Устройство защиты электрической нагрузки на транспортном средстве Советский патент 1991 года по МПК B60Q1/38 B60R16/02 

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для защиты от тока перегрузки цепей электрической нагрузки, в частности ламп накаливания осветительной и светосигнальной аппаратур.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит транзисторный ключ 1, включенный последовательно с нагрузкой 2, представляющей собой лампу накаливания. Выход транзисторного ключа 1 подключен к входу блока 3 обнаружения перегрузки, выход которого подключен к элементу 4 задержки, Выключатель 5 нагрузки подключен к одному из полюсов источника 6 питания через резистор 7. Первый вход элемента ИЛИ 8 объединен с информационным входом счетчика 9 импульсов и подключен к выходу элемента 4 задержки, второй вход элемента ИЛИ 8 - к входу счетчика 9, а третий вход элемента ИЛИ 8 объе динен с установочным входом счетчика 9 и разрешающим входом блока и подключен к точке соединения резистора 7 и выключателя 5. Выход элемента ИЛИ 8 подключен к управляющему входу ключа 1. Транзисторный ключ 1 выполнен на транзисторах 10 12 и резисторах 13-16. Источник 6 питания реализован на компараторе 17 с резисторами 18 и 19 с запрещающим логическим элементом 20 на выходе, один из входов которого выполнен инверсным и является разрешающим входом блока 3. Элемент 4 задержки состоит из конденсатора 21, резистора 22, диода 23 и дискриминатора 24 уровня. представляющего собой триггер Шмитта, собранный на усилителе с резисторами 25 -27.

Устройство работает следующим образом.

Когда выключатель 5 разомкнут, на раз решающий вход элемента 20 и на третий вход элемента ИЛИ 8 приходит сигнал высокого уровня, поэтому, несмотря на го, что на выходе компаратора 17 имеется сигнал высокого уровня, на выходе блока 3 устанавливается низкий уровень сигнала, а на выходе элемента ИЛИ 8 также устанавливается нулевой уровень сигнала, поэтому транзисторный ключ 1 заперт, ток в цепи выходного транзистора 10 от источника 6 через нагрузку 2 не протекает.

При замыкании выключателя 5 на всех трех входах элемента ИЛИ 8 устанавливается нулевое значение сигнала, на вход транзисторного ключа 1 подается сигнал высокого уровня и ключ 1 открывается, ток из источни ка 6 протекает через выходной транзистор

10 ключа 1 и нагрузку 2 Одновременно подготавливаются к работе счетчик 9 и элемент 20. Когда выходной транзистор 10 транзисторного ключа 1 открьп (находится в насыщенном состоянии) и через нагрузку 2 проходит рабочий ток. падение напряжения на транзисторе 10 невелико.ток в инвестирующей цепи компаратора 17 превышает ток в его неинвертирующей цепи, поэтому

0 на выходе блока 3 имеется нулевое значение выходного сигнала и блок 3 не влияет на работу устройства.

В случае прохождения в цепи нагрузки 2 тока перегрузки или короткого замыкания

5 выходной транзистор 10 кпю11а 1 из за пере грузки не может насыщаться, напряжение на его выходе снижается и когда оно достигает уровня, при котором токи инвертирующего и неинвертируюшего входов

0 компаратора 17 сравниваются компаратор 1 7 срабатывает и его выходной сигнал переключается на высокий уровень

Ток с выхода блока 3 иерез резчглор 22 и диод 23 заряжает конденсатор 21 зслед5 ствие этого через некоторое вр-мя напряжение нз выходе конденсатора 21 достигнет значения, равного напряжению срабатывания дискриминатора 24 При этом на выходе дискриминатора 24 и на вы оде элемента 4

0 задержки появл е си си г и d. i высоко1 . ров ня, поэтом / на г- ыхоае гшемента 8 появляется сигнал ьмэкого упоэня который воздействуя на управляющий транзисторного ключа 1, зчпирзсг его

5В этом случэ- Во лор компаратор- 17

обесточивается, начинается оазряд конденсатора 21 через резнете о 25 и через некоторое время напряжение на неинвергир ющем входе дискриминатора 24 достигает зиаче0 ния, при котором выходной сигнал дискриминатора 24 переключается н.ч низкий уровень, ключ 1 вновь открывается Далее процесс циклически повторяется

В этом режиме работы тра. - торного

5 ключа 1 за счет малой длитель .-иТ импульсов гока обеспечивается дог, защита цепи нагрузки, т.е. исключакго. пгрегрев проводов, рабочих обмоток, нагреватель ных элементов и других электрических по0 требителей Скважность импульсов тока зависит от номиналов резисторов 22 и 25, а также от порог з срабатывания дискриминатора 24. Она выбирается, например, такой. чтобы при первичном включении на холод5 ную нить нагрузки 2 среднее значение тока было достаточным для разогоевя ниги до значения более высокого, чем максимальное сопротивление в режиме перегрузки

Для устранения работы гранзис-1ор.ю- го ключа 1 в режиме повышения мощности

рягсеиваниа в течение длительного времени сигнал с выхода элемента 4 поступает на информационный вход счетчика 9, который производит подсчет циклов включение-отключение ключа 1, и при достижении заданного значения на выходе счетчика 9 появляется сигнал РЫСПКОГО уровня, поступающий на второй элемента ИЛИ 8. выход которого обнуляется, а ключ 1 запирается. Для того, чюбы после срабатывания счетчика 9 разблокировать транзисторный ключ 1 и вновь включить нагрузку 2, недостаточно устранить причину перегрузки. Нужно чы- ключить и включить выключатель 5

Таким o6pd.3OM устройство позволяет при кратковременной перегрузке в цепи нагрузки 2 обеспечить автоматический воз- враг в рабский режим транзисторного ключа 1. при длительной перегрузке обеспечить надехное отключение выходной цепи, исключая длительную работу выходного транзистора ключа 1 о импульсном защитном режиме

Такой режим обеспечивает мягкое включение ллмп накаливания в системах транспортной вегсвой сигнализации и освешания, -то обеспечивает повышение ресурса ламп накаливания.

Формула изобретения Устройство защиты электрической нагрузки на транспортном средстве, содержащее включенный последовательно с нагрузкой транзисторный ключ, выход которого подключен к входу блока обнаружения перегрузки, выход которого подключен к

элементу задержки, и выключатель нагрузки, подключенный к одному из полюсов источника питания через резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено счетчиком импульсов и элементом ИЛИ, первый вход которого объединен с информационным входом счетчика импульсов и подключен к выходу элемента задержки, второй вход - к выходу счетчика импульсов, третий вход

объединен с установочным входом счетчика импульсов и связан через резистор с одним из полюсов источника питания, а выход подключен к управляющему входу транзисторного ключа, при этом блок обнаружения

перегрузки выполнен с запрещающим логическим элементом на выходе, разрешающий вход которого объединен с третьим входом элемента ИЛИ.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств и может быть использовано для защиты от тока перегрузки цепей осветительной и светосигнальной аппаратур. Цель изобретения - повышение надежности Устройство содержит транзисторный ключ 1, включенный последовательно с нагрузкой 2, представляющей собой лампу накаливания. Выход ключа 1 подключен к входу блока 3 обнаружения перегрузки, выход которого подключен к входу элемента 4 задержки Выключатель 5 нагрузки подключен к одному из полюсов источника 6 питания через резистор 7. Первый вход элемента ИЛИ 8 объединен с информационным входом счетчика 9 импульсов и подключен к выходу элемента 4 задержки, второй вход элемента ИЛИ 8 - к выходу счетчика 9, а третий вход элемента ИЛИ 8 объединен с установочным входом счетчика 9 и разрешающим входом блока 3 и подключен к точке соединения резистора 7 и выключателя 5. Выход элемента ИЛИ 8 подключен к управляющему входу ключа 1. Устройство позволяет при кратковременной перегрузке в цепи нагрузки 2 обеспечить автоматический возврат в рабочий режим транзисторного ключа 1, а при длительной перегрузке -обеспечить надежное отключение цепи нагрузки 2, исключая длительную работу выходного транзистора ключа 1 в импульсном защитном режиме При этом обеспечивается мягкое включение используемых в качестве нагрузки 2 ламп накаливания, повышая их ресурс. 1 ил ё О ел 4 О а hO