Устройство защиты от перенапряжения в двухфазной сети переменного тока Советский патент 1989 года по МПК G05F1/571 

СП

-jr- 7

4;ib

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения потерь на защитном элементе, упрощение устройства, увеличение быстродействия срабатывания защиты и улучшение массо- габаритных показателей.

На фиг.1 и 2 приведены варианты устройства защиты.

Устройство защиты содержит токоограничивающий защитный элемент 1, коммутационно-защитный блок 2, нагрузку 3, датчик 4 напряжения выпрямительный мост 5, вспомогательный выпрямитель 6, конденсатор 7, стабили- трон 8, транзистор 9 защиты п-р-п- проводимости, четыре токоограничи- тельных резистора 10 - 13, исполнительный транзистор 14, согласующий транзистор 15 р-п-р-проводимости, блок 16 контроля и индикации. Причем токоограничивающий защитный элемент I выполнен на конденсаторе 17 защиты и зашунтирован входом выпрямительног моста 5, к выходу которого подключен коллектор и эмиттер исполнительного транзистора 14, база которого соединена с коллектором транзистора 9 защиты и входом коммутационно-защитного блока 2, а также через первый ре- зистор 10 с плюсовым выходом вспомогательного выпрямителя 6, плюсом конденсатора 7 и катодом стабилитрона 8 анод которого через второй резистор Г1 подключен к базе транзистора 9 защиты, эмиттер которого через третий резистор 12 соединён с минусовым выходом вспомогательного выпрямителя 6, вход которого подключен к выходу датчика 4 напряжения, входом соединенного с конденсатором 17 защиты токоограничивающего элемента 1 и нагрузкой 3. Другой вывод конденсатора защиты 17 соединен с входом устройства. При этом согласующий тран- зистор 15- эмиттером через четвертый резистор 13 подключен к аноду стабилитрона 8, а базовый соединен с эмиттером транзистора 9 защиты. Коллектор согласующего транзистора 15 под- ключен к входу блока 16 контроля и индикации, а датчик 4 напряжения входом включен параллельно нагрузке 3. Причем датчик 4 напряжения выполнен

5

5 0 0 5 0 5 д 5

на трансформаторе 18, или на делителе 19 напряжения, средний вывод которого соединен со входом вспомогательного выпрямителя 6, а другой подключен к точке соединения конденсатора 17 защиты и нагрузки 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства через защитный конденсатор 17 переменное синусоидальное напряжение подается на вспомогательный выпрямитель 6 через датчик 4 напряжения, в качестве которого может быть трансформатор (фиг.1) или делитель напряжения (фиг.2). Положительное напряжение вспомогательного выпрямителя 6 при этом через резистор 10 поступает на базу исполнительного транзистора 14 и последний переходит в открытое состояние. При перенапряжении в питающей сети возрастает напряжение на выходе вспомогательного выпрямителя 6, поступающее с датчика 4 напряжения. Это приводит к отпиранию порогового элемента, в качестве которого используется стабилитрон 8, что приводит в открытое состояние транзистор 9 защиты.

Транзистор 9 отпирается и подает отрицательное запирающее напряжение на базу исполнительного транзистора

14.При этом транзистор 14 запирается. Поскольку напряжение на нагрузке 3 увеличивается, то увеличивается и ток, протекающий через нагрузку 3, что ведет к увеличению падения напряжения на защитном конденсаторе 17, напряжение на нагрузке 3 уменьшается и становится близким к нo шнaльнoмy значению. Причем одновременно с запиранием исполнительного элемента 14 поступает сигнал в коммутационно-защитный блок 2, который выполняет функцию отключения питающей сети от устройства через необходимое время. При отпирании транзистора 9 защиты открывается согласующий транзистор

15,подающий плюс в блок 16 контроля и индикации. Резистор 12 в устройстве ограничивает ток через защитный транзистор 9, конденсатор 7 служит для сглаживания переменной составляющей на выходе вспомогательного выпрямителя 6.

Положительный эффект заключается в снижении мощности потерь в аварийном режиме на токоограничивающем за515

щитном элементе I, увеличении быстродействия срабатывания защиты за счет сведения до минимума инерционных элементов, что повьппает надежность уст- ройства.

Формула изобретения

1. Устройство защиты от перенапря- жения в двухфазной сети переменного тока, содержащее токоограничивающий защитный элемент, включенный в одну из силовых шин, коммутационно-защит- блок и датчик напряжения, о т - личающееся тем, что, с. целью повышения надежности, путем уменьшения мощности потерь на защит- ном элементе, в него введены выпрямИ тельный мост, вспомогательный выпря- митель, конденсатор, стабилитрон, транзистор защиты п-р-п-проводимости, четыре токоограничительных .резистора, исполнительный транзистор, согласуло- щий транзистор р-п-р-проводимости, блок контроля и индикации, причем токоограничивающий защитный элемент выполнен на конденсаторе защиты, параллельно которому подключен вход выпрямительного моста, к выходу которо- го подключены коллектор и эмиттер исполнительного транзистора, база,которого соединена с коллектором транзистора защиты и входом коммутационно-защитного блока, коллектор тран- зистора защиты через первый токоогра4 6

ничительный резистор соединен с выходом положительной полярности вспомогательного выпрямителя, плюсовым выводом конденсатора и катодом стабилитрона, анод которого через второй токоограничительный резистор подключен к базе транзистора защиты, эмиттер которого через третий резистор соединен с выводом отрицательной полярности вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к выходу датчика напряжения, входом соединенного с выходными выводами питания, согласующий транзистор эмиттером через четвертый резистор подключен к ,аноду стабилитрона,. а базой соединен с эмиттером транзистора защиты, а коллектором подключен к входу бло- ча контроля и индикации.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что датчик напряжения вьшолнен на трансформаторе первичная обмотка которого подключен параллельно выходным выводам, а вторичная к входу вспомогательного выпрямителя.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью, увеличения быстродействия, упрощения и улучшения массогабаритных показателей датчик напряжения выполнен на делителе напряжения, выходом подключенном к входу вспомогательного выпрямителя .

фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения потерь мощности на защитном элементе, упрощение устройства, увеличение быстродействия срабатывания защиты и улучшение массо-габаритных характеристик. При перегрузке сигнал с датчика напряжения 4 через вспомогательный выпрямитель 6 и стабилитрон 8 открывает транзистор защиты 9, который закрывает исполнительный транзистор 14, включенный в выходную диагональ исполнительного моста 5, вход которого подключен параллельно элементу защиты 1 на конденсаторе 17. Конденсатор 17 включается в одну из основных шин, ограничивая напряжение на выходе. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.