Релейное устройство

СОКЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8290 А Ц Н 47/3 Т И СССР 1984. СССР 1989, О электротехниии с различныия, например роля и регуливеличин, Цель терь мощности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относитсяке и предназначено в сочетами датчиками сопротивлетерморезисторами, для конрования температуры и дризобретения - снижение по Изобретение относится к области электротехники и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления (терморезисторами, фоторезисторами и др.), напряжения и т.п, для контроля и регулирования температуры, давления, напряжения и других величин.. Известно релейное устройство, содержащее конденсатор, делитель напряжения, образованный первым резистором и терморезистором, однопереходный транзистор сф ВС-контуром на входе, тиристор, диод, второй резистор и выводы для подключения источника переменного тока, причем первый вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов для подключения источника переменного тока, делитель напряжения и однопереходный транзистор в цепях управления и повышение удобств в эксплуатации за счет индикации состояния нагрузки. Устройство содержит последовательно соединенные термочувствительный мост, компаратор, первый транзистор, нагрузку и встречно-параллельно включенные тиристоры, Для снижения потерь мощности в цепях управления и повышения удобства эксплуатации устройство дополнительно снабжено четвертым и пятым диодами, вторым и третьим транзисторами, светодиодом и сопротивлением, Устройство обеспечивает коммутацию значительной мощности с высоким КПД, схема его проста и надежна в работе, обеспечивает сигнализацию состояния электронагревательного элемента, 1 ил,подключены параллельно конденсатору, выход однопереходного транзистора соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к конденсатору, диодный мост, операционный усилитель, второй делитель напрякения, образован- Я нь 1 й третьим и четвертым резисторами и второй ЙС-контур, причем делитель напряжения подключен параллельно конденсатору, входы операционного усилителя соединены со средними точками первого и второго делителей напряжения, выход операционного усилителя подключен к входу однопереходного транзистора, конденсатор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с первым выводом для подключения нагрузки, второй вывод для подключения которой соединен с5 10 15 20 25 30 35 40 50 одним выводом диодного моста, а тиристорзашунтиоован вторым ВС-контуром и подключен к диодному мосту.Однакоустройство выполнено подостаточно сложной схеме, включающей в себягенератор импульсов, и не позволяет из-заограниченной частоты импульсов управления выделять в нагрузке максимальнуюмощность.Наиболее близким к предлагаемому является релейное устройство, содержащеевыводы для подключения питания, три.диода, компаратор, измерительный мост, первый транзистор, четыре резистора, выводыдля подключения нагрузки, стабилитрон,три конденсатора, первый и второй тиристоры, первый вход измерительного мостаподключен к первой обкладке первого конденсатора и к первому выводу для подключения питания компаратора, второй входизмерительного моста подключен к второйобкладке первого конденсатора, к второмувыводу для подключения питания компаратора, к первому выводу первого резистора,к эмиттеру первого транзистора, аноду первого диода и катоду первого и аноду второготиристоров, первый и второй выходы. измерительного моста подключены к первому ивторому входам компаратора, выход компаратора подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод второгорезистора подключен к второму выводу первого резистора и к базе первого транзисто-ра, коллектор которого подключен к катодупервого диода, первый вывод для подключения питания подключен к аноду второгодиода, катод второго диода подключен кпервому выводу третьего резистора, второйвывод для подключения питания подключенк второй обкладке первого конденсатора, кпервому выводу для подключения нагрузкии к аноду второго тиристора, катод второготиристора подключен к обкладке второгоконденсатора, второй вывод четвертого резистора подключен к управляющему электроду второго тиристора,Однако в известном устройстве рассеивается в цепях управления тиристоров значительная мощность и не обеспечиваетсяиндикация процесса работы, что снижаетудобство эксплуатации.Цель изобретения - снижение потерьмощности в цепях управления и повышениеудобства в эксплуатации за счет индикации 5состояния нагрузки,В релейное устройствосодержащеевыводы для подключения питания, три диода, компаратор; измерительный мост, первый транзистор, четыре резистора, выводыдля подключения нагрузки, сопротивление,три конденсатора, первый и второй тиристоры, первый вход измерительного моста подключен к первой обкладке первого конденсатора и к первому выводу для подключения питания компаратора, второй вход измерительного моста подключен к второй обкладке первого конденсатора, к второму выводу для подключения питания компаратора, к первому выводу первого резистора, к эмиттеру первого транзистора, аноду .первого диода и катоду первого и аноду второго тиристора, первый и второй выходы измерительного моста подключены к первому и второму входам компаратора,вход компаратора подключен к первому выводу второго резистора, второй вывод второго резистора подключен к второму выводу первого резистора и к базе первого транзистора, первый вывод для подключения питания соединен с первой обкладкой второго конденсатора и с первым выводом для подключения нагрузки, а через включенные последовательно второй диод, третий резистор и третий конденсатор со вторым выводом для подключения нагрузки, анодам первого и.катодом второго тиристоров, а вторая обкладка подключена к аноду третьего диода, катод которого соединен с первой обкладкой первого конденсатора, и управляющий электрод второго тиристора соединен с первым выводом четвертого резистора, дополнительно введены четвертый и пятый диоды второй и третий транзисторы, пятый и шестой резисторы и светодиод, первый вывод сопротивления соединен с анодом третьего диода и катодом первого диода, второй вывод сопротивления подключен к аноду светодиода, катод которогочерез четвертый диод подключен к управляющему электроду первого тиристора, коллектор первого транзистора через пятый резистор соединен с анодом светодиода, а через пятый диод с катодом светодиода,второй выводчетвертого резистора подключен к коллекторам второго и третьего транзисторов, эмиттер второго транзистора подключен к точке соединения третьего конденсатора с третьим резистором, база второго транзистора подключена к эмиттеру третьего транзистора, а база третьего транзистора подключена к катоду шестого диода и первому выводу шестого резистора, анод шестого диода соединен с анодом первоготиристора, а второй вывод шестого резистора соединен с первым выводом для подключения питания,На чертеже приведена схема устройства.сторы, через которые к клеммам 3 и 4, подключаемым к сети, подсоединена нагрузка 5, выполненная, например, в виде электронагревательного элемента, измерительныймост, составленный терморезистором 6 и 5 резисторами 7-9, компаратор, образованный операционным усилителем 10 и рези.- стором 11 обратной связи, первый транзистор 12, база которого подключена к выходу компаратора 10 через резистор 13, 10 Питание измерительного моста и операцй-. онного усилителя 10 осуществляется от первого конденсатора 14 фильтра, который через диод 15 подключен к точке соединения верхнего вывода сопротивления 1.6 с 15 вторым конденсатором 17, В качестве сопротивления 16 может быть использован как резистор, так и стабилитрон. Один вы.- вод конденсатора 17 соединен с,клеммой 3 сети, к которой подключен один вывод на-: .20 грузки 5. Второй вывод последней подключен к тиристорам 1 и 2 и к одному выводу третьего конденсатора 18, другой вывод ко-. торого через транзисторы 19 и 20, включенные по схеме составного транзистора;,и 25 через резистор 21 соединен с управляющим . электродом тиристора 2, а через последовательно включенные резистор 22 и диод 23.с клеммой 3 сети. Параллельно входу транзистора 12 подключен резистор 24, а парал лельно нагрузке 5 - диод 25 и резистор 26, точка соединения которых одного с другим подключена к базе транзистора 20. Нижнйй вывод сопротивления 1 о через включЕнйые последовательно светодиод 27 и диод.-28 35 подключен к управляющему электроду тйристора 1, а через резистор 29 - к коллекто,ру транзистора 12, который через диод 30 подключен к аноду диода 28. Параллельно светодиоду 27 включен резистор 31. Катод 40 тиристора 1 соединен с анодом сопротивления 16 диодом 32.Устройство работает следующим Образом.Когда регулируемая температура выше 45 заданной, при подаче напряжения питания на клеммы 3 и 4 при положительном потенциале на клемме 3 через последовательную цепь, образованную вторым конденсатОром 17, сопротивлением, выполненным в виде 50 резистора 16, светодиодом 27 с параллельно подключенным резистором 31,диодом 28 и переходом управляющий электрод-.кЭ- тод тиристора 1, проходит ток, вызывающий отпирание тиристора 1 по силовой цепи и 55включение нагрузки 5. Одновременнотоком управления тиристора 1 светодиод 27:поддерживается включеннь м, сигнализируя; Овключенном состоянии нагревательногО элемента без дополнительных потерь мощности, потребляемой устройством. Через диод 23, резистор 22 и открытый тиристор 1 зарякается конденсатор 18, который зарякается через обратные переходы баэа - эмиттер транзисторов 19 и 20 и резистор 26.Когда напряжение сети проходит через нуль, зарядившийся конденсатор 18 начинает разрякаться через прямые переходы транзисторов 19 и 20 и резистор 26 на нагрузку 5. При этом транзисторы 19 и 20 отпираются по цепи эмиттер-коллектор, и конденсатор 18 разряжается через эти транзисторы и резистор 21 на переход управляощий электрод - катод тиристора 2, и он отпирается, При этом через открытый тири- стор 2 проходит ток и через нагрузку 5, Так как конденсатор 18 и переходы эмиттер-базы транзисторов 19 и 20 зашунтированы диодом 25, то конденсатор 18 под действием отрицательного напряжения на нагрузке 5 не перезаряжается, что ускоряет его заряд в полокительный полупериод напряжения на клемме 3, и на резисторе 22 выделяется при этом меньшая мощность, чем в известных схемах. Тиристор 1 при этом закрыт, а ток протекает, минуя его цепь управления через диод 32 и конденсатор 17. До амплитудного значения падения напряжения на сопротивлении 16 через диод 19 заряжается первый конденсатор 14 фильтра, от которого осуществляется питание моста 7-9 и компаратора 10,Если температура в зоне установки терморезистора 6 ниже заданной, термо- . чувствительный мост формирует на своем выходе напряжение, обеспечивающее на выходе компаратора 10 низкий потенциал, В этом, случаетранзистор 12 запертиток, ограниченный конденсатором 17 и резистором 16, проходит через цепь управления тиристора 1, При этом в один полупериод открывается тиристор 1, а в другой тиристор 2, и нагрузка включена, Так как ток управления тиристором 1 ограничивается конденсатором 17, он оперекает анодный ток тиристора на 90 эл. градчто позволяет надежно отпирать тиристор 1 по цепи управления меньшим по значению действующим током, чем постоянный или активный ток. Это поэьоляет уменьшить мощность, потребляемуо предлагаемой схемой, Кроме того, тиристор 1 отпирается в начале какдого полупериода сети и все напряжение сети выделяется в нагрузке, При этом исключаются радиопомехи в сети. Одновременное питание компаратора 10 и термочувствительного моста осуществляется от источника тока, от которого питается и цепь управления тиристора 1,При достижении заданной температуры компаратор меняет свое состояние и созда ет на выходе высокий потенциал. При этом отпирается транзистор 12, который через диод 30 шунтирует цепь управления тиристора 1, Поскольку напряжение, падающее на открытом ключевом элементе 12 меньше напрякения, падающего на переходе управляющий электрод-катод тиристора 1, то весь ток, протекающий через конденсатор 17, резистор 16 и светодиод 27, проходит через транзистор 12. Поэтому тиристор 1 и, следовательно, тиристор 2 закрывается, и нагрузка 5 отключается. Одновременно светодиод 27 через открытый транзистор 12 частично шунтируется резистором 29. При этом сила тока, протекающего через светодиод 27, более чем в два раза снижается, и светодиодснижает яркость свечения, сигнализируя о подаче напрякения на схему устройства.При уменьшении температуры на значение, большее значения дифференциала компаратора 10, он закрывает транзистор 12, чем обеспечивает включение электронагревателя, и процесс повторяется, Резистор 31 слукит для ограничения тока через светодиод 27, если ток отпирания тиристора превышаетрабочий ток светодиода, Диод 32 исключает протекание через светодиод и цепь управления тиристора 1 обратного тока и обеспечивает перезарядку конденсатора 17. Одновременно он снижает в два раза . мощность, выделяемую на резисторе 16 и необходимую для питания компаратора 10 и измерительного моста, Диод 30 исключает шунтирование резистором 29 светодиода 27 при запертом транзисторе 12, а диод 28 исключает протекание через цепь управления тиристора прямого тока за счет падения напряжения на диоде 30, когда эта цепь шунтируется открываощимся транзистором.Устройство обеспечивает высокий КПД путем снижения мощности, выделяемой на резисторе 22. Г ри этом один и тот же светодиод изменением яркости сигнализирует три состояния устройства. его выключенное положение, подсоединение к сети и включение электронагревателя. Путем применения одного светодиода упрощается схема, повышается надежность работь 1, устройство более удобно в эксплуатации, Простота схемы устройства, вазмокность коммутировать большую мощность нагрузки с высоким КПД позволяет применять его в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и в быту,Формула изобретения101520 25 30 35 три диода, компаратор, измерительный мост, первый и второй тиристоры, первый транзистор, четыре резистора, выводы длл падклачения нагрузки, три конденсатора, сопротивление, первый вывод для подклю" чения источника питания подключен к первой обкладке второго конденсатора, к первому выводу для подключения нагрузки и к аноду третьего диода, катод которого подключен к первому выводу третьего резистара, второй вывод третьего резистораподклЮчен к первой обкладке третьего конденсатора, вторая обкладка которого подключена к аноду первого и катоду второготиристоров и к второму выводу для падключения нагрузки, второй вывод для подклачения питания подключен к первой обкладке первого конденсатора, к первомувходу измерительного моста, к первому выводу второго резистора, к эмиттеру первоготранзистора, к катоду первого и аноду второго тиристоров, вторая обкладка первого конденсатора подключена к второму входу измерительного моста и к катоду первого диода, анод которого подключен к второй обкладке второго конденсатора и к первому выводу сопротивления, первый и второй выходы измерительного моста подключены к соответствующим входам компаратора, выход которого подключен к первому выводу первого резистора, второй вывод первого резистора подключен к второму выводу второго резистора и к базе первого транзистора,коллектор которого подключен к катоду второго диода, управляющий электрод второго тиристора подключен к первому выводу четвертого резистора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения потерь мощности в цепях управления и повышения удобства в эксплуатации за счет индикациисостояния нагрузки, введены четвертый, пятый и шестой диоды, второй и третий транзисторы, пятый, шестой и седьмой резисторы и светодиод, второй вывод сопротивления подключен к первым выводампятого и шестого резисторов и к катоду светодиада, аноц которого подключен к анодам второго и четвертого диодов и второму выводу шес гого резистора, второй вывод пятого резистора подключен к катоду второго диода, катод четвертого диода подключен к управляющему электроду первого тиристара, катод пятого диода подключен к аноду пеаваго диода, анод пятого диода подключен к второму вь 1 воду для подклоченил ис55 точника питания, второй вывод четвертогорезистора подключен к коллекторам второго и третьего транзисторов, база второгоРелейное устройство, содержащее вы- транзистора подключена к эмиттеру третьеводы для подключения источника питания,го транзистора, эмиттер второго транзистоаз 886 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 оизводственно 9 1718290 40ра подключен к обкладке третьего торого подключен к второй обкладке конденсатора, база третьего транзистора третьего конденсатора, второй вывод седьподключена к первому выводу оедьмото ре- мого резистора подключен к анодутретьего зистора и к катоду шестого диода, анод ко.-. диода.