Устройство для защиты цепи постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02H3/20 

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электроте.хнике и может быть использовано для защиты цепей постоянного тока or повышения или понижения га ощего напряжения.

Известно устройство зап1иты питаемой от аккумулятора цепи постоянного тока, которое содержит автоматический выключатель с электронным расцепителем и дифференциальный усилитель, к которому подводится опорное и фактическое напряжение. При понижении фактического напряжения до значения ниже заданного дифференциальный усилитель выдает управляющий сигнал, который выключает расцепитель сети. Однако этот управляющий сигнал выдается на одном заданном уровне порогового значения напряжения 1.

В случае использования такого устройства защиты с недостаточно стабильным источником питания, у которого напряжение может изменяться за счет пульсаций или нестабильности, это устройство будет входить в режим «генерирования сигнала управления, что приведет к ненормальному режиму включения и выключения нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является устройство защиты, имеющее опорный

источник, два пороговых элемента, в.ходы которых соединены с вы.ходами двух делителей входного напряжения питания, логический блок управления и коммутирующий питание элемент. Устройство имеет два порога выключения - нижний и верхний. В случае превыщения одного из заданных граничных значений входного напряжения пороговый элемент выдает сигнал превышения в логический блок управления, который выдает управляющий сигнал на коммутирующий элемент, выключающий подачу питания на нагрузку 2.

Недостатком данного устройства защиты является невысокая надежность из-за фиксированного значения порогов включения и выключения питания, что при наличии

15 изменения выходного напряжения вблизи одного из заданных пороговых значений за счет пульсаций или нестабильности питающего напряжения приводит к режиму « генерирования коммутирующего элемента.

Цель изобретения - повышение надеж20ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты цепи постоянного тока, содержащем два де.тителя входного напряжения, причем выход первого соединен с входом первого порогового элемента, а выход второго - с входом второго порогового элемента, логический блок управления, подключенный к выходам пороговых элементов, коммутирующий элемент, включенный в защищаемую цепь последовательно с нагрузкой, причем выход логического блока управления соединен с входом коммутирующего элемента, и опорный источник, подключенный к пороговым элементам, упомянутые делители входного напряжения выполнены управляемыми, а их управляющие входы подключены к точке соединения коммутирующего элемента с нагрузкой. На фиг. 1 представлена-диаграмма работы устройства, где UBXI - напряжение включения коммутирующего питание элемента по нижнему уровню; UBXI/ - напряжение выключения по верхнему уровню; UBXJ - напряжение включения по верхнему уровню; UBXI - напряжение выключения по нижнему уровню; UbbixocT- остаточное напряжение на нагрузке при включенном питании, это напряжение практически равно нулю; выу1 bbivi .-выхь и ивихч- выходные напряжения, соответствующие входным согласно диаграмме. При увеличении входного напряжения от нуля до какого-то максимального значения , в соответствии с диаграммой, устройство защиты обеспешвает прохождение вход ного напряжения на выходе только в диапазоне UBM -Uftx, заданные пороги обеспечиваются соответствующими состояниями входных делителей. В случае превыщения входным напряжением значения прохождение этого напряжения на выход приводит к изменению коэффициента деления первого входа делителя, и выключение коммутирующего элемента происходит при меньщем значении напряжения Uj., ивхгПри дальнейщем увеличении входного напряжения и превыщении значения Ug прохождение напряжения на выход прекращается, что приводит к изменению коэффициента деления второго делителя, и включение коммутирующего элемента происходит при меньшем значении напряжения UBXJ L) Таким образом, работа устройства осуществляется по ветвям 1 и 2 диаграммы. Изменение коэффициентов деления входных делителей позволяет осуществлять четырехуровневый режим переключения устройства, при этом первый входной делитель обеспечивает режим переключения по нижнему уровню, а второй входной делитель - по верхнему уровню. На фиг. 2 представлена схема устройства для защиты цепи постоянного тока. Устройство содержит опорный источник 1 два пороговых элемента 2 и 3, входы которых соединены с выходами двух управляемых делителей 4 и 5 входного напряжения, логический блок 6 управления и коммутирующий питание элемент 7. Устройство работает следующим образом. Входное напряжение через управляемые делители 4 и 5 подается н-а пороговые элементы 2 и 3. За счет управляемых делителей каждый пороговый элемент обеспечивает верхний уровень и нижний уровни выключения. При достижении входным напряжением уровня Uftxz срабатывает пороговый элемент 2, при этом логический блок 6 управления выдает сигнал включения на коммутирующий питание элемент 7, который включает напряжение питания на выход. Это напряжение с выхода элемента 7 поступает на управляющий вход делителя входного напряжения 4 и изменяет его коэффициент деления таким образом, что пороговый элемент 2 выключается теперь при уменьщении уровня входного напряжения до Uaxi Таким образом создается гистерезисная харак теристика нижнего уровня контроля напряжения. При дальнейщем увеличении напряжения и достижения уровня срабатывает второй пороговый элемент 3, при этом сигнал включения порогового элемента 3 поступает в блок 6 управления, который выдает сигнал включения коммутирующему питание элементу 7, при этом с выхода элемента 7 на управляющий вход делителя 5 входного напряжения поступает сигнал уменьщения уровня выключения порогового элемента 3. Пороговый элемент 3 выключается при снижении входного напряжения до уровня Ugxi, таким образом создается гистерезисная характеристика верхнего уровня контроля напряжения. Логический блок 6 обеспечивает включение коммутирующего элемента 7 только при условии наличия включения порогового элемента 2 и выключения порогового элемента 3. Пороговые уровни Uj, . ьт и выбираются в соответствии с заданными требованиями. Выполнение входных делителей управляемыми с функциональными связями с выходом коммутирующего элемента 7 позволяет исключить режим «генерирования коммутирующего элемента, снизить влияние пульсаций и нестабильности напряжения источника питания на работу устройства защиты. Использование двух пороговых элементов дополнительно позволяет снизить инерционность отработки устройства при больщих скачках входного напряжения, превышающих пороговое значение UaxiiФормула изобретения Устройство защиты цепи постоянного тока, содержащее два делителя входного напряжения, причем выход первого соединен с входом первого порогового элемента, а выход второго с входом второго порогового элемента, логический блок управления, подключенный к выходам пороговых элементов, коммутирующий элемент, включенный в защищаемую цепь последовательно с нагрузкой, причем выход логического блока управления соединен с входом коммутирующего элемента, и опорный источник, подключенный к пороговым элементам, отличающееся тем, что, с целью повышения надежUg. U5,,

и Sxudo.

ности, упомянутые делители входного напряжения выполнены управляемыми, а их управляющие входы подключены к точке соединения коммутирующего элемента с нагрузкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fptjz.2