Устройство для контроля и защиты электроприборов от изменения напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02H3/24 

VI оо

Os

ел

00

ю

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для контроля изменения напряжения и защиты различных устройств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники от повышения и понижения напряжения источника питания.

Известно устройство для контроля напряжения, содержащее мост из резисторов и стабилитронов, в диагональ которого включен переход база-эмиттер одного транзистора и встречно-параллельно которому включен переход база-эмиттер другого транзистора, и цепочку последовательно соединенных конденсатора и диода, причем конденсатор подключен параллельно двум смежным плечам.

Недостатком данного устройства является низкая точность и ограниченная область применения.

Известно также устройство для контроля изменения напряжения, содержащее мост из трех последовательно соединенных резисторов и двух других смежных плечах, и подключенных к шинам источника напряжения, транзисторы, коллекторы которых подключены к управляющему входу транзисторов и переход база-эмиттер одного тран- зистора подключен к общей точке стабилитрона с резистором и к общей точке первого и второго резисторов смежных плеч моста, переход база-эмиттер другого транзистора включен между общей точкой стабилитрона с резистором и общей точкой второго и третьего резисторов встречно переходу база-эмиттер первого транзистора.

Недостатками известного устройства является низкая точность, невозможность раздельной настройки верхнего и нижнего значений срабатывания, ограниченная область применения.

Наиболее близким (прототипом) к предполагаемому изобретению по своей технической сущности является схема индикатора недопустимых изменений напряжения сети как в сторону уменьшения, так и увеличения. Контролируемое напряжение подается на одну из диагоналей моста, который образбван стабилитронами, являющимися источниками эталонного напряжения, и резисторами, используемыми при настройке порогов срабатывания индикатора.

Однако индикаторы на магнитных реле не всегда обеспечивают необходимое быстродействие и точность срабатывания.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности срабатывания, расширения диапазона настройки и области применения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и защиты электроприборов от изменения напряжения, содержащее измерительный мост, первый и

второй входные выводы которого служат для подключения к источнику контролируемого напряжения, и исполнительный орган, первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к первому и

второму выходным выводам измерительного моста, причем измерительный мост включает в себя первый и второй стабилитроны и первый и второй подстроечные резисторы, при этом первый стабилитрон первым выводом соединен с первым входным выводом измерительного моста, вторым выводом - с первым концевым выводом первого под- строечного резистора, а первый вывод второго стабилитрона - с первым концевым

выводом второго подстроечного резистора, в измерительный мост дополнительно введены с первого по четвертый транзисторы одного типа проводимости, пятый и шестой транзисторы другого типа проводимости и

четыре резистора, первый и второй подстроечные резисторы измерительного моста выполнены в виде потенциометров, выводы движков которых являются соответственно первым и вторым выходными выводами измерительного моста, исполнительный орган включает в себя с седьмого по десятый транзисторы того же типа проводимости, что и первый транзистор измерительного моста, и тиристорную оптопару,

фототиристор который является выходом исполнительного органа, причем в измерительном мосте база первого транзистора со- единена с вторым выводом первого стабилитрона, база второго транзистора - с

первым выводом второго стабилитрона, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с первым входным выводом измерительного моста, а эмиттеры первого и второго транзисторов соответственно через

первый и вторрй резисторы соединены с вторым входным выводом измерительного моста, второй концевой вывод первого подстроечного резистора соединен с коллектором третьего транзистора, база которого

соединена с вторым выводом второго стабилитрона и с базой и коллектором четвертого транзистора, а эмиттеры третьего и четвертого транзисторов - с вторым входным выводом измерительного моста, к первому

входному выводу которого подсоединены также первый вывод третьего резистора и эмиттер пятого транзистора, база которого соединена с вторым выводом третьего резистора и с эмиттером шестого транзистора,

коллектор которого соединен с вторым концевым выводом второго подстроенного резистора, а база соединена с коллектором пятого транзистора и через четвертый резистор - с вторым входным выводом измерительного моста, при этом в исполнительном органе коллекторы всех транзисторов соединены и через светоизлучатель оптопары подключены к первому входному выводу измерительного моста, базы седьмого и восьмого транзисторов являются соответственно первым и вторым входными выводами исполнительного органа, эмиттер седьмого транзистора соединен с базой девятого транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора измерительного моста, при этом эмиттер восьмого транзистора соединен с базой десятого транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора измерительного моста, при этом первый и второй стабилитроны включены встречно, а коллек- торно-эмиттерные переходы всех транзисторов - согласно полярности напряжения между первыми и вторым входными выводами измерительного моста.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит стабилитроны 1 и 2, включенные встречно,, резистор 3, под- строечный резистор 4, эмиттерные повторители на транзисторах 5, б, транзистор 7, включенный совместно с транзистором 8 по схеме токового зеркала, источник тока, выполненный на транзисторах 9, 10, резисторы 11, 12 и резисторы 13, 14, транзисторы 15, 17 и 16, 18, коллекторы которых соединены и через светоизлучатель тири- сторной оптопары 19, фототиристор которой является исполнительным элементом устройства, подключены к положительной шине источника напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Так как величина тока, протекающего через стабилитрон 2 и посредством транзисторов 8 и 7, включенных по схеме токового зеркала, через стабилитрон 1 стабилизируется источником тока на транзисторах 9, 10 и резисторах 13, 14, то величины напряжения стабилизации стабилитронов 1 и 2 не зависят от изменений напряжения источника. При этом напряжения на эмиттерах транзисторов 17 и 6 и на базе транзисторов 16 не изменяются, а напряжения на эмиттерах транзисторов 18 и 5, а также на базе транзистора 15 изменяются в соответствии с изменением напряжения источника.

В исходном состоянии когда напряжение источника находится в допустимых пределах, составные транзисторы 15, 17 и 16,

18 заперты, т.к. напряжения на базах транзисторов 15, 16, устанавливаемые подстро- ечными резисторами 3 и 4 соответственно, ниже напряжений, смещающих переходы

база-эмиттер составных транзисторов 15, 17 и 16, 18 в прямом направлении.

При увеличении напряжения источника выше допустимого предела напряжения на базе транзистора 15, а также на эмиттерах

транзисторов 5 и 18 увеличивается. При этом при достижении определенной величины напряжения на базе транзистора 15 составной транзистор 15, 17 открывается и начинает протекать ток через излучатель тиристорной оптопары 19, что приводит к включению фототиристора оптопары, являющегося исполнительным элементом схемы контроля и отключения (на чертеже не показано). Составной транзистор 16, 18 продолжает оставаться в закрытом состоянии. При уменьшении напряжения источника ниже допустимого предела напряжение на базе транзистора 15 уменьшается, что смещает переход составного транзистора 15, 17 в

обратном направлении, напряжение на эмиттерах транзисторов и 18 уменьшается. При этом переход база-эмиттер составного транзистора 16, 18 смещается в прямом направлении, последний открывается, ток протекает через излучатель оптопары 19, фототиристор которой включается. Верхний и нижний пороги срабатывания устройства устанавливаются подстроеч- ными резисторами 3 и 4 соответственно.

Применение данного устройства позволяет повысить быстродействие и точность срабатывания устройства за счет исполнения быстродействующего исполнительного органа и пороговых элементов, стабильности опорных напряжений, а также расширить диапазон настройки и область применения устройства,

Формула изобретения

Устройство для контроля и защиты электроприборов от изменения напряжения, содержащее измерительный мост, первый и второй входные выводы которого служат для подключения к источнику контролируемого напряжения, и исполнительный орган, первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к первому и второму выходным выводам измерительного моста, причем измерительный мост включает в себя первый и второй стабилитроны и первый и второй подстроечные резисторы, при этом первый стабилитрон первым выводом соединен с первым входным выводом измерительного моста, вторым выводом - с

первым концевым выводом первого подстроечного резистора, а первый вывод второго стабилитрона - с первым концевым выводом второго подстроенного резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности сра- батывания, расширения диапазона настройки и области применения, в измерительный мост дополнительно введены с первого по четвертый транзисторы одного типа проводимости, пятый и шестой транзисторы другого типа проводимости и четыре резистора, первый и второй под- строечные резисторы измерительного моста выполнены в виде потенциометров, выводы движков которых являются соответ- ственно первым и вторым выходными выводами измерительного моста, исполнительный орган включает в себя с седьмого по десятый транзисторы того же типа проводимости, что и первый транзистор измеритель- ного моста, и тиристорную оптопару, фототиристор которой является выходом исполнительного органа, причем в измерительном мосте база первого транзистора соединена с вторым выводом первого ста- билитрона, база второго транзистора - с первым выводом второго стабилитрона, коллекторы первого и второго транзисторов соединены с первым входным выводом измерительного моста, а эмиттеры первого и второго транзисторов соответственно через первый и второй резисторы соединены с вторым входным выводом измерительного моста, второй концевой вывод первого под- строечного резистора соединен с коллекто- ром третьего транзистора, база которого

соединена с вторым выводом второго стабилитрона и с базой и коллектором четвертого транзистора, а эмиттеры третьего и четвертого транзисторов - с вторым входным выводом измерительного моста, к первому входному выводу которого подсоединены также первый вывод третьего резистора и эмиттер пятого транзистора, база которого соединена с вторым выводом третьего резистора и с эмиттером шестого транзистора, коллектор которого соединен с вторым концевым выводом второго подстроечного резистора, а база соединена с коллектором пятого транзистора и через четвертый резистор - с вторым входным выводом измерительного моста, при этом в исполнительном органе коллекторы всех транзисторов соединены и через светоизлучатель оптопары подключены к первому входному выводу измерительного моста, базы седьмого и восьмого транзисторов являются соответственно первым и вторым входными выводами исполнительного органа, эмиттер седьмого транзистора соединен с базой девятого транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора измерительного моста, при этом эмиттер восьмого транзистора соединен с базой десятого транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора измерительного моста, при этом первый и второй стабилитроны включены встречно, а коллекторно-эмиттерные переходы всех транзисторов- согласно полярности напряжения между первым и вторым входными выводами измерительного моста.

Использование: в схемах защиты устройств радиоэлектроники, автоматики, вычислительной техники от повышения и понижения напряжения питания. Сущность изобретения: в устройство для контроля и защиты электроприборов от изменения напряжения, содержащее измерительный мост, выполненный на стабилитронах 1, 2 и подстроенных резисторах 3, 4, и исполнительный орган, подключенный к выходу измерительного моста, введены четыре транзистора 5, 6, 9, 10 одного типа проводимости, два транзистора 7, 8 другого типа проводимости и четыре резистора 11,12,13, 14, подстроенные резисторы 3,4 выполнены в виде потенциометров, выводы движков которых являются выходными выводами измерительного моста, а исполнительный орган выполнен на четырех транзисторах 15, 16, 17, 18 того же типа проводимости, что и первый транзистор измерительного моста, и тиристорной оптопаре 19, что позволяет повысить быстродействие, точность срабатывания, расширить диапазон настройки и область применения устройства. 1 ил. оо С