Устройство для защиты нагрузки

Устройство для защиты нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72 } Авторы изобретения

А.В.Власова, Е.Н.Фокин и В.П.Зото (713 Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты различных радиотехнических устройств от повышения напряжения источника питания и от повышенного значения тока нагрузки.

По основному авт.св. 9678477 известно устройство для защиты нагрузки, включающее источник питания, нагрузки, датчик перенапряжения и исполнительный блок. Датчик перенапряжения содержит последовательно соединенные пороговый элемент на стабилитроне и делитель напряжения на резисторах. Со средней точкой делителя напряжения на резисторах соединен исполнительный блок, который содержит дополнительный источник питания, управляющий транзистор, подключенный эмиттером к отрицательной шине, коллектором через резистор — к плюсу дополнительного источника питания, а базой — к средней точке делителя напряжения датчика перенапряжения, диод, подключенным .параллельно нагрузке, согласующий транзистор и защитные транзисторы.

Защитные транзисторы соединены параллельно. У них соответственно объединены коллектора, эмиттеры и через реэисторы базы, причем коллектора подключены к положительной шине, эмиттеры — к нагрузке и к минусу дополнительного источника питания, 10 базы — к эмиттеру согласующего тран зистора, коллектор которого подключен к плюсу дополнительного источника питания, а его база — к коллектору управляющего транзистора 0) .

Однако в данном устройстве отсутствует защита нагрузки от повышенного значения тока и тока короткого замыка щя. Цель изобретения - повышение надежности защиты путем введения защиты нагрузки от повышенного значения тока и тока короткого замыкания.

90408

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком тока перегрузки, триггером и блоком согласования на транзисторе, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора, а коллектор через резистор — к положительной шине, коллектор одного из транзисторов триггера через диод подключен к датчику тока перегрузки и через !О другой диод и резистор, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, под ключен к базе второго транзистора . триггера, коллектор которого через l5 два резистора, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, подключен к базе транзистора блока согласования и через диод и два резистора, между . 20 точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, соединен с базой первого транзистора.

На чертеже представлена принципи- ру альная схема устройства.

Устройство для защиты нагрузки содержит источник 1 питания, нагрузку 2, датчик 3 перенапряжения, включающий последовательно соединенные стабилитрон 4 и делитель напряжения на резисторах 5 и 6, средняя точка которого соединена с исполнительным блоком 7, содержащим дополнительный источник 8 питания, управляющий транЬ зистор 9, подключенный эмиттером к отрицательной шине, коллектором через резистор 10 — к дополнительному источнику 8 питания, базой - к средней точке делителя напряжения на резисторах 5 и 6. К плюсу дополнительного источника 8 питания подключен коллектор. согласующего транзистора 11, база которого подключена к коллектору управляющего транзистора

4!5

9. Защитные транзисторы 12 подключены эмиттерами к нагрузкам 2 и к минусу дополнительного источника 8 питания, а коллекторами - к положительной шине, базами же через резисторы 13

Ф,ф к эмиттеру согласующего транзистора !

1. К отрицательной шине подключен анод диода 14, включенного параллельно нагрузкам 2. Последовательно с нагрузками 2 включены датчики 15 тока перегрузки, выходы которых через диод 16 соединены со входом триггера 17 защиты от перегрузок, содержащим транзистор 18 (выключа ощий тран"

3 4 зистор), подключенный через резистор

19 к положительной шине, а через диод 20 и резистор 21 — к базе транзистора 22 (включающий транзистор).

Эмиттер транзистора 18 подключен к отрицательной шине, а база — к точке соединения резисторов 23 и 24. Резисторы 23-25, диод 26 и резистор 27 образуют делитель напряжения, подключенный параллельно источнику I пита" ния. Коллектор транзистора 22 подключен через резистор 2? к положительной шине, а через резисторы 28 и

29 — к базе транзистора 30 блока 31 согласования, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора 9, а коллектор через резистор

32 — к положительной шине. Эмиттер транзистора 22 подключен к отрица" тельной шине и одновременно через конденсатор 33 к точке соединения резисторов 28 и 29, и база — к точке соединения резисторов 21 и 34.

Резистор 34 подключен параллельно переходу база-эмиттер транзистора 22, конденсатор 35 — параллельно последовательно соединенным резисторам

23 и 24, а конденсатор 36 подсоединен параллельно последовательно соединенным резисторам 21 и 34.

Схема защиты от повышенного значения тока и тока короткого замыкания основана на работе триггера защиты от перегрузок, который имеет два электрических состояния устойчивого равновесия "Включено" и "Выключено".

Состояние "Включено соответствует нормальному току в нагрузке, а состояние "Выключено" соответствует повышенному значению тока или току

О короткого замыкания.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 питания на вход транзистора !8 через резистор 24 подается напряжение с конденсатора 35, а на вход транзистора 22 через резистор 21 — с конденсатора 36. Конденсатор 35 заряжается через резистор 27, диод 26 и резистор 25, а конденсатор 36 — через резистор 19 и диод 20. Время заряда конденсатора 35 эначительйо больше, чем время заряда конденсатора 36, о следовательно, напряжение на конденсаторе 36 быстрее достигнет величины достаточной для открывания транзистора 22. Транзистор 22 открывает90408 ся, шунтируя входную цепь транзисторов 18 и 9, прн этом транзисторы

12 находятся в режиме глубокого насыщения Щз < 0,2 В) и напряжение источника 1 питания подается на нагрузку 2. Схема триггера 17 защиты находится в состоянии устойчивого равновесия "Включено". При превышении нормального значения тока или при токе короткого замыкания в íà- 10 грузках 2 на вход триггера 17 защиты подается сигнал с датчиков 15 перегрузки (4.1 В), транзистор 22 закрывается, и когда напряжение на конденсаторе 35 достигнет величины достаточной для открывания транзистора 18, последний открывается, шунтируя входную цепь транзистора 22.

Схема триггера 17 защиты переходит в другое состояние устойчивого рав- рр новесия "Выключено". Управляющий транзистор 9 открывается и шунтируег переход база-эмиттер защитных

12 и согласующего 11 транзисторов.

Защитные транзисторы 12 закрываются 2э и напряжение на нагрузке снижается практически до нуля. Резистор 28 и конденсатор 33 предназначены для задержки подачи сигнала с триггера 17 защиты на управляющий транзистор 9 gg на время перехода триггера защиты из состояния Включено" в состояние

"Выключено". С целью увеличения КПД устройства триггер 17 защиты выполнен на маломощных транзисторах,Для согласования режима работы транзисторов триггера 17 защиты с режимом работы управляющего транзистора 9 введен блок 31 согласования . Время срабатывания устройства защиты от по- 4О вышенного значения тока или тока короткого замыкания определяется временам заряда конденсатора 35. После уменьшения тока в нагрузке до нормального значения или устранения ко- 4

43 роткого замыкания для дальнейшей работы устройства необходимо выключить, а затем включить источник i питания.

Данное устройство обеспечивает защиту от повышенного напряжения от

S0

3 6 повышенного значения тока и тока Ко роткого замыкания неограниченного числа потребителей.

Совмещение функций защиты от повышения напряжения источника питания, от повышенного значения тока и тока г короткого замыкания в нагрузке расширяет область применения предлагаемого устройства.

Использование дополнительного изобретения в устройствах для защиты нагрузки позволит улучшить весогабаритные характеристики радиотехнических устройств, а также увеличить их КПД и надежность. формула изобретения

Устройство для защиты нагрузки по авт.св. Ф678477, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиком тока перегрузки, триггером и блоком согласования на транзисторе, эмнттер которого подключен к базе управляющего транзистора, а коллектор через резистор — к положительной шине, коллектор одного иэ транзисторов триггера через диод подключен к датчику тока, перегрузки и через другой диод и резистор, между точкой соединения которых н отрицательной шиной включен конденсатор, подключен к базе второго транзистора триггера, коллектор которого через два резистора, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, подключен к базе транзистора блока согласования и через диод и два резистора, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, соединен с базой первого транзистора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9678477, кл. Н 02 Н 7/10, 1977.