Устройство для защиты нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H02H7/10 H02M1/18 G05F1/58 

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для запщты различных радиотехнических устройств от повышения.напряжения источника питания и от повышенного значения тока нагрузки.

По основному авт.св. №678477 известно устройство для защиты нагрузки, включающее источник питания, нагру:зки, датчик перенапряжения и исполнительный блок. Датчик перенапряжения содержит последовательно соединенные пороговый элемент на стабилитроне и делитель напряжения на резисторах. Со средней точкой делителя напряжения на резисторах соединен исполнительный блок, который содержит дополнительный источник питания, управляющий транзистор, подключенный эмиттером к отрицательной шине, коллектором через резистор - к плюсу дополнительного источника питания, а базой - к средней точке делителя напряжения датчика

перенапряжения, диод, подключенньт: |параллельно нагрузке, согласующий транзистор и запоитные транзисторы. Защитные транзисторы соединены параллельно. У них соответственно объединены коллектора, эмиттеры и через резисторы базы, причем коллектора подключены к положительной шине, эмиттеры - к нагрузке и к минусу дополнительного источника питания, базы - к эмиттеру согласующего транзистора, коллектор которого подключен к плюсу дополнительного источника питания, а его база - к коллектору управляющего транзистора tl .

Однако в данном устройстве отсутствует защита нагрузки от повышенного значения тока и тока короткого замыкания.

Цель изобретения - повьщ1ение надежности защиты путем введения защиты нагрузки от повышенного значения тока и тока короткого замыкания. Поставленная цель достигается тем. Что устройство снабжено датчиком тока перегрузки, триггером и блоком согласования на транзисторе, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора, а коллекто через резистор - к положительной шине, коллектор одного из транзисторов триггера через диод подключен к датчику тока перегрузки и через щ)угой диод и резистор, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, под ключей к базе второго транзистора . триггера, коллектор которого через два резистора, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, подключен к базе транзистора блока согласования и через диод и два резнетора между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, соединен с базой первого транзистора На чертеже представлена принципи альная схема устройства. Усгройство для защиты нагрузки содержит источник 1 питания, нагруз ку 2, датчик 3 перенапряжения, вклю чающий последовательно соединенные стабилитрон 4 и делитель напряжения на резисторах 5 и 6, средняя точка которого соединена с исполнительным блоком 7, содержащим дополнительный источник В питания, управляющий тран зистор 9, подкш)ченный эмиттером к отрицательной шине, коллектором чере резистор О - к дополнительному источнику 8 питания, базой - к средней точке делителя напряжения на резисторах 5 и 6. К плюсу дополнительного источника 8 питания подключен коллектор согласующего транзистора 1, база которого подключена к коллектору управляющего транзистора 9. Защитные транзисторы 2 подключен эмиттерами к нагрузкам 2 и к минусу дополнительного источника 8 питания а коллекторами - к положительной шине, базами же через резисторы 13 к эмиттеру согласующего транзистора 11. К отрицательной шине подключен анод даюда 14, включенного параллель но нагрузкам 2. Последовательно с нагрузками 2 включены датчики 15 тока перегрузки, выходы которых через диод 16 соединены со входом триггера 17 защиты от перегрузок, содержащим транзистор 18 (выключающий транзистор), подключенный через резистор 19 к положительной шине, а через диод 20 и резистор 21 - к базе транзистора 22 (включающий транзистор). Эмиттер транзистора 18 подключен к отрицательной шине, а база - к точке соединения резисторов 23 и 24. Резисторы 23-25, диод 26 и резистор 27 образуют делитель напряжения, подключенньй параллельно источнику 1 питания. Коллектор транзистора 22 подключен через резистор 27 к положительной шине, а через резисторы 28 и 29 - к базе транзистора 30 блока 31 согласования, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора 9, а коллектор через резистор 32 - к положительной шине. Эмиттер транзистора 22 подключен к отрйцательной шине и одновременно через конденсатор 33 к точке соединения резисторов 28 и 29, и база - к точке соединения резисторов 21 и 34. Резистор 34 подключен параллельно переходу база-эмиттер транзистора 22, конденсатор 35 - параллельно последовательно соединенным резисторам 23 и 24, а конденсатор 36 подсоединен параллельно последовательно соединенным резисторам 2 и 34. Схема защиты от повышенного значения тока и тока короткого замыкания основана на работе триггера защиты от перегрузок, который имеет два электрических состояния устойчивого равновесия Включено и Выключено. Состояние Включено соответствует нормальному току в нагрузке, а состояние Выключено соответствует повышенному значению тока или току короткого замыкания. Устройство работает следующим образом. При включении источника I питания на вход транзистора 18 через резистор 24 подается напряжение с конденсатора 35, а на вход транзистора 22 через резистор 21 - с конденсатора 36. Конденсатор 35 заряжается через резистор 27, диод 26 и резистор 25, а конденсатор 36 - через резистор 19 и диод 20. Время заряда конденсатора 35 значительно больше, чем время заряда конденсатора 36, следовательно, напряжение на конденсаторе 36 быстрее достигнет величины достаточной для открывания транзистора 22. Транзистор 22 открьшается, шунтируя входную цепь транзисторов 18 и 9, при этом транзисторы 12 находятся в режиме глубокого насыщения (Ui3«ac 0.2 в) и напряжение источника 1 питания подается на нагрузку 2. Схема триггера 17 защиты находится в состоянии устойчивого равновесия Включено. При превьпнении нормального значения тока или при токе короткого замыкания в нагрузках 2 на вход триггера 17 защиты подается сигнал с датчиков 15 перегрузки (Ulepea в) , транзистор 22 закрывается, и когда напряжение на конденсаторе 35 достигнет величины достаточной для открывания транзистора 18, последний открывается, шунтируя входную цепь транзистора 22 Схема триггера I7 защиты переходит в другое состояние устойчивого ранновесия Выключено. Управляющий транзистор 9 открывается и шу-нтируе г переход база-эмиттер защитных 12 и согласующего 11 транзисторов. Защйтньш транзисторы 12 закрываются и напряжение на нагрузке снижается практически до нуля. Резистор 28 и конденсатор 33 предназначены для задержки подачи сигнала с триггера 17 защиты на управляющий транзистор 9 на время перехода триггера защиты из СОСТОЯ1ШЯ Включено в состояние Выключено. С целью увеличения КПД устройства триггер 17 защиты выполнен на маломощных транзисторах,Для согласования режима работы транзисторов триггера 17 защиты с режимом работы управляющего транзистора 9 введен блок 31 согласования. Время срабатьшания устройства защиты от по вышенного значения тока или тока короткого замь кани5г определяется временем заряда конденсатора 35. После уменьшения тока в нагрузке до нормального значения или устранения короткого замыкания для дальнейшей работы устройства необходимо выключить а затем включить источник 1 питания.

Данное устройство обеспечивает за щиту от повышенного напряжения, от

повышенного значения тойа и тока короткого замыка}шя неограниченного числа потребителей.

Совмещение функций защиты от повышения напряжения источника питания

от повьш1енного значения тока и тока

tкороткого замыкания в нагрузке расширяет область применения предлагаемого устройства.

Использование дополнительного изобретения в устройствах для защиты нагрузки позволит улучшить весогабаритные характеристики радиотехнических устройств, а также увеличить их КПД и надежность.

Формула изобретения

Устройство для защиты нагрузки по авт.св. №678477, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиком тока перегрузки, триггером и блоком согласования на транзисторе, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора, а коллектор через резистор - к положительно шине, коллектор одного из транзисторов триггера через диод подключен к датчику тока,перегрузки и через другой диод и резистор, между точко соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, подключе к базе второго транзистора триггера коллектор которого через два резистора, между точкой соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, подключен к базе транзистора блока согласования и через диод и два резистора, между точкой , соединения которых и отрицательной шиной включен конденсатор, соединен с базой первого транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство ССС №678477, кл. Н 02 Н 7/10, 1977.