Искробезопасный источник питания Советский патент 1986 года по МПК E21F9/00 

f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в энергоемких искробезопасных системах питания на предприятиях со взрывоопасной атмосферой, в том числе на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промьшшенности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем применения в цепях с большой скважностью.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник постоянного тока 1, измерительную индуктивность 2, тиристор 3, транзисторы 4 и 5, цепь питания управляющего электрода тиристора, состоящую из стабилитрона 6 и резисторов 7 и 8, резистора обратной связи 9, ограничительного резистора 10, стабилитрона 11, резистора утечки 12, диодов 13, 14 и 15 и нагрузочный резистор 16..

Источник постоянного тока через измерительную индуктивность 2 соединен с нагрузочным резистором 16. Параллельно источнику 1 включен тиристор 3. Затвор полевого транзистора 4 через диод 14 соединен с измерительной индуктивностью 2, исток транзистора 4 и эмиттер транзистора 5 через резистор 9 соединены с вторым концом индуктивности 2. Управляющий электрод тиристора 3 через диод 13 соединен со стоком транзистора 4, базой транзистора 5,цепью питания,состоящей из стабилитрона 6 и резисторов 7 и 8, а также через диод 15 с измерительной индуктивностью 2. Коллектор транзистора 5 через ограничительный резистор 10 соединен с шиной питания. Затвор транзистора 4, кроме того, через параллельно включенные защитный стабилитрон 11 и резистор утечки 12 соединен с измерительной индуктивностью 2 .

Устройство работает следующи14 образом.

При отсутствии коммутации в цепи напряжение на индуктивности 3 отсутствует и транзистор 4 открыт. Переход сток-исток транзистора 4 шунтирует переход база - эмиттер транзистора 5, поэтому он закрыт. Резистор цепи питания 8, переход

1208275

сток - источник транзистора 4 и ре- зистор 9 образуют делитель напряжения стабилизации стабилитрона 6„ Падения напряжения на переходе сток - исток 5 транзистора 4 и резистора 9 недостаточно для включения тиристора 3.

При возникновении коммутационного разряда в цепи нагрузк и 16 на измерительной индуктивности 2 возникает 10 сигнал коммутации. Причем амплитуда сигнала замыкания приблизительно равна выходному напряжению Е источника 1, а амплитуда сигнала размыкания - напряжению ионизации разряд{5 иого промежутка U

Так как Е и„

о 5

ТО сигнал коммутации замыкания значительно больше сигнала размыкания, и он непосредственно через диод 15 прикладывается к управляющему элек2(3 троду тиристора 3, Сигнал размыкания через ДИОД 14 прикладывается .. к затвору транзистора 4 и послед;ний закрывается. При этом увеличивается напряжение на переходе база - эмит23 тер транзистора 5, транзистор открывается, и через резистор 10, открытый транзистор 5 и резистор 9 течет ток. Напряжение, падающее на резисторе 9, прикладьшается к затвору

30 транзистора 4 и удерживает его в закрытом состоянии. Так как сопротивление запертого транзистора 4 велико, практически все напряжение стабилитрона 6 через резистор

31; 8 и диод 13 прикладывается к управляющему электроду тиристора 3 и ло- следний включается. Его вклю чение уменьшает выходное напряжение до величины прямого падения напряже(j НИН на тиристоре, и разряд в цепи прекращается. Стабилитрон 11 предохраняет переход затвор - исток зистора 4 .от пробоя при большой величине сигнала коммутации.

45

50

55

Таким образом, высокое входное сопротивление полевого транзистора обеспечивает высокую чувствительность защиты, что позволяет использовать предлагаемый - источник п ,т.а- ния в цепях с малыми значениями .. тока,, в частности, в цепях повьппен- ного напряжения. Использование регенеративной схемы на транзисторах 4 и 5 позволяет устройству работать при малых длительностях коммутационного сигнала. Это определяет расширение функциональных возможностей известного устройства. Так как ток

иого промежутка U

Так как Е и„

о 5

ТО сигнал коммутации замыкания значительно больше сигнала размыкания, и он непосредственно через диод 15 прикладывается к управляющему электроду тиристора 3, Сигнал размыкания через ДИОД 14 прикладывается .. к затвору транзистора 4 и послед;ний закрывается. При этом увеличивается напряжение на переходе база - эмиттер транзистора 5, транзистор открывается, и через резистор 10, открытый транзистор 5 и резистор 9 течет ток. Напряжение, падающее на резисторе 9, прикладьшается к затвору

транзистора 4 и удерживает его в закрытом состоянии. Так как сопротивление запертого транзистора 4 велико, практически все напряжение стабилитрона 6 через резистор

8 и диод 13 прикладывается к управляющему электроду тиристора 3 и ло- следний включается. Его вклю чение уменьшает выходное напряжение до величины прямого падения напряжеНИН на тиристоре, и разряд в цепи прекращается. Стабилитрон 11 предохраняет переход затвор - исток зистора 4 .от пробоя при большой величине сигнала коммутации.

Таким образом, высокое входное сопротивление полевого транзистора обеспечивает высокую чувствительность защиты, что позволяет использовать предлагаемый - источник п ,т.а- ния в цепях с малыми значениями .. тока,, в частности, в цепях повьппен- ного напряжения. Использование регенеративной схемы на транзисторах 4 и 5 позволяет устройству работать при малых длительностях коммутационного сигнала. Это определяет расширение функциональных возможностей известного устройства. Так как ток

управления тиристором 3 не зависит от параметров цепи и сигнала коммутации, а определяется напряжением стабилизации стабилитрона 6 и номиналами резисторов 7 и 8, гарантируется надежное включение тиристора 3 при различных видах и величинах нагрузки.

.

1208275

Предлагаемое устройство наиболее эффективно может быть использовано в энергоемких искробезопасных системах с высоким напряжением и малыми значениями тока, например в генераторных устройствах для подземной электроразведки.

Редактор А. Повхан

Составитель Н. Назаркина

Техред А.Кикемезей Корректоре. Черни

220/44Тираж 436

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное