SU875631A1 - Электронный ключ - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ,

I

Изобретение отиоситс  к электротехнике и может, быть использовано дл  включени  блоков электротехнической и электронной аппаратуры.

Известен электронный ключ дл  коммутацин нагрузки в сетн переменного напр жени , содержащий силовой тиристор, блок формировани  импульсов управлени  в момент прохождени  синусоидального напр жени  питающей сетн через нулевое наченне , блок управлени  и усилитель мощности дл  запуска силового тиристора 1.

Недостатком известного электронного ключа  вл етс  сложность электрической схемы управлени  и низка  помехоустойчивость , вызванна  наличием релаксационных устройств.

Известен также электронный ключ, содержащий силовой синистор, оптрон управлени , формирователь импульсов, усилитель мощности и выпр мительны1Й диод дл  пнтани  цепей управлени  через резистор о|Г источника коммутируемого переменного напр женн  2.

Недостаткн этого электронного ключа -; ограниченные функциональные возможности, вызванные коммутацией нагрузки только

с определенным импедансом. При изменении нмпеданса нагрузкн нужно измен ть параметры элементов схемы.

Цель нзобрегени  - расширение функ цнональных возможностей за счет обеспечени  возможности коммутацин нагрузок с

S любым импедансом и повышени  надежности работы.Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электронном ключе, содержащем снловой снмнстор, оптрон управлени , формировац тель импульсов, усилитель мощности н выпр мительный диод дл  питанн  цепей управлени  через первый резнстор от йсточннка коммутнруемого переменного напр жени , формирователь импульсов выполнен на оптроне и фоторезнсторе, при этом выход выпр мительного диода катодом соединен через первый резнстор с параллельно соеднНеннымн светоднодамн фототиристоров усилител  мощности н формировател  им/пульсов и через вторбй резистор и фотодиод оптрона формнровател  импульсов, вклю20 ченнымн последовательно к точке соединени  катода светоднода фототнристора усилител  мощности, анода светоднода фототирнстора формировател  импульсов и перBoro резистора, с трем  параллельными цеп ми, перва  из которых образована последовательно соединенными фототиристором формировател  импульсов, светодиодом оптрона формировател  импульсов и третьим резистором, втора  - последовательно соединенными фототиристором усилител  мощности , четвертым резистором и переходом управл ющий электрод - катод силового симистора, а треть  - последовательно соединенными фотодиодом оптрона управлени  и источником (-лосто нного напр жени .

На фиг. I представлена принципиальна  электрическа  схема электронного ключа; на фнг. 2 - эпюры напр жений и токов характерных точек схемы.

Электрический ключ содержит силовойсимистор I, подключенный через нагрузку 2 к клеммам 3 и 4 источника переменного напр жени . Управление силовым симистором I осуществл етс  через оптрон управлени  5 сигналом генератора импульсов 6. Выход оптрона управлени  5 соединен через источник посто нного напр жени  7 с формирователем импульсов, состо щим из оптрона 8, фототиристора 9 и резисторов 10 и 11. Дл  формировани  синхронизирующих импульсов и питани  оптрона 8 и фототиристора 9 через выпр мительный диод 12 и резистор 13 поступает с клемм 3 и 4 переменное напр жение. Дл  согласовани  по йощности выходного сигнала формировател  импульсов со входом силового снмистора 1 служит фототиристор 14, выход которого соединен через резистор 15 с управл ющим электродом силового симистора 1.

Устройство работает следующим образом

При подключении источника переменного .напр жени  к клеммам 3 и 4 в цепи: выпр мительный диод 12, резистор 13 и светодиод фототиристора 9 возбуждаетс  пульсирующий ток положительной пол рности. Дл  того; чтобы включение фототирнстора могло происходить на участке синусоиды между точками а ч б (фиг. 2), величина резистора 13 выбираетс  из услови  U Ug где UgKfl. - напр жение порога включени  фототиристора 9. Однако, фототиристор 9 будет обесточен в схеме до момента включени  оптрона 5, фотодиод которого питаетс  от источника посто нного напр жени  7. Величина выходного напр жени  этого источника выбираетс  из услови  обеспечени  тока удержани  фототиристора 9 и дл  создани  через фототиристор 14 тока управлени  симистором 1, который должен,быть больще тока удержани  фототиристора 14.

При отсутствии сигнала на входе генератора импульсов 6 схема выключена, поскольку закрыты фотодиоды оптронов 8 и 5. При подаче сигнала на светодиод оптрона 5 происходит включение его светодиода. Включение фототиристора 9 может произойти только в положительный полупериод переменного напр жени  на участке синусоиды

между точками а и б (фиг. 2). В случае включени  оптрона 5 в любой другой момент времени фототиристор 9 не включаетс  из-за наличи  в его цепи светодиода,оптрона 8. При поступлении сигнала от светодиода фототиристора 9 происходит его включение и самоблокировка с помощью светодиода оптрона 8 и резистора 11. Ток самоблокировки должен быть больще тока включени  светодиода оптрона 8. Включивщийс  светодиод оптрона 8 обеспечивает включение его фотодиода, который замыкает цепь источника посто нного напр жени  7. Учитыва  быстродействие оптоэлектронных элементов , это произойдет в непосредственной близости от точки включени  светодиода

фототиристора 9.

Величина резистора 10 выбираетс  из услови  задани  тока включени  через светодиод фототиристора 14 при достижении

в положительный полупериод напр жени  значени  близкого нулю, например в точке г (фиг. 2). Из фиг. 2 видно, что ток Ig через светодиод фототиристора 9 уменьшаетс  после включени  фотодиода оптрона 8 на величину, котора  ответвл етс  в цепь источника посто нного напр жени  7. Нулевой уровень тока через светодиод фототиристора 9 будет при равенстве токов, протекающих через резисторы 10 и 13 от источника посто нного напр жени  7 и источника на выпр мительном диоде 12, например в точке в. Положение этой точки на участке синусоиды между точками б и г зависит от величины резистора 13. При разбалансе токов фототиристоров 9 и 14 начнет протекать ток 1)4 через светодиод фототирис5 тора 14, который достигнет значени  тока включени  1вк . его светодиод в точке г, благодар  выбранной величине резистора 10. Светодиод фототиристора 14 включаетс  и выдает сигнал на включение своего фототиристора 14, который замыкает цепь точника посто нного напр жени  7 через резистор 15, вызыва  включение силового симистора I и самоблокировку фототиристора 14 током удержани . Величина резистора 15 выбираетс  из услови  создани 

5 необходимого тока управлени  силовым симистором 1 который в то же врем  должен быть равен илн больще тока удержани  фототиристора 14.

Выключение устройства происходит при отсутствии сигнала на выходе генератора

Claims (2)

1. 0 импульсов 6. Силовой симистор 1 не выключаетс  после сн ти  сигнала с управл ющего электрода до тех пор, пока его анодный ток не упадет практически до нул . Таким образом, устройство осуществл ет коммутацию напр жени  переменного тока в первоначальный момент включени  только вблизи нулевого уровн  на спаде положительной полуволны переменного напр жени , а затем в управл ющий электрод симистора непрерывно поступает ток достаточный дл  переключений симистора в каждый полупериод с минимальной зоной нечувствительности , определ емой лишь эксплуатационной характеристикой симистора, что. уменьшает величину коммутационных помех (практически , сводит их к нулю) и улучшает технические показатели устройства при работе иа различные виды нагрузок. Формула изобретени  Электронный ключ, содержащий силовой симистор, оптрон управлени , формирователь импульсов, усилитель мощности и выпр мительный диод дл  питани  цепей управлени  через первый резистор от источника коммутируемого переменного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью расщирен.и  функциональных возможностей и повышени  надежности, формирователь импульсов выполнен на оптроне и фототиристоре, при этом выход выпр мительного диода катодом соединен через первый резистор с параллельно соеднненнымн светодиодами фототиристоров усилител  мощности и формировател  импульсов и через второй резистор и фотодиод оптрона формировател  импульсов, включенными последовательно к точке соединени  катода светодиода фототиристора усилител  мощности, анода светодиода фототйристора формировател  импульсои и первого резистора, с трем  параллельными цеп ми, перва  из которых образована последовательно соединенными фототиристором формировател  импульсов, светодиодом оптрона формировател  импульсов и третьим резистором, втора  - последовательно соединенными фототирнстором усилител  мощности , четвертым резистором и переходом управл ющий электрод - катод силового симистора, а треть  - последовательно соединенными фотодиодом- оптрона управлени  и источником посто нного напр жени . Источники информации, прин тые во внимание .при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 396848, кл. Н 05 В И/ЗО, 1973.
2. 2.«Электроника, t976, № И, с. 53.

   Фиг. f

   «г.