Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения Советский патент 1992 года по МПК H02H7/24 H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты от перенапряжений электронных схем устройств автоматики преимущественно мобильных объектов.

Известно устройство для защиты нагрузки от перенапряжений, содержащее датчик перенапряжения, собранный на стабилитроне, включенный параллельно нагрузке, диод, тиристор, реле, обмотка которого через коммутирующий аппарат подключена к источнику оперативного питания с одной стороны и к точке соединения диода и тиристора с другой стороны.

Управляющий электрод тиристора соединен с выходом датчика перенапряжения. Нормально замкнутый контакт реле включен последовательно с нагрузкой на выходе стабилизатора напряжения.

Известно также устройство, содержащее тиристор, датчик перенапряжения, блок задержки, два диода, реле с нормально замкнутым контактом и стабилизатор напряжения. Обмотка реле подключена одним выводом к точке соединения входной клеммы размыкаемого контакта, а другим выводом-через первый диод к точке соединения катода другого диода с анодом тиристора, катод которого соединен с вторым выходным выводом стабилизатора напряжений.

Недостатком известных устройств является то, что они допускают прохождение перенапряжения по цепям устройства защиты на нагрузку, а уже затем защищают ее. При этом время срабатывания устройства защиты суммируется из времени задержки RC-фильтра стабилизатора, времени задержки элемента задержки и времени срабатывания реле. На все это время цепи устройства защиты подвергаются перенапряжению.

В известных устройствах нагрузка шунтируется на время срабатывания реле. Метод шунтирования нагрузки во многих случаях малоэффективен, а особенно при низкоомной нагрузке. Так, например, не имеет никакого смысла шунтировать нагрузку в несколько единиц Ом лолупровод- никовым прибором (д и о д о м или тиристором), имеющим в прямом направлении сопротивление десятки Ом, а при последовательном соединении как в прототипе и более.

Поэтому низкоомная нагрузка будет подвергаться перенапряжению на суммарное время задержки элемента и времени срабатывания реле. За это время перенапряжение на нагрузке может достигать недопустимой величины.

Цель изобретения - повышение надежности устройства защиты путем исключения прохождения перенапряжений на нагрузку и уменьшение времени срабатывания уст- ройства при перенапряжениях.

Поставленная цель достигается путем включения порогового элемента, выполненного на стабилитроне, таким образом, что он и последовательно включенная с ним катушка

0 реле образуют на входе устройства датчик перенапряжения, предназначенный для подключения к выводам источника питания, при этом входное напряжение сначала контролируется датчиком перенапряжения, а уже за5 тем проходит через нормально замкнутые контакты реле и элемент задержки, выполненный в виде RC-фильтра, на нагрузку.

Введение новых связей по сравнению с прототипом позволяет развязать точку

0 входного напряжения и нагрузку нормально замкнутым контактом реле и элементом задержки; не допустить перенапряжения на нагрузке во время, необходимое для срабатывания реле, вследствие последовательно5 го соединения элемента задержки с нагрузкой; использовать в качестве порогового элемента стабилитрон, так как он защи- щен от входного перенапряжения импедансом обмотки реле; уменьшить вре0 мя срабатывания устройства защиты, так как оно определяется тдлько временем срабатывания реле; уменьшить количество эле- ментов устройства; использовать

5 устройство при насыщении помехами питающем напряжении, например напряжении бортсети автомобиля, трактора.

На чертеже представлена схема устройства для защиты нагрузки от перенапряже0 ния.

Устройство содержит пороговый элемент 1, в качестве которого может быть применен, например, стабилитрон, реле 2 с нормально замкнутым контактом 3, элемент

5 4 задержки, в качестве которого применен RC-фильтр, выход которого подключен к нагрузке 5.

Один вывод катушки реле 2 соединен с одним из выводов источника питания и с

0 одним выводом контакта 3 реле 2, второй вывод которого подключен к первому выводу RC-фильтра 4, второй вывод которого соединен с вторым выводом источника питания и с вторым выводом нагрузки 5,

5 причем пороговый элемент 1 включен между вторыми выводами катушки реле 2 и элемента 4 задержки.

Устройство работает следующим образом.

После подачи входного напряжения на выходе элемента 4 задержки устанавливается напряжение, при котором схема защиты от перенапряжения находится в исходном состоянии, т.е. стабилитрон 1 закрыт, а следовательно, катушка реле 2 обесточена. При увеличении напряжения источника питания выше допустимого значения стабилитрон 1 открывается и через катушку реле 2 начинает протекать ток. В то же время на выходе RC-фильтра 4 начинает нарастать по экспоненциальному закону напряжение. Постоянная времени RC-фильтра выбирается гораздо большей времени срабатывания реле 2. Поэтому, когда реле 2 срабатывает, т.е. размыкает свой контакт 3 и отключает источник питания от элемента 4 задержки, напряжение на выходе элемента 4 задержки не успевает достичь установленного значения, так как изменения напряжения на выходе устройства намного медленнее изменения напряжения на его входе.

После прекращения перенапряжения пороговый элемент 1 закрывается, катушка реле 2 обесточивается, контакт 3 замыкается, элемент 4 задержки подключается к источнику питания, а на выходе устройства защиты появляется напряжение, необходимое для работы нагрузки 5.

При высоковольтных помехах пороговый элемент защищен индуктивным сопротивлением катушки реле, а нагрузка RC-фильтром 4. Устройство не отключает

0

нагрузку от источника питания при кратковременных перенапряжениях, так как их длительность должна быть больше времени срабатывания реле.

Таким образом, изобретение позволяет упростить схему устройства путем уменьшения количества элементов, повысить эффективность защиты при любом сопротивлении нагрузки, использовать индуктивность обмотки реле в качестве элемента задержки, что ведет к повышению надежности устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения, содержащее реле, один вывод катушки которого предназначен для подключения к одному выводу источника питания и подключен к одному выводу контакта реле, другой вывод которого подключен к одному выводу элемента задержки, другой вывод которого предназначен для подключения к другому выводу источника питания, отличающееся тем, что, с

целью повышения надежности, оно снабжено пороговым элементом, выполненным на стабилитроне, а в качестве элемента задержки применен RC-фильтр, причем пороговый элемент включен между другими

выводами катушки реле и элемента задержки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты вторичных источников питания. Целью изобретения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что последовательно с катушкой реле 2 подключен пороговый элемент 1, а контакт 3 реле подключен между источником питания и элементом 4 задержки. Такое включение реле обеспечивает защиту от перенапряжений на входе за счет напряжения переключения порогового элемента 1 и времени срабатывания реле, которое согласовано с временем задержки элемента 4. 1 ил.