Ключ переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) Н 03 К 17/5 Т СССРОТКРЫТИЙ САН ОБРЕТЕПЬСТВУ РСНОМУ С ации, а светодиод инди через четвертый с плюсовой шиной о т л и ч а ю щ илитрон оторого езистористочникй с яя точнос сое ине питания, тем, что настройк с целью повыш и с тыван и надежно юча, в нег ческий эле конденсат Я 5-триг переменный итель-фор" о введе мент И, ор, усил из выводо вой шиной ащитыер, лоезистор свидет 3 К 17/ видетел 3 К 17/ ироват оедине которогосточника ь, оди с плюс вод диагонали пер рого диодного мос рой шине источник а минусовой вывод ного тока второго нного тока втодключен еменног п втоока, ояне иагонали по го моста сое"да оптрона,катодом о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(72) В,А. Дремаков и О.Е, Шнайдер (71) Рижское производственное объединение ВЭф им. В.И. Ленина (53) 621.382(088.8)(56) 1, Авторское ельство СССР В 970690, кл. Н 0 56, 1981.2. Авторское с ьство СССР У 549891, кл. Н 0 78, 1976 (прототип),(54)(57) КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а катод через первый резистор подсоединен к второй шине источника переменного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого вклйчен фототиристор фототиристорного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональпеременного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тиристора, а другим выводом через второй резистор - к управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым выводом подсоединена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого оптичееки связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стапитания и катодом фотодиода оптрона,а другой вывод усилителя-формирователя соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом переменного резистора, второй выводкоторого соединен с анодом фотодиодаоптрона, одним выводом конденсатораи входом усилителя-формирователя, вы-ход которого соединен с другим выводом конденсатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной информационного сигнала,выход элемента И соединен с б -входом8 -триггера, Й -вход которогр соединен с шиной сброса, прямой выход кбтриггера соединен с катодом светодиода фототиристорного оптрона, а анодсветодиода фототиристорного оптронасоединен с анодом светодиода индикации, катод которого, соединен с инверсным выходом Йб -триггера, второй выдинен с катодом светоданод которого соединестабилитрона,43 1 11402Изобретение относится к автоматике и может найти применение для коммутации мощных исполнительных элементов выходным сигналом интегральных микросхем. 5Известен ключ переменного тока, содержащий симистор, включенный последовательно с нагрузкой между клеммами питающей сети, к которым подключены выпрямитель. с фильтрующим конден О сатором на выходе и двунаправленный ключ с тиристором на выходе, управляющий ключ и дополнительный конденсатор, причем катод тиристора подклю-чен к точке соединения симистора 1 . 15Недостатками известного устройства являются низкая точность настройки и отсутствие защиты ключа от перегрузки,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ключ переменного тока, содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а25 катод через первый резистор подсоединен к второй шине источника пере- менного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен фототиристор фототиристор ного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональ переменного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тири стора, а другим выводом через второй резистор - к управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым. выводом подсое динена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока 1положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого 45 оптически связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона, катод которого соединен с катодом свето диода оптрона, светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, два последовательно и встречно соединенных стабилитрона, 55 включенных в диагональ переменного тока второго диодного моста, которая подключена через резистор к движку переменного резистора, включенногов цепь нагрузки 2,Недостатками известного устройстваявляются низкая точность настройкии низкая надежность срабатывания защиты ключа,Цель изобретения - повыдение точности настройки и надежности срабатывания защиты ключа. Указанная цель достигается тем, что в ключ переменного тока, содержащий симметричный тиристор, анод которого через нагрузку подсоединен к первой шине источника переменного тока, а катод через первый резистор подсоединен к второй шине источника переменного тока, первый диодный мост, в диагональ постоянного тока которого включен фототиристор фототиристорного оптрона, оптически связанный со светодиодом фототиристорного оптрона, а диагональ переменного тока первого диодного моста одним выводом подсоединена к аноду симметричного тиристора, а другим выводом через второй резистор - к- управляющему электроду симметричного тиристора, второй диодный мост, диагональ переменного тока которого первым выводом подсоединена к катоду симметричного тиристора, а диагональ постоянного тока положительным выводом через третий резистор соединена с анодом светодиода оптрона, фотодиод которого оптически связан со светодиодом, отрицательный вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с анодом стабилитрона, светодиод индикации, анод которого через четвертый резистор соединен с плюсовой шиной источника питания, введены 85 -триггер, логический элемент И, переменный резистор, конденсатор, усилитель-формирователь, одйн из выводов которого соединен с плюсовой шиной источника питания и катодом фотодиода оптрона, а другой . вывод усилителя-формирователя соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом переменного ре-. зистора, второй вывод которого соединен с анодом фотодиода оптрона, одним выводом конденсатора и входом усилителя-формирователя, выход которого .соединен с другим выводом конденсатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной информационного сигнала, выход эле3 , 11402 мента И соединен с 5 -входом 5-триггера, К -вход которого соединен с шиной сброса, прямой выход к 5-триггера соединен с катодом светодиода фототиристорного оптрона, а анод светодиода фототиристорного оптрона соединен с анодом светодиода индикации, катод которого соединен с инверсным выходом 5 -триггера, второй вывод диагонали переменного тока второго 10 диодного моста подключен к второй шине источника переменного тока, а минусовой вывод диагонали постоянного тока второго диодного моста соединен с катодом светодиода оптрона, 15 анод которого соединен с катодом стабилитрона.На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого ключа переменного тока. 20 Ключ переменного тока содержит первый диодный мост 1, в диагональ постоянного тока которого влючен фототиристор 2 фототиристорного оптрона 3, оптически связанный со светодиодом 25 4 фототиристорного оптрона 3, а диагональ переменного тока первого диодного моста 1 одним выводом через нагрузку 5 подсоединена к первой шине источника переменного тока и аноду 30 симметричного тиристора 6, а другим выводом через первый резистор 7 - к управляющему электроду симметричного тиристбра 6, катод которого через второй резистор 8 соединен с второй шиной источника переменного тока, диагональ переменного тока второго диодного моста 9 подсоединена параллельно второму резистору 8, положитель-.ный вывод диагонали постоянного тока 40 второго диодного моста 9 через третий .резистор 10 соединен с катодом стабилитрона 11 и анодом светодиода 12 оптрона 13, катод которого соединен с анодом стабилитрона 11 и отрицательным выводом диагонали постоянного тока второго диодного моста 9, анод светодиода 14 индикации соединен с анодом светодиода 4 фототиристорного оптрона 3 и первым выводом четвертого резистора 15, второй вывод которого соединен с плюсовой шиной источника питания, пятый (переменный) резистор 16, 95 -триггер 17, элемент И 18, усилитель-формирова тель 19, конденсатор 20 и фотодиод 21, оптически связанный со светодиодом 12 оптрона 13, катод фотодиода 43 421 соединен с минусовой шиной источника питания и первым выводом пятого резистора 16, второй вывод которого соединен с другим выводом конденсатора 20 и первым входом логического элемента И 18, второй вход которого соединен с первой входной клеммой, выход логического элемента И 18соединен с 5 -входом ЦБ -триггера17, Й -вход которого соединен с,входной клеммой, прямой выход ЙЬ -триггера 17 соединен с катодом светодиода 4 фототиристорного оптрона 3,катод светодиода 14 индикации соединен с инверсным выходом Ю -триггера 17, шина 22 информационного сигнала, шина 23 сброса. Усилитель-формирователь 19 может быть, в частности, выполнен на пяти резисторах 24-28 и четырех транзисторах 29-32 и одном диоде 33.Предлагаемый ключ работает следующим образом. В исходном состоянии ключа 118 - триггер 17 находится в сброшенном положении, симметричный тиристор 6 закрыт и ток через .нагрузку 5 не протекает. На прямом выходе 1 б -триггера 17 находится логическая "1", а на инверсном - логический "0. В возбужденном состоянии оказывается светодиод 14 индикации, указывающий на то, что ключ находится в выключенном состоянии.На шинах 22 и 23 в исходном состоянии находится логическая "1", Перевод ключа в рабочее положение производится опрокидыванием 35-триггера 17 в рабочее состояние. На шину 23 сброса подается кратковременный отрицательный импульс, который опрокидывает 0 Я -триггер 17. При этом на инверсном выходе ВЬ -триггера 17 появляется логическая "1", светодиод 14 индикации гаснет, а светодиод 4 фототиристорного оптрона 3 засвечиваетвя, так на прямом выходе 85 -триггера 17 появляется логический 0", При этом открывается фототиристор 2 фототиристорного оптрона 3 и закорачивает диагональ постоянного тока первого диодного моста 1. В управляющей цепи симметричного тиристора 6 появляется ток и отпирает последний. В результате этого через нагрузку 5 и второй резистор 8 протекает переменный ток. Напряжение пе 1140243ременного тока, пропорциональное току нагрузки ключа, снимается с второго резистора 8 и поступает на диагональ переменного тока второго диодного моста 9, с диагонали постоянного тока кото рого выпрямленное напряжение через третий резистор 10 поступает на светодиод 12 оптрона 13.При увеличении тока через нагрузку 5 сверх нормы и соответственно то ц ка через светодиод 4 фототиристорного оптрона 3 увеличивается яркость его свечения. При этом изменяется обратное сопротивление фотодиода 21 оптрона 13. С делителя напряжения, обра зованного сопротивлением фотодиода 21 оптрона 13 и пятым резистором 16, напряжение поступает на вход усилителя-формирователя 19.Порог чувствительности усилителя формирователя 19 устанавливается пятым резистором 16 и определяет момент изменения логического уровня на выходе усилителя-формирователя 19. Посредством пятого резистора 16 порог срабатывания защиты изменяется в 6-7 раз. При достижении заданного уровня засветки фотодиода 21 оптрона 13 на выходе усилителя-формирователя 19 по.является логический "0", который че- ЗО рез логический элемент И 18 воздействует на б -вход йб -триггера 17 и переводит его в выключенное состояние.В результате этого обесточивается светодиод 4 и фототиристор 2 фототиристорного оптрона 3 закрывается в момент перехода синусоиды через нуль. При этом снимается управляющий сигнал с симметричного тиристора 6 ион также закрывается в момент пере хода полуволны переменного напряжения через нуль и прерывает ток в цепи нагрузки 5, чем предотвращает длитель;- ный аварийный режим работы ключа. Светодиод 14 индикации светится до того момента, пока на к -вход Яб -триггера 17 не будет подан управляющий импульс и Кб -триггер не переключится в рабочее состояние.Ограничение тока, протекающего через светодиод 12 оптрона 13 осуществляется с помощью третьего резистора 10 и стабилитрона 1.1. По первичной цепи величину тока защиты определяет второй резистор 8, включенный последовательно с симметричным тиристором 6 и нагрузкой 5.Конденсатор 20 включен между выходом и входом усилителя-формирователя 19 и"предотвращает самовозбуждение и генерацию усилителя-формирователя 19 в момент перехода на его выходе сигнала из одного логического уровня в другой. В связи с тем, что все элементы защиты ключа являются быстродействующими, высокочастотные броски тока помехи могут вызвать ложное срабатывание защиты. Конденсатор 20 обеспечивает защиту ключа от высокочастотных помех и бросков тока, присутствующих в сети и проникающих в цепи узла защиты ключа,Предлагаемое изобретение повышает чувствительность и точность настройки порога срабатывания ключа за счет введения в схему ключа усилителя- формирователя с высокой точностью порога переключения и высокой чувствительностью к входному сигналу, элемента И, а также стабилитрона и конденсатора, расширяет диапазон регулировки порога срабатывания защиты при одновременном увеличении тока нагрузки ключа."Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Тираж 872 ПоВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4