Устройство для защиты источника питания от перегрузок Советский патент 1983 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электролита-кия радиоэлектронной аппаратуры. Известно устройство для зашиты от перегрузок, содержащее тиристор, под ключенной параллельно токоограничива ющему резистору, и блок управления i Недостатком устройства является йизкйй КПД за счет рассеивания 3iiaчительной мощности в цепи управляющего электрода тиристора непрерывного сигнала управления. ; Наиболее близким к и;х бретению по технической сушности и достигаемому результату является устройство для защиты: от перегрузок, содержащее тиристор , первый реэйстор, включенный между его. анодом и управляющим электродом, первый транэис:тор п-р-п проводимости, эммйтер и коллектор которого подключен соответственно к като ду и управляющему электроду тирйстора, а база через второй резистор сое динена с эмиттером и через параллельно соединенные третий резистор и конденсатор - с анодом тиристоРа 2 . Недостатком известного устройства Является ограниченная область применения из-за того, что включение устройства защиты происходит при значительной величине тока в силовых элементах и цепях электропитания устройства, защищаемого от перегрузки. При этом мощность, рассеиваемая в элементах цепи управления тиристором значительна из-за Медленного изменения огибающей выпрямленного напряжения электропитания. Целью изобретения является расширение области применения устройства пувем снижения амплитуды тока при его включении, уменьшении мощности, рассеиваемой в элементах цепи управляющего электрода тиристора. . Указанная цель достигается тем, что в устройство для зщциты источника питания от перегрузок, содержащее тиристор, включенный в одну из силовых шин, первый резистор, включе ный между его анодсм и управляющим электродом, первый транзистор п-р-п проводимости, эмиттер и коллектор ко торого подключены соответственно у катоду и управляющему электроду тиристора, а база через второй резисто соединена с эмиттером и через параллельно соединенные третий резистор и койденсатор - с анодом тиристора, Ёведены второй транзистор п-р-п проводимости, динистор, четвертый резис тор и второй конденсатор, при последние одним из выводов соединены с анодом динистора иколлектором второго транзистора, эмиттер и база которого подключены к одноименным электродам первого транзистора, вторые выводы четвертого резистора и второго конденсатора соединены соответственно с анодом и катодом -иристора, управляющий электрод которого подключенк катоду динистора. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты от перегрузок; на фиг. 2 - эпюры напряжений и токов в основных точках схемы(на фиг. 2 а - форма напряжения на выходе выпрямителя 13, на фиг. 2 б - форма тока на выходе устройства для защиты). Устройство для защиты от перегрузок содержит тиристор 1, первый .резистор 2., первый транзистор 3 п-р-п проводимости, второй и третий резисторы 4 и 5, конденсатор 6, второй, транзистор 7 п-р-п проводимости, динистор 8 и интегрирующий RC-цепочку 9, состоящую из четвертого резистора 10 и второго конденсатора 11. Электропитание устройства защиты осуществляется от источника. 12 переменного напряженияЧерез выпрямитель 13.Нагрузкой устройства защиты является вторичный источник 14 и его составной элемент конденсатор 15 фильтра . Устройство работает следующим образом. В исходнсм состоянии конденсатор 15 разряжен, первый 3 и второй 7 транзисторы и динистор 8 находятся в закрытом состоянии. Процессы в схеме рассматривают при двух характерных режимах работы устройства защиты:режиме включения,характеризуемом подачей сетевого напряжения на вход выпрямителя 13 и зарядкой конденсатора 15 фильтра через резистор 2 и транзистор 3 г установившемся режиме характеризузмом подзарядкой конденсатора 15 через периодически включающийся ти ристор 1. В режиме включения переменное нагЯ яжение источника 12 через выпрямит тель 13 поступает на устройство для защиты. Выпрямительное напряжение через первый резистор 2 и переход коп-ie лектор - эмиттер открытого первого транзистора 3 заряжает конденсатор 15 вторичного источника 14 электропитания. Форсирование открывания первого транзистора 3 происходит вследствие нарастания напряжения на выходе выпрямителя 13 (фиг. 2а) за счет токазарядки форсирующего конденсатора б, а удержание его во включенном состоянии в течение заданного времени - за счет протекания тока через третий резистор 5. В результате включения первого транзистора 3 тиристор 1 не включается. Выключение первого транзистора 3 происходит в течение .Каждой полуволны выпрямленного напряжения (фиг, 2а) при определенном токе базы, который подбирается с помощью второго резистора 4, После выключения первого транзистора 3 ток через первый резистор 2 переключается в цепь управляющего электрода тиристора 1, но его величина недостаточна для включения тиристора.

Работа второго транзистора 7 ПрОйЬходит аналогично первому тран«зистору 3. Включение второго тран9( зистора 7 обеспечивает удержание динистора 8 в обесточенном состоянии.

Включение динистора 8 происходит при зарядке конденсатора 11 интегрирующей цепи 9 до напряжения пробоя динистора. В результате указанный конденсатор разряжается по цепи динистор - управляющий переход, тиристора 1. ТИристОр включается, и напряжение от источника 12 через выйрямитель 13 поступает на вход вторичного источника 14 электропитания и конденсатор 15.

Тиристор 1 выключается в момент времени, когда мгновенное значение напряжения на его аноде ниже напряжения на конденсаторе 15.

В следующий MCMeas времени,ког-да мгновенное значение напряжения н выходе выпрямителя 13 превышает напряжение на конденсаторе 15, начинается зарядка конденсатора интегрирущей RC-цеПи 9,-но второй транзистор 7 будет заперт, так как ток, протекющий через третий резистор 5, недостаточен для его отпирания. Первый транзистор 3 будет также заперт, а то, протекающий через первый резистор 2 и цепь управления тиристор 1, ниже порога включения тиристора 1. После зарядки конденсатора интегрирующей RG-цепи 9 до напряжения пробоя дииистора 8 процессы в схеме повторяются. При этом конденсатор 15 фильтра и вторичнЕ источник 14 электропитания подк оочаются к

выходу выпрямителя 11 через открытый тиристор 1..

Для дополнительного пояснения принципа работы устройства зашиты на

. фиг. 2 представлены эпюры напряжений и токов в основных точках схемы. На фиг. 2а показана форма напряжения на выходе выпрямителя 13. На фиг. 26 показана форма тока на выходе устрой .. ства для защиты, при этом первый и

второй импульсы тока обусловлены зарядкой конденсатора 15 фильтра через первый резистор 2 и током,потребляемьа вторичным источником 14 электропитания, а остальные импульсы тока обусловлены подзарядкой конденсатора 15 фильтра и токся, потребляемым вторичным источником 14 электропитания, который протекает через тиристор 1 в установившемся

0 режиме работы. На фиг. .2в показана форма напряжения на конденсаторе 15 в процессе первоначального включения устройства защиты и в установившемся режиме работы. На

5 фиг. 2г показна эпюра напряжения в цепи транзисторов 2 и 7 в режиме включения, а на фиг. 2д форма напряжения на конденсаторе интегрирующей RC-цепочки 9 в уста-

Q новившемся режиме работы устройства защиты.

Технические преимущества предлагаемого устройства для защиты

; состоят в следующем. В уссгановив, шемся режиме и при первоначальном включении величина тока зарядки и подзарядки конденсатора входного сетевого фильтра УВИП может быть значительно енижена, так как для включения тиристора 1 испойь0 зуется метод нвкопления электрической энергии в конденсаторе интегрирующей RC-цепочки, поступающей в цепь управляющего электрода тиристора при пробое динис.тора 8.

5 Экономичёсжие преимущества предлагаемого устройства згшиты заклю чаются в сйижении в 2 - 3 раза :потерь рассеиваемой мощности в цепи , управления тиристором.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее тиристор,включенный в одну из силовых шин,первый резистор,включенный между его анодс и управляющим электродом, первь С транэисаюр п-р-п проводимости, эмиттер и коллектор которого подключены соответственно к катоду и управляющему электроду тиристора, а база через второй резистор соединена с ..sj; ) -f :L:rt;0П -«W.f/o. J ,, -3 эмиттером и через параллельно соединенные третий резистор и конденсатор - с анодом тиристора, отличающ е е с я тем, что, с целью расшире- ния области применения путем снижения амплитуда тока при его включении, уменьшения мощности, рассеиваемой на элементах цепи управляющего электрода, в него введены второй тра{1зистор п-р-п проводимости, динистор, четвертый резистор и второй конденсатор, при этом последние одним из выводов соединены с анодом динистора. и коллекторсж второго транзистора, эмиттер и база которого подключены к одноименным электродам первого транзис-. тора, вторые выводы четвертого ре- $ зистора и вторюго конденсатора со(Л единены соответственно с анодом и катодом тиристора, управляющий электрод которого подключен к катоду динис-( тора. § QD сл

rs n п п п

фиг. 2

АЛЛ jl