Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения Советский патент 1984 года по МПК H02H3/20 G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиолокационных станциях, телевизионных и других системах, содержащих электронные (полупроводниковые) приборы, формирующие сигналы для сопрягаемых с ними устройств, в которых напряжения переходных процессов могут превышать предельно-допустимые величины для электронных приборов (например, при подаче сигналов с электроиных приборов на электроды электроннолучевых трубок, генераторных ламп и других приборов). Известно устройство защиты от напряжения переходного процесса, содержащее пороговое устройство и управляемую проводимость, причем вход порогового устройства соединен с выходом управляемой проводимости и является одновременно входом и выходом устройства запхиты, а выход порогового устройства подключен к входу управляемой проводимости. Вход (выход) устройства защиты подключается к источнику напряжения переходного процесса и к защищаемому электронному прибору (пагрузке). ,ита электронного прибора от напряжепия переходного процесса происходит следующим образом. С возникновением на входе устройства защиты напряжения переходного процесса, превышающего заданную величину, реагирует пороговое устройство, которое включает управляемую проводимость, оказывающую шунтирующее действие для напряжения переходного процесса и уменьщающую велинину максимальной амплитуды последнего гюступаюп его на электронный прибор 1. Недостатком данного устройства является то, что напряжепие переходного процесса одновременно воздействует на пороговое устройство и защищаемый электронный прибор. Так как пороговое устройство и управляемая проводимость имеют определенное (конечное) быстродействие, то включение устройства защиты произойдет через время 1у} tny + tynj ivie tny - время включения порогового устройства; tvn -время включения управляемой проводимости. Таким образом, в течение времени 1уз на электронный прибор воздействует первопачальпая величина напряжения переходnoio процесса, которая может вывести из строя электрон 1ЫЙ прибор, что является также недостатком устройства. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты от ограничения напряжения, содержащее пороговый блок, формирователь импульсов управления шунтирующей пагрузку цепью, выполненный па инвертирующ.ем каскаде и дифференцируюц ей цепи 2. Однако известное устройство не обеспечивает надежную защиту от напряжения переходного процесса, поскольку действие плнтирующей цепи является кратковременным и определяется коротким импульсом дифференцирующей цепи. Целью изобретения является повыщение надежности работы устройства при переходном процессе. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты нагрузки от перенапряжения , содержащем подключаемый последовательно к входу нагрузки элемент задержки, а также соединенные между собой последовательно пороговый блок, формировате;1ь импульсов управления и управляющий вход цепи шунтирования нагрузки, при этом вход порогового блока соединен с элемента задержки, а цепь щунтирования нагрузки подключена к выходу элемента задержки, формирователь импульсов управления выполнен в виде расширителя импульсов, длительность импульсов которого равна ty tim +t J, где ty -длительность импульсов управления;-пп -- длительность переходного процесса;t -время задержки. Иа чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства защиты от напряжения переходного процесса. Устройство защиты от напряжения переходного процесса содержит элемент 1 задержки, пороговый блок 2, формирователь 3 импульсов управления, цепь 4 щунтирования нагрузки, при этом элемент 1 задержки включен между входом и выходом устройства защиты, вход устройства защиты подключен к входу порогового блока 2, выходом устройства защиты является цепь 4 шунтирования нагрузки, а формирователь 3 управляющих импульсов включен между выходом порогового блока 2 и управляюпдим входом цепи 4 щунтирования нагрузки. Устройство работает следующим образом. Ири отсутствии напряжения переходного процесса на входе устройства защиты внутреннее сопротивление цепи 4 шунтирования велико и оно не оказывает воздействия на электронный прибор, подключаемый к выходу устройства защиты. На возникновение напряжения переходного процесса, превышающего заданную ве тичину, реагирует пороговый блок 2, вырабатывающий сигнал запуска формирователя 3 импульсов управ.гения, который, в свою очередь, формирует импульс управления, во время действия которого цепь 4 шунтирования оказывает шунтирующее действие на подключенный к выходу устройства защиты электронный прибор, предохраняя его от пробоя напряжением переходного процесса.

Время задержки 1з для элемента 1 задержки выбирается из соотношения

t tny-f tyn+tl y,

где tny -время включения порогового

устройства;

tyn - время включения цепи шунтирования;

tcpy -время включения формиро вателя импульсов управления.

Длительность импульсов управления, создаваемая формирователем 3 импульсов управления, равна

ty tnn+t,,

где tnn -длительность переходного процесса;

t.

время задержки.

Напряжение переходного процесса задерживается элементом 1 задержки на время tj и к моменту поступления на время воздействия его на подключенный к выходу устройства защиты электронный прнбор, последний шунтируется цепью 4 шунтирования, которая уменьшает амплитуду напряжения переходного процесса до величины, не создаюшей опасности выхода из строя электронного прибора.

В качестве элемента задержки используется линия задержки с сосредоточенными параметрами, содержащая индуктивно-емкостные (LC) звенья задержки, и изготовленная аналогично линии задержки типа ЛЗТ.

Пороговый блок может быть выполнен в виде каскада на транзисторе (например, типа КТ604А), к базе которого подключен стабилитрон (напри.мер, типа Д817.Л). Последовательно со стабилитроном включен ограничивающий резистор, причем точка соединения стабилитрона и резистора соединяется с коллектором транзистора, а второй конец резистора является входом порогового блока. Выходо.м порогового б.тока является эмиттер транзистора. Па выходе порогового блока формируются импульсы длительностью, равной длительности переходного процесса tnnФормирователь импульсов управления может быть выполнен в виде расширителя импульсов на ждуш.ем мультивибраторе и схеме ИЛИ или по другой схеме расширителя импульсов.

Цепь шунтирования представляет собой, как и в известном устройстве, ключ, выполненный на транзисторах (например, типа КТ1604А, КТ812.4), который замыкается на время действия импульса управления.

Таким образом, использование предлагаемого устройства защиты позволяет повысить его наде.жность.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ, содержащее подключаемый последовательно к входу нагрузки элемент задержки, а также соединенные между собой последовательно пороговый блок, формирователь импульсов управления и управляющий вход цепи ипнтирования нагрузки, при этом вход порогового блока соединен с входом элемента задержки, а цепь п унтирования нагрузки подключена к выходу элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты в переходном процессе, формирователь импульсов управления выполнен в виде расширителя импульсов, длительность импульсов которого равна ty i-ttn+ 3 где ty -длительность и.мнульсов управления; tnn - длительность переходного процесса; t -время задержки. (Л ;о ел 4