CS237885B1 - Triakový spínač s optoelektronickou vazbou, spínaný v nule priepustného prúdu - Google Patents

Abstract

Predmet vynálezu sa týká oboru polovodičových výkonových spínačov. Vynález rieši zapojenie riadiaceho obvodu výkonového triakového spínača pre spínanie v nule přípustného prúdu vhodného pre spínanie záťaží s indukčnou zložkou a premenným účinníkom v priebehu zopnutia. Podstatou predmetu podlá vynálezu je sposob pripojenia detektora přechodu napatia nulou k výstupnej elektróde triaka a súčasne k zaťažovacej impedancii, ktorý využívá poklesu napatia na zaťažovacej impedancii pri vypnutí triaka a fázového posuvu medzi sieťovým napátím a priepustným prúdom k detekcii přechodu priepustného prúdu nulou a k súčasnému generovaniu riadiaceho impulzu pre zopnutie triaka. Predmet vynálezu je možné využit pri spínaní indukčných motorov

Description

Vynález sa týká triakového spínača s optoelektronickou vazbou striedavého prúdu pre spínanie záťaží so značnou indukčnosťou, kde rieši riadiaci obvod pre spínanie triaku v nule priepustného prúdu tak, že umožňuje spínanie bez rušenia pri zmene fázového posuvu v rozsahu 90 ° el.

Obvod s volné bežiacim generátorom riadiacich impulzov 1 kHz až 4 kHz nie je synchronizovaný so· sieťou, takže dochádza v priebehu priepustného prúdu k časovým medzerám, kedy anodovým obvodom a teda i záťažou neprechádza prúd. V časových medzerách vzhiadom k fázovému posuvu prúdu za napatím vznikajú na výkonovom člene napatové skoky. V tomto zapojení je účinný len jeden impulz z rady impulzov dodávaných generátorom. Pri střede riadiacich impulzov 1 : 1 je prúdová spotřeba riadiaceho obvodu přibližné 50 % maximálnej hodnoty prúdu riadiacej elektrody výkonového člena, takže u prvkov s vačším riadiacim prúdom je pre napájanie riadiaceho obvodu nutné použit napájací zdroj s transformátorom. Pri použití zdroja tvořeného jednocestným usmerňovačom, zrážacím odporom a Zenerovou diodou, vznikajú na zrážacom odpore neumerné straty vyzařováním do okolia v zariadení. Pri použití tohoto obvodu v trojfázovom převedení je spotřeba riadiacich obvodov vyššia ako spotřeba cievky trojfázového stykača.

Obvod- s generátorom riadiacich pulzov 1/4 periody Sletového napátia, synchronizovaný s priehehom sieťového napatia. Toto zapojenie má spotřebu obdobnú predchádzajúcemu obvodu. Zapojenie je komplikovanejšie, lebo vyžaduje obvod detektora přechodu sieťového napatia nulou a monostabilný obvod spúštaný detektorom. Vzhladom na synchronizáciu so sieťou, nedochádza u tohoto obvodu k prerušovaniu prúdu a k napáťovým skokom.

Obvod, ktorý umožňuje v priebehu kladnej polperiódy sieťového napatia, napájanie riadiacej elektrody cez diodu a zrážací odpor, v zápornej polperióde, ked je dioda polarizovaná v závernom smere sa do obvodu riadiacej elektrody vybíja elektrolytický kondenzátor cez malý omedzovací odpor. Spotřeba riadiaceho obvodu a straty na zrážacom odpore značné prevyšujú spotřebu predchádzajúcich obvodo-v, pričom i zavedeme optoelektrickej vazby je poměrně komplikované.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie riadiaceho obvodu podfa vynálezu, podstatou ktorého je, že vstup detektora přechodu napatia nulou je cez zrážací odpor připojený k výstupnej elektróde triaka a súčasne k jednému pólu zaťažovacej impedancie, čo umožňuje využit poklesu napátia na zaťažovacej impedancii pri vypnutí triaka a fázového posuvu medzi sieťovým napátím a priepustným prúdom k detekcii přechodu priepustného prúdu nulou a k súčasnému generovaniu riadiaceho impulzu pre zopnutie triaka v nasledujúcej. polperióde priepustného prúdu. Aby bolo možné dosiahnúť správnej funkcie obvodu musí byť hodnota zrážacieho· odporu na vstupe detektora· niekofkonásobne vačšia ako zaťažovacia impedancia spínača.

Hlavnou výhodou zapojenia triakového spínača s optoelektronickou vázbou spínaného v nule priepustného prúdu podfa tohoto vynálezu je malý příkon riadiaceho obvodu a možnost spínania zafaží so značnou indukčnou zložkou bez vysokofrekvenčného rušenia i pri zmene fázového posuvu v priebehu zopnutia.

Na pripojenom výkrese je znázorněná bloková schéma spínača. Spínač sa skládá zo zdroja 1 jednosměrného napatia napájaného cez zrážací odpor 2, zo zrážacieho odporu 3, detektora 4 přechodu napátia nulou, budiaceho obvodu 5, triaka 6, optoelektronického člena 7 blokovacieho obvodu 8. Odpor s indukčnosťou 9 predstavujú komplexnú zaťažovaciu impedanciu spínača. Vývod zdroja 1 je jeho záporným polom, vývod je kladným polom zdroja 1 jednosměrného napátia, ktorý cez přívod 20 sletového napátia’ súčasne napája elektronické obvody.

Po připojení obvodu k sletovému napatiu prechádza cez zrážací odpor 3 a zaťažovaciu impedanciu 9 prúd niekofkých miliampérov.

Kedže nie je vyhudený optoelektrický člen 7 sú výstup 12 detektora 4 přechodu napatia nulou a vstup 13 budiaceho obvodu 5 cez přívod blokovacieho obvodu 8 připojené k zápornému pólu 17, takže pri přechode sieťového napátia nulou nemóže byť z výstupu 12 detektora 4 přechodu napátia nulou vyhudený vstup 13 budiaceho obvodu 5 a triak 8 ostává vypnutý. Po vybudení optoelektronického člena 7 blokovací obvod 8 odpojí vývod 16 od záporného pólu 17, takže po přechode sieťového napatia nulou riadiaci signál z výstupu 12 detektora 4 přechodu napátia nulou cez vstup 13 budiaceho obvodu 5 a jeho výstup 14 zopne triak

6. Zopnutím triaka 6 sa objaví na zaťažovacej impedancii 9 plné sieťové napátie, prúd zrážacím odporom 3 sa přeruší, čím sa strafí riadiaci signál na výstupe 12 detektora 4 přechodu napatia nulou.

Před koncom polperiódy priepustného prúdu triak 8 vypíná, čo sa prejaví strmým poklesem napátia na zaťažovacej impedancii 9. V okamihu vypnutia je vzhladom k fázovému posuvu rozdiel medzi napátím siete a napátím na zaťažovacej impedancii 9, ktorý spósobí prietok prúdu cez zrážací odpor 3 a tým vznik riadiaceho signálu na výstupe 12 detektora 4 přechodu napátia nulou, čím triak 6 dostává nový riadiaci impulz vždy v okamihu vypnutia, t. j. pri přechode priepustného prúdu nulou. Riadiaci signál trvá len do doby zopnutia triaka v nasledujúcej polperiáde priepustného prúdu.

Vzhladom na nízký příkon riadiacich obvodov je možné obvod použit pre zostavenie trojfázového spínača pre ovládanie indukčných motorov hlavně v prípadoch, kde sa vyžaduje vyššia hustota spínania, pri ktorej kontaktně prvky nedosahují! zodpovedajúcu životnost.

Claims (1)

1. PREDMET

   Triakový spínač s optoelektrickou vazbou spínaný v nule priepustného prúdu vyznačujúci sa tým, že vývod (10) detektore (4) přechodu napatia nulou je připojený k sletovému přívodu (20], vstup (11) detektore (4) přechodu napatia nulou je cez zrážací odpor (3) připojený k výstupnéj elekYNÁLEZU tróde triaka (6) a tým súčasne k jednému pólu zaťažovacej impedancie (9), pričom výstup (12) detektora (4) přechodu napatia nulou je připojený súčasne k vstupu (13) budiaceho obvodu (5) a k výstupu (16) blokovacieho obvodu (8), na ktorého vstup (15) je připojený optoelektronický člen (7).