SU1354410A1 - A.c.switch - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  включени  блоков электрической и радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повьшение надежности путем уменьшени  уровн  электромагнитных помех, достигаетс  за счет точного выбора момента включени  нагрузки при переходе синусоидального напр жени  через нулевое значение. Дл  этого в переключатель дополнительно введены входной трансформа- тор 5, диодный мост б, формирователь 7 управл ющего импульса, форшфова- тель 14 импульса включени , диодь 31 и 32 и ограничительный резистор 30. Кроме того, переключатель содержит симистор 1, нагрузку 2, входную 3 и выходную 4 шины, интегральный ком- паратор 8, делитель на резисторах 9 и 10, источник 11 эталонного опорного напр жени , положительную 13 и общую 17 шины питани , элементы И-НЕ 18 и 19, генератор 20 отпирающих импульсов . Этот генератор содержит элементы И-НЕ 21 и 23,- инверторы 22 и 24, транзистор 28. Устройство осуществл ет коммутацию напр жени  переменного тока при включении вблизи нулевого уровн , что уменьшает величину коммутационных помех при включении различных видов нагрузки, 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (О Фиг. }The invention can be used to include blocks of electrical and electronic equipment. The purpose of the invention is to increase reliability by reducing the level of electromagnetic interference, achieved by accurately selecting the moment of switching on the load when a sinusoidal voltage passes through zero. For this purpose, an input transformer 5, a diode bridge b, a control pulse driver 7, a turn-on forcher 14, a switch-on pulse, diode 31 and 32, and a limiting resistor 30 are additionally introduced into the switch. In addition, the switch contains a triac 1, load 2, an input 3 and output bus 4, an integral comparator 8, a divider on resistors 9 and 10, a source 11 of the reference reference voltage, a positive 13 and a total 17 power supply bus, AND-HE elements 18 and 19, a generator of 20 unlocking pulses. This generator contains the elements of AND-NE 21 and 23, the inverters 22 and 24, the transistor 28. The device switches the AC voltage when turned on near the zero level, which reduces the amount of switching noise when switching on various types of load, 2 hp f-ly, 2 ill. (About FIG.}

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  включени  блоков электротехнической и электронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used to turn on blocks of electrical and electronic equipment.

Цель изобретени  - увеличение надежности за счет уменьшени  уровн  электромагнитных помех, что достигаетс  за счет точного выбора момента включени  нагрузки при переходе сину- соидального напр жени  через нулевое значение.The purpose of the invention is to increase reliability by reducing the level of electromagnetic interference, which is achieved by precisely selecting the moment of switching on the load when a sinusoidal voltage passes through zero.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема переключател  переменного тока; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы.FIG. 1 is a functional diagram of an AC switch; in fig. 2 - time diagram of his work.

Переключатель переменного тока содержит симистор 1, силовые электродыAC switch contains triac 1, power electrodes

которого последовательно с нагрузкой 2 подключены к входной 3 и выход- но 4 шинам переключател , к которым дл  формировани  сигналов управлени  подключена первична  - обмотка входного трансформатора 5. Вторична  обмотка входного трансформатора 5 через диодный мост 6, включенный по схеме двухполупериодного выпр мител , подключена к входу формировател  7 управл ющего импульса.which in series with the load 2 are connected to the input 3 and output 4 buses of the switch to which the primary winding of the input transformer 5 is connected to form control signals. The secondary winding of the input transformer 5 through a diode bridge 6 connected according to a full-wave rectifier circuit is connected to the input of the driver 7 of the control pulse.

Формирователь 7 содержит инте- гральный компаратор 8, измерительный вход которого соединен с делителем на резисторах 9 и 10. Средн   точка делител   вл етс  входом формировател  7. Установочный вход компаратора 8 соединен с источником 11 опорного эталонного напр жени , а выход,  вл ющийс  выходом формировател  7, через резистор 12 подключен к положительной шине 13 источника питани . The former 7 contains an integral comparator 8, the measurement input of which is connected to a divider on resistors 9 and 10. The middle point of the divider is the input of the former 7. The setup input of the comparator 8 is connected to the source 11 reference reference voltage, and the output that serves as the output of the former 7, through a resistor 12 is connected to the positive bus 13 of the power supply.

Выход формировател  7 соединен с вторым входом формировател  14 импульса включени , первый вход которого через резистор 15 последовательной RC-цепочки подключен к положительной шине 13 источника питани  и через конденсатор 16 к общей шине 17, а .выход второго элемента И-НЕ 18 соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ 19 и выходом формировател  14 Первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 19, а второй вход - с первым входом второго элемента И-НЕ 18, выход первого : элемента И-НЕ 19 - с вторым входом Второго элемента И-НЕ 18. Кроме того, выходы формирователей 7 и 14 соединены соответственно с первым и вторым входами генератора 20 отпирающих имThe output of the driver 7 is connected to the second input of the driver 14 of the switching pulse, the first input of which is connected via the resistor 15 of the serial RC-chain to the positive bus 13 of the power supply and through the capacitor 16 to the common bus 17, and the output of the second AND-HE element 18 is connected to the second the input of the first element AND-NOT 19 and the output of the former 14 The first input of which is connected to the first input of the first element AND-NOT 19, and the second input - to the first input of the second element AND-NOT 18, the output of the first: element AND-NOT 19 - to the second the input of the Second element AND NOT 18. K OMe order outputs formers 7 and 14 are respectively connected to first and second inputs of the generator 20, gate on them

5five

5 five

0 5 00 5 0

5 five

пульсов, третий вход которого соединен с первым входом формировател  14.pulses, the third input of which is connected to the first input of the imaging device 14.

Генератор 20 содержит первый элемент И-НЕ 21, первый инвертор 22, второй элемент И-НЕ 23 и второй инвертор 24, конденсатор 25, первый 26 и второй 27 резисторы и транзистор 28.The generator 20 includes the first element AND-NOT 21, the first inverter 22, the second element AND-NOT 23 and the second inverter 24, the capacitor 25, the first 26 and the second 27 resistors and the transistor 28.

Выход элемента И-НЕ 21 через последовательно соединенные инверторы 22 и 24, элемент И-НЕ 23 и резистор 27 соединен с базой транзистора 28, эмиттер которого подключен к общей шине 17. Коллектор транзистора 28  вл етс  выходом генератора 20. Выходы первого инвертора 22 и второго элемента И-НЕ 23 через конденсатор 25 и резистор 26 соответственно подключены к третьему входу элемента И-НЕ 21, а второй вход элемента И-НЕ 23 соединен с третьим входом генератора 20. Выход последнего через последовательно соединенные первичную обмотку выходного трансформатора 29 и ограничительный резистор 30 и параллельно к ним включенный первьй диод 31 соединен, с положительной шиной 13 источника питани  .The output of the element IS-NE 21 through series-connected inverters 22 and 24, the element IS-NOT 23 and the resistor 27 is connected to the base of the transistor 28, the emitter of which is connected to the common bus 17. The collector of the transistor 28 is the output of the generator 20. The outputs of the first inverter 22 and the second element AND-NOT 23 through the capacitor 25 and the resistor 26, respectively, are connected to the third input of the element -NE 21, and the second input of the element AND-NO 23 is connected to the third input of the generator 20. The output of the latter through the series-connected primary winding of the output transformer 29 and a limiting resistor 30 and in parallel thereto a connected first diode 31 is connected to the positive bus 13 of the power source.

Вторична  обмотка трансформатора 29 с параллельно включенным вторым диодом 32 соединена с управл ющим переходом симистора 1.The secondary winding of the transformer 29 with the second diode 32 connected in parallel is connected to the control transistor of the triac 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подключении источника переменного напр жени  к шинам 3 и 4 на выходной обмотке трансформатора 5 формируетс  переменное напр жение с частотой питающей сети. После выпр млени  диодным мостом 6 пульсирующее напр жение с частотой, в два раза пре- вьш1ающей частоту питакнцей сети, через делитель напр жени  на резисторах 9 и 10 подаетс  на первый вход интегрального компаратора 8, на второй вход которого подаетс  стабилизированное напр жение с эталонного источника 11, величина которого выбираетс  так, что на выходе компаратора 8 форт мируетс  отрицательный импульсный сигнал, снимаемый с резистора 12, подключенного к шине 13 питани , передний и задний фронты которого расположены строго симметрично относительно точки перехода фазового напр жени  через нулевое значение (фиг.2). Формирователь 14 импульса включени  служит дл  предотвращени  срабатьшани  схемы при включении в произвольныйWhen the alternating voltage source is connected to buses 3 and 4, an alternating voltage is generated at the output winding of the transformer 5 with the frequency of the supply network. After a diode bridge 6 is rectified, a pulsating voltage with a frequency twice as large as the power supply network is supplied through a voltage divider on resistors 9 and 10 to the first input of the integrated comparator 8, to the second input of which a stabilized voltage is supplied from the reference source 11, the value of which is chosen so that at the output of the comparator 8 the fort is reconstructed by a negative pulse signal taken from the resistor 12 connected to the power supply bus 13, the leading and trailing edges of which are strictly symmetrically located in relative phase transition point voltage through zero (Figure 2). Shaper 14 pulse enable serves to prevent the operation of the circuit when switched into arbitrary

313313

момент времени до прохождени  фазового переменного напр жени  через нулевое значение.the moment of time before the passage of the phase alternating voltage through a zero value.

При включении в произвольный момент времени (точка а , фиг.2) происхо дит установка формировател  14 в нулевое значение КС-цепью (резистор 15, конденсатор 16), подключенной к шине 13 источника питани  и общей шине 17 тем самым запрещаетс  работа генератора 20. На выходе инвертора 24 при включении устанавливаетс  нулевое значение напр жени  за счет установки элемента И-НЕ 23 в единичное состо - ние отрицательным импульсом RC-цепоч- ки (резистор 15, конденсатор 16), соединенной с вторым входом элемента 23. Включение устройства производитс  подачей напр жени  питани  на логическую часть схемы, т.е. на формирователи 7 и 14 и генератор 20. Источник питани  11 и положительна  шина 13 источника  вл ютс  вторичными источниками одного блока питани  и включаютс  одновременно с подачей на- . пр жени  на микросхемы.When switched on at an arbitrary point in time (point a, Fig. 2), the shaper 14 is set to a zero value by the KC circuit (resistor 15, capacitor 16) connected to the power supply bus 13 and the common bus 17 thereby inhibiting the operation of the generator 20. At the output of the inverter 24, when turned on, a zero voltage value is set by setting the NAND 23 element to one state by a negative impulse of the RC chain (resistor 15, capacitor 16) connected to the second input of the element 23. The device is turned on by supplying for example tim power to the logic circuit portion, i.e., shapers 7 and 14 and generator 20. Power supply 11 and positive bus 13 of the source are secondary sources of the same power supply and are turned on simultaneously with the power supply. Circuitry on the chip.

В момент времени Б (фиг. 2) происходит формирование переднего фронта импульса отрицательнбй пол рности на выходе формировател  7, который устанавливает формирователь 14 и-второй вход генератора 20 в единичное состо ние, однако при этом работа генератора 20 по первому входу блоки- руетс  до формировани  заднего фронта импульса компаратора, что соответствует точке Ь (фиг. 2). По заднему фронту импульса формировател  7 происходит запуск генератора 20 отпираю- щих импульсов, поступающих с выхода генератора 20 через резистор 27 на импульсный усилитель, вьтолненный на транзисторе 28, импульсном трансформаторе 29, резисторе 30 и диоде 31. Резистор 30 предназначен дл  ограничени  тока через транзистор 28, а диод 31 включен дл  защиты транзистора в моменты переключени .At time point B (Fig. 2), the front of the pulse of negative polarity is formed at the output of shaper 7, which sets the shaper 14 and the second input of generator 20 into one state, however, the operation of generator 20 at the first input is blocked the formation of the trailing edge of the comparator pulse, which corresponds to point b (Fig. 2). Along the trailing edge of the driver 7, a generator 20 is triggered by pulses from the generator 20 output through a resistor 27 to a switching amplifier implemented on a transistor 28, a pulse transformer 29, a resistor 30 and a diode 31. The resistor 30 is designed to limit the current through the transistor 28, and a diode 31 is turned on to protect the transistor at switching times.

Импульсы с выхода импульсного ; трансформатора 29 с параллельно подключенным диодом 32 поступают на управл ющий электрод симистора 1 относительно входной шины 3.Pulses from the pulse output; a transformer 29 with a parallel-connected diode 32 is supplied to the control electrode of the triac 1 relative to the input bus 3.

Таким образом, устройство осзтце- ствл ёт коммутацию напр жени  переменного тока при включении только вблизи нулевого уровн , определ емого точностью установки Е,т- , что умень10 .Thus, the device detects the switching of the alternating current voltage when turned on only near the zero level determined by the accuracy of the E setting, which is a decrease of 10.

тает величину коммутационных помех при включении.различных видов нагрузок .The magnitude of switching noise when switching on. various types of loads.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Переключатель переменного тока, содержащий симистор, силовые электроды которого последовательно с нагрузкой подключены к входной и выходной шинам переключател , генератор отпирающих импульсов с выходным трансформатором , вторична  обмотка которого подключена к управл юще му переходу симистора, источник питани  и диодный мост, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  надежности за счет уменьшени  электромагнитных помех, введены формирователь управл ющего импульса, входной трансформатор , диодный мост, ограничительный резистор, первый и второй диоды и формирователь импульса включени  на двух элементах И-НЕ, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента-И-НЕ и через резистор последовательной RC-цепочки подклйо- чен к положительной шине источника питани  и через конденсатор - к общей шине, второй вход формировани  импульса включени  соединен с выходом формировател  управл ющего импульса и с первым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и выходом формировател  импульса включени , вход формировател  л ющего импульса подключен к выходу диодного моста, включенного по схеме двухполупериодного выпр мител , вто- ра  диагональ которого соединена с вторичной обмоткой входного трансформатора , а первый вход генератора отпирающих импульсов соединен с выходом формировател  управл ющего импульса , второй вход - с выходом формировател  импульса включени , третий вход - с первым входом формировател  импульсов включени , а выход через последовательно соединенные первичную обмотку выходного трансформатора, ограничительный резистор и параллельно к ним встречно включенный первый диод подключен к положительной шине источника питани , а параллельно вторичной обмотке выходного трансформатора включен второй диод.Claim 1. AC switch containing a triac, the power electrodes of which are connected in series with the load to the input and output buses of the switch, a trigger pulse generator with an output transformer, the secondary winding of which is connected to the triac control transition, a power source and a diode bridge different By the fact that, in order to increase reliability due to the reduction of electromagnetic interference, a control pulse driver, an input transformer, a diode bridge, the primary resistor, the first and second diodes, and a turn-on pulse shaper on two IS-NOT elements, the first input of which is connected to the first input of the first AND-NOT element and through a resistor of the serial RC-chain is connected to the positive power supply bus and through a capacitor to the common bus, the second input of the formation of the impulse is connected to the output of the driver control pulse and to the first input of the second element AND-NOT, the output of the first element AND-NOT connected to the second input of the second element AND-NOT, the output of which is connected the second input of the first IS element and the output of the switch-on pulse shaper, the input of the pulse shaper is connected to the output of the diode bridge connected in a full-wave rectifier circuit, the second diagonal of which is connected to the secondary winding of the input transformer, and the first input of the trigger pulses is connected with the output of the control pulse shaper, the second input — with the output of the turn-on pulse shaper, the third input — with the first input of the turn-off pulse shaper, and the output through atelno connected to the primary winding of the output transformer, a limiting resistor and parallel thereto counter included first diode connected to a positive power supply bus, and across the secondary winding of the output transformer included second diode. 2.Переключатель по п. 1, отличающийс  тем, что формирователь управл ющего импульса вьшолнен2. The switch according to claim 1, characterized in that the driver of the control pulse is complete в виде интегрального компаратора, измерительный вход которого подключен к делите.пю, средн   точка которого  вл етс  его входом, установочный вход - к источнику опорного эталонного напр жени , а выход,  вл ющийс  выходом формировател , через.резистор подключен к положительной шине источника питани .in the form of an integral comparator, the measurement input of which is connected to the dividers, the midpoint of which is its input, the installation input to the reference reference voltage source, and the output, which is the output of the driver, through the resistor is connected to the positive power supply bus. 3.Переключатель по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что генератор отпирающих импульсов содержит первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй инверторы, конденсатор, пер3.Switch on PP. 1 and 2, characterized in that the trigger pulse generator comprises first and second AND-NOT elements, first and second inverters, capacitor, first 5five вый и второй резисторы и транзистор, причем первый вход первого элемента И-НЕ  вл етс  первым входом генератора , второй вход  вл етс  вторым входом генератора, выход первого элемента И-НЕ через первый инвертер подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого через второй инвертор и первый резистор соединен с базой транзистора, эмиттер которого подключен к общей щине, коллектор  вл етс  выходом генератора, а выходы первого инвертора и второго элемента И-НЕ через конденсатор и второй резистор соответственно подключены к третьему входу первого элемента И-НЕ, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с третьим входом генератора.second and second resistors and a transistor, the first input of the first NAND element being the first input of the generator, the second input being the second input of the generator, the output of the first NAND element through the first inverter is connected to the first input of the second NAND element, the output of which through the second inverter and the first resistor is connected to the base of the transistor, the emitter of which is connected to the common busbar, the collector is the output of the generator, and the outputs of the first inverter and the second element AND –NE through the capacitor and the second resistor are respectively connected to retemu input of the first AND-NO element, a second input of the second AND-NO element is connected to the third input of the generator. +Еэт+ Eet -f-f Ч SH s Ьь/ходB / move дыход - форпирооот л  iirespiratory respiratory phyro ii wnepamopa 20wnepamopa 20 Редактор М.БланарEditor M.Blanar Составитель А.ЧаховскийCompiled by A. Chakhovsky Техред М.Ходанич Корректор М.ШарошиTehred M. Khodanich Proofreader M. Sharoshi Заказ 5714/55 Тираж 900ПодписноеOrder 5714/55 Edition 900 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4