Ключ переменного тока

ООЮЭ ООВИТОНИХасецюицавнкРЕСПУБЛИК зЦВ . Н 03 К 17/56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк АвтОРснОму свидзтельстВу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации(56) 1.Тиристоры. Технический справочник под ред. В.А. Лабунцова, М., "Энергия", 1971, с. 196,рис. 8-21.2. Авторское свидетельство СССР 1 711684, кл. Н 03 К 17/001980.(прототип).154)57) КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА содержащий симистор, транзистор . и-р-и проводимости, база которогосоединенас одним из выводов пер-. вого резистора,.а коллектор через второй резистор - с первой входной клеммой и управлявшим электродом.801012442 А симистора, транзистор р-и-р проводимости, база которого подключенак одному из выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму, о т л и ч а -.,ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введен источник постоянйого напряжения, плюсо-.вая шина которого подключена к катоду симнстора, змиттеру транзистора р-и-р проводимости и черездиод в , к базе данного транзистораи к второй входной клемме, а минусовая шина подключена к эмиттерутранзистора и-р-и проводнмости ичерез первый конденсатор - к второму выводу первого резистора,который через четвертый резисторсоединен с коллектором транзисторар-и-р проводимости, при этом второй конденсатор включен между входной клеммой и вторым выводом третьего резистора.Изобретение относится к автома" тике и может быть использовано для коммутации активных и реактивных нагрузок в цепях переменного тока,Известен ключ переменного тока, содержащий симистор, два транзистора, резисторы, диод, два конденсатора 1.В данном устройстве схема управления выполнена в виде симметричного триггера на транзисторах, которые управляют работой двух независимых ключей.Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности, обусловленный неопределеннностью начального состояния ключа.Известен также ключ переменного тока, содержащий симистор, транзистор и-р-и проводимости, база которого соединена с одним из выводов первого резистора, а коллектор че,рез второй резистор - с первой входной клеммой и управляющим электродом симистора, транзистор р-п-р проводимости, база которого подключена к одному иэ выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму 2 .Это устройство обеспечивает коммутацию активных и реактивных нагрузок в цепи переменного тока при прохождении напряжения источника питания через нуль и запоминание включенного состояния симистора.самоудержание .Недостатком известного устройства является низкий КПД из-эа большого потребления мощности в управляющей цепи симистора, что обусловлено протеканием тока нагрузки через резистор, включенный в катодную цепь симистора последовательно с нагрузкой.Целью изобретения является повыаение КПД.Поставленная цель достигается тем, что в ключ переменного тока, содержащий симистор, транзистор и-р-и проводимости, база которого соединена с одним из выводов первого резистора, а коллектор через второй резистор - с первой входной клеммой и управляющим электродом симистора, транзистор р-и-р проводимости, база которого подключена к одному из выводов третьего резистора, диод, два конденсатора, вторую входную клемму, введен источник постоянного напряжения, плюсовая шина которого подключена к катоду симистора эмиттеру транзистора р-п-р проводимости и через диод - к базе данного транзистора и ко второй входной клемме, а минусовая шина, подключена к эмиттеру транзистора и-р-и проводимостй и через первый конденсатор - ко вто"рому выводу первого резистора, ко"торый через четвертый резистор соединен с коллектором транзисторар-и-р проводимости, при этом второйконденсатор включен между первойвходной клеммой и вторым выводомтретьего резистора.На фиг. 1 представлена схемаключа переменного тока; на фиг. 2- 10 типовые осциллограммы напряженийна управляющем электроде включенного симистора при реактивной иактивной нагрузках.Устройство содержит (фиг.1 ) си мистор 1, нагрузку 2, источник 3переменного напряжения, транзистор4 и-р-и проводимости, транзистор 5р-и-р проводимости, диод б, конденсаторы 7,8, резисторы 9-12, ис точник 13 пос янного напряжения.первую входную клемму 14 и вторуювходную клемму 15.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии нагрузка2 обесточена. При подаче на первуювходную клемму 14 отпирающего.напряжения симистор 1 переходит вовключенное состояние и подключаетнагрузку 2 к источнику переменногонапряжения 13. При протекании токанагрузки через симистор 1 на егоуправляющем электроде относительнокатода выделяется доля переменнойсоставляющей анодного напряжения 35 за счет перераспределения напряжений на слоях пятислойной монокристаллической структуры с четырьмяр-и переходами, Переменная, составляющая напряжения на участке уп равляющий электрод - катод симистора 1 подается через конденсатор 8и резистор 12 на базу транзистора5 и диод б. Транзистор 5 открывается при включении симистора 1 в 45 отрицательный полупериод питающегонапряжения. При этом коллекторныйток транзистора 5 заряжает конденсатор 7 от источника 13 постоянногонапряжения. Напряжение, возникающеена конденсаторе 7, подается черезрезистор 10 на базу транзистора 4,вызывая его включение, В результатеэтого через управляющий электрод симистора 1 начинает протекать постоянный тон от источника 13 постоян ного напряжения через эмиттерноколлекторный переход открытого транзистора 4 и резистор 11. При этомдостигается запоминание включенногосостояния симистора 1. Транзистор 5 60 работает в режиме усилителя переменного пульсирующего напряжения,а транзистор 4 - в режиме ключапостоянного тока, Параметры цеписамоудержания выбраны так, чтобыпостоянная времени заряда конден1012442 Составитель И. ФорафонтРедактор С. Тимохина Техред й. Кастелевич орректор, А. Ильи 4го комитета СССРий и открытийРаушская наб , д, 4 Подписное к ул. Проектная ж сатора 7 была меньше постоянной времени его заряда через базовую цепь транзистора 4.Для выключения симистора. 1 необходимо подать импульс тока положительной полярности. на вторую выходную клемму 15 длительностью не менее периода питающего переменного напряжения. Включение симистора 1 может осуществляться также подачей импульса тока отрицательной полярности на клемму 15.Осциллограмма 1 б (Фиг. 2) снятапри реактивной нагрузке (электродвигатель АВЕ 07 мощностью 270 В), а осциллограмма 17 - при активной нагрузке мощностью 40 Вт, Масштаб по оси ординат М, = 2 В/см, по оси абцисс - М5 мс/см. Пунктирная прямая 18 получена при включенном 2789/70 Тираж 9 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, 3-35 Ет филиал ППП патент", г.транзисторе 4. при подаче на базу транзистора 5 йостоянного отрицательного напряжения ) и при разор,ванной анодной цепи симистора 1 в режиме холостого хода ).Мощность, потребляемая в цеписамоудержания предложенного устройства, не превышает О,б Вт. В известном устройстве в цепи самоудержания рассеиваемая мощность состав ляет не менее 200 Вт при использовании, например, сймнстора Ку 208 Г резистор в катодной цепи симистора обычно выбирают равным 1,5-2 Ом, что нри токе нагрузки 12 А приводит к потере мощности, равной 216 Вт.Таким образом, в предложенномустройстве достигается увеличение КПД за счет уменьшения потребляемой мощности в 7-10 раз.