Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК H02H7/12 

вход генйратора импульсов предназначен для соединения с вторым выходом блока управления.

4. Устройство ПОП.2, отлича ю щ е ее я тем, что первый датчик тока содержит последовательно соединенные резистор и диод, включенный в прямом направлении.

1 .Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, заключающийся в том,, что выделяют напряжение, пропорциональное току нагрузки, сравнивают его с заданным значением и при превышении выделенным напряжением заданного формируют сигнал на отключение источника вторичного электропитания от сети, отличающийся тем, что, с целью повыпения эффективности защиты, после выключения источника вторичного элек-тропитания формируют дополнительное напряжение, подают его в цепь нагрузки, получают напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в нагрузке, сравнивают его с опорным и при уменьшении этого напряжения ниже опорного включают источник вторичного электропитания. 2, Устройство для защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, снабженного блоком управления, содержащее первый датчик тока, включенный на выходе источника вторичного электропитания, параллельно первому датчику тока подключены последовательно соединенные туннельный диод и первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для соединения с первым входом блока управления, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше§ ния эффективности запщты, введены разделительный диод, ключевой элемент, второй датчик тока, пороговый элемент генератор импульсов, триггер, два конденсатора и мостовой выпрямитель, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера, прямой и инверсный выходы которого через первый и второй конденсаторы подклю00 01 чены к входу мостового выпрямителя, . выход которого через последовательно 4 00 соединенные второй датчик тока и ключевой элемент подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора, ч выход второго датчика тока через пороговый элемент предназначен для подключения к второму входу блока управления, управляющий вход ключевого элемента предназначен для подключения к первому выходу блока управления, а разделительный диод включен между вторичной обмоткой импульсного трансформатора и первым входом блока управления . ,3. Устройство по п, 2, о т личающеес что тем.

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты источников вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит разделительный трансформатор 1 и регулирующий элемент 2 с блоком управления 3, включенные в цепь первичной обмотки трансформатора 1, при этом вторичная обмотка через выпрямитель 4 и первый датчик тока 5 подключена к нагрузке 6, причем параллельно первому датчику тока 5 подключены последовательно соединенные туннельный диод 7 и первичная обмотка 8 импульсного трансформатора 9, вторичная обмотка 10 которого соединена с первым входом блока управления 3, Устройство также снабжено разделительным диодом 11, noporoBbiM элементом 12, последователь но включенными генератором импульсов 13, триггером 14, конденсаторами 15 и 16, мостовым выпрямителем 17, вторым датчиком тока 18 и ключевым элементом 19, а блок управления 3 имеет первый выход 20, соединенный с управляющим входом ключевого элемента 19, и второй вход 21, подключенный через пороговый элемент 12 к второму датчику тока 18, причем ключевой элемент 19 соединен с вторичной обмоткой 10 импульсного трансформатора 9, а меж ду первым входом блока управления 3 и вторичной обмоткой 10 импульсного трансформатора 9 включен разделительный диод 11, Кроме того, блок управления 3 имеет второй выход 22, соединенный с генератором импульсов 13, Датчик тока 5 содержит последовательно соединенные резистор 23 и диод 24 включенный в прямом направлении по

5 отношению к току нагрузки.

При воздействии дестабилизирующих факторов регулирующий элемент 2 под действием блока управления 3 изменяет напряжение в цепи первичной обмот 0 ки разделительного трансформатора 1 таким образом, чтобы напряжение на нагрузке.6, поступающее через выпрямитель 4 и датчик тока 5 от вторичной обмотки разделительного трансфор5 матора 1, оставалось неизменным.

При коротком замыкании в нагрузке

6увеличивается ток, потребляемый от выпрямителя 4 и, следовательно, падение напряжения на датчике тока

7и первичную обмотку 8 импульсного трансформатора 9,

25 Когда оно превысит заданное значение, возникают управляющие импульсы в цели туннельный диод 7 - первая обмотка 8 импульсного трансформатора 9,

30 Эти управляющие импульсы передаются во вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9. Полярность их такова, что разделительный диод 11 открыт и они поступают в блок

JJ управления 3, который закрывает регулирующий элемент 2 и источник вторичного электропитания выключается. Напряжение, поступающее в нагрузку 6 от выпрямителя 4, уменьшается до

Q нуля. Кроме того, на выходе 20 блока управления 3 и на управляющем входе ключевого элемента 19 появляется отпирающее напряжение,

Ключевой элемент 19 замыкается и

45 на вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9 через датчик 18 поступают импульсы напряжения, генерируеЮ)1е генератором 13 и преобра зованные триггером 14, конденсаторами 15 и 16, выпрямителем 17. При этом полярность напряжения на вторичной обмотке 10 импульсного транс форматора 9 обратная по отношению к управляющим импульсам, передаваемым из первичной обмотки 8 до выключения вторичного источника питания, и разделительный диод 11 закрыт. Требуемая полярность этого напряжения обе печивается соответствующим включением выхода выпрямителя 17, а конде саторы 15 и 16 осуществляют гальван ческое разделение между входом выпрямителя 17 и выходами (прямым и инверсным) триггера 14. На первичной обмотке 8 импульсног трансформатора 9 наводится напряжени полярность которого такова, что по цепи обмотка 8 - выпрямитель 4 - короткозамкнутая нагрузка 6 - обмотка 8 протекает ток. При этом на датчике 18 выделяется напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в нагрузке 6, которое сравнивается с напряжением опорного источника. До тех пор, пока не устранено короткое замыкание в нагрузке 6, источник выключен. После устранения короткого замыкания изменяется напряжение на датчике 18 и пороговый элемент 12 через блок управления 3 открывает регулирующий элемент 2, включается источник вторичного электропитания, напряжение с выпрямителя 4 через датчик тока 5 поступает в нагрузку 6. Кроме того, пропадает напряжение на выходе 20 блока управления 3 и ключевой элемент 19 размыкается. Таким образом, реализуется способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, при котором происходит автоматическое включение источника только после устранения короткого замыкания, что повьш1ает эффективность защиты.

нагрузки используется как часть напряжения, пропорционального величине тока нагрузки и используемого для сравнения с заданным значением. так как устраняются переходные процессы в источнике и в питающей сети, .а также электромагнитные помехи. При этом импульсный трансформатор используется одновременно для передачи информации о наличии короткого замыкания, управляющих импульсов в блоке управления и выключении источника, а также для получения и пёредачи информации об устранении короткого замыкания в нагрузке и включения источника. Врассмотренном варианте реализации способа защиты генератор импульсов 13 генерирует импульсы напряжения как при включенном, так и при выключенном источнике. Если выход 22 блока управления соединить с генератором импульсов 13, последний включается только при выключении источника из-за короткого замыкания в нагрузке, а при включенном источнике генератор импульсов 13 выключен. При этом повьшается КПД и эффективность защиты. Датчик тока 5 в устройстве реализации способа защиты может быть выполнен по любой из известных схем, например может использоваться резистивный датчик. Величина резистора датчика тока, как правило, имеет малую величину для-того, чтобы КПД источника был достаточно высоким. Поэтому через резистор датчика тока протекает сравнительно большой ток от обмотки 8 импульсного трансформатора 9, когда источник выключен, а ключевой элемент 19 замкнут. При выполнении датчика тока 5 в виде последовательного соединения резистора 23 и диода 24 этот ток равен нулю, так как для него диод 24 включен в непроводящем направлении, что также повышает эффективность защиты. Причем диод 24 по отношению к току нагрузки включен в проводящем направлении, а падение напряжения на нем от тока