Устройство для защиты от перенапряжений аппаратуры линий связи Советский патент 1985 года по МПК H02H9/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к приборам защиты электронных устройств, соединенных с линиями связи от опасных перенапряжений при переменном и постоянном напряжении полезного сигнала.

Известно устройство защиты от перенапряжений аппаратуры линии связи, содержащее встречно-включенные полупроводниковые стабилитроны, подключенные параллельно защищаемой цепи

D.

Однако данное устройство имеет

ограниченное применение, обусловленное незначительной мощностью рассеивания на стабилитроне, что снижает достоверность работы защиты, так как превьшение допустимой мощности рассеивания на стабилитроне приводит к выходу его из строя.

Известно также устройство защиты, содержащее два тиристора, включенные между проводом тракта и землей, и резисторы, включенные в управляющую цепь каждого тиристора, а также полу;проводниковые диоды и стабилитроны, при этом один из тиристоров подключен катодом, а другой - анодом к проводу тракта 2 ,

Указанное устройство запеты не обеспечивает достаточную мощность рассеивания и достоверность работы при постоянном напряжении полезного сигнала линии .связи, так как после прохождения импульса перенапряжения тиристоры поддерживаются в открытом состоянии постоянным напряжением полезного сигнала и для запирания тиристоров при этом необходимо дополнительное устройство искусственной емкостной или индуктивной коммутации, что усложняет устройство и снижает его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты линии связи от перенапряжений, содержащее тиристоры включенные между проводом тракта и землей, резисторы, включенныев управляющую цепь каждого тиристора, а также полупроводниковые диоды и стабилитроны , при этом один из тиристоро подключен катодом, а другой - анодом к проводу тракта З .

Известное устройство не обеспечивает достаточную мощность рассеивания и достоверность работы при постоянном- напряжении полезного сигнала линии связи. При срабатывании защиты от перенапряжения, например импульсного, устройство сохраняет эт состояние после снижения уровня перенапряжения при постоянном напряжении полезного сигнала, и, если внутренне сопротивление источника полезного сигнала мало, то это вызывает либо срабатывание вторичной защиты, например плавкой вставки, либо выход из строя тиристоров защиты в связи с их перегревом током полезного сигнала, либо выход из строя источника полезного сигнала из-за перегрузки устройством защиты.

Целью изобретения является повышение мощности рассеивания устройства и обеспечение работоспособности при переменном и постоянном напряжении.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений аппаратуры линий связи, содержащем тиристоры, включенные между проводом и землей, один из которых связан с проводом катодом, другой - анодом, а их управляю1цйе электроды объединены, резисторы, диоды и стабилитроны, последовательно с каждым тиристором включен дополнительный транзистор, база которого через стабилитрон соединена с коллектором и через резистор - с управляющим электродом тиристора, причем тиристор соединен с эмиттером транзистора, а каждый из диодов включен между управляющим электродом тиристора и его анодом.

На чертеже приведена принципиальн электрическая схема устройства для защиты от перенапряжений аппаратуры линии связи.

Устройство содержит полупроводниковые стабилитроны 1 и 2,транзисторы 3 и 4 прямой проводимости, тиристоры 5 и 6, полупроводниковые диоДы 7 и 8, резисторы 9 и 10.

а

Полупроводниковые стабилитроны 1 и 2 включены соответственно между . базой и коллектором транзисторов 3 и 4 примой проводимости, в эмиттерную цепь которых последовательно включены соответственно тиристоры 5 и 6, причем анод тиристора 5 соединен с проходом тракта и коллектором транзистора 4, а анод тиристора 6 соединен с землей и коллектором 31 транзистора 3. Управляющие электроды тиристоров 5 и 6, катоды полупроводниковых диодов 7 и 8, резисторы 9 и 10 соединены в общую точку. Анод диода 7 соединен с проводом тракта, а анод диода 8 соединён с землей. Второй вывод резистора 9 соединен с базой транзистора 4 и катодом стабилитрона 1, а второй вывод резистора 10 соединен с базой транзистора 3 и катодом стабилитрона 2. Устройство работает следующим образом. Порог срабатывания устройства защиты определяется полупроводниковыми стабилитронами 1 и 2. Напряжение стабилизации выбирается выше-максимального переменного или постоянного напряжения рабочего сигнала тракта линии связи. При положительном потенциале полезного сигнала на проводе тракта ниже напряжения стабилизации стабилитрона 2 ток через него равен току утечки. При этом положительный потенциал через диод 7 и резистор 10 смещает переход база-коллектор транзистора 3 в обратном направлении и транзистор находится в закрытом состоянии. Тиристор 5 также находится в закрытом состоянии. При увеличении положительного потенциала на проводе тракта линии связи выше напряжения стабилизации стабилитрона 2 через него начинает проходить ток по цепи: диод 7, переход управляющий электрод - катод тиристора 5, переход эмиттер-база транзистора 3. При этом переход эмиттер-база транзистора 3 смещается в прямом направлении, транзистор.переходит в открытое состояние, тиристор 5 открывается. Открытое состояние тиристора 5 и транзистора 3 ока зывает шунтирующее действие на тракт линии связи и сохраняется в течение воздействия источника перенапряжения Диод 7.защищает (шунтирует) транзистор 4 от обратного напряжения. При снижении положительного потен циала напряжения на проводе тракта 94 линии связи ниже напряжения стабилизации стабилитрона 2 ток через него снижается и транзистор 3 переходит в закрытое состояние. Величина проходящего через транзистор 5 тока уменьшается до величины ниже величины тока удержания и тиристор 5 переходит в закрытое состояние при постоянном или переменном значении напряжения полезного сигнала тракта линии связи. При увеличении отрицательного потенциала на проводе тракта линии связи выше напряжения стабилизации стабилитрона 1 через стабилитрон начинает проходить ток по цепи: диод 8, переход управляющий электрод - катод тиристора 6, переход эмиттер-база транзистора 4. При этом переход эмиттер-база транзистора 4 смещается в прямом направлении,транзистор переходит в открытое состояние и тиристор 6 открывается. Открытое состояние тиристора 6 и транзистора 4 оказывает шунтирующее действие на тракт линии связи и сохраняется в течение воздействия источника перенапряжения. Диод 8 защищает транзистор 3 от обратного напряжения. Процесс перехода тиристора 6 в закрытое состояние при снижении отрицательного напряжения в проводе тракта линии связи ниже напряжения стабилизации стабилитрона 1 аналогичен описанному процессу перехода тиристора 5 в закрытое состояние. Преимуществом устройства является то, что оно реализует функцию ограничения перенапряжения как при переменном, так и при постоянном напряжении рабочего сигнала линии связи, обеспечивая высокое значение мощности рассеивания при срабатывании посредством распределения мощности на последовательно соединенных силойых полупроводниковых элементах (тиристоре и транзисторе) и минимальное значение потребления мощности рабочего сигнала при выключенном состоянии, соизмеримое с токами утечки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ АППАРАТУРЫ ЛИНИЙ СВЯЗИ, содержащее тиристоры, включенные между проводом и землей, один из которых связан с проводом катодом, другой анодом, а их управляющие электроды объединены, резисторы, диоды и стабилитроны, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения мощности рассеивания и обеспечения работоспособности при постоянном и переменном напряжении, последовательно с каждым тиристором включен дополнительный транзистор, база которого через стабилитрон соединена с коллектором и через резистор - с управляющим электродом тиристора, причем тиристор соединен с эмиттером транзистора, а каждый из диодов включен между управляющим электродом тириссл тора и его анодом. СП оь 00 со