Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений Советский патент 1985 года по МПК H02H3/20 

I

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для зашиты низковольтных потребителей от аварийных повышений напряжения,источника питания.

Известно устройство для зашиты нагрузки от повьпиаиия напряжения источника питания, содержащее защитный транзистор и орган сраямения, состоящий из транзистора, коллектор которого через резистор соединен Q шиной источника питания эмиттер соединен с второй шиной источника питания, а база через резистор подключена к точке соепинения туннельного диода и резистор причем второй конец резистора подключен к первой шине, а второй конец туннельного диода - ко второ шине источника питания; защитный транзистор включен во вторую шину источника питания коллектором к выходу и эмиттером к источнику питаний, а база его через диод соединена с коллектором транзистора органа сравнения L1Т.

Недостатком этого устройства является низкая псмехозащищенность, низкая точность срабатывания, а также возможность возникновения автоколеба1тй при напряжении близком к порогу срабатывания.

Известно устройство для защиты электроприборов от повышения и понижения напряжения, содержащее исполнительный элемент в виде электрмагнитного реле с. блокировкой, нормально разомкнутые контакты которого включены последовательно с нагрузкой, стабилизатор, выполненньй на последовательно соединенных балластном резисторе и стабилитронах, цепочку резисторного делителя напряжения и конденсатор; устройство также снабжено дополнительным делителем напряжения, двухполярным дифференпиальньвч оптроном, вход которого подключен между средними точками стабилитронов и резисторного делителя а фотодвухбазовый выход оптрона подключен последовательно электромагни.ному реле в средней точке стабилитронов, причем к эмиттеру фотодвухбазового диода подключены конденсатор и средняя точка дополнительного делителя, образованного резистором, подключенным к минусу источника питания, и фоторезисторным выходом

591012

оптрона, электрически связанным с анодом стабилитрона и балластным резистором i2J,

Недостатком этого устройства 5 является низкое быстродействие за счет большого времени включения электромеханического реле.

Наиболее близким техническим ретением к данному является устрой 0 ство для защиты нагрузки от перенапряжений на выходе источника питаиия, содержащее проХодной транзистор, эмиттер которого соединен с п;по(..овой гаиной источника питания, и а коллектор - с тшюсовой шиной нагрузки, усилитель постоянного тока, перв :1 диод, три резистора и конденсатор,последовательно соединеян1. с четвертым резистором З J. 20 Недостатком этого устройства

является низкое быстродействие, сложность схемы и низкая надежность.

Цель изобретения - повьппение быстродействия и надежности устройства.

Цель достигается тем, что усилитель постоянного ТОКИ выполнен в виде компаратора, положительная и отоицательная шина питания которого подключены к плюсовой и минусовой гоинам источника гп1тания соответственно, прямой вход компаратора через первьп1 резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода и второй резистор - с базой проходного транзистора, между плюсовой и минусовой шинами источника . питания включена цепь из последователько соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверс :ым входом компаратора, а анод - с ми- нусовой шиной источника питания,при этом коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер - с минусовой шиной источника питания,общая точка упомянутых конденсатора и четвертого резистора через катоданод второго диода подключена к коллектору выходного транзистора компаратора, вывод четвертого резистора - к ллюсовой шине, а вывод конденсатора - к минусовой иине источника питания.

На чертеже представлена принципиальная Схема устройства для защиты нагрузки от перенапряжений. Устройство для защиты нагрузки 1 от перенапряжений на выходе исто ника питания 2 содержит проходной транзистор 3., эмиттер которого со динен с плюсовой вгиной источника п тания 2, а коллектор - с плюсовой ной нагрузки 1, усилитель 4 постоя ного тока, первый диод 5, первый резистор 6, второй резистор 7,трет резистор &, четвертый резистор 9, последовательно соединенньй с конденсгтором 10, Усилитель 4 постоян ного тока выполнен в виде компарат ра, положительная и отрицательная шины питания которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питания 2 соответственно, прямой вход компаратора 4 через первь{й резистор 6 соединен с плюсо воК шиной-нагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода 5 и второй резистор 7 - с базой проходного транзгистора 3, между плюсовой и минусо вой шинами источника питания 2 включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора 8 и вновь введенного стабилитрона 11, катод которого соединен с ин|Версным входом компаратора 4, а анод - с минусовой шиной источника питания 2, при зтом коллектор К выходного транзистора к паратора соединен с анодом первого диода 5, а эмиттер Э этого транзистора - с минусовой шиной источника питания 2, общая точка конденсатора 10 и четвертого резистора 9 через катод-айод второго диода 12 подключена к коллектору выходного транзи тора компаратора, вывод четвертого разистора 9 - к плясовой, а вывод ксмденсатора 10 - к минусовой шинам источника питания 2 соответственно. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения от источника питания 2 транзистор 3 открывается базовьм током, протекающим по ptjHCTOpy 7, диоду 12 и конденсатору 10, емкость которого выбирается таким образом, чтобы за время заряда успело нарасти опорное напряжение на инверсном входе , компаратора 4 до уровня срабатывания компаратора, после чего конденсатор 10 шунтируется выходным транзистором компаратора 4, а транзистор 3 находится в насыщении и пропускает ток в нагрузку 1. При увеличении выходного напряжения источника питания 2 выше опорного йадаяжения компаратор 4 срабатьгаает и обрывает протекание базового тока транзистора 3. Высокий потенциал на выходе компаратора 4 исключает повторное срабатывание компаратора обратной связи на прямой вход через диод 5. Восстановление работысхемы происходит после устранения неисправности в источнике питания 2 и его повторного включения . При этом разряд конденсатора 10 происходит через резистор 9 и источник питания 2. Применение компаратора с об- . ратной связью по прямому входу обеспечивает высокое быстродействие устройства и ппзволяет повысить его надежность вследствие значительного сокращения числа элементов, участвующих в отключении нагрузки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее проходной транзистор, эмиттер которЪго/соединен с плюсовой шиной источника питания, а коллектор с плюсовой шиной нагрузки, усилитель постоянного тока, первый диод, три резистора и конденсатор, последовательно соединенный с четвертым резистором, отличающе вся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, усилитель постоянного тока выполнен в виде компаратора, положительная и,отрицательная шины питания которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питания соответственно, прямой вход компаратора, через первый резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно .соединенные катоданод первого диода, и второй резистор - с базой проходного транзистора, между плюсовой и минусовой шинами источника питания включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверсным входом компаратора, а анод - с минусовой шиной источника питания, при этом (Л коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер - с минусовой ииной источника питания, общая точка упомянутьп: конденсатора и четвертого резистора через катод-анод второго диода подключена к коллексл тору выходного транзистора компарасо тора, вьшод четвертого резистора к плюсовой шине, а вывод конденсатора - к минусовой шине источника питания.