Устройство защиты стабилизированного источника питания от внешних перенапряжений и коротких замыканий в нагрузке

Патент 519817

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ih l;- ЮЛЯ бнблндтека йлБА

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i l 5I 98 I 7

Союз Советских

Социалистических

Республии . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.09.74 (21) 2062300/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76, Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 04.10.76 (5l) М.Кл. - Н 02Н 7/12//

G 05F 1/58

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений

ll открытий (53) УДК 621.316.722 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ш, С. Сафинов и В. С. Кокшаров

Уфимский авиационный институт им, С. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

ЗАЩИТЫ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

ОТ ВНЕШНИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

И КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В НАГРУЗКЕ

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в электронной и радиоаппаратуре как специального, так и общего назначения.

Известны устройства защиты от внешних перенапряжений и устройства для защиты от коротких замыканий в нагрузке.

Одно из известных устройств защиты от внешних перенапряжений (1), представляющее собой параметрический стабилизатор, имеет низкий к. п.д., и его полупроводниковые элементы в момент пуска входного напряжения испытывают перенапряжения.

Второе из известных устройств защиты (2), состоящее из чувствительного элемента, в качестве которого использован балластный резистор, включенный во входную цепь и цепь управления тиристором, и кнопки запуска, срабатывая во время пусков входного напряжения обесточивает нагрузку.

Для бортовой аппаратуры это аварийный режим.

Третье из известных устройств (3), являющееся наиболее близким к изобретению техническим решением, содержит реагирующий орган, выполненный в виде дифференциальной магнитной системы, состоящей из магнитопровода с постоянным магнитом, обмоток и расположенного в воздушном зазоре исполнительного элемента. Недостатками этого устройства являются низкие надежность и быстродействие работы, невозможность защиты от перенапряжений во внешней цепи и неработоспособность схемы при коротком замыкании реле.

Целью изобретения является обеспечение бесперебойного питания током нагрузки, повышение точности и быстродействия, получение возможности защиты как от коротких за10 мыканий в нагрузке, так и от внешних перенапряжений.

Эта цель достигается за счет того, что в качестве исполнительного элемента использован магниторезистор, подключенный последова15 тельно с одной из обмоток к входным клеммам устройства защиты, вторая обмотка подключена последовательно к выходным клеммам устройства, а третья с добавочным регулировочным резистором вЂ” параллельно вы20 ходным клеммам устройства защиты.

Принципиальная схема предлагаемого устройства для защиты стабилизированного источника питания от внешних перенапряжений и коротких замыкании В 1131 p) 3!,1 1!рсдс гавлe25 на на чертеже.

Устройство состоит из магнитоировода 1 с постоянным магнитом и с тремя обмотками 2, 3 и 4, магниторезистора 5, который помещен в воздушный зазор магнитопровода, и доба30 вочного регулировочного резистора 6. Обмот519817 ка 2 подключена последовательно с магниторезистором 5 к входным клеммам устройства защиты, обмотка 3 вЂ” последовательно с нагрузкой, а обмотка 4 вЂ” последовательно с добавочным регулировочным резистором б, параллельно нагрузке RH.

Обмотки 2, 3 и 4 имеют такие количества витков В ь W, W3 и включены таким образом, что при протекании по обмоткам 3 и 2 номинального тока нагрузки и соответствующего ц ему входного тока 1,», а по обмотке 4 тока I, пропорционального напряжению на нагрузке, суммарный магнитный поток равен нулю,т. е., чтобы выполнялось равенство:

ВХ1 1 + 1 2 1 2 Н + ЛМ> (1) где Р„„вЂ” магнитодвижущая сила постояыного магнита.

С помощью добавочного регулировочного 20 резистора 6 добиваются в нормальном режиме работы стабилизированного источника питания выполнения равенства (1).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. 25

В нормальном режиме работы в силу равенства (1) суммарный магнитный поток в магнитопроводе 1 равен нулю и сопротивление магниторезистора 5 мало (сопротивление магниторезистора при отсутствии магнитного 30 поля в зависимости от материала и конфигурации может составлять величину от тысячных долей до единиц Ома).

При перенапряжении во входной цепи ток

I,» возрастает, равенство (1) перестанет вы- 35 полняться и магнитный поток станет отличным от нуля. Это приведет к увеличению сопротивления магниторезистора 5 и падению напряжения на нем, т. е. избыток напряжения падает на магниторезисторе. Причем, чем 40 больше избыток напряжения во входной цепи источника питания, тем больше увеличиваются сопротивление магниторезистора 5 и падение напряжения на нем, что говорит о гибкой защите от внешних перенапряжений, Причем 45 режим работы схемы не зависит от величины тока нагрузки, если он изменяется в допустимых пределах (т. е. он возрастает не настолько, чтобы происходило падение напряжения

U„, на нагрузке R„„. Действительно, при изме- 50 пении тока нагрузки I„, пропорционально изменится входной ток I,, а значит, и магнитные потоки, создаваемые обмотками 2 и 3 в магнитопроводе 1. Так как обмотки 2 и 3 включены встречно, а число их витков W и W выбраны 55 из условия равенства нулю их суммарного магнитного потока в рабочем режиме, для чего необходимо выполнить условие:

I..W, =У„У; (2) суммарный их магнитный поток не изменяется, не изменяется и сопротивление магниторезистора. При коротком замыкании в нагрузке токи /„и 1„резко увеличиваются, а ток I резко уменьшается. Это приведет к резкому увеличению магнитного потока в магнитопроводе

1 и сопротивления магниторезистора 5, на котором практически полностью упадет входное напряжение U„„.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет гибкую защиту стабилизированного источника питания от внешних перенапряжений и коротких замыканий в нагрузке, причем режим его работы не зависит от величины тока нагрузки, если числа витков обмоток 2, 3 и 4 и величина сопротивления регулировочного резистора 6 выбраны так, что выполняются равенства (1) и (2), Формула изобретения

Устройство защиты стабилизированного источника питания от внешних перенапряжений и коротких замыканий в нагрузке, содержащее реагирующий орган, который выполнен в виде дифференциальной магнитной системы, состоящей из магнитопровода с постоянным магнитом, обмоток и расположенного в воздушном зазоре исполнительного элемента, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения бесперебойного питания током нагрузки, повышения точности и быстродействия, получения возможности защиты как от коротких замыканий, так и от внешних перенапряжений, в качестве исполнительного элемента использован магниторезистор, подключенный последовательно с одной из обмоток к входным клеммам устройства защиты, вторая обмотка подключена последовательно к выходным клеммам устройства, а третья с добавочным регулировочным резистором вЂ” параллельно выходным клеммам устройства защиты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1) В. С. Моин, Н. Н. Лаптев «Стабилизированные транзисторные преобразователи».

М., «Энергия», 1972. (2) Авт. св. № 298028 кл. Н 02П 7/Об, 1971. (3) А. М. Федосеев «Основы релейной защиты», М.вЂ” Л., «Госэнергоиздат», 19б1.

519817

Составитель С. Чернышева

Техред Е. Подурушина

Корректор E. Рожкова

Редактор В, Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2051/11 Изд. Ко 1564 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5