Переключающее реле с защитой от перегрузкок и коротких замыканий Советский патент 1979 года по МПК H03K17/56 H03K17/08 

реэ последовательно соединенные второй диод и третий резистор - к объединенньп 1 выводам первого бесконтактного ключа и резистора, выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого бесконтактного ключа. На чертеже приведена схема переключающего реле с защитой от перегру зок и коротких замыканий.

Оно содержит бесконтактные ключи 1 и 2, нагрузку 3, через последовательно соединенные резистор 4 и ключ

1подключенную кположительной шин% 5 питания, а через ключ 2 - к отрицательной шине б питания. Управляющий вход ключа 2 подключен к блоку 7 управления. Первый вход блока 8 сравнения подключен к выходу делителя напряжения на резисторах 9, 10, подключенного между шинами 5 и б питания, второй вход блока 8 через резистор

11 подключен к шине 5 питания, а чеpie3 диод 12 - к нагрузке 3. Между шиной б питания и п.ервым входом блока 8 включен конденсатор 13. Через последовательно соединенные ключ 1, диод 14 и резистор 15 шина 5 питания соединена с первым входом блока 8.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении от блока 7 управления открывающего потенциала, ключ

2открывается и подключает выход. 16 реле, нагрузку 3 и катод диода 12 к отрицательной шине 6 питания. При этом потенциал на аноде диода 12 меньше потенциала, снимаемого с делителя напряжения. В результате на выходе блока 8 сравнения отсутствует сигнал на открывание ключа 1- и последний удерживается в закрытом состоянии .

При поступлении от блока 7 управления запирающего потенциала, ключ 2 запирается и через резистор 11, диод 12 и нагрузку 3 протекает небольшой пробный ток. При отсутствии перегрузки или короткого замыкания нагрузки сопротивление нагрузки 3 превьплает некоторое минимально допустимое значение и падение напряжения на нем от пробного тока достигает значения .напряжения на выходе делителя напряжения. При этом потенциал на диоде 12 превышает потенциал с выхода делителя, блок 8 сравнения срабатывает и на выходепоявляется управляющий CKTa4fit открывающий ключ 1.

В результате замыкания йлюча 1 нагрузка 3 через низкоомный резистор

4подключается к положительной шине

5питания, диод 12 запирается, а диод 14 открывается и через резистор 15 на вход.блока 8 сравнения и выход делителя на резисторах 9 и 10 подается дополнительный ток. Поэтому через время задержки, необходимое для включения ключа 1 и нарастания напряжения на нагрузке (это время задержки обеспечивается конденсатором 13) , потенциал на входе блока сравнения, подключенном к выходу делителя, повысится до величины, близкой к напряжению питания. Соотношение между сопротивлениями резисторов 10, 11 и 15 выбирается таким, чтобы потенциал на входе блока 8 при включенном ключе 1 отличался от напряжения питания на величину, равную падению напряжени на резисторе 4 и ключе 1 при минимально допустимом сопротивлении нагрузки 3. Тогда при отсутствии перегрузки или короткого замыкания нагрузки потенциал на входе блока 8 сравнения со стороны диода 12 остается выше потенциала на его другом входе и с выхода блока 8 сравнения продолжает поступать, на вход ключа 1 открывающий сигнал.

При перегрузке или коротком замыкании сопротивление нагрузки 3 становится меньше минимально допустимой величины.

При этом, если перегрузка или короткое замыкание возникнут до момента замыкания ключа 1, то падение напряжения на нагрузке 3 от пробного тока, протекающего через резистор 11 и диод 12, не достигает значения напряжения на выхо;;е делителя из резисторов 9 и 10, в результате на выходе блока сравнения 8 не появляется сигнал, открывающий ключ 1. Если перегрузка или короткое замыкание воз никнут после включения ключа 1, то увеличение тока нагрузки, протекающего через резистор 4 вызовет соответствующее снижение потенциала на выходе реле и катоде диода 12. В результате диод 12открывается, потенциал на входе блока 8 сравнения со стороны диода 12 становится ниже потенциала на другом его входе, блок сравнения срабатывает, снимает открывающий сигнал со входа ключа 1 и ключ 1 заказывается. После этого через нагрузку 3, диод 12 и резистор 1 протекает пробный ток, потенциал аа входе блока 8 сравнения со стороны диода 12 остается ниже потенциала на другом его входе и ключ 1 не замыкается до устранения перегрузки. После этого реле снова начинает переключаться в соответствии с сигналами с блока 7 управления.

Если нагрузка имеет реактивный характер, то выход реле Для защиты от перенапряжений соединяется с шинами питания с помсадью диодов, включение которых показано на чертеже пунктиром.

Таким образом, перегрузка по току или короткое замыкание нагрузки вызывают автоматический перевод бесконтактного ключа, соединяющего нагрузку с источником питания, в режим

отсечки,а при устранении перегрузки или короткого замыкания нагрузки обеспечивается автоматическое восстановление нормальной работы. В результате не только предотвращается протекание опасных для реле и нагрузки токов, но и обеспечивается перевод реле в облегченный (по току и мацности) режим работы. Это существенно повышает надежность реле в процессе его эксплуатации.

Формула изобретения

Переключающее реле с защитой от перегрузок и коротких замыканий, содержащее последойательно соединенные между шинами питания первый бесконтактный ключ, первый резистор .и второй бесконтактный ключ, управляющий вход которого соединен с блоком/управления, а также второй резистор и первый диод, объединенные выводы резистора и второго ключа соединены с выходом реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены блок сравнения, резистивный делитель напряжейия, конденсатор, второйдйод и третий резистор, причем первый вход блока сравнения через второй резистор подключен к первой шине питания,а через первый диод к выходу реле, второй вход блока сравнения подключен к выходу резис0 тивного делителя, включенного между шинами питания, через конденсатор к второй шине питания и через последовательно соединенные второй диод и третий резистор к объединенным выj водам первого бесконтактного ключа и резистора, выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого бесконтактного ключа..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ю.И.Конев. Транзисторные импульсные устройства, М., Энергия. 1964, с. 105, рис. 4-18.

2, Патент США 3654490, |кл. 307-255, опублик. 17.06.70.