) не удается существенно ограничить бросок тока через контакт реле. Особенно актуально решение этой задачи при разработке аппаратуры, где необходимо применение малогабаритных реле. Целью изобретения является повышение КПД и расширение области применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для коммутации емкостной нагрузки, содержащее электромагнитное реле с замыкающими контактами, токоограничивающий рези тор и. ключ управления, причем один из выводов Обмотки реле соединен с общей шиной устройства, введены два транзистора, второй и третий резисторы, причем другой вывод обмотки реле соединен с коллектором одного транзисторов) эмиттер которого подключен к эмиттеру другого транзисто ра и через ключ управления к входу устройства, один из выводов токоограничивающего резистора соединен с эмиттером другого транзистора, база которого через первый дополнительны резистор подключен к точке соединения другого вывода первого резистор и одного из выводов для подключения емкостной части нагрузки, коллектор другого транзистора соединен с базо одного транзистора и через другой дополнительный резистор с общей шин устройства, один из замыкающих контактов реле включен между входом устройства и одним выводом для подключения емкостной части нагрузки, другой замыкающий контакт реле вклю чен между одним из выводов для подключения активной части нагрузки, другие выводы для подключения актив ной и индуктивной частей нагрузки объединены и соединены с общей шино устройства. На чертеже представлена принципи альная электрическая схема устройст ва. Устройство содержит обмотку 1 эл тромагнитного реле, первый замыкающ контакт 2, включенный между емкостн 3 и активной k составляющими частям нагрузки, между входной, клеммой 5 и контактом 2 включена последовател ная цепь, состоящая из выключателя резистора 7, параллельно которо 4 включен второй замыкающий контакт 8,общая точка упомянутой цепи через последовательно соединенные транзист.ор 9 и обмотку 1 соединена с общей клеммой 10, причем база транзистора 9 через резистор 11 соединена с общей клеммой 10 и непосредственно - с коллектором транзистора 12, база которого через резистор 13 соединена с резистором В качестве выключателя 6 может быть контакт вспомогательного реле (как правило с.меньшим допустимым током и поэтому меньших размеров и массы, чем основное реле) при дистанционном управлении или контакт тумблера (также с меньшим допустимым током) при местном управлении. Устройство работает следующим образом. Включение осуществляется замыканием выключателя 6, Ток заряда емкости 3, ограниченный резистором 7, создает на последнем падение напряжения, открывающее транзистор 12, Резистор 11 служит для ограничения тока коллектора, а резистор 13 для ограничения тока базы этого транзистора. Открытый транзистор 12 шунтирует переход эмиттер-база транзистора 9 и удерживает его в закрытом состоянии. Поэтому обмотка резистора 7 остается обесточенной и контакты 2 и 8 разомкнутыми. По мере заряда емкости 3 уменьшается величина падения напряжения на резисторе 7 и при определенном значении этого напряжения, когда напряжение на емкости 3 становится практически равным напряжению бортовой сети, транзистор 12 закрывается, вследствие чего открывается транзистор 9,По цепи входная клемма 5 - выключатель 6 - открытый транзистор 9 - обмотка реле 1 - сзбщая клемма 10 протекает ток, реле срабатывает, замыкая контакты 2 и 8, Так как емкость 3 к этому моменту зарядилась практически полностью до напряжения бортовой сети, то ток через контакты практически не превышает номинального тока активной составляющей нагрузки k, Таким образом,, при использовании предлагаемого устройства контакты рассчитываются с учетом только тока активной составляющей нагрузки. Так как сопротивление контактов реле значительно меньше сопротивления резис