Устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока

."(13 ИМи ";а 5- Й 1";.1 г Ь1 .,.:И."Щ И СТВ ых параллельсков токов са ре- инявля кали ко ст Известно т"Радио", 1984,прототипа, сод тель с входами питания, второ ный конденсат мент с выход причем выход ключен к входуакже устроиМ 1, с.30), вержащее идля подклю й выпрямит ор и испо ной коммут первого в второго. ство (см. журнал зятое в качестве ервый выпрямичения его к линии ель, накопительлнительный элеируемой цепью, ыпрямителя подГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) 1. Дробница Н, Управление несколькими устройствами по двум проводам, М.: Радио, 1978, М 9, с.30.2. Гранкин Ю. Управление люстрой по двум проводам, М.: Радио, 1984, М 1; с.53. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ЛИНИИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Использование: для коммутирования двух нагрузок в виде ламп накаливания по двухпроводной линии. Сущность изобретения: в устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока, содерИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутирования двух нагрузок в виде ламп накаливания по двухпроводной линии.Известно устройство (см. журнал "Радио", 1978, М 9, с.30), содержащее выпрямитель с входными выводами для подключения его к линии питания, накопительный конденсатор и исполнительный элемент с выходной коммутируемой цепью.Однако известное устройство, во-первых, малонадежно в эксплуатации (малое время безотказной работы), Низкая надежность обусловлена применением электро- механических реле, коммутирующих переменные токи 0,1-2 А частотой 50 Гц под напряжением 220 В, Дополнительно надежность устройства понижается из-за отсутстжащее первый выпрямитель с выводами для подключения к линии питания, второй выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого выпрямителя, накопительный конденсатор и исполнительный элемент, введены блок задержки, логический инвертирующий преобразователь и триггер, к выходу первого выпрямителя подключен вход логического инвертирующего преобразователя, выход которого подключен к 3-входу ЙЗ-триггера, й-вход триггера подключен к выходу блока задержки, а 3-выход - к управляющему входу исполнительного элемента, к выходу второго выпрямителя параллельно подключены накопительный конденсатор и вход блока задержки, что позволяет повысить надежность и быстродействие устройства, 1 з.п. ф-лы, 4 ил,вия диодов, подключеннле для шунтирования бродукции через транзисторы.Вторым недостатком устройствается ограничение мощности лампы навания (25 40 Вт) первой стукоммутации. Третий недостаток - нбыстродействие при включении второпени коммутации.Однако известное устройство малона- (50 - 400 Гц). Повышение быстродействия( безот- включения второй ступени мощности комказной работы) из-за примприменения мутации достигается благодаря сокращеэлектромеханических реле, причем ра отработа нию времени готовности включения второйющих на коммутацию ольб льших начальных 5 ступени коммутации, определяемой суме го вып ямителя итоков заряда конденсатое сатора и коммутацию марной постоянной первого выпрямитпеременных токов нагрузки , - ч01-2 А часто- блока задержки (не более 1 мс) и готовнотой 50 Гц под напряжением 220 В. Кроме стью электронного коммутатора к включе(дл ти 50 Гтого, известное устроиство о лобладает низ- нию минимум через 20 мс (для сети ц)ким быстродействием, которое ограничраничено 10 независимо от времени разомкнутого состомма ным временем срабатывания обоих яния выключателя устройства,еле и в еменем отпускания первого реле. иг.1 и е ставлена функциональЦель изобретения - увеличение време- ная схема у тр; фст ойства; на фиг.2 - временныеи ясняю ие его аботу; нани безоткаэной работы (повышение надеж- диаграммы, поясняющ р у;ности) и повышение ыст д) быстродействия 15 фиг.З изображена функциональная схемай тва и и комм тации второй ступени инвертирующего логического преобразователя; на фиг.4 - временные диаграммы, помощн Ости.Для достижения поставленной цели в ясняющие его работу,вве ены блок задер- Устройство для включения нагрузки поГО тока иг,1 СОжки, логический инвертирующий преобра линии питания переменного тока (фиг, ) созователь и -триггер, э и иВЯ-, э исполнительный держит первую клемму для подключения кэлемейт выполнен в видеэлектр"д э ектронногоком- сети переменного тока, подключенную кмутатора, причем к выходу первбгпервбго выпря- второй клемме через последовательно соемителя подключен вход логическогб диненные первую лампу 1 (или группу пэьно сое иненных ламп) иинвертирующего преобразователя, выход 25 раллельно дкоторого подключен к -входу -тЯ- ВЯ- риггера выключатель 2, параллельно первой лампель 3 выВ-вход которого подключен кчен к выходу блока 1 подключены первый выпрямитель, выЯ-выхо - к правляющему вхо- полненный в виде последовательно подклюю его т ансфо матора иду Исполнительного элемента, к выходу вто- ценных понижа щ р ф рпараллельно 30 диодного моста, и соединенные между сокопительный конденсатор и бой последовательно в рвто ая лампа 4 (илиподключены накопиое иненных ламп) ивход лока задержки, иб р ки при этом положитель- группа параллельно с дн нныйвные и отрицательные выводы питоды питания ис- электронный коммутатор 5, выполненполнительного элемента, логинта логического виде усилителя, подключенного к управляюего и еобразователя и ВЯ щемуэлектродутринистора, который вклюинвертирующего прес разовтриггера соединенысоответственнос поло- чен в диагжительным и отрицательным выводами Положительный выход первого выпрямителя 3 подключен к входу второго выпрямитеинве ти ющего логическогоИнвертирующий логический преобра- ля 6 и входу инвертирузователь выполнен на двухвх дв хвходовом эле преобразователя 7, выход которого послеИЛИ - НЕ интегрирующей ВС-цепи и довательно через триггер 8 подключен к.пороговом элементе с коэффициейтом воз- входу электронного коммутатора 5. д. Выхори этом первый второго выпрямителя 6 является шиной "пи.вход элемента ИЛИ - НЕ является входом тание" и подключен к выводу "питаниеинвертирующего логического ис ого преобразова электронного коммутатора 5, инвертируютеля, выход элемента ИЛИ - НЕ через интег- щего логического преобразователя 7, тригрирующую -цепь сВС- оединен с входом гера 8, к первому выводу накопительногопороговбго элемента, выход к тход которого сое- конденсатора 9 и через блок 10 задержкидинен с вторым входом элементаэлемента ИЛИ-НЕ (выполненный в виде интегрирующеии является выходом инвертирующего логи цепочки, причем при необходимости резистор шунтируют диодом) и В-входу триггераческого преобразователя.Повышение надежности устройства до, отрицательный выход первого выпрямистигается путем исключения из устройства теля 3 является "общей шиной" и подключеннизконадежных электромех номеханических реле к выводу "общая шина" блока 10 задержки,и замены механических контактов реле для 55 триггера 8, электронного коммутатора 5, инкоммутации второи ступениени мощности алек- вертирующего логического преобразоватетронными коммутаторами (трини т( ринисторами и ля 7 и к второму выводу накопительногосимисторами), износоустойчивость которых конденсатора 9,не критична к коммутирующему напряже- Инвертирующий логический преобра(0,2-5 А) о ышленных частот зователь 7 (фиг.З) содержит двухвходовый1767710 6элемент ИЛИ-НЕ 11, интегрирующую ЯС- зователя 7 начинает поступать нулевое нацепь. 12 с постоянной интегрирования, пряжение, Поэтому после размыкания чебольшей полупериода частоты питающей рез время тз, определяемое параметрамищеи -цепочки, с выхода инсети, и пороговый элемент 13 с коэффици- интегрирую ей ВС- и 12,этом пе вый вхоентом возврата, меньшим единицы. При 5 вертирующего логическогопре бр д элемента ИЛИ-НЕ 11ля 7 напряжение логическойо разоватеявляется вхо омгическои единицыского и еоб адом инвертирующего логиче- поступает на Я-вход триггера 8 и переводитИЛИ-НЕ 11 чер р зователя 7, выход элемента его вединичноесостояние. Н б бчерез интегрирующую ВС-цепь стродействие устройства обеспечивается12 соединен с входом порогового элемента 10 при равенстве постоянной и13, выхо кото огод р г соединен с вторым вхо- ВС-цепочки 12 полупериоду частотыпитаю-дом элемента ИЛИ-НЕ 11 и является выходом инвертирующего логического Далее, при переводе выключателя 2замкнутое состояйие, загораются обе ламзом.стройство работает следующим абра пы 1, 4, потому что на электронный коммутатор 5 с триггера 8 поступает разрешающийДля включения и выключения первой единичный потенциал.то ы выключить лампы 1, 4, выключаступени коммутации (первой лампы 1) ис- Чтобы выклюпользуют выключатель 2 устройства по пря- тель 2 необхо имо пель нес ходимо перевести в разомкнутое20 состояние на время, большее, чем 0,5 - 1 с,т м накопительный конденсатор 9Для включениявторойлампы 4(второй При этом накопит лступени коммутации) сначала замыкают(см,полностью разряжаетсяф . ф, ) выключатель 2. При этомза- ходит в исходное состояние (выключенное.тся, и устройство перегорается первая лампа 1, и двухполупериод-ное напряжение с выхода пе ваго 2выпрямителя 3 поступает на инве ти юр о 25 Быстродействие прототипа ограниченор ру - временем срабатывания и временем отпущий логический преобразователь 7 и второй скания реле. Напвыпрямитель 6. Постоянное нап яжя еле. апример, при использованиивыхода второго выпрямителя 6 и накопи- тродействие ограничено 55 мс, Быст о ейтельного конденсатора 9 поступает на узлы 30устройства, обеспечивая их питанием, и чествие предлагаемого ст ойствау р стварез блок 10 за е жки ч, и че- ограничено только частотой питающей сети,и евышарез лок задержки через время т 1, не Так, для сети частотой 50 400 Гтотой и ц быстрот ыть доведено соответстр ющее единиц мс, поступает на Й- действие может бвход триггера 8, обеспечивая таким обра- венно до 23 и 2 мс.зом установку триггера 8 в нулевое 35исходное состояние. Нулевой потенциал с Общеизвестно: в бт игге а 8 по тизвестно: время безотказной рам тато 5 обр р поступает на электронный ком- боты реле зависит от бу р, о еспечивая его закрытое состо- рода и величины кои ит от числа срабатываний,яние,личины коммутирующего тока иВ такомнапряжения. Наихудшими условиями(резкотаком состоянии устройство может 40 сокращающими гаранти овнаходиться сколь го но олгантированное числона Я-вхо т иггу дно долго, потому что срабатываний) является коммутад р ггера 8 поступает напряжение менных напряжений более 170 В частотойлогического нуля, генерируемое инвертиру- - 50 - 400 Гц и тока более 0,05 А.случае коммутирования ламп в люстющим логическим преобразователем 7 из В случае квыходного напряжения первого выпрямите рах мощностсть второи ступени находится вЗатем и и апределах 100-450 Вт (0,4-2,0 А) при перепе ватем при размыкании выключателя 2 менном напряжении "0 В " 50р ая лампа 1 гаснет, но на накопительном т.е. реле работает в оччастотои 50 Гц,конденсато е 9 остает ял ра стает в очень тяжелых условиях.р остается напряжение пита- Применение мощных релетипа РЭН 33 резр зряда этого конденсатора. С целью обес- размеров и удоразяа тния, которое постепенно убывает по мере 50 ко увеличивает г бвает га ариты до неприемлемь 6печения небольших габаритов устройства с ев и удорожает устройство без с ественного повышения надежности, Поэтоущцелесообразно узлы выполнять на микро- му зсхемах КМОму замена механического контактногосхемах ОП-структуры с малым током по- устройства реле леле электронным коммутатол ния. мкость накопительного 55 ром на тринисторе или симисторе неконденсатора 9 выбирают из славия, не завиполного разряда за время г 2 = 0,5-1 с.у вия ее сящим от рода и величины коммутирующегоПосле а м- тока и напряжения, позволяет качественноосле размыкания выключателя 2 на увеличить время безотказной работы уствход инвертирующего логического преобра- ройства.Формула изобретения1, Устройство для включения нагрузки по линии питания переменного тока, содержащее первый выпрямитель с входными выводами для подключения его к линии пи тания" ,второй выпрямитель, вход которого пбдключен к выходу первого выпрямителя, накопительный конденсатор и испОлнительный элемент с выходной коммутируемой цепью, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 10 целью повышения надежности и быстродействия, в устройство введены блок задержки, логический инвертирующий преобразователь и ЙЗ-триггер, а исполнительный элемент выполнен в виде электрон ного коммутатора, причем к выходу первого выпрямителя подключен вход лоГического инвертирующего преобразователя, выход которого подключен к Я-входу ЙЯ-триггера, Я-вход которого подключен к выходу блока 20 задержки, а Я-выход - куправляющему входу исполнительного элемента, к выходу второгоЪып рямителяпараллельно "подключены накопительный конденсатор и вход блока задержки, при этом положительные и отрицательные выводы питания исполнительного элемента, логического инвертирующего преобразователя и ВЯ-триггера соединены соответственно с положительным и отрицательным выводами накопительного конденсатора. 2. Устройство.по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что инвертирующий логический преобразователь выполнен на двухвходовом элементе ИЛИ-Н Е, интегрирующей й 8- цепи с постоянной интегрирования больше полупериода частоты питающей сети и порОговом элементе с коэффициентом возврата, меньшим 1, при этом первый вход элемента ИЛИ-НЕ является входом инвертирующего логического преобразователя, выход элемента ИЛИ-НЕ через интегрирующую ВС-цепь соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и является выходом инвертирующего логического преобразователя,1767710 9 г. 8 7 г. 1Составитель А.КуценкоРедактор Б. Федотов . Техред М,Моргентал Корректо ак каз 3559 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 7 8 ЫдРг Сра Аггея гну.иидД 0 тгу; кд,ццд