Меню

Прерыватели постоянного тока это

Схема прерывателя тока для различных нагрузок, таймер (CD4060)

Прерыватель тока

Устройство представляет собой бесконтактный прерыватель тока в нагрузке, питающейся напряжением 12-18V, при токе не более 10А. Частоту прерывания можно плавно регулировать в двух пределах «х1» — от 0,2Гц до 2 Гц и «х2» — от 0,4 Гц до 4 Гц.

Схема отличается точным равенством интервалов выключенного и включенного состояния нагрузки. Схема (рис.1) состоит из мощного ключа на р-канальных полевых транзисторах VТ1 и VТ2, включенных параллельно, и источника управляющих импульсов на микросхеме D1.

Конечно, можно было источник управляющих импульсов сделать на основе мультивибратора на логических элементах, например, микросхемы К561ЛА7, но в таком случае, чтобы обеспечить симметричность выходных импульсов потребуется еще одна микросхема — D-триггер или счетчик.

В данном же случае, в одной микросхеме есть как мультивибратор, так и счетчик. К тому же, счетчик 14-разрядный, поэтому мультивибратор может работать на значительно более высокой частоте, чем частота прерывания нагрузки, что благоприятно сказывается на стабильности частоты заданной RC-цепью.

Частота мультивибратора задается RC-цепью C1-R2-R3. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R2. Частота импульсов делится счетчиком.

В положении переключателя S1 «х1» коэффициент деления составляет 16384, а в положении «х1» -8192. Далее импульсы с выхода счетчика через переключатель S1 поступают на ключ на мощных полевых транзисторах VТ1 и VТ2.

Принципиальная схема прерывателя тока

Рис. 1. Принципиальная схема прерывателя тока.

Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением. Резистор R4 несет две функции, во-первых, он снижает ток заряда емкости затвора полевых транзисторов, снижая этим пиковую нагрузку на выход микросхемы, а во-вторых, он совместно со стабилитроном VD2 ограничивает напряжение на затворах VТ1 и VТ2 чтобы оно не превышало 12V.

Максимальное напряжение питания микросхемы D1 составляет 15V, а напряжение питания данного устройства может достигать 18V и даже больше. Чтобы ИМС D1 не вышла из строя в этом случае, напряжение на ней ограничивается стабилитроном VD1 и резистором R5. А диод VD3 защищает конденсатор С2 от разрядки в том случае, если при включении нагрузки ключом на VТ1 и VТ2 будет наблюдаться провал в напряжении питания.

Виды прерывателей и их особенности

Современные поворотные реле, в основном, подразделяются на два типа: термоэлектромагнитные и электронные. Каждому прибору присущи свои достоинства и недостатки, об этом и пойдет речь. Термоэлектромагнитные реле содержат в основе сердечник с двумя контактными группами и боковыми якорьками. Кроме того, они имеют обмотку из медной проволоки. Контакты, ведущие к лампочкам, подключены к нихромовой тонкой проволоке, а та, в свою очередь, к пластине, замыкающейся на сердечник.

В обычном состоянии, когда ток не идет в цепь, пластина не примыкает к его основанию. Когда электроны начинают перемещаться, нихромовая проволока нагревается, удлиняется и замыкает пластину с сердечником. Лампочки загораются. После идет остывание нихрома, пластинка снова отходит, ток меняет направление, а лампочки горят вполнакала. Так как процесс охлаждения-нагрева происходит довольно быстро, 1–2 раза в секунду, происходит мигание поворотников. Так как в цепь подключена и лампочка, расположенная на панели приборов, она также начинает пульсировать. Специфическое щелканье прерывателя – следствие циклических ударов якорьков о контакты.

Мигание поворотников авто

Мигание поворотников авто

Реле подобного типа устанавливалось на все автомобили в течение довольно-таки длительного времени, однако оно имело (и имеет) существенный недостаток. Со временем проволока из нихрома вытягивается, и указатели поворота больше не работают. Помимо этого, существует еще и другой момент. Если одна из лампочек перегорает, значительно возрастает нагрузка на другие. В последние годы термоэлектромагнитные реле практически уже не устанавливаются на автомобили. Им на смену пришли более надежные электронные прерыватели.

Электронные реле указателей поворотов построены по тому же принципу, что и тепловые, но вместо проволоки из нихрома здесь действует электронная схема из транзисторов. В управляющую микросхему заложен алгоритм, благодаря которому производятся автоматические импульсы, в определенные моменты подающие ток на обмотку сердечника. Сама работа устройства заключена в следующем: после подачи напряжения на транзисторы от них идут частотные импульсы, имеющие те колебания, которые задаются программой в микросхеме. Проходя по цепи, ток притягивает якорь, замыкая контакты, ведущие к осветительным приборам, в результате чего лампочки загораются. Так как цикл состоит из различных по частоте сигналов, они то работают в полный накал, то тускнеют.

Электронное реле указателей поворотов

Электронное реле указателей поворотов

Преимущество электронных прерывателей в том, что они более надежны, чем тепловые. Кроме того, если в цепи перегорает одна из лампочек, другие работают дальше без лишней нагрузки. Правда, в некоторых автомобилях схема устроена так, что в этом случае перестает мигать контрольная лампа на панели приборов. Это сделано специально, чтобы дополнительно сигнализировать о неисправности. Правда, свои минусы есть и здесь. Прежде всего, подобное реле создает радиопомехи и может влиять на работу многих устройств. Второй негативный фактор – защита от короткого замыкания здесь очень слаба, и при малейшем перепаде электрического напряжения прерыватель может легко перегореть.

Регулятор мощности

Очень заманчиво в полевых условиях в качестве источника света использовать прожектор или светильник сделанный на базе автомобильной фары. Еще лучше, если яркость этого осветительного прибора можно будет регулировать плавно в очень широких пределах.

Ток потребления стандартной лампы автомобильной фары мощностью 65 W составляет 5,5А. А ток 100W лампы уже более 8А. Конечно, можно сделать линейный регулятор на очень мощном транзисторе с огромным радиатором… но куда более эффективным будет регулятор с широтно-импульсным способом регулировки мощности.

Читайте также:  Действие спасателя при поражением электрического тока

В отличие от линейного его выходные транзисторы всегда будут либо закрыты полностью либо открыты полностью, а это значит что сопротивление их каналов в открытом состоянии будет минимальное и, следовательно, мощность на них падать тоже будет минимальная. Отсюда и большой КПД, и более легкий температурный режим.

Схема (рис.2) в части выходного каскада и питания аналогична схеме прерывателя тока (рис.1). Различие в схеме управления. Здесь на микросхеме типа К561ЛА7 сделан мультивибратор, скважность выходных импульсов которого можно в очень широких пределах регулировать с помощью переменного резистора R1.

Частота импульсов неизменная и составляет около 400 Гц. Регулируя переменный резистор R1 изменяем соотношение длительностей положительных и отрицательных полуволн за счет различия сопротивлений R -составляющих частотозадающей RC-цепи, коммутируемых диодами VD4 и VD5.

Практически регулировать мощность можно от 90% до 10% от максимального значения. Собственно мультивибратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. С выхода элемента D1.2 импульсы поступают на усилитель мощности, сделанный на оставшихся двух элементах микросхемы D1 — D1.3 и D1.4.

Принципиальная схема прерывателя тока для нагрузки с регулировкой

Рис. 2. Принципиальная схема прерывателя тока для нагрузки с регулировкой.

Эти элементы соединены параллельно. С их выходов импульсы через резистор R4 поступают на затворы полевых транзисторов. В данной схеме сопротивление R4 уменьшено, чтобы обеспечить больше скорость открывания транзисторов и этим самым снизить их нагрев в момент переходного процесса между закрытым и открытым состоянием. В связи с этим увеличивать напряжение питания схемы выше 15V не рекомендуется, так как это приведет к повышенной нагрузке на выходы элементов D1.3 и D1.4 микросхемы D1.

Если не работают повторители поворотников …

Как бы ни были надежны устройства, отвечающие за контрольные осветительных приборов, но и они лишены совершенства. Неисправности все равно случаются, и при некоторых обстоятельствах последствия будут неутешительными. Поэтому надо весьма внимательно относиться к малейшей поломке, особенно связанной с приборами внешней сигнализации.

Неисправность устройства контроля осветительных приборов

Неисправность устройства контроля осветительных приборов

Узнать об отказе можно по характерным признакам: как уже говорилось, это постоянно горящая контрольная лампа на панели приборов, отсутствие характерных пощелкиваний при включении поворотников. Алгоритм действий известен любому водителю: сначала проверяются предохранители, потом наличие тока в цепи, и, наконец, проводится проверка самого реле. Последняя тенденция в автомобилестроении – это поворотники, встроенные в боковые зеркала заднего вида.

Хоть они и выполняют дублирующую роль, служат дополнением к другим сигнализаторам направления движения, но их «молчание» тоже довольно неприятно. В редких случаях, когда лампочки не горят, стоит также проверить электроцепь, удостоверившись, что провода, ведущие к зеркалам, не перетерлись. Даже знакомые с электроникой автолюбители не берутся ремонтировать это устройство. Прерыватель – не такое уж дорогое удовольствие, а потому его замена будет наиболее приемлемым действием в случае отказа.

Регулятор мощности с прерывателем

Если объединить эти два устройства получится схема (рис.З), с помощью которой можно будет не только прерывать ток в нагрузке постоянного тока, но и регулировать мощность этой нагрузки. Например, регулировать яркость и частоту мигания сигнального прожектора. В этом случае две управляющие схемы из схемы прерывателя (рис.1) и схемы регулятора мощности (рис.2) объединяются.

Причем первая схема управляет второй. Происходит это следующим образом. Усилитель мощности на элементах D1.3 и D1.4 выполнен на двух соединенных параллельно элементах микросхемы К561ЛА7, то есть, это элементы «2И-Не». Если на один из входов такого элемента подать логический ноль, то на выходе элемента устанавливается логическая единица независимо от того какой логический уровень будет на его втором входе.

Схема же выходного ключа выполнена на полевых транзисторах VT1 и VT2. Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением, то есть, логическим нулем. А при подаче на их затворы логической единицы они закрываются.

Принципиальная схема регулятора мощности с прерывателем

Рис. 3. Принципиальная схема регулятора мощности с прерывателем.

Таким образом, выделяем по одному из входов элементов D1.3 и D1.4, соединяем их вместе и через переключатель S1 подаем на них управляющие импульсы от генератора прерывания, выполненного на микросхеме D2. Теперь при единице на выходе S1 нагрузка включается, а при нуле — выключается.

Чтобы можно устройством пользоваться как в режиме прерывания, так и без прерывания, переключатель S1 сделан на три положения. В положении «О» прерывания не будет, и нагрузка будет работать постоянно.

В этом положении выводы 9 и 13 элементов D1.3 и D1.4 соединяются через переключатель S1 с плюсовым полюсом питания микросхемы, то есть, на них подается логическая единица. В этом режиме прерыватель отключен, и работает только регулятор мощности. Мощность регулируется резистором R1, частота прерывания — резистором R6, режим работы — переключателем S1.

Для чего нужен прерыватель указателей поворота?

ПДД указывают на то, что каждый водитель, планируя совершить тот или иной маневр, обязан уведомлять других шоферов о своих намерениях. Когда-то в далекие времена, когда автомобили еще были диковинкой, подобные уведомления подавались левой рукой (при правостороннем движении). Если рука была вытянута, это означало желание водителя повернуть влево, когда она была согнута, а пальцы направлены вверх – направо.

С возрастанием количества машин совершенствовались ПДД и осветительные приборы, не только облегчающие движение в темноте или в условиях пониженной видимости, но и сигнализирующие другим участникам об изменении или приостановке движения.

Сигнал об изменении движения

Сигнал об изменении движения

Читайте также:  Устройство источников тока автомобиля

Автомобили стали оборудоваться световыми указателями поворотов, которые для привлечения внимания должны были пульсировать. Чтобы приборы не светили постоянно, а периодически мигали, было изобретено небольшое устройство, которое впоследствии стало называться прерывателем указателей или поворотным реле. Несмотря на довольно большое наличие разновидностей упомянутого устройства, функции их сходны: подача пульсирующего импульса лампам поворотников и сигнализация щелчками о том, что они включены.

Источник

17. Прерыватель тока

Прерыватель тока

Иногда в конструкциях (от игрушек до сигнализации) требуется прерывистая работа индикаторов, сирены или аварийной мигалки. Это необходимо, чтобы обеспечить экономичность работы, т. к. значительно снижает потребляемую энергию, что особенно важно, если источником питания является батарея или аккумулятор, например в автомобиле.

Обычно такие устройства, для получения малых габаритов, выполняют на КМОП микросхеме (генератор импульсов) и Транзисторе (усилитель тока). Схема получится проще, если собрать генератор на электронных переключателях К561КТЗ, рис. 4.6. Они так же, как и все микросхемы КМОП серии, работают в режиме микротоков, но могут коммутировать ток до 200 мА, а большое входное сопротивление управляющих входов позволяет не использовать электролитические конденсаторы, что повышает надежность устройства. Если требуется включать нагрузку с большим потребляемым током, вместо светодиодов устанавливается реле К1, рис. 4.7.

На элементах микросхемы D1.1 и D1.2 собран генератор импульсов с периодом 3 с (длительность около 1 с), a D1.3, D1.4 используются как коммутаторы тока через светодиоды. Электронные ключи замыкаются при появлении на управляющем входе лог. «1». Период и длительность импульсов можно легко установить любую с помощью резисторов R1, R2 (или С1) соответственно.

4-6.jpg

Pис. 4.6. Электрическая схема прерывателя

4-7.jpg

Рис. 4.7. Подключение реле для коммутации мощной нагрузки

Схема может работать от источника питания с напряжением от 3 до 15 В. При этом яркость свечения светодиодов зависит от номиналов резисторов R4 и R5. Светодиоды и резисторы подойдут любого типа. Конденсаторы применены типа К10-17. Если использовать реле, то вместо соответствующего резистора на входе ключа ставится перемычка, а напряжение питания схемы должно соответ ствовать рабочему для реле, но не более 15В, так как для микросхемы это напряжение является максимально допустимым.

Топология односторонней печатной платы и расположение на ней элементов приведены на рис. 4.8 (извилистой тонкой линией показана необходимая объемная перемычка).

4-8.jpg

Pис. 4.8. Топология печатной платы и расположение элементов

Источник



Прерыватели постоянного тока, описание, принцип действия

Прерыватели постоянного тока, описание, принцип действия

В рамках настоящего пункта рассматриваются устройства силовой электроники, предназначенные для включения или выключения нагрузки в цепи постоянного тока. С их помощью можно также регулировать среднее (или действующее) значение напряжения, изменяя соотношение между длительностью импульсов напряжения на нагрузке и длительностью пауз (т. е. осуществлять импульсное регулирование).

Преобразователи постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня, обеспечивающие регулирование постоянного напряжения на нагрузке, рассматриваются в другом подразделе.

Ранее основой мощных прерывателей постоянного тока служили незапираемые тиристоры. Такие прерыватели отличались сложностью схем.
В настоящее время для коммутаций в цепях постоянного тока широко используют полевые транзисторы, IGBT, запираемые тиристоры (Gate tuогТ thyristor — GTO), тиристоры с полевым управлением (MOScontrol thyristor — МСТ, для включения и выключения которых используются встроенные полевые транзисторы), а также, в некоторых случаях, биполярные транзисторы.

Современные силовые полупроводниковые приборы способны коммутировать ток в тысячи ампер и выдерживать напряжение в тысячи вольт.

По существу прерыватели постоянного тока представляют собой электронные ключи (к примеру, транзисторные), дополненные системами управления и элементами, обеспечивающими защиту силовых приборов.

Прерыватель на основе IGBT.

Обратимся к отечественному прерывателю (твердотельному реле) постоянного тока с малым временем срабатывания 5П59.10Ч3116012 (напряжение изоляции 4000 В, коммутируемое напряжение 0…1200 В, коммутируемый ток 160 А, остаточное напряжение во включенном состоянии 3 В, время включения не более 5 мкс, частота коммутации нагрузки до 10 Гц).

Для питания входной цепи рассматриваемого твердотельного реле необходимо использовать источник с напряжением Unum гальванически связанный с входной цепью (питание по входу).

Для защиты от перенапряжений, возникающих при отключении нагрузки, имеющей индуктивность, используется внешний диод D. При выключении IGBT ток нагрузки замыкается через диод (в остальное время диод находится под обратным напряжением и не влияет на работу схемы).

prerinatel toka

Рассмотрим рекомендуемую схему включения (рис. 4.19) отечественного прерывателя (твердотельного реле) постоянного тока (напряжение изоляции 4000 В, коммутируемое напряжение 0…600 В, коммутируемый ток 120 А, остаточное напряжение во включенном состоянии 2,5 В).Реле имеет встроенный диод Dlt который обеспечивает, совместно с внешним диодом Х)3, защиту IGBT от перенапряжений.

Особенностью рассматриваемого реле является также использование источника питания с напряжением Unumi гальванически связанного с силовой цепью (питание по выходу).

Двуполярный прерыватель постоянного тока па полевых транзисторах.

Двуполярные прерыватели обеспечивают протекание положительного тока в двух направлениях. Они также способны коммутировать переменный ток.

Обратимся к рекомендуемой схеме включения (рис. 4.20) отечественного двуполярного прерывателя (биполярного твердотельного реле) 5П19.10П1 124 (напряжение изоляции 4000 В, коммутируемое напряжение —400…+400 В, коммутируемый ток 12 А, сопротивление во включенном состоянии 0,5 Ом).

При анализе схемы нужно учитывать, что структура каждого из полевых транзисторов Г, и Т2 содержит шунтирующий диод, как показано пунктиром (структуры силовых полевых транзисторов рассмотрены выше). Пунктир использован потому, что в подобных схемах диоды часто не показывают (но их наличие подразумевают).

Читайте также:  При электросварке в дуге при напряжении 30 в сила тока достигает 150а какого сопротивление дуги

Ток нагрузки при любой полярности входного напряжения протекает через один открытый транзистор и диод другого транзистора.

Для защиты транзисторов от перенапряжений применяется вариант с тор.

Управление реле осуществляется с помощью токового сигнала im.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Прерыватель — постоянный ток

В настоящее время импульсное регулирование двигателей малой мощности и микродвигателей осуществляют с помощью прерывателей постоянного тока , в которых коммутирующими элементами являются транзисторы. Для регулирования двигателей средней и большой мощности применяют прерыватели с силовыми полупроводниковыми управляемыми вентилями — тиристорами. Так как тиристор в отличие от транзистора является не полностью управляемым вентилем, то для запирания его применяют различные схемы, обеспечивающие прерывание проходящего тока путем подачи на его электроды обратного напряжения. На рис. 10 — 50 показаны две простейшие схемы прерывателя постоянного тока с последовательной и параллельной емкостной коммутацией. [17]

Температура электролита измеряется непосредственно по шкале амперметра после погружения в электролит обоих электродов и пропускания по цепи прерывателя постоянного тока . [18]

Температура электролита изменяется непосредственно по шкале амперметра после погружения в электролит обоих электродов и пропускания по цепи прерывателя постоянного тока . Применение основано на использовании зависимости эффективного значения тока, амплитуды и частоты импульсов от температуры электролита при прочих неизменных условиях. [19]

Температура электролита измеряется непосредственно по шкале амперметра после погружения в электролит обоих электродов и пропускания по цепи прерывателя постоянного тока . [20]

В этот момент к катоду У / JBi прикладывается импульс напряжения величиной, равной примерно Е по отношению к аноду, который создает обратное смещение на УПВ и выключает его. Эта схема образует основу действия прерывателя постоянного тока . [21]

Интересно отметить, что характер работы тиристора почти не влияет на образование высокочастотных помех. Иными словами, одни и те же соображения, лежащие в основе разных способов подавления таких помех, справедливы как для систем с фазовым управлением, так и для инверторов или схем прерывателей постоянного тока . Было обнаружено, что чем больше подавляются распространяемые по проводам помехи, тем больше становятся излучаемые помехи. По этой причине помехи первого типа не рекомендуется ограничивать ниже допустимого уровня, указанного в соответствующих инструкциях. [22]

Термин прерыватель постоянного тока применяется для обозначения аппарата для преобразования энергии одного напряжения постоянною тока в другое напряжение постоянного тока, который производит это преобразование в один этап без каких-либо промежуточных преобразователей. Прерыватели постоянного тока , используемые для нечастого замыкания или размыкания цепи, называются электронными ключами постоянного тока. [23]

За исключением некоторых специальных слаботочных вентилей, тиристоры ме могут быть отключены при помощи одной только цепи управления. Для отключения ток в главной цепи должен быть снижен ниже уровня удерживающего тока, что достигается при помощи вспомогательной цепи. Поэтому прерыватели постоянного тока относятся к группе преобразователей с принудительной коммутацией. В зависимости от устройства цепи коммутации различаются преобразователи постоянного тока с последовательным или параллельным выключением главного и вспомогательного тиристоров. Коммутирующее напряжение обычно обеспечивается конденсатором и, реже, независимым от сети источником. [24]

В настоящее время импульсное регулирование двигателей малой мощности и микродвигателей осуществляют с помощью прерывателей постоянного тока, в которых коммутирующими элементами являются транзисторы. Для регулирования двигателей средней и большой мощности применяют прерыватели с силовыми полупроводниковыми управляемыми вентилями — тиристорами. Так как тиристор в отличие от транзистора является не полностью управляемым вентилем, то для запирания его применяют различные схемы, обеспечивающие прерывание проходящего тока путем подачи на его электроды обратного напряжения. На рис. 10 — 50 показаны две простейшие схемы прерывателя постоянного тока с последовательной и параллельной емкостной коммутацией. [25]

При создании некоторых систем электроснабжения постоянного тока необходимы стабилизаторы напряжения, которые обеспечивают постоянство выходного напряжения при изменениях в широких пределах напряжения источника питания и сопротивления нагрузки. Такая задача возникает, например, при питании от мощных автономных источников питания постоянного тока — термоэлектрогенераторов или аккумуляторных батарей. Стабилизаторы напряжения постоянного тока обычно выполняются на базе регуляторов напряжения, работающих в режиме стабилизации выходного напряжения. Одним из распространенных способов регулирования напряжения постоянного тока является импульсное регулирование, выполняемое с помощью трансформатора постоянного тока ( ТПТ), содержащего прерыватель постоянного тока и входные и выходные сглаживающие фильтры. [26]

Второй возможный режим при параллельной нагрузке может иметь место, когда R мало и контур обладает чрезмерным затуханием. В этом случае после отпирания Т ток течет непрерывно в нагрузку. Когда отпирается Т2, быстрый разряд конденсатора через дроссель отключает Т ], повышая потенциал его катода над напряжением источника питания. При таком апериодическом режиме работы схемы ток протекает через нагрузку в виде импульса, длительность которого определяется временем проводиМ О-сти 7Y Такая схема является, по существу, прерывателем постоянного тока . [27]

Оператор не может изменить полученные и записанные в архив результаты. Отчет по километражу не ведется, поскольку каждый оператор имеет индивидуальный шаг. Генератор имеет устройство сигнализации, которое оповещает оператора в момент кражи. При проведении ClPS-измерений на трубопроводе необходимо подключать прерыватели постоянного тока SKYHAWK GPS, получающие временной сигнал от космических спутников, к трансформаторному выпрямителю на 3 — х соседних станциях катодной защиты. [28]

Источник