Устройство для защиты от перенапряжений электропотребителя Советский патент 1985 года по МПК H02H3/20 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для отключения многополюсных полупроводниковых схем в аппарату ре автоматики и вычислительной техники от источников питания при перенапряжениях, любой полярности на входах и выходах.

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем расширения диапазона допустимых перенапряжений, при которых осуществляется защитное отключение электропотребителя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики допустимых перенапряжений предлагаемого устройства и устройства - прототипа, принятого за базу сравнения.

Устройство содержит многоплечий мост 1, выполненный из п цепочек, каждая из которых состоит из двух согласно-последовательно соединенных диодов 2 и 3, анодами диодов 2i-2п, подключенных к минусовому выводу многоплечего моста, катодами диодов 3i-Зл - к его плюсовому выводу, а средними точками диодов подсоединенных к контролируемым точкам 4i-4п защищаемого электропотребителя 5 и источника питания. В устройству имеются первый и второй стабилитроны 6 и 7, конденсатор 8, транзисторный ключ 9, регулирующий высоковольтный транзистор 10, резисторы 11 -13, светодиод 14 и реле 15, обмотка которого соединена последовательно со светодиодом 14 и подключена одним выводом к эмиттеру высоковольтного транзистора 10, другим выводом - к коллектору транзисторного ключа 9. Два размыкающих контакта 16 и 17 реле 15 включены между вводами питания 4j и 4г защищаемого электропотребителя 5 и выводами источника питания. Конденсатор 8 подключен одним выводом к плюсовому выводу многоплечего моста 1, к коллектору высоковольтного транзистора 10, через резистор 11 к базе этого транзистора и к катоду стабилитрона 6, а через последовательно соединенные резистор 12 и стабилитрон 7 - к базе транзисторного ключа 9. Другой вывод конденсатора 8 подключен к минусовому выводу многоплечего моста 1, к аноду стабилитрона 6 и к эмиттеру транзисторного ключа 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии перенапряжения диоды 2 и 3 открыты, и напряжение на выходе многоплечего моста 1 равно напряжению источника питания, которое меньше порога срабатывания стабилитрона 7. Транзисторный ключ 9 закрыт, обмотка реле 15 и светодиод 14 обесточены. При этом через размыкающие контакты 16 и 17 напряжение источника питания приложено к вводам 4 и 4г питания электропотребителя 5.

При перенапряжении, возникающем на любом вводе электропотребителя 5 относительно вводов питания, например на вводе 4з относительно ввода питания 4j, в зависи, мости от знака перенапряжения открываются диоды 2i и Зз или 2 и 3j. Напряжение на конденсаторе 8, а значит, и на вводах электропотребителя 5 нарастает экспоненциально с постоянной времени, пропорциональной полному сопротивлению в цепи

0 источника перенапряжения.

При напряжении, превышающем порог стабилитрона 7, транзисторный ключ 9 открывается и подключает обмотку реле 15 и последовательно соединенный с ней светодиод 14 к эмиттеру высоковольтного транзистора 10. Сопротивление базового резистора 11 выбирается таким, чтобы напряжение на эмиттере транзистора 10 при этом превышало уровень срабатывания реле 15.

Q Реле 15 срабатывает и размыкающими контактами 16 и 17 отключает электропотребитель 5 от источника питания. При напряжении, превыщающем порог стабилитрона 6, на эмиттере транзистора 10 устанавливается напряжение, равное порогово5 му напряжению стабилитрона 6.

Порог стабилитрона 6 выбирается таким чтобы напряжение на эмиттере транзистора 10 при этом не превыщало допустимого для реле 15 и светодиода 14. При снятии перенапряжения схема устройства воз вращается в исходное состояние.

Как видно из приведенных графиков 18 и 19 (фиг. 2) положительный эффект изобретения заключается в том, что при одинаковых значениях внутреннего сопротивления источника перенапряжения защитное отключение осуществляется в более широком диапазоне перенапряжений, что обеспечивает повышение надежности защиты.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯ, подключенного к источнику питания, содержащее многоплечий диодный мост, из параллельно соединенных цепочек, каждая из которых выполнена в виде согласно-последовательно соединенных первого и второго диодов, при этом аноды первых диодов подключены к минусовому выводу многоплечего моста, катоды вторых диодов - к его плюсовому выводу, а средние точки первых и вторых диодов подсоединены к контролируемым точкам защищаемого электропотребителя и источника питания, и первый стабилитрон, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты путем расщирения диапазона допустимых перенапряжений в него введены второй стабилитрон, конденсатор, транзисторный ключ, регулирующий высоковольтный транзистор, первый и второй резисторы, светодиод и реле, обмотка которого соединена последовательно со светодиодом и подключена одним выводом к эмиттеру высоковольтного транзистора, другим выводом - к коллектору транзисторного ключа, а два размыкающих контакта реле включены между вводами пигания, при этом конденсатор подключен одним выводом к плюсовому выводу многоплечего моста, к коллектору высоковольт ного транзистора, через первый резистор - к его базе и к катоду первого стабилитрона, (Л а через последовательно соединенные второй резистор и второй стабилитрон - к базе транзисторного ключа, другой вывод конденсатора подключен к минусовому выходу многоплечего моста, к аноду первого стабилитрона и к эмиттеру транзисторного ключа. 00 00 00 ю 4