RU2046543C1

RU2046543C1 - Electronic commutator of alternating current supply line

Info

Publication number: RU2046543C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Клопов; Владимир Федорович Голиков; Сергей Иванович Коновалов; Андрей Николаевич Малашин; Александр Алексеевич Васильевский
Original assignee: Сергей Иванович Коновалов
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has diode- thyristor gate, rectifying gate, thyristor, current-clipping circuits, gate. EFFECT: increased functional capabilities. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах питания переменным током различных радиоэлектронных устройств при необходимости коммутации на них переменного напряжения при пересечении этим напряжением нулевого уровня. The invention relates to electrical engineering and is intended for use in power supply systems with alternating current of various electronic devices, if necessary, switching AC voltage on them when this voltage crosses the zero level.

Известен датчик прохождения сигнала переменного напряжения через нулевое значение, содержащий выпрямительный мост, резистивные делители, оптрон, конденсаторы, диод и резисторы [1]
Недостатком данного датчика является его сложность, связанная с наличием в устройстве достаточно большого числа элементов.A known sensor for passing an AC voltage signal through a zero value, containing a rectifier bridge, resistive dividers, optocoupler, capacitors, diode and resistors [1]
The disadvantage of this sensor is its complexity associated with the presence in the device of a sufficiently large number of elements.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является электронный коммутатор сети переменного тока [2] содержащий диодно-тиристорный ключ, включенный через нагрузку в одну из шин сети, управляющий вход которого соединен с выходом блока включения диодно-тиристорного ключа, элемент памяти, выпрямитель, формирователь импульсов синхронизации, интегрирующий элемент и развязывающий диод. Closest to the proposed device is an electronic AC network switch [2] containing a diode-thyristor switch, connected through a load to one of the network buses, the control input of which is connected to the output of the diode-thyristor switch enable unit, a memory element, a rectifier, a synchronization pulse shaper integrating element and decoupling diode.

Недостатком известного устройства является сложность схемы управления диодно-тиристорным ключом. A disadvantage of the known device is the complexity of the control circuit of the diode-thyristor key.

Цель изобретения упрощение устройства и повышение его надежности. The purpose of the invention is to simplify the device and increase its reliability.

Цель достигается тем, что в электронный коммутатор сети переменного тока, содержащий диодно-тиристорный ключ, первый и второй выводы которого соединены соответственно с первой непосредственно и с второй через нагрузку шинами переменного тока, управляющий вход с катодом динистора, тиристор, управляющий электрод которого соединен с первым выводом резистора, ключ-выпрямитель, первую токоограничительную цепь, состоящую из параллельно соединенных резисторов и диода, введена вторая токоограничительная цепь, причем катоды диодов первой и второй токоограничительных цепей соединены с соответствующими шинами сети переменного тока, а аноды с соответствующими выводами диагонали переменного тока выпрямителя, первый вывод диагонали постоянного тока которого соединен с анодом динистора, через ключ с вторым выводом резистора и анодом тиристора, катод которого соединен с вторым выводом диагонали постоянного тока выпрямителя. The goal is achieved in that an electronic AC switch containing a thyristor diode key, the first and second terminals of which are connected directly and directly to the first and second through the AC bus, the control input with the cathode of the dinistor, the thyristor, the control electrode of which is connected to the first output of the resistor, the rectifier key, the first current-limiting circuit, consisting of parallel-connected resistors and a diode, a second current-limiting circuit is introduced, moreover, the cathodes of the first and volt diodes A number of current-limiting circuits are connected to the corresponding busbars of the alternating current network, and the anodes with the corresponding terminals of the diagonal of the rectifier AC, the first terminal of the diagonal of which DC is connected to the anode of the dinistor, through a key with the second terminal of the resistor and the anode of the thyristor, the cathode of which is connected to the second terminal of the diagonal of the direct current rectifier current.

Кроме того, настоящее изобретение направлено на решение задачи снижения мощности потерь в предлагаемом устройстве. In addition, the present invention is directed to solving the problem of reducing power losses in the proposed device.

Цель достигается тем, что в электронном коммутаторе диодно-тиристорный ключ содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора, подключенных к соответствующим выводам диодно-тиристорного ключа, управляющие электроды тиристоров соединены соответственно с катодами первого и второго диодов, аноды которых соединены с управляющим входом диодно-тиристорного ключа. The goal is achieved in that the electronic switch diode-thyristor key contains two counter-parallel connected thyristors connected to the corresponding terminals of the diode-thyristor key, the control electrodes of the thyristors are connected respectively to the cathodes of the first and second diodes, the anodes of which are connected to the control input of the diode-thyristor the key.

На фиг. 1 представлена электрическая схема электронного коммутатора; на фиг. 2 представлена электрическая схема электронного коммутатора, улучшающая характеристики коммутатора по фиг.1; на фиг.3 представлены временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства. In FIG. 1 shows an electrical diagram of an electronic switch; in FIG. 2 is a circuit diagram of an electronic switch that improves the characteristics of the switch of FIG. 1; figure 3 presents time diagrams explaining the operation of the proposed device.

Электронный коммутатор (фиг.1) содержит диодно-тиристорный ключ 1, ключ-выпрямитель 2, тиристор 5, токоограничительные цепочки 3 и 4, ключ 7. The electronic switch (figure 1) contains a diode-thyristor switch 1, a rectifier key 2, a thyristor 5, current-limiting chains 3 and 4, a key 7.

Первый и второй выводы диодно-тиристорного ключа 1 соединены соответственно с первой непосредственно и с второй через нагрузку 9 шинами переменного тока, а управляющий вход с катодом динистора 8. Каждая токоограничительная цепочка состоит из параллельно соединенных резистора и диода (соответственно 10, 11 и 12, 13). Катоды диодов соединены с соответствующими шинами сети переменного тока, а аноды с соответствующими выводами переменного тока выпрямителя 2. Первый вывод постоянного тока выпрямителя соединен с анодом динистора 8, анодом тиристора 5, через ключ 7 с выводом резистора 6, второй вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора 5. Катод тиристора соединен с вторым выводом диагонали постоянного тока выпрямителя. Ключ 7 может быть либо механическим, либо электронным, управляемым по сигналу от устройства управления. The first and second terminals of the diode-thyristor switch 1 are connected respectively to the first directly and to the second through the 9 load AC bus, and the control input to the cathode of the dynistor 8. Each current-limiting chain consists of a resistor and a diode connected in parallel (10, 11 and 12, respectively thirteen). The cathodes of the diodes are connected to the corresponding busbars of the alternating current network, and the anodes to the corresponding terminals of the alternating current of the rectifier 2. The first DC output of the rectifier is connected to the anode of the dinistor 8, the anode of the thyristor 5, through a key 7 with the output of the resistor 6, the second terminal of which is connected to the control electrode thyristor 5. The cathode of the thyristor is connected to the second output of the diagonal of the direct current rectifier. The key 7 can be either mechanical or electronic, controlled by a signal from the control device.

Коммутатор работает следующим образом. The switch operates as follows.

Напряжение сети через нагрузку 9 подается на диодно-тиристорный ключ 1 и через токоограничительные цепочки 3 и 4 к выводам переменного тока выпрямителя 2. The voltage of the network through the load 9 is supplied to the diode-thyristor switch 1 and through current-limiting chains 3 and 4 to the AC terminals of the rectifier 2.

В исходном состоянии ключ 7 замкнут (t_o, фиг.3) и управляющий электрод тиристора 5 подключен через резистор 6 к аноду этого же тиристора. Тиристор находится во включенном состоянии. Когда на вход коммутатора воздействует положительная полуволна сетевого напряжения, в устройстве протекает ток по цепи резистор 10, выпрямитель, тиристор 5, диод 13 (при отрицательной полуволне через резистор 12, выпрямитель, тиристор 5, диод 11). Напряжение включения динистора 8 выбрано несколько больше по сравнению с суммой падения напряжения на открытом тиристоре 5, диоде 13 (11) и открытом диоде моста 2. Следовательно, на управляющий вход диодно-тиристорного ключа 1 сигнал не подается, ключ находится в непроводящем состоянии и в цепи нагрузки ток отсутствует.In the initial state, the key 7 is closed (t _o , Fig.3) and the control electrode of the thyristor 5 is connected through a resistor 6 to the anode of the same thyristor. The thyristor is on. When the positive half-wave of the mains voltage acts on the input of the switch, a current flows through the circuit through the resistor 10, rectifier, thyristor 5, diode 13 (with a negative half-wave through resistor 12, rectifier, thyristor 5, diode 11). The turn-on voltage of the dynistor 8 is selected slightly higher compared to the sum of the voltage drop across the open thyristor 5, diode 13 (11) and the open diode of the bridge 2. Therefore, there is no signal to the control input of the diode-thyristor switch 1, the switch is in a non-conductive state and in load circuit no current.

При размыкании ключа 7 (t₁, фиг.3) цепь управления тиристора 5 разрывается и в момент первого после t₁ перехода сетевого напряжения через нулевое значение тиристор 5 выключается (t₂, фиг.3). Начиная с этого момента времени, с положительного вывода выпрямителя снимается пульсирующее напряжение U_выпр (фиг.3б) с удвоенной частотой сети. Динистор 8 открывается, импульсы с выпрямителя поступают на управляющий вход диодно-тиристорного моста 1, который переходит в проводящее состояние.When the key 7 (t ₁ , Fig. 3) is opened, the control circuit of the thyristor 5 is broken and at the moment of the first after t ₁ transition of the mains voltage through the zero value, the thyristor 5 turns off (t ₂ , Fig. 3). From this point of time, with a positive output of the rectifier ripple voltage is removed _{straightening} U (3b) at twice the mains frequency. The dynistor 8 opens, the pulses from the rectifier are fed to the control input of the diode-thyristor bridge 1, which goes into a conducting state.

Для выключения коммутатора замыкают ключ 7 (t₃, фиг.3). При этом происходит включение тиристора 5, с положительного вывода выпрямителя снимается сигнал управления и диодно-тиристорный ключ в "нуле" тока переходит в непроводящее состояние (t₄, фиг.3).To turn off the switch, close the key 7 (t ₃ , Fig.3). In this case, the thyristor 5 is turned on, the control signal is removed from the positive output of the rectifier and the thyristor diode key in the "zero" current goes into a non-conductive state (t ₄ , Fig. 3).

На фиг. 2 диодно-тиристорный ключ 1 содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора, подключенных к соответствующим выводам диодно-тиристорного ключа, управляющие электроды тиристоров соединены с катодами диодов 14 и 15, аноды которых соединены с управляющим входом диодно-тиристорного ключа 1. Диоды 14 и 15 необходимы для того, чтобы исключить возможность включения диодно-тиристорного ключа 1 при отсутствии сигнала управления. In FIG. 2 thyristor diode key 1 contains two counter-parallel connected thyristors connected to the corresponding terminals of the thyristor diode key, the thyristor control electrodes are connected to the cathodes of the diodes 14 and 15, the anodes of which are connected to the control input of the thyristor diode key 1. Diodes 14 and 15 are necessary in order to exclude the possibility of turning on the diode-thyristor switch 1 in the absence of a control signal.

В предлагаемом устройстве отсутствуют элементы гальванической развязки силовой части схемы от цепей управления, что позволило значительно упростить схему электронного коммутатора переменного тока и тем самым повысить его надежность. In the proposed device, there are no elements of galvanic isolation of the power part of the circuit from the control circuits, which allowed to significantly simplify the circuit of the electronic AC switch and thereby increase its reliability.

Claims

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий диодно-тиристорный ключ, первый и второй выводы которого соединены соответственно с первой непосредственно и с второй через нагрузку шинами переменного тока, управляющий вход с катодом динистора, тиристор, управляющий электрод которого соединен с первым выводом резистора, ключ, выпрямитель, первую токоограничительную цепь, состоящую из параллельно соединенных резистора и диода, отличающийся тем, что в него введена вторая токоограничительная цепь, причем катоды диодов первой и второй токоограничительных цепей соединены с соответствующими шинами сети переменного тока, а аноды с соответствующими выводами диагонали переменного тока выпрямителя, первый вывод диагонали постоянного тока которого соединен с анодом динистора, через ключ с вторым выводом резистора и анодом тиристора, катод которого соединен с вторым выводом диагонали постоянного тока выпрямителя. 1. ELECTRONIC AC NETWORK SWITCH, containing a diode-thyristor switch, the first and second terminals of which are connected directly to the first and second through the busbars of the alternating current, the control input to the cathode of the dinistor, the thyristor, the control electrode of which is connected to the first output of the resistor, a key, a rectifier, a first current-limiting circuit, consisting of a resistor and a diode connected in parallel, characterized in that a second current-limiting circuit is introduced into it, and the cathodes of the first and the second current-limiting circuits are connected to the corresponding busbars of the alternating current network, and the anodes with the corresponding terminals of the diagonal of the rectifier AC, the first terminal of the diagonal of which DC is connected to the anode of the dinistor, through a key with the second terminal of the resistor and the anode of the thyristor, the cathode of which is connected to the second terminal of the diagonal of the constant current rectifier current.

2. Коммутатор по п.1, отличающийся тем, что диодно-тиристорный ключ содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора, подключенных к соответствующим выводам диодно-тиристорного ключа, управляющие электроды тиристоров соединены соответственно с катодами первого и второго диодов, аноды которых соединены с управляющим входом диодно-тиристорного ключа. 2. The switch according to claim 1, characterized in that the diode-thyristor switch contains two counter-parallel connected thyristors connected to the corresponding terminals of the diode-thyristor switch, the control electrodes of the thyristors are connected respectively to the cathodes of the first and second diodes, the anodes of which are connected to the control thyristor diode key input.