Устройство для защиты от коротких замыканий и перегрузок источника питания Советский патент 1991 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах источников питания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является увеличение быстродействия восстановления работоспособности после снятия короткого замыкания или перегрузки и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для защиты от коротких замыканий и перегрузок источника питания; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство содержит регулирующий элемент 1, включенный между источником питания и нагрузкой (не показаны), активный делитель 2 напряжения, подключенный лервым концом к отрицательной клемме источника питания, первый транзистор 3, подключенный коллектором через первый резистор 4 к второму концу активного делителя 2 напряжения, нижнее плечо которого выполнено регулируемым, подключенным выходом к базе первого транзистора 3, эмиттер которого одновременно подключен через диод 5 в прямом включении к отрицательной клемме источника питания, к базе второго транзистора 6 и через второй резистор 7 к коллектору третьего транзистора 8, эмиттер которого через переменный резистор 9 одновременно подсоединен к коллектору второго транзистора 6 и к управляющему входу регулирующего элемента 1, а база - к скользящему контакту переменного резистора 9, эмиттер второго транзистора 6 соединен с отрицательной клеммой источника питания, второй конец

О vj xj

VI

VI

О

активного делителя 2 напряжения через управляемый ключ 10 соединен с положительной клеммой источника питания, которая через дополнительный управляемый ключ 11 и третий резистор 12 одновременно под- ключена через параллельно соединенные конденсатор 13 и стабилитрон 14 к отрицательной клемме источника питания, через четвертый резистор 15 к коллектору второго транзистора 6 и к входу порогового элемен- та 16, выход которого подключен к входу управляемого мультивибратора 17, выход которого соединен с входом одновибратора 18, выход которого подключен одновременно к управляющему входу ключа 10 и через инвертор 19 к управляющему входу ключа 11.

Устройство работает следующим образом.

В номинальном режиме регулирующий элемент 1 и ключ 10 находятся в открытом состоянии, а ключ 11 - в закрытом. Номинальный ток нагрузки не создает на регулирующем элементе 1 падения напряжения, достаточно для открытия третьего транзи- стора 8 и второго транзистора 6, выполняющего роль управляющего элемента. В случае превышения током допустимого значения (точка ti) на регулирующем элементе 1 возникает падение напряжения . (/Вых., фиг. 26), что ведет к увеличению тока через резистор 9 до такой величины, при которой отпирается транзистор 8 и открывается транзистор 6, который входит в насыщение. Конденсатор 13, заряженный до напряжения управления регулирующего элемента 1, зафиксированного стабилитроном 14 начинает разряжаться с момента ц через резистор 16 и насыщенный транзистор 6(VC, фиг. 2в). Резистор 15 и конденсатор 13 осуществля- ют задержку Тзад. (фиг. 2 в), в течение которой происходит охлаждение регулирующего элемента 1. так как через него в момент ti протекал ток перегрузки и он соответственно перегрелся. В точке t2 (фиг. 2в) напря- жение на конденсаторе 13 достигает порога срабатывания порогового элемента 16 (Vorp.). который поменяет свой выходной уровень напряжения, который включает управляемый мультивибратор 17 (VM, фиг. 2г). Мультивибратор 17 предназначается для обеспечения динамической работы устройства.

Напряжение с выхода мультивибратора запускает одновибратор, предназначенный для выдачи калиброванного по длительности управляющего импульса (Vynp, фиг. 2д). Калиброванный по длительности управляющий импульс поступает на управляющие

входы ключей 10 и 11, причем на второй - через инвертор. Это позволяет закрыть ключ 10 и открыть - второй. Через открытый ключ 11с момента t2 (фиг. 2в) начинается заряд конденсатора 13 через резистор 12, имеющий малое сопротивление, до величины управляющего напряжения регулирующего элемента 1, зафиксированный стабилитроном 14. Это время транзисторы 3, 6 и 8 обесточены, так как ключ 10 закрыт. После окончания управляющего импульса с одновибратора ключ 10 открывается, а ключ 11 - закрывается и устройство восстанавливается в исходное состояние. Если устройство в режиме перегрузки, то вышеописанный процесс повторится. После снятия перегрузки to (фиг. 2) когда сопротивление нагрузки RH становится номинальным (Яном.), включение устройства произойдет автоматически в момент t4 закрытия ключа 10 (фиг. 26).

Формула изобретения Устройство для защиты от коротких замыканий и перегрузок источника питания, содержащее регулирующий элемент, предназначенный для включения между источником питания и нагрузкой, активный делитель напряжения, одним входным выводом предназначенный для подключения к отрицательной клемме источника питания, первый транзистор, коллектором подключенный к одному выводу первого резистора, другой вывод которого подключен к другому входному выводу активного делителя напряжения и предназначен для подключения к положительной клемме источника питания через выключатель, при этом база первого транзистора подключена к выходу активного делителя напряжения, нижнее плечо которого выполнено регулируемым, эмиттер первого транзистора предназначен для подключения к отрицательной клемме источника питания через диод, включенный в прямом направлении, подключен к базе второго транзистора и через второй.резистор - к коллектору третьего транзистора, эмиттер которого соединен с другим выводом первого резистора и через переменный резистор подключен к управляющему входу регулирующего элемента и коллектору второго транзистора, эмиттер которого предназначен для подключения к отрицательной клемме источника питания, при этом база третьего транзистора подключена к скользящему контакту переменного резистора, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия восстановления работоспособности после снятия короткого замыкания или перегрузки и повышения

эксплуатационной надежности, в него введены третий и четвертый резисторы, конденсатор, стабилитрон, пороговый элемент, управляемый мультивибратор, одновибра- тор, инвертор и дополнительный управляемый ключ, а выключатель выполнен в виде управляемого ключа, причем вход дополнительного управляемого ключа предназначен для подключения к положительной клемме источника питания, а его выход подключен к одному выводу третьего резистора, другой вывод которого предназначен для подключения к отрицательной клемме

0

источника питания через параллельно соединенные конденсатор и стабилитрон, коллектор второго транзистора через четвертый резистор подключен к другому вы воду третьего резистора и входу порогового элемента, выход которого подключен к входу управляемого мультивибратора, выход которого соединен с входом одно- вибратора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа непосредственно, а к управляющему входу дополнительного управляемого ключа через инвертор.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - увеличение быстродействия восстановления работоспособности после снятия короткого замыкания или перегрузки и повышение эксплуатационной надежности. В устройство введены третий и четвертый резисторы 12 и 15 соответственно, конденсатор 13, стабилитрон 14, пороговый элемент 16, управляемый мультивибратор 17, одновиб- ратор 18, инвертор 19 и дополнительный управляемый ключ 11. Изобретение обеспечивает электронное слежение за состоянием нагрузки и в случае снятия короткого замыкания или перегрузки автоматически возвращается в исходное состояние. 2 ил. 3 Ё