Устройство обеспечения искробезопасности нагрузки

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение.надежности работы. Устр-во содержит транзистор 1. КС-цепочку, резистор 3, дополнительный резистор 2, конденсатор 4. Эмиттер транзистора 1 подключен к источнику питания постоянного .тока. Величина резистора 2 определяется из соотношения R, , где DO - начальное напряжение на разряде; |3 - статический коэффициент передачи тока тpkнзиcтopa 1; 1ц - ток нагрузки. Величина резистора 2 определяется из соотношения (U-l),-R, {U-Ug,) -R,, где и - напряжение между первым вьшодом резистора 2 и эмиттером транзистора 1 до коммутации; Ug, - падение напряжения на база - эмиттерном перекоде транзистора. Величина емкости RC-цепочки выбирается из соотношения (U-Ug,)-R2/(U-Us3-U)« (RI+R), где t - время паузы, при котором обеспечивается искробезопасность. После подключения к источнику тока резисторов 2, 3 и конденсатора 4 RC-цепочки протекает базовый ток транзистора 1, он открьшается, обеспечивая протекание тока нагрузки. При протекании тока через конденсатор происходит заряд послед - него до определенного напряжения, после чего заряд прекращается. 1 ил. (Л 00 а 05 О5 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.80 136665 ио 4 E 21 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4107886/22-03 (22) 21,05.86 (46) 15.01.88 ° Бюл. 1Ф 2 (7 1) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин и Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Э.Г. Коган, В.П. Диденко, А.З. Куфман и А.Я. Гофман (53) 622 ° 311.69(088.8) (56) Кириченко Б.M., Марсюк Н.А.

Устройство коммутации нагрузки.

PC Горные машины и автоматика.

ЦНИЭИУголь, 1976, с 32.

Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем.—

И.: Энергия, 1977, с. 493. (54) УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения— повышение надежности работы. Устр-во содержит транзистор 1. RC-цепочку, резистор 3, дополнительный резистор 2, конденсатор 4. Эмиттер транзистора 1 подключен к источнику питания постоянного .тока. Величина резистора 2 определяется из соотношения R<=U /I p где U — начальное напряжение на разряде; P — статический коэффициент передачи тока транзистора 1; I„ — ток нагрузки.

Величина резистора 2 определяется из соотношения ((U 1,)/U j R,-R,< R ((U-U )/I„j р -R„, где U — напряжение между первым выводом резистора 2 и эмиттером транзистора 1 до коммутации; Ug — падение напряжения на база — эмиттерном переходе транзистора. Величина емкости RC-цепочки выбирается из соотношения

С „/К,1„DU-ЦЬ)3 Б2/(U ПБ,-U)"

>(R, +R ), где t„ — время паузы, при

2 котором обеспечивается искробезопасность. После подключения к источнику тока резисторов 2, 3 и конденсатора 4 RC-цепочки протекает базовый ток транзистора 1, он открывается, обеспечивая протекание тока нагрузки. При протекании тока через конденсатор происходит заряд последнего до определенного напряжения, после чего заряд прекращается. 1 ил.

6650 (5) Тн

В р и равен

U —. Ug, Е К,+ К2 (6) Уо

R с — ан (8) (U- U )R, П

R + R2 (9.) 30 и

U — П

2 Р

35 и

Поскольку

П< = Т К,, 45 (3) I Ri (U (12) с Бэ» о

1 а

R, (4) 1

136

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения искробезопасности нагрузки в схемах электропитания, работающих в условиях, опасных по газу, пыли и внезапным выбросам.

Цель изобретения — повышение надежности работы.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит транзистор 1, эмиттер которого соединен с одним из полюсов источника питания постоянноrо тока (например, при применении и-р-п-транзистора — с отрицательным), а коллектор — через нагрузку с другим полюсом источника питания, к которому подключен первый вывод резистора 2, второй вывод которого через параллельно соединенные резистор 3 и конденсатор 4 RC-цепочки подключен к базе транзистора 1.

Устройство работает следующим образом.

При коммутации в линии связи с источником питания напряжение между общей точкой резистора 2 и нагрузки и эмиттером транзистора 1 уменьшается на величину начального напряжения на разряде U .,Так как напряжение на емкости мгновенно измениться не может, то создаются усло1 вия для отсечки базового тока транзистора, если где U, — напряжение на резисторе до коммутации. где IS — базовый ток транзистора, :то неравенство (1) примет вид

Базовый ток транзистора определяется из соотношения где R2 — величина резистора 3 RC-це почки, 10

При подстановке в неравенство (4) вместо I значения I (p из неравенства (5) соотношение (4) не нарушится и примет вид

-U, . (7) — (R( откуда находим выражение для определения сопротивления дополнитель20 ного резистора 2

Подставив в неравенства (3) и (5) значение I из уравнения (6), получим

Откуда К2>(П-Пр ) R tUî К

R, (П-П„)P, tI„- К,. (1P) 40

Запишем выражение для определения сопротивления резистора 3 RC-цепочки в виде

U — U

Гэ

6э ц i z

R -Rc Ес — а — R (1i) Для прекращения электрического коммутационного разряда достаточно

50 обеспечить отсутствие базового тока транзистора на 2,5-3 мкс.

Поскольку где U — напряжение на емкости, то неравенство (1) примет вид

U — U — U с 13, (13) 3 1

Как было сказано, после коммутации во время паузы базовый ток транзистора равен нулю, поэтому емкость разряжается через дополнительный резистор и напряжение на ней равно

-t

U = U å (14) где U — напряжение на емкости до коммутации; — время.

Напряжение на емкости до коммутации равно

U — U

Бэ соR+R2

2 (15) С учетом этого, напряжение на емкости в момент времени t = t равно

Бэ 2 (16) U — U

Еэ Rzt:

U- Rе — U U, (17)

Откуда, должно выполняться условие (17) tn

Подставив значение U-,(t„) в неравенство (13), получим

366650 мах электропитания, включая схемы с ответвлениями, мощностью в десятки ватт на одно устройство. Единст5 венное требование к источнику питания в такой системе — искробезопасность его в режиме короткого замыкания.

Данное устройство будет полезным

10 в схеме электропитания аппаратуры, не допускающей перерыв в питании при технологических коммутациях нагрузок.

Формула изобретения

Устройство обеспечения искробезопасности нагрузки, содержащее транзистор, RC-цепочку и резистор, причем эмиттер транзистора подключен к одному из выводов источника пита20 ния постоянного тока, а коллектор— к одному из выводов нагрузки, другой вывод которой подключен к другому выводу источника питания постоянного тока и к первому выводу

25 резистора, второй вывод которого через параллельно соединенные конденсатор и резистор RC — цепочки подключен к базе транзистора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

30 повьппения надежности работы, величина резистора R< определяется из соотношения (18) (U-U ) R, R2 1п

40

50 с

Таким образом, после подключения к к источнику питания через дополнительный резистор 2, резистор 3 и емкость 4 RC-цепочки протекает базовый ток транзистора 1, он открывается, обеспечивая протекание тока нагрузки. При протекании тока через емкость происходит заряд последней до определенного напряжения, после чего заряд прекращается.

При коммутации в линии связи с источником питания нарушается условие протекания базового тока транзистора и последний закрывается, отключая нагрузку. Разряд прекращается.

При замыкании контактов в линии связи протекает базовый ток транзистора, он открывается, подключая нагрузку к источнику питания.

Устройство для обеспечения искробезопасности нагрузки может быть использовано в искробезопасных схео

R н где U — начальное напряжение на о разряде; — статический коэффициент передачи тока транзистора; — ток нагрузки, величина резистора RC-цепочки К определяется из соотношения Usэ U-U

Н i z Z - э а Rc. Й о н где U — напряжение между первым выводом дополнительного резистора и эмиттером транзистора до коммутации;

П вЂ” падение напряжения на базаэмиттерном переходе транзистора, а величина емкости RC-цепочки с выбирается из соотношения

USэ

И2 1и где t — время паузы, при котором обеспечивается искробезопасность цепи.