Устройство для защиты нагрузки
Изобретение относится к электротехнике , В частности к устройствам защиты первичных и вторичньк источников питания от перегрузки по току. Цель изобретения - повьппение экономичности и упрощение путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи. Это достигается тем, что за счет введения резистора 15, делителя на резисторах 17, 18 и компаратора 4 устройство приобрело свойство контролировать состояние цепи нагрузки, т.е. при перегрузках по току-отключить цепь нагрузки от источника, а при восстановлении цепи нагрузки автоматически подключить цепь нагрузки к источнику, 2 ило
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ВВ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3999770/24-07 (22) 06.12,85 (46) 29.02.88. Бюл. 11- 8 (72) Ю,Н.Худорожков (53) 621.316.925 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1095159, кл. G 05 F 1/58, 1981.
Авторское свидетельство СССР
У 823996, кл. G 05 F 1/58, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты первичных и вторичных источ„„SU„„1377838 А1 (gy) q G 05 Р 1/569, Н 02 Н 3/20 ников питания от перегрузки по току.
Цель изобретения — повьппение экономичности и упрощение путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи. Это достигается тем, что sa счет введения резистора 15, делителя на резисторах 17, 18 и компаратора 4 устройство приобрело свойство контролировать состояние цепи нагрузки, т.е. при перегрузках по току-отключить цепь нагрузки от источника, а при восстановлении цепи нагрузки автоматически подключить цепь нагрузки к источнику. 2 ил.
1377838
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты первичных и вторичных источников питания от перегрузки по току в режиме автоматического слежения за состоянием цепи нагрузки.
Цель изобретения — повышение экономичности и упрощение путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — вариант устройства с реагирующим органом на транзисторе. 15
Согласно фиг.1 параллельно входным шинам 1 и 2 устройства подсоединены шинами питания первый компаратор 3 и второй компаратор 4. Выход компаратора 3 подсоединен к входу ис- 20 полнительного узла (базе транзистора
5) через резистор 6, Коллектор транзистора подсоединен к .обмотке реле 7, контакт 8 которого коммутирует силовую шину 1 (это может быть регули- 25 рующий транзистор стабилизатора, может быть просто коммутирующий транзистор блока защиты — как показано пунктиром ). Входы первого компаратора подсоединены к входам датчика 9 тока 30 через плечи измерительного моста, выполненного на резисторах 10 — 13.
Одни выводы плеч подсоединены к датчику тока, выполненному в виде преобразователя, включенного в общую шину, З5 вторые выводы подсоединены к выходу второго компаратора 4. Между одним. выводом измерительного моста и общей шиной включен конденсатор 14, Между входным 1 и выходным +" 40 зажимами устройства подсоединен резистор 15, общая точка которого с цепью нагрузки 16 подсоединена к первому неинвертирующему входу компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу делителя из резисторов 17 и
18, включенного между шинами питания дифференциального усилителя и компаратора.
Второй вариант,. когда повышается 50 надежность однозначной работы компаратора 3 (показано пунктиром), делитель включен между выходом компаратора 3 и входом рбщей шины. Кроме того, пунктиром. показано включение параметрического стабилизатора между входными зажимами устройства при условии, что О„ц„ (входное напряжение) не стабилизировано. Кроме того, первый вход компаратора 4 подсоединен к выходному зажиму "1" через резистор 19 (при работе устройства в условиях изменения температуры окружающей среды резистор 19 обеспечивает термостабильность порога срабатывания компаратора и сопротивление
R с 1 6
его должно равняться R R16 Делитель из резисторов 17 и 18 можно включать как показано в двух вариантах, только первый вариант может привести к тому, что компаратор успеет вьдать сигнал на включение реле 7, но при анализе состояния цепи нагрузки компаратор вьдает команду на выключение этого реле и схема займет состояние контроля потребляемого тока нагрузкой. Блок защиты функционирует следующим образом. При подаче О„ на клеммы 1 и 2 на нагрузку 16 через размыкающий контакт 8 реле 7 поступает напряжение О„„ . При нормальной нагрузке ток от источника питания достигает такого значения, что, проходя по датчику тока 9, он создает падение напряжения такого уровня, что компаратор (дифференциальный усилитель)3 формирует на своем выходе уровень напряжения, близкий к нулю и транзистор 5 закрыт, так как на инвертирующем входе усилителя 3 напряжение положительной полярности выше, чем на неинвертирующем. Делитель из резисто ров 10 и 11 подключен к выходу компаратора 4, который и вьдает положительное напряжение на этот делитель, так как íà его неинвертирующем входе напряжение выше, чем на инвертирующем.- В случае подсоединения делителя из резисторов 17 и 18 к выходу усилителя 3, тем более напряжение низкое и компаратор сразу занимает положение, когда у него на выходе положительное напряжение, В случае лерегрузки по току на датчике 9 тока выделяется напряжение, обеспечивающее опрокидывание дифференциального усилителя, так как здесь он используется в режиме порогового элемента, т.е. Rppp pp и на его выходе появляется положительное напряжение, которое обеспечивает базовый ток транзистора 5 через резистор 6, транзистор 5 открывается, коммутируя обмотку реле 7 (либо коммутирующий транзистор) к 1377838 общей шине. Реле срабатывает, отсоединяя входную клемму от выходной в силовой шине контактом 8, и резистор 15 включается в режим контроля состояния цепи нагрузки, образуя с этой 5 цепью делитель. На делитель из резисторов 17 и )8 подается положительное напряжение и, если на резисторе 18 напряжение вьппе, чем на цепи нагрузки 16, то компаратор 4 имеет на своем выходе напряжение, близкое к нулю, что и удерживает усилитель 3 в состоя. нии, обеспечивающем обесточивание цепи нагрузки. При изменении сопротивления цепи нагрузки в сторону его увеличения, т.е. при восстановлении цепи нагрузки до нармального состояния, напряжение на цепи нагрузки 16 превьппает уровень напряжения на резисторе 18 и компаратор 4 опрокидывается, принимая первоначальное со» стояние. Усилитель 3 также принимает первоначальное состояние, реле 7 замыкает контакт 8, подавая ток в цепь нагрузки. Конденсатор 14 установлен для того, чтобы обеспечить более надежное удержание усилителя в опрокинутом состоянии при перегрузках в начальный момент, чтобы прошел полный процесс опрокидывания компараторов. На фиг.2 источник питания подсоединен к входным зажимам 1 и 2. Цепь нагрузки 16 включена между шинами питания через замкнутый контакт 8 35 реле 7 и датчик тока 9. Реле подсоединено между шинами питания„ через реагирующий орган — транзистор 5, вход которого подсоединен к выходу датчи- 40 ка тока и одновременно к выходу компаратора 4 через резисторы 20 и 21 соответственно. Входами компаратор подсоединен одним неинвертирующим к делителю из резисторов 17 и 18, включенного между шинами питания компаратора, вторым инвертирующим — к общей точке цепи нагрузки и добавочного. резистора 15 через резистор 19, Добавочный резистор включен параллельно замкнутому 50 контакту 8. Схема функционирует следующим образом. "При подаче U „„, на входные зажимы 1 и 2 полярность может быть раз55 l l I I нои, т.е. + может подаваться как на зажим 1, а минус "-" на зажим 2, и наоборот, При этом ток цепи нагрузки 16 идет через замкнутый контакт 8 реле 7 и датчик 9 тока. Компаратор 4 на выходе имеет пониженный потенциал t так как на входе "-"I напряжение по амплитуде выше, чем на входе "+ . Транзистор 5 закрыт, так как с датчика 9 тока выходной сигнал недостаточен для открывания транзистора 5. Реле 7 обесточено. При возникновении перегрузки по току датчика 9 выдает сигнал, который открывает транзистор 5, и реле 7 обесточивает цепь нагрузки 16, размыкая контакт 8. Так как при этом напряжение на нагрузке 16 становится меньше, чем на резисторе 19, то на выходе компаратора напряжение увеличивается до уровня, при котором базовый ток транзистора 5 обеспечивает удержание транзистора в открытом состоянии и реле 7 удерживает контакт 8 в разомкнутом со= . стоянии. Устройство находится в дежурном режиме, когда ток идет по резистору 19, цепи нагрузки 16 и датчику тока 9. Этот режим будет сохраняться до тех пор пока, цепь нагрузки 16 не вернется в исходное состояние. Компаратор контролирует напряжение на входе "-" и входе "+ . При возвращении цепи нагрузки в исходное состояние напряжение на входе становится по амплитуде вьппе, чем на и н входе +, и компаратор, опрокидываясь, снижает выходное напряжение до уровня, когда транзистор закрывается, при этом обмотка реле 7 обесточивается и контакт 8, замыкаясь, подает в цепь нагрузки 16 ток от источника питания. Полярность U„ не обозначена, не показаны и электроды транзистора, так как в зависимости от полярности .. питания транзистор может иметь проводимость р-и"р или и"р-и типа. При подаче на вход 1 питания "+" транзистор 5 будет иметь проводимость n"р-.п типа, в цели коллектора которого включена обмотка реле 7, При подаче на вход 1 .питания "-" транзистор 5 будет иметь проводимость р-и-р типа, в коллекторе которого включена обмотка реле 7. Для снижения потребления выходного тока компаратора резистор 20 saменяют диодом. Настройку устройства проводят делителем из резисторов 17 и 18 при Составитель Т.Щеголькова Техред N.Äèäûê Корректор В.Бутяга Редактор N.Êåëåìåø Тираж 866 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий )13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 873/45 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 5 137783 обесточенной нагрузке с номинальным сопротивлением, транзистор 5 должен быть выключен, а при изменении в цепи нагрузки в сторону уменьшения сопро5 тивления транзистор 5 должен быть включен, При применении вместо реле коммутирующего или регулирующего транзистора транзистор запирается, так как база транзистора коммутируется к общей шине транзистором 5. Устройство может функционировать и с датчиком тока, включенным в силовую шину. Усилитель и компаратор в этом случае включаются по этой же схеме, но измерительная диагональ моста и выход делителя подсоединяются на соответствующие входы. Предложенное устройство может выполняться и на транзисторе р-n"р 2р типа. Транзистор реагирующего элемен-. та фиг.2 может подсоединяться к датчику тока и через диор, включенный вместо резистора 20, в прямом направлении. Формула изобретения Устройство для защиты нагрузки, содержащее входные и выходные зажимы, коммутирующий элемент с выводами для подключения в силовую шину, реагирующий орган, выполненный на компараторе, входы которого подсоединены к преобразователю тока с клеммами для включения последовательно с цепью нагрузки через полуплечи измерительного моста, одно из которых имеет выводы для подсоединения к шине питания, а выход подсоединен к входу исполнительного узла, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения экономичности и упрощения путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи, введены второй компаратор, дополнительный резистор и делитель, причем резистор включен параллельно коммутирующему элементу, второй компаратор одним выводом подсоединен к выходному зажиму силовой цепи, а вторьи подключен к выходу делителя, выводами подключаемый между шинами питания, а выход второго компаратора подключен к свободному выводу второго полуплеча измерительного моста.
