Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электронных схем. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности функционирования устройства. При появлении перенапряжения компаратор 12 сработает и подаст управляющий сигнал на вход тиристора 4, включая его. Ток, протекая через низкоомный резистор 5, создает на нем падение напряжения, достаточное для создания тока через обмотку 3 реле, вызывающего срабатывание его контакта 2. Таким образом, осуществляется двойная защита - вначале тиристор, включаясь, шунтирует потребитель, а затем срабатывает реле и отключает с помощью контакта 2 источник питания от потребителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1582256 А1 (51) 5 Н 02 Н 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4373560/24-07 (22) 28.12.87 . (46) 30.07.90. Вюл. М 28 (72) В.Д. Харитонов (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 864411, кл. Н 02 Н 3/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 801172, кл. Н 02 Н 3/20, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТК НАГРУЗКИ

ОТ 1}ЕРЕНАНРЯХЕНИЙ (57) Изобретение отйосится к электротехнике и предназначено для защиты электронных схем. Цель изобретенияупрощение и повышение надежности

2 функционирования устройства. При ïîÿâлении перенапряжения компаратор 12 сработает и подаст управляющий сигнал на вход тиристора 4, включая его. Ток, протекая через низкоомный резистор 5, создает на нем падение напряжения, достаточное- для создания "тока через обмотку 3 реле, вызывающего срабатывание его контакта 2. Таким образом, осуществляется двойная защита вначале тиристор, включаясь, шунтирует потребитель, а затем срабатывает реле и отключает с помощью контакта 2 источник питания от потребителя.

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1582296

ИзоЬретение относится к защите электронных схем, для которых увеличение напряжения питания (постоянного или импульсного) регламентировано техническими условиями применения, и может быть использовано при на-стройке, испытаниях электронных схем,, например, выполненных на интегральных микросхемах. 1О

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности функционирования устройства.

На чертеже представлено предлагаемое устройство защиты нагрузки от пе- 15 ренапряжений.

Устройство содержит источник пи тания 1, контакт 2 реле, первую об мотку 3 реле, тиристор 4, шунтирую, щий резистор 5, резистор обратной 20 ! связи 6, резистивный делитель 7, 8,9 ! резистор 10, полупроводниковый диод

11, компаратор напряжений 12 (типа

521САЗ), конденсатор фильтра 13„ вторую обмотку 14 реле, формирователь 25 импульса тока 15, .кнопку 16 (тумблер), нагрузку 17.

Устройство раЬотает следующим образом.

Напряжение с источника 1 подается

1 на нагрузку 17 через замкнутый контакт 2 реле. На прямой вход компаратора 12 подается напряжение о делителя

8, 9 меньше, чем падение напряжения на полупроводниковом диоде 1 l При 35 этом с выхода компаратора 12 низкий уровень напряжения, поступающий на управляющий вход тиристора, не открывает последний.

При достижении напряжением источника питания значения, определяемого по формуле

К7

К = (1+ — — — — — )(U +ДО ) ка кс Rll+0,5Rg 3 «нн

<5 где R„, К, R< — сопротивления дели" теля 7, 8, Л U - напряжение перевоз-!

2 буждения компаратора l2;

50 прямое падение напряги жения на диоде 11;

0,5R — справедливо при К =

= К< и К,- С<1 0м, где К вЂ” резистор

1 обратной связи 6;

К - шунтирующий резистор 5;

При котором напряжение, регулируемое одним из резисторов делителя 7, 8, 9, на прямом входе компаратора 12 превышает фиксированное напряжение на диоде ll на величину перевозбуждения компаратора (составляющее несколько милливольт), последний срабатывает и выдает высокий уровень напряжения на управляющий вход тиристора 4. Тиристор включается. Протекающий ток через тиристор создает падение напряжения на низкоомном резисторе

Это напряжение должно быть меньше максимально допустимого напряжения питания нагрузки, но достаточного для создания тока в первой оЬмотке 3 реле для выключения контакта 2, Итак, первым фактором защиты нагрузки является момент включения тиристора, через цепь которого создается большой ток, при котором стабилизирующие функции источника питания нарушаются, что ведет к резкому снижению напряжения на его выходе и, следовательно, на нагрузке. Следом срабатывает реле за счет тока, протекаемого через первую обмотку 3, и размыкается контакт 2. Наступает второй фактор защиты источника питания нагрузки и элементов схемы устройства от черезмерно больших токов тиристора — источник питания отключается от устройства за счет размыкания контакта реле.

Хотя при этом и снимается напря- жение с обмотки 3 реле,.оно остается в состоянии, при котором контакт 2 разомкнут сколь угодно долго.

В переходной процесс включения тиристора и начала снижения напряжения . на делителе 7, 8, 9, включенном параллельно нагрузке, может наступить момент переключения компаратора в исходное состояние из-за снижения напряжения на его прямом входе и, следовательно„ выключение тиристора, ток которого недостаточен для удержания. Так как при этом напряжение вновь возрастает, то процесс повторяется, что приводит к автоколебательному режиму Ьольших токов в цепи источника питания и тиристора и, как следствие, их отказ. Для устранения автоколебательного режима напряжение с катода тиристора подается на прямой вход компаратора через резистор 6 обратной связи и делитель 7, 8, 9 так,,что

Составитель Л. Васькова

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н. Ывыдкая

Корректор С. Ыекмар

Заказ 2092 Тираж.475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1 5822 это напряжение в любых ситуациях остается выше фиксированного напряжения с помощью диода 11 на обратном входе, пока протекает ток через тиристор.

Для включения контакта 2, т.е. чтобы подать напряжение на нагрузку, достаточно подать импульс. тока с формирователя 15 нажатием, кнопки 1б на вторую обмотку 14 двухобмоточного поляризованного реле. Так как данная часть схемы не влияет на надежность защиты, то ее реализация может быть произвольной.

Конденсатор 13 фильтра уменьшает влияние импульсных помех, Таким образом, предлагаемое устрой. ство, обладая быстродействующей двойной защитой и высокой чувствительностью \ к изменению напряжения, которая объ- 20 ясняется тем, что в устройстве используется компаратор напряжений на двух транзисторах, имеющий коэффициент усиления больше единицы, причем чем больше коэффициент усиления ком- Л паратора, тем выше чувствительность устройства, помимо этого обладает повышенной надежностью, так как все указанные преимущества обеспечиваются без дополнительного (оперативного) 30 источника питания, и более высокой чувствительностью, поскольку предложенное техническое решение позволяет применить компаратор, например промышенный, типа 521САЗ, с коэффициентом усиления больше 1000. Кроме того, отсутствие дополнительного источника снижает энергоемкость устройства.

Все эти преимущества объясняются соответствующим включением двухобмо- 40

56 6 точного поляризованного реле, причем в результате такого включения исключается возможность автоколебательнаго режима, что также повышает надежность устройства. формула изобретения

1. Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений, содержащее тирис9 тор анод которого соединен через контакт исполнительного реле к источнику питания, при этом управляющий электрод тиристора соединен с выходом компаратора напряжений, прямой вход которого подключен к первой точке резистивного делителя контролируемого напряжения, а инверсный - к делителю опорного напряжения, причем оба делителя соединены с клеммами для подключения к нагрузке, а в цепи тиристора включена обмотка исполнительного реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности функционирования, последовательно с тиристором соединен вновь введенный низкоомный резистор, параллельно которому включена обмотка упомянутого исполнительного реле, при этом катод тиристора подключен к второй точке резистивного делителя напряжений через вновь введенный резистор обратной связи, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что исполнительное реле выполнено в виде поляризованного двухабмоточного, вторая обмотка которого подключена к введенному формирователю импульса тока возврата реле.