Устройство защиты электрических цепей Советский патент 1990 года по МПК G05F1/569 H02M3/335 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в средствах электропитания в качестве устройства защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок.

Цель изобретения - повышение КПД, надежности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена схема устройства защиты электрических цепей.

Изобретение содержит ключевой исполнительный элемент 1, датчик 2 тока, включенный последовательно квход- i ным выводам 3, выходные выводы 4 для подключения нагрузки, пороговый элемент 5, блоки отключения 6 и включения 7 и блок 8 подгрузки с балластным резистором 9.

Устройство работает следующим образом.

Подключение источника напряжения к входным выводам 3 вызывает протекание тока заряда конденсатора по цепи базы транзистора блока 7 включения, который отпирается и включает транзистор исполнительного элемента 1 .

Длительность импульсного включающего сигнала на входе исполнительного элемента 1 определяется постоянной времени заряда конденсатора блока 7 включения и устанавливается большей времени включения защищаемой нагрузки.

Замыкание ключа исполнительного элемента 1 вызывает подключение устройства к входным выводам 3 и нагрузке и появление напряжения на выходных выводах 4, а пороговый элемент 5 обеспечивается вспомогательными напряжениями +Е и -Е. Поддержание транзистора исполнительного элемента 1 во включенном состоянии обеспечивается связью его входа посредством ре- злстора с вспомогательным источником

(Л

с

ел

со

4

сл

4

напряжения +Е. На выходе порогового элемента 5 формируется сигнал отрицательной полярности, который запирает транзистор блока 6 отключения несмотря на воздействие смещения потенциала его базы от полюсного входного вывода 3 посредством рграничитель- ных резисторов. Блок б отключения находится в состоянии Готовности и не оказывает влияния на штатное функционирование схемы.

Возникновение КЗ или увеличение истребления тока нагрузкой ггриводи г к увеличению амплитуДы информационного сигнала, поступающего от датчика 2 тока на вход порогового элемента 5. Возрастание сигнала ( выше уровня опор- iHoro напряжения (подведенного ко второму входу пороговогб элемента 5) вызывает появление на выходе порогово- то элемента 5 импульса положительной полярности, производящего отпирание транзистора блока 6 отключения и размыкание исполнительного элемента 1. Происходит отключение устройства от источника напряжения, обесточивается пороговый элемент 5} однако смещение, заведенное на вход транзистора блока 6 отключения от положительного вывода 3, поддерживает замыкание управляющих выводов исполнительного элемента 1 и при отсутствии сигнала с выхода порогового элемента 5.

В случае возникновения иной аварийной ситуации: наличие перегрузки и КЗ ИВЭП 5, введенное смещение обеспечивает (после выключения транзистора блока включения 7) безопасный скачкообразный режим выключения транзистора исполнительного элемента 1.

Любое срабатывание устройства защиты приводит к прикладыванию входного напряжения к силовым выводам исполнительного элемента 1 и включению транзисторов блока 8 подгрузки. При этом энергия утечки, пропускания исполнительным элементом в выключенном состоянии, рассеивается балластным резистором 9, Тем сзмым исключается возрастание напряжения на выходных выводах 4 для подключения нагрузки.

Повторное включение устройства производится отключением и последующим включением источника 3 входного напряжения.

Производимое отключение, с целью анализа причин отказа вызывает раз

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ряд конденсатора блока 7 включения и восстановление исходного состояния (готовности) устройства защиты для повторного запуска.

Изобретение исключает несанкционированные периодические запуски подключенного преобразователя, осуществляя тем самым эффективную, надежную защиту потребителей, поскольку натекающая во входной фильтр птребителей энергия после срабатывания защиты рассеивается блоком 8 подгрузки и напряжение на выводах 4 не нарастает. Достигнутое качество позволяет применять устройство для защиты импульсных ИВЭП, которые имеют нелинейную входную вольтамперную характеристику. Увеличенные допустимые диапазоны температур окружающей среды и входных напряжений также определяют расширенные функциональные возможности устройства.

Постоянное замыкание управляющих входов исполнительного элемента при срабатывании защиты в аварийной ситуации снижает ток утечки, что наряду с отсутствием тока опроса повышает энергетическую эффективность устройства и особенно актуально при повышенных сетевых напряжениях. Исчезновение вспомогательных напряжений +Е и -Е при полном отказе ИВЭП также не нарушает работоспособности устройства во всем диапазоне изменения основных возмущающих факторов (температуры, сетевого напряжения и нагрузки) . При этом обеспечивается безопасный скачкообразный режим выключения транзистора исполнительного элемента.

Формула изобретения Устройство защиты электрических

цепей, содержащее ключевой исполнительный элемент, включенный последовательно с датчиком тока, пороговый элемент, блок включения и блок отключения исполнительного элемента, выходом включенный параллельно управляющим входам исполнительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, надежности и расширения функциональных возможностей, введены блок подгрузки, причем управляющий вход транзистора блока включения через разделительный конденсатор подключен к резисторному делителю напряжения, включенному параллельно входным выводам, а также к соединенным последовательно резистору, выходной цепи транзистора и управляющим входам исполнительного элемента, при этом общая точка резистора и упомянутого транзистора через ограничительный резистор связана с выходом порогового элемента, посредством которого вход транзистора блока отключения связан с датчиком тока, кроме того, управляющий вход исполнительного элемента-через резистор подключен

к источнику вспомогательного напряжения, а параллельно силовой цепи исполнительного элемента включена входная цепь первого транзистора блока подгрузки, выходной цепью подключенного к входным выводам через ограничительный резистор, параллельно которому входной цепью включен второй транзистор блока подгрузки, выходной цепью подключенный через балластный резистор к выходным выводам.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания в качестве устройства защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок. Цель изобретения - повышение КПД и надежности и расширение функциональных возможностей. Положительный эффект достигается снижением энергии утечки, которое осуществляется постоянным замыканием управляющих входов исполнительного элемента после срабатывания устройства в аварийной ситуации, а также посредством рассеяния энергии, натекающей во входной фильтр защищаемого потребителя, что исключает его несанкционированные запуски. 1 ил.