1
Изобретение относится к устройствам защиты электрических цепей от перегрузок по току и входных перена пряжений и может быть использовано для защиты источников питания, содержащих стабилизаторы напряжения, или транзисторных электронных устройств в целом.
По основному авт.св. № 542288 известно устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений, содержащее транзисторы разного типа проводимости, включенные по схеме триггера, одно из плеч которого используется как ключевой транзистор, а другое - как сравнивающий транзистор, ограничительный диод, шунтирующий цепь база-эмиттер сравнивающего транзистора, запоминающую емкость и генератор тока на транзисторе, база сравнивающего транзистора подключена к коллектору ключевого транзистора и соединена диодом с эмиттером, подключенным к запоминающей емкости, шунтирующей генератор тока на транзисторе.
Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и недостаточная надежность. С помощью этого устройства можно защищать от входных перенапряжений только такие электрические цепи, ток потребления которых или линейно увеличивается при увеличении входного напряжения, или увеличивается быстрее, чем при линейном законе. Это объясняется тем, что, в силу принципа своего действия, устройство защиты при повышении на10пряжения сработает только в том случае, если повышение напряжения вызовет увеличение тока потребления до уровня срабатывания ключевого транзистора.
15
Кроме того, происходящее увеличение напряжения на переходе эмиттерколлектор транзистора генера.тора тока, работающего практически при напряжении, равном входному, и
20 практически полное входное напряжение, появляющееся на переходе эмиттер-коллектор ключевого транзистора, также снижают надежность защитного устройства.
25
Большинство электрических цепей имеют не постоянный во времени ток потребления, а изменяющийся по величине из-за наличия в своем составе нагрузок,включающихся под напря30жение в определенные моменты времени. При этом устройство защиты должно настраиваться на значение тока срабатывания, несколько превышающего суммарное значение тока потребления электрической цепи при обесточенной нагрузке и тока потребления включающейся нагрузки. В противном случае устройство защиты для таких электрических цепей непригодно из-за ложных срабатываний устройства защиты и ненормальной работы защищаемой электрической цепи.
Поскольку перегрузка по току произойти в любой момент времени как при одном значении тока потребления, так и при другом, то пренше, че произойдет срабатывание устройства защиты, может произойти перегрузка п току электрической цепи.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты.
Поставленная цель достигается тем, что э устройстве защиты электрических цепей от перегрузок и пере: напряжений по авт.ев, t 542288 к опорным элементам генератора тока на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база которого подключена к .дополнительному вьяходу защищаемой электрической цепи, а последовательно с ключевым тра зистором и источником питания вклрэчен пороговый элемент.
Принципиальная электрическая схема изобретения приведена на чертеже.
Устройство содержит ключевой транзистор 1, сравнивающий транзистор 2, ограничивающий диод 3, запоминающий конденсатор 4, генератор тока на транзисторе 5 с опорныг.-1и элементами стабилитронами 6, резистор 7, задающий режим работы стабилитронов б, резистор 8, с помощью которого устанавливается ток эмиттера транзистора 5, резистор 9, стабилизирую ций режим работы ключевого транзистора 1 резистор 10, способствующий отпиранию транзисторов 1 и 2 после перегрузки, резисторы 11 и 12, задающие режим дополнительного ключевого транзистора 13, дополнительный ключевой транзистор 13 и порох овый элемент 14
В нормальном режиме работы ключевой транзистор 1 и сравнивающий тран&ИСТОР 2 открыты, пороговый элемент 14 находится в выключенном состоянии Генератор тока на транзисторе 5 задает ток базы ключевого транзистора 1 через сравнивающий транзистор 2 Величина тока генератора тока на транзисторе 1 зависит от транзистора 13, который может находиться либо во включенном, либо в выключенном состоянии. Управление этим транзистором производится таким образом, что при увеличении тока, потребляемого электрической цепью, он выключается,,
а при уменьшении - включается и шунтирует часть опорных элементов, уменьшая величину тока источника. Таким образом производится автоматическая перестройка величины тока источника в зависимости от величины тока потребления, резистором 8 подстраивается величина тока генератора, а также степень насыщения и порог выключения транзистора 1. Запоминающий конденсатор 4 заряжен через ограничивающий диод 3. Напряжение на выходе равно разности входного напрял ения и напряжения насыщения ключевого транзистора 1.
Уменьшение сопротивления нагрузки может произойти либо при большем, либо при меньшем токе потребления защищаемой электрической цепи. В любом случае из-за работы дополнительного ключевого транзистора 13 поддерживается небольшая разность между неличиной тока в точке выключения транзистора 1 и током потребления, напряжение на ключевом транзисторе увеличивается, приближаясь к порогу,, при переходе через который возникает лавинный процесс запирания транзисторе 1. Изменение напряжения на запоминающем конденсаторе 4 отстает во времени от уменьшения напряжения на базе сравнивающего транз стора 2, Это приводит к ускоренному запиранию транзистора 1.
За счет слежения настройки величины тока источника тока, сле,цовательно, и величины тока в точке выключения ключевого транзистора 1 за током потребления палгрузкой возрастает надежность защиты устройства сопротивления нагрузки или коротком замыкании на выходе.
При повышении входного напряжения дгяже если не происходит увеличение тока нагрузки, пороговый блок, срабатывая, оказывается подключенным через малое сопрстивление насыщенного перехода эмиттер-коллектор ключевого транзистор), 1 к источнику входного напряжения- Вследствие этого ток порогового элемента и ключевого транзистора резко увеличивается, что вызывает лавинообразный процесс его запирания, аналогичный описанному выше. Напряжение источника питания разделится между пороговым элементом и переходом эмиттер-коллектор члючевого транзистора 1,
При устранении перегрэузки по току транзистор 1 автоматически переходит Б режим насыщения, так как на базу сравнивающего транзистора подается напряжение через резистор 10. Возврат схемы защиты в исходное состояние после устранбжия входного перенапряжения зависит от типа примененного порогового элемента. Если в качестве порогового элемента применен стабилитрон, устройство зашиты
также автоматически переходит в режим насыщения, как и после устранения перегрузки по току.
Использование описанного устройства позволяет повысить надежность работы электронных устройств.
Формула изобретения
Устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений
по авт. св. 542288,
отличающееся тем, что, с целью расшире,ния функциональных возможностей и .повышения надежности защиты, к опорным элементам генератора тока на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база которого подключена к дополнительному выходу защищаемой электрической цепи, а последовательно с Ключевым транзистором и источником питания включен пороговый элемент.
f
