Устройство для защиты и контроля напряжения выходных сигналов электронных цепей Советский патент 1976 года по МПК H02H3/08 

Ю1Ц11Й элемент 5. Коммутирующий элемент 5 соединен е источником питания 6 защищаемого устройства 1. С выходов защищаемого устройства 1 снимаются сочетания напряжений импульсных сигналов, которые подводятся к логическому элементу 2 для оценки. Логический элемент 2 определяет, являются ли импульсные сигналы на всех выходах защищаемого устройства 1 допустимыми или недопустимыми. В случае, если на выходах защипдаемого устройства появляется по меньшей мере ОД1П1 недопустимый сигнал, логический элемент 2 выдает сигнал неисправности в элемент формирования н задержки 3, который формпрует сигиал неисправности, постуиающ1п 1 с выхода логического элемепта 2 в энергетическом и временном о1ношении.

Исполнительный элемент 4 формирует сигнал с выхода логического элемента 2 в отнощенин мощности (или же выходной сигнал элемента формирования и задержки 3), так чтобы он мог быть обработан в коммутирующем элементе 5. Задача коммутирующего элемента 5 состоит в том, чтобы возможно быстрее отключить источник питания 6 защищаемого устройства 1. Защищаемое устройство 1 при этом переводится в нерабочее состояние так, что возникщая неисправность не может вызвать его повреждения.

На фиг. 2 приведен пример конкретной схемы цени контроля н защиты в соединении с элементом формирования и задержки. Защищаемое устройство 1 представлят собой мостовую схему на четырех мощных транзисторах 7-10 выходного каскада импульсного сервоусилителя (не показан). Необходимо, чтобы не были одновременно включены (открыты) илн лервый мощный транзистор 7 и третий мощный транзистор 8, или второй мощный транзистор 9 и одновременно четвертый мощный транзистор 10 мостовой схемы. В случае появления такого состояния на первом и на втором выходе контролируемого устройства 1 (в данном случае импульсного сервоусилителя) появляются недопустимые сигналы, которые логический элемент 2 по своему выходу выдает, как сигнал неисправности.

И наоборот, допустимым состоянием является, когда одновременно открыты или нервый мощный транзистор 7 и четвертый мощный транзистор 10 мостовой схемы, или второй мощный транзистор 9 и одновременно третий мощный транзистор 8. На нервом и втором выходе 11, 12 MOCTOBoii схемы выходного каскада импульсного сервоусилителя, который представляет контролируемое и защищаемое устройство 1, таким образом контролируются уровни напряжения. Сочетание напряжений импульсных сигналов но этим двум выходам подводится к логическому элементу 2. Они одновременно нредставляют вход схемы контроля и защиты.

Логический элемент 2, оценивающий допустимые и недопустимые состояния, состоит из первого и второго транзисторов 13, 14, четырех диодов 15-18, резисторов 19, 20. Диоды 15-18 нредотвращают недопустимые напряжения на первом и втором транзисторах 13, 14 логического элемента 2 (возможно выполнение и по другой схеме).

Логический элемент 2 выполняет в этом случае следующую логическую функцию

где а-верхний уровень импульса на первом

входе логического элемепта 2; а - нижний уровень импульса на первом

входе логического элемента 2; b - верхний уровень нмпульса на втором

входе логического элемента 2;

b - нижний уровень импульса на втором

входе лошческого элемента 2; у - выходное напряжение на третьем резисторе 21, подключенном на выходе

логического элемента 2.

Интегрирующая цепочка элемента формирования и задержки, состоящая из первого резистора 22 и из первого конденсатора 23, производит задержку времени и устранение нежелательных пиков напряжения в элементе формирования и задержки 3, если они проникают через логический элемент 2. На выходе интегрирующей цепочки включен транзистор 24 элемента формирования и задержки

3, коллектор транзистора запитывается от стабилизатора напряжения, состоящего из диода Зенера 25 и резистора 26. Этот стабилизатор вместе с резистором 27 и конденсатором 28 цепи формирования и задержки 3 устраняет

появляющиеся в напряжении питания пики. Диод 29 цепи формирования и задержки 3 предотвращает появление недопустимых напряжений на транзисторе 24. Коллектор транзистора 24 соединен с управляющим электродом тиристора 30, который является исполнительной цепью 4 (исполнительная цепь мо жет быть, например, дополнена усилителем). Коммутирующий элемент образован цепьк. анод-катод тиристора 30 (она может быть выполнена и в другом варианте). Коммутирующий элемент 5, анод-катод тиристора 30 при своем коротком замыкании вызывает отключение автомата защиты, который является составной частью источника питания защищаемого устройства 1. Тиристор 30 замыкает питающее напряжение накоротко, и за счет этого сгорает иредохранитель или срабатывает автомат защиты нитающего напряжения. Скорость срабатывания защиты при этом уже

не определяется сравнительно больщим временем срабатывания автомата защиты или предохранителя, а определяется сравнительно малым временем поджига тиристора ТУ и выбором элементов задержки цени формирования и задержки 3. Таким образом получается быстрая реакция всей схемы защиты, а именно порядка десятков микросекунд.

Жесткость источника питания не ухудщается какими-либо последовательными элементами. Логический элемент 2 в зависимости от

требований к защищаемому устройству может быть модифицирован. Коммутирующая цепь в соответствии с особыми требованиями к источнику питания защищаемого устройства может быть также модифицирована.

Изобретение может быть использовано в счетно-решающей технике и автоматике, в особенности в случае электронного включения моп№ых элементов.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я

Устройство для защиты и контроля напряжения выходных сигналов электронных цепей, содержащее источник питания с несколькими выходами, к которому через коммутирующие элементы подключены электронные цепи и защитный блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости и скорости отключения, защитный блок содержкт соединенные последовательно общий логический элемент, элемент формирования и задержки и исполнительный элемент, причем входы защитного блока подключены параллельно к входам электронных цепей, а выход защитного блока - к коммутирующему элементу.

Источники информации, нринятые во внимание нрн экспертизе:

1.В. А. Андреев, В. Л. Фабрикант. Релейная защита распределенных электрических сетей,

изд. «Высшая щкола, 1965 г., § 5-2.

2.Авт. свид. СССР № 316150, М. Кл. Н 02Н 7/10, 1970 г. (прототип).