Электронный коммутатор сети переменного тока

(71) Специальное кПроизводственного ское бюро ия "Коммуструк ьедин Вербовец рское свидет 63,кл. НОЗК рское свидет 89,кл. НОЗКЕКТРОН Н Ы ЙЕННОГО ТОКА(72) А,А (56) Авт 3 Ф 10644Авт М 14659 (54) ЭЛ ПЕРЕМ ССР 982.ССР 87, АТОР СЕТ ельство 17/13,ельство 7/13, 1 КОММУ Устройств ый ключ 1, б МЬ 1 й ЭЛЕМЕН лемент 4, фо ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР).Предлагаемое техническое решение относится к электронике и преднвзначено для использования в системах питания переменин ы м .током различных радиоэлектронных устройств, в частности телевизионной контрольно-испытательной аппаратуры при . необходимости коммутации на них переменного напряжения при пересечении нулевого уровня и при управлении коммутатором электрическими сигналами от внешних управляющих устройств.Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения управления коммутатором внешними электрическими сигналами.На фиг.1 исхема предлагаедиаграмма рабо редставлена электрическая мого устройства; на фиг.2 - ты предлагаемого устройст о содержит диодно-тиристорок 2 его включения, управля 3 памяти, интегрирующий мирователь 5 импульсов син 2. (57) Использование: изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах питания переменным током различных радиоэлектронных устройств, в частности телевизионной контрольно-испытательной аппаратуры, Сущность изобретения - устройство содержит диодно-тиристорный ключ, блок его включения, управляемый элемент памяти, интегрирующий элемент, формирователь импульсов синхронизации, выпрямитель, развязывающий диод, ключ запуска, две входные шины, две выходные шины, двухвходовой элемент И, ключ, две шины управления, 2 ил. хронизации, выпрямитель 6, развязывающий диод 7, ключ 8 включения, нагрузку 9, выходные 10, 11 и входные 12, 13 шины устройства, шины питания 14. 15 формирователя 6, двухвходовой элемент И 16, ключ 17, шины 18, 19 управления.Формирователь 5 выполнен на фазоинверторе 20 и ограничителе 21 амплитуды импульсов, Первый силовой вывод фазоинвертора 20 соединен с шиной 14 и выходом 23 формирователя 5, второй силовой вывод фазоинвертора 20 соединен с шиной 15, а управляющий вход фазоинвертора 20 соединен с входом 22 формирователя 5, ограничитель 21 включен между управляющим входом фазоинвертора 20 и шиной 15,Блок 2 может быть выполнен, например, на оптроне, состоящем из светодиода и фототиристора, элемент 3 памяти - например на маломощном тиристоре, двухвходовый элемент И 16 может быть интегральным элементом или выполнен на транзисторах, ключ 17 может быть интегральным или выполнен на транзисторе.Управллющий вход диодно-тиристорного ключа 1 соединен с выходом блока 2 включения, вход которого подключен к выходу управляемого элемента 3 памяти, выходы ключа 1 через нагрузку 9 соединены с выходными шинами 10, 11 устройства, Выводы диагонали переменного тока выпрямителя 6 через ключ 8 включения подключены к входным шинам 12, 13 устройства, которые соединены с источником понижен ного сетевого нап ряжения (на. чертеже не показан), первый вывод диагонали постоянного тока выпрямителя 6 образует две шины 14 и 15 питания формирователя 5, элементов 4, 3, 16 и 17 блока 2. Второй вывод диагонали постоянного тока выпрямителя 6 соединен с входом 22 формирователя 5, выход 23 которого соединен с входом интегрирующего элемента 4, выходом подключенного к первому входу двухвходового элемента И 16, второй вход которого соединен с клеммой 18. Выход элемента И 16 соединен с управляющим входом элемента 3. Силовой вход ключа 17 соединен с выводом анода светаизлучающего диода блока 2. Выход ключа 17 соединен с общей шиной 15, Управляющий вход ключа 17 соединен с клеммой 19; Диод 7 включен между вторым выводом диагонали постоянного тока вы-. прямителя 6 и шиной 14.Коммутатор работает следующим образом, В исходном (выключенном) состоянии ключ 8 включения разомкнут, Устройство обеспечено поэтому диодно-тиристарный ключ 1 разомкнут и в цепи нагрузки 9 ток отсутствует. ,При замыкании ключа 8(т 0, фиг,2) поникенное сетевое напряжение поступает на выпрямитель 6, который служит для получения пульсирующего напряжения Овыпр. (фиг.2 б) с удвоенной частотой сети. Длл упрощения схемы коммутатора выпрямитель 6 является общим для получения питания Опит, (фиг.2 г) формирователя 5, элементов 3, 4, 16 и 17 блока 2 и является источником получения синхранизиру 1 ощйх импульсов. Удвоенная частота пульсирующего напрякения позволяет получить синхронизирующие импульсы, соответствующие каждому прохождению синусоидальнаго напряжения через нуль, Развязывающий диод 7 исключает сглаживание пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя 6. Далее пульсирующее напряжение поступает на ограничитель 21, На выходе ограничителя 21 формируются трапецеидальные импульсы, Оогр, (фиг.2 в), поддерживающие фазоинвертор 20 в открытом состоянии. В промежутках между импульсами фазоинвертор 20 закрывается, При этом на каллек 5 10 15 20 торе фазоинвертора 20 выделяется положительный синхронизирующий импульс О (фиг.2 д), Так как фазоинвертор 20 закрывается в момент времени, близком к переходу синусоиды через нуль, то и выделенный на коллекторе импульс будет соответствовать этому времени, Для повышения точности включения диодно-тиристорного ключа 1 в момент перехода сетевого напряжения через нуль между формирователем 5 и элементом 3 памяти включен интегрирующий элемент 4,Точность включения определяетсл половиной длительности синхронизируащего импульса, Подбирая. время задержки включения диодно-тиристорного ключа 1 на половину длительности импульса с помощью интегрирующего элемента И, можно добиться полной синхронизации включения диодно-тиристорного ключа 1 с моментом перехода сетевого напряжения через нуль(Онтгр.) (фиг,2 е). Интегрирующий элемент 4улучшает помехоустойчивость коммутатора.После интегрирующего элемента 4 синхро 25 низирующие импульсы поступают на первый вход двухвходового элемента И 16. Навыход элемента И 16 импульсы не проходят,т,к. сигнал на втором входе отсутствует. Приподаче в момент времени т 1 на второй вход30 18 элемента И 16 сигнала Оупр,1 (фиг.2 ж)синхранизирующий импульс проходит навыход элемента И 16 (О, фиг.2 д) и далее навход элемента 3 памяти - в управляющуюцепь маломощного тиристора. Тиристор35 включаетаптрон блока 2 включения. Блок 2включения обеспечивает гальваническуюразвязку элементов коммутатора от сетевого напряжения, поступающего на диоднотиристорный ключ 1 и нагрузку 9. Тиристор40 элемента 3 памяти открывается, включаяпри этом светодиод оптрона блока 2 включения, Управляющая цепь диодно-тиристорного ключа 1 замыкается черезфототиристор оптрона, открывая ключ 1 и45 подключая нагрузку 9 к сети.Необходимым условием прохождениясинхронизирующих импульсов через элемент И является выражение гупр Тс,н.где тулр. - величина длительности импульса50 Оупр 1;Тс.и, - период следования асинхронизирующих импул ьсов,При исчезновении управляющего сигнала Оупр,1 коммУтатоР остаетсЯ включенным, т.к, тиристор элемента 3 памятиоткрыт. Для выключения коммутатора на управляющий вход 19 ключа 17 необходимопоДать сигнал Оупр.2 (13 фиг.2 и), ПРи этомключ 17 открывается и шунтирует светодиодоптрона блок 2 и элемент 3 памяти. Напряжение на аноде маломощного тиристора элемента 3 памяти уменьшается до нуля и тиристор.закрывается, выключая светодиод оптрона блока 2. Фототиристор оптрона также закрывается ключ 1 отключает наУгрузку 9 от сети, (т 4 фиг,2 к). При подаче следующего сигнала Оулрл процесс повторяется (тб, т 6 фиг.2 к).Новые признаки позволили управлять электронным коммутатором с помощью внешних электрических сигналов, поступающих от различных устройств управления или ЭВМ, При этом все положительные признаки электронного коммутатора сохраняются.Предлагаемое техническое решение найдет применение в устройствах, где необходима коммутация мощных потребителей .с помощью внешних управляющих сигналов.Формул а из об ретен и я Электронный коммутатор сети переменного тока, содержащий диодно-тиристорный ключ, блок его включения, управляемый элемент памяти, интегрирующий элемент, формирователь импульсов синхронизации, выпрямитель, развязывающий диод, ключ запуска, выходы диодно-тиристорного ключа через нагрузку соединены с выходными шинами, а управляющий вход соединен с выходом блока включения, вход которого подключен к выходу управляемого элемента памяти, выводы диагонали переменного тока выпрямителя через ключ запуска подключены к входным шинам устройства, первый вывод диагонали постоянного тока выпрямителя образует две шины питания формирователя импульсов синхронизации, интегрирующего элемента, управляющего 5 элемента памяти и блока включения, второйвывод диагонали постоянного тока выпрямителя соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, выход которого соединен с входом интегрирующего эле мента, развязывающий диод включен между вторым выводом диагонали постоянного тока выпрямителя и первой шиной питания, формирователь импульсов синхронизации выполнен на фазоинверторе, и ограничите ле амплитуды импульсов, первый силовойвывод фазоинвертора соединен с первой шиной питания и выходом формирователя импульсов синхронизации, второй силовой вывод фазоинвертора соединен с второй 20 шиной питания, управляющий вход фазоинвертора соединен с входом формирователя импульсов синхронизации, ограничитель амплитуды импульсов включен между управляющим входом фазоинвертора и вто ройшинойпитания,отличающийсятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены двухвходовой элемент И и ключ, силовой вход и силовой выход которого соответственно соединены 30 с анодом излучающего диода блока включения и с общей шиной, при этом выход интегрирующего элемента подключен к управляющему входу управляющего элемента памяти через элемент И, второй вход 35 которого соединен с первой шиной управления, а вход управления ключа - с второй шиной управления,1798909 о)Я Составитель А.ВербовецРедактор Техред М.Моргентал К р А.Крзориз водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 10 каз 779 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного кОмитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5