Устройство для защиты электрической цепи от перегрузки и перенапряжения

Устройство для защиты электрической цепи от перегрузки и перенапряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Распубпик

ОПИ A

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»792456

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 181078 (21) 2673606/24-07 с присоедииением заявки Йо(23) Приоритет

Опубликовано 30.12.80. Бюллетень. Й94 8

Дата опубликования описания 30.12.80 (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/24

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316 .722.1(088. 8) (72) Автор изобретения

B.A. Брызгалов

Научно-исследовательский институт постоянного тока (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА ЯИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЦЕПИ OT ПЕРЕГРУЗКИ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Целью изобретения является увеличение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены опор25 ный элемент и коммутируемый диод, опорный элемент подключен между выводом для подключения источника

gHTaHHH (со стороны эмиттерного перехода ключевого транзистораJ и

30 эмиттером сравнивающего транзист.Изобретение относится к устройствам защиты электрических цейей от перегрузок по току и входных перенапряжений, в частности может быть использовано для защиты источников питания.

Известны устройства для защиты электрической цепи от перегрузки и перенапряжения (Ц и Г4»

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для защиты электрической цепи от перегрузки и перенапряжения; содержащее транзисторы разного типа проводимости, включенные по схеме триггера, одно из плеч которого использовано в качестве ключевого транзистора, переход эмиттер — коллектор которого включен s защищаемую цепь, а другое плечо — как сравнивающий транзистор, токозадающий элемент, включенный между эмнттером сравнивающего транзистора и общей шиной С21.

В известном устройстве между эмиттером сравнивающего транзистора и общей шиной включен запоминающий конденсатбр.

Данное устройство имеет следующие недостатки.

Наличие запоминающего конденсатора значительно усложняет исполнение данного устройства в интегральном виде; при коротком замыкании в цепи нагрузки в входном напряжении, превышающем напряжение пробоя при обратном смещении эмиттернобазового перехода сравнивающего транзистора, неизбежен выход из строя сравнивающего транзистора за счет тока разряда запоминающего конденсатора через базовый переход; в качестве сравнивающего элемента необходимо применять транзистор, рассчитанный на полное напряжение питания, т.к. при наличии короткого замыкания к его коллекторному переходу прикладывается все напряжение питания.

792456 р а, а комму тиру етый диод включен между выходным выводом устройства (коллектор ключевого транзистора) и базой сравнивающего транзистора. Кроме того, в качестве опорного элемента может быть включен светодиод.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - зависимость изменения падения напряжения на ключевом тран- ó зисторе от величины тока нагрузки.

Устройство защиты содержит ключевой транзистор 1, сравнивающий транзистор 2, защитный диод.3, опорный элемент 4 (например, диод, светодиод или стабилитрон), коммутируемый диод 5, токозадающий элемент б и резисторы 7,8.

В нормальном режиме работы ключевой транзистор l сравнивающий транзистор 2 и коммутируемый диод 5 открыты, а опорный элемент 4 и защитный диод 3 находятся в непроводящем состоянии. Опорный элемент 4 находится н непронодящем состоянии, так как выполняется следующее неравенст- 25 во:

04> У V V36 где Ц, — напряжение пробоя опорного элемента 4

0к — падение напряжения между эмиттером и коллектором ключевого транзистора 1

Уэбб — падение напряжения на

35 базовом переходе сравнивающего транзистора 2

Ug — падение напряжения на коммутируемом диоде 5.

Токозадающий элемент 3 задает необходимый ток базы ключевого тран- 4О эистора 1.

При уменьшении сопротивления нагрузки увеличивается падение напряжения на ключевом транзисторе 1 (Ц< ), У что приводит к нарушению неравенства 45 (1), т,е, при увеличении тока нагрузки опорный элемент 4 начинает принимать часть базового тока транзисто.ра 1 на себя. Это приводит к дальнейшему лавинообразному возрастанию 5Q l), т.е. устройство переходит в со. стояние Выключено .

В выключенном состоянии коммутируемый диод 5 заперт, элемент 4 пропускает через себя весь ток источника б, а защитный диод 3 находится в проводящем состоянии и защищает базовый переход сравнивающего транзистора 2 от пробоя, а коммутируемый диод 5 заперт обратным напряжением.

Увеличение выходного напряжения вызывает увеличение тока нагрузки, а следовательно и тока ключевого транзистора 1 и следовательно возрастание падения напряжения UK3 65 что также вызывает лавинообразный процесс выключения устройства.

При устранении перегрузки по току ключевой транзистор 1 автоматически переходит в режим насыщения эа счет малого начального базового тока, задаваемого резистором 8. Резистор 8 можно не,ставить, если ключевой транзистор имеет обратный ток, достаточный для возвращения схемы в исходное состояние или если в схеме предусмотреть запускающую цепь.

В предлагаемом устройстве защиты в качестве сравнивающего транзистора .2 можно испояьзонать низконольтные транзисторы, т.к. его электроды находятся под потенциалом не пренышающем напряжения опорного элемента плюс: напряжения прямосмещенного защитного диода З,Если не предъявляются высокие требования к стабильности тока срабатывания устройства, то н качестве токозадающего элемента б можно использовать резистор. для визуальной индикации состояния устройства в качестве опорного элемента 4 можно использовать светодиод.

Использование новых элементов опорного элемента и коммутирующего диода - выгодно отличает предлагаемое устройство защиты электрических цепей от перегрузки и перенапряжений, так как позволяет отказаться от запоминающего конденсатора устранить воэможность пробоя базового перехода сравнивающего транзистора и позволяет в качестве Сравнивающего элемента использовать транзисторы с низким рабочим напряжением. В результате повысилась надежность устройства и появилась возможность исполнения данного устройства в ниде интегральной схемы.

®ормула изобретения

1. Устройство для защиты электрической цепи от перегрузки и перенапряжения, содержащее транзисторы разного типа проводимости, включенные по схеме триггера, одно из плеч которого использонано н качестве ключевого транзистора, переход эмиттер — коллектор которого включен в защищаемую цепь, а другое плечо — как сравнинающий транзистор, токозадающий элемент, включенный между эмиттером сравнивающего транзистора и общей шиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увелйчения надежности устройства, оно снабжено опорным элементом, подключенным между выводом для подключения источника питания со стороны эмиттерного перехода ключевого транзистора и эмиттером сравнинающего

792456

2. Устройство по п.1, о т л ичающее с я тем, чтов каРаг.1 щ 2иггф.,Я

Фиг.2

D,!

Составитель В. Круглова

Редактор .А.Купрякова Техред М.Табакович Корректор Г.Решетник

Эаказ 9593/58 Тираж 7 83 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 транзистора, и коммутируемым диодом, включенным между выходным выводом со стороны коллектора ключевого транзистора, и базой сравнивающего транзистора. честве опорного элемента включен светодиод.

Источники информации, принятые во внимание при, экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 343336, кл. Н 02 Н 3/08, 1972

2. Авторское свидетельство СССР

М 542288, кл. Н 02 Н 3/24, 1974.