Устройство для защиты нагрузки от токовых перегрузок Советский патент 1987 года по МПК H03H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от аварий, осуществляющим автоматическое отключение и реагирующим на токовые перегрузки без последующего восстановления соединения, и может быть использовано в целях постоянного тока с несталибизированным источником напряжения.

Цель изобретения - повыщение надежности путем исключения ложных срабатываний при снижении напряжения источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый транзистор 1 P-N-P-проводимости, предотвращающий протекание тока по элементам схемы после отключения нагрузки (не показана), подключенный эмиттером к положительной шине 2 источника питания, база транзистора 1 через пятый резистор 3 подключена к коллектору второго транзистора 4, N-P-N проводимости, эмиттер которого подключается к отрицательной щине источника 5 питания и к нему подсоединены катод второго диода 6, вторая обкладка конденсатора 7 и второй вывод второго резистора 8. Первый вывод резистора 8 подключен к базе транзистора 4 и через четвертый резистор 9 и первый резистор 10 соединен с коллектором первого транзистора 1. Точка соединения коллектора первого транзистора 1 и первого резистора 10 соединена через третий резистор I1 с точкой соединения базы третьего транзистора 12 первой обкладки конденсатора 7 и анода первого диода 13, точка соединения первого резистора 10 и четвертого резистора 9 подключена к коллектору третьего транзистора 12 N-P-N проводимости, эмиттер которого соединен с анодом второго лТ.иода б, катод первого диод,а 13 соединен с коллектором второго транзистора 4 и является первым выводом устройства, к которому подключается первый вывод нагрузки, второй вывод нагрузки подключается к эмиттеру первого транзистора 1. Точка 14 соединения базы первого транзистора 1 и пятого резистора 3, а также точка 15 соединения базы второго транзистора 4 и второго резистора 8 являются выводами для подключения к источнику импульсов напряжения положительной полярности.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения на щины 2 и 5 питания, на вывод 15 подается импульс напряжения положительной полярности.Транзистор 4 переходит в режим насыщения, понижая потенциал базы транзистора 12, переводя его в режим отсечки, и по- выщая потенциал базы транзистора 1, переводя его в режим глубокого насыщения. В результате на базу транзистора 4 от шины 2 через транзистор 1 и резисторы

5

9 и 10 подается ток, достаточный для поддержания транзистора 4 в глубоко.м насыщении, т. е. устройство остается во включенном положении.

При подаче на базу транзистора 1 через вывод 14 импульса положительной полярности (замыкание базы транзистора 1 на тину 2) происходит отключение устройства.

При увеличении тока нагрузки независимо от того, чем это вызвано - увеличением напряжения источника питания при постоянном сопротивлении нагрузки, снижением сопротивления нагрузки при постоянном напряжении источника питания или

уменьшением сопротивления нагрузки и увеличением напряжения источника питания одновременно, увеличивается напряжение насыщения L/кэ транзистора 4. При увеличении напряжения (Укэ транзистора 4 до порогового значения, заданного диодами б

0 и 13, транзистор 12 переходит в режим насыщения, шунтируя резисторы 8 и 9, и, следовательно, переводит транзистор 4 в режим отсечки. Напряжение на базе транзистора 1 уменьшается до нуля и транзистор 1 переходит в режим отсечки, прерывая ток в резисторах 8-10, в коллекторе транзистора 12 и базе транзистора 4. Диод 13 оказывается включенным в непроводящем направлени и через нагрузку между шиной 2 и базой транзистора 12, прерывая

Q ток в цепи: щина 2 - нагрузка - переход база - эмиттер транзистора 12 - диод б - шина 5.

При снижении напряжения питания и постоянно.м сопротивлении нагрузки устройство не срабатывает, так как тран зистора 4 уменьшается в связи с уменьшением тока через нагрузку.

Таким образом, благодаря тому, что в качестве датчика тока используется переход коллектор-эмиттер транзистора 4, напряжение (Укэ которого является функцией

0 протекающего тока, транзистор 12, запирающий транзистор 4, реагирует непосредственно на изменение напряжения коллектор- эмиттер транзистора 4 и поэтому порог его срабатывания не зависит от напря- жения источника пита))ия; в цепи обратной связи применен элемент регулирования порога срабатывания с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диоды 6 и 13), позволяющий изменять ток базы третьего транзистора на несколько порядков по экспонен0 циальному закону, т. е. обратная связь является функцией UK

Изобретение можно использовать для нагрузки то токовых перегрузок при работе с нестабилизированными источниками питания.

5Формула изобретения

Устройство для защиты нагрузки от токовых перегрузок, содержапдее первый и второй транзисторы соответственно (P-N-P) и УУ-Р-УУ-проводимости, при этом эмиттер первого транзистора подключается к плюсовой клемме источника питания, его коллектор соединен с первым выводом первого резистора, эмиттер второго транзистора подключается к минусовой клемме источника питания, а база второго транзистора через второй резистор соединена с его эмиттером, первый диод, анод которого соединен с первой обкладкой конденсатора, второй диод, третий резистор, четвертый резистор, пятый резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложных срабатываний при снижении напряжения источника питания, в него дополнительно введен третий транзистор N-P-N-npo- водимости, база которого подключена к точке соединения анода первого диода и первой обкладки конденсатора, к этой же точке через третий резистор подключен коллектор первого транзистора, к второму выводу первого резистора подсоединены коллектор третьего транзистора и первый вывод четвертого резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора, эмиттер третьего транзистора подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с второй обкладкой конденсатора и с эмиттером 1}торого транзистора, катод первого диода соединен с коллектором второго транзистора и подключается к первому выводу нагрузки, эмиттер первого транзистора подключается к второму выводу нагрузки, база первого транзистора через пятый резистор, соединена с коллектором второго транзистора, а точка соединения базы первого транзистора и пятого резистора и точка соединения базы второго транзистора и второго резистора подключаются к источнику импульсов напряжения положительной полярности.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от аварий, осуществляющим автоматическое отключение и реагирующим на токовые перегрузки без последующего восстановления сокращения, и может быть использовано в цепях постоянного тока с нестабилизированным источником напряжения. Целью изобретения является HOBbuueinie надежности путем исключения ложных срабатываний п)и снижении напряжения источника питания. Для этого в устройство введен третий транзистор 12. В качестве датчика тока используется переход коллектор-эмиттер транзистора 4, напряжение которого является функцией протекающего тока. Транзистор 12. запирающий транзистор 4, реагирует непосредственно на изменение напряжения коллектор-эмиттер транзистора 4, поэтому порог его срабатывания не зависит от па- пряжения источника питания. 1 ил. О) X f 5 ) СЗ 3; «с со taioA с