Устройство для защиты нагрузки от токовой перегрузки

 

Использование: обеспечение непрерывности питания и самовозврата устройства в исходное состояние после устранения токовой перегрузки. Сущность изобретения: устройство содержит симистор 1, диодный мост 2, трансформатор 3, датчик тока 5, исполнительный транзистор 6. оптоэлектронный прибор 7, пороговый элемент 8. При токовой перегрузке возрастает падение напряжения на датчике тока 5. Напряжение на выходе выпрямителя 14 и фильтрующем конденсаторе возрастает. При увеличении напряжения до величины срабатывания порогового элемента 8 получает питание оптоэлектронный прибор 7. Запирается исполнительный транзистор. Питание нагрузки осуществляется бесперебойно через защитный конденсатор. 1 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865487/07 (22) 28.05,90 (46) 30.06;92, Бюл. ¹ 24 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (72) Ю.Н,Снегирев и А,Г.Ложкин (53) 621,316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1201948,,кл. Н 02 Н 3/08, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹1293783,,кл. Н 02 Н 3/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ТОКОВОЙ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Использование: обеспечение непрерывности питания и самовозврата устройства в

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах питания.

Известны устройства, содержащие исполнительный элемент, управляющий и согласующий транзисторы, трансформатор, датчик тока, пороговый элемент и резисторы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее симистор. диодный мост, трансформатор, датчик тока, дополнительный источник питания и основной источник питания со стабилизацией напряженияя, тиристорный оптоэлектронный прибор, управляющий транзистор, цепочку пуска из резистора и конденсатора, стабилитрон, переменный резистор и три резистора. При этом в одну из шин сети переменного тока включен симистор, управляющий электрод которого подсоединен че Ы 1744748 А1 исходное состояние после устранения токовой перегрузки. Сущность изобретения: устройство содержит симистор 1, диодный мост 2, трансформатор 3, датчик тока 5, исполнительный транзистор 6, оптоэлектронный прибор 7, пороговый элемент 8. При токовой перегрузке возрастает падение напряжения на датчике тока 5. Напряжение на выходе выпрямителя 14 и фильтрующем конденсаторе возрастает. При увеличении напряжения до величины срабатывания порогового элемента 8 получает питание оптоэлектронный прибор 7, Запирается исполнительный транзистор. Питание нагрузки осуществляется бесперебойно через защитный конденсатор. 1 ил. рез диодный мост к выходному выводу симистора и выводу первичной обмотки трансформатора, входной вывод симистора является входом устройства, другой вывод первичной обмотки трансформатора является другим входом устройства, причем вторичная обмотка трансформатора подключена к основному источнику питания. выход которого соединен с нагрузкой параллельно цепочке из переменного резистора и стабилитрона, а датчик тока включен в минусовую шину последовательно с нагрузкой между минусовыми выводами источников питания, плюсовой вывод дополнительного источника через резистор и источник света оптоэлектронного прибора соединен с коллектором транзистора и через цепочку запуска — с его базой, соединенной со средним выводом переменного резистора. При этом эмиттер транзистора

1744748 соединен с минусовым выводом дополнительного источника, причем тиристорный фотоприемник оптоэлектронного прибора подключен в выходную диагональ диодного моста.

Устройство остается в выключенном состоянии после токовой перегрузки до тех пор, пока не будет выключен, а затем опять включен дополнительный источник питания. Таким образом, устройство не имеет самовозврата в исходное состояние после устранения токовой перегрузки. Кроме того, устройство не обеспечивает непрерывного питания нагрузки в аварийном режиме, Вследствие этого надежность устройства низкая. Сложность устройства также влечет снижение надежности, Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения непрерывности питания и самовозврата устройства в исходное состояние после устранения токовой перегрузки при одновременном упрощении устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты нагрузки от токовой перегрузки введены защитный конденсатор и выпрямитель, а датчик тока одним входом соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора, другим соединен с выходом симистора и через выпрямитель с пороговым элементом и фильтрующим конденсатором, который другим выводом подключен к другому выводу датчика тока и через первый резистор соединен с катодом источника света оптоэлектронного прибора, который анодом соединен с другим выводом порогового элемента, при этом исполнительный транзистор коллектор-эмиттерным переходом подключен к выходной диагонали диодного моста, причем база-коллекторный переход его шунтирован вторым резистором, а базаэмиттерный переход шунтирован третьим резистором и транзисторным фотоприемником оптоэлектронного прибора, при этом симистор шунтирован защитным конденсатором.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для защиты нагрузки от токовой перегрузки, Предложенное устройство так же, как и прототип, содержит симистор 1, вход которого подключен к клемме для соединения с одной из шин сети переменного тока и является одним входом устройства, управляющая цепь симистора 1 через диодный мост

2 подключена к выходу симистора 1, трансформатор 3, один вывод первичной обмотки которого подключен к клемме для соединения с другой шиной сети питания и является

55 другим входом устройства, а вторичная обмотка трансформатора 3 предназначена для подключения нагрузки 4, датчик тока 5, исполнительный транзистор 6, оптоэлектронный прибор 7, пороговый элемент 8, фильтрующий конденсатор 9, три резистора

10, 11, 12.

В отличие от прототипа в предлагаемое устройство введены защитный конденсатор

13 и выпрямитель 14, а датчик тока 5 одним входом соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора 3, другим входом соединен с выходом симистора 1 и через выпрямитель 14 с пороговым элементом 8 и фильтрующим конденсатором 9, который другим выводом подключен к другому выводу датчика тока 5 и через первый резистор 10 с катодом источника света оптоэлектронного прибора 7, который анодом соединен с другим выводом порогового элемента 8, при этом исполнительный транзистор 6 коллектор-эмиттерным переходом подключен к выходной диагонали диодного моста 2, причем база-коллекторный переход его шунтирован вторым резистором 12 и транзисторным фотоприемником оптоэлектронного прибора 7, при этом симистор 1 шунтирован защитным конденсатором 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении устройства через защитный конденсатор 13 переменное синусоидальное напряжение подается на трансформатор 3 через датчик тока 5, в качестве которого может быть резистор или трансформатор тока, Постоянным напряжением на выходе диодного моста 2 положительной полярности через резистор 11 отпирается транзистор 6, причем напряжение, поступающее через коллектор-эмиттерный переход этого транзистора, создает ток управления симистором 1, и последний переходит в открытое состояние. При нормальном режиме работы напряжение на выходе датчика тока 5 и соответственно выпрямителя 14 недостаточно для срабатывания порогового устройства 8.

При токовой перегрузке возрастает падение напряжения на датчике тока 5 и увеличивается напряжение, снимаемое с этого выхода. Возрастает и напряжение на выходе выпрямителя 14 и соответственно на фильтрующем конденсаторе 9, При увеличении напряжения до заданной величины срабатывает пороговый элемент 8, в качестве которого в простейшем виде может быть стабилитрон, и получает питание источник света оптоэлектронного прибора 7. При этом срабатывает его транзисторный фотоприемник, шунтируя база-эмиттерный переход исполнительного транзистора 6, 1744748

50

55 который запирается. Питание трансформатора 3 и соответственно нагрузки 4 (в качестве которой может быть просто выпрямитель с нагрузкой или стабилизированный источник питания с нагрузкой, под которой понимается 5 различный потребитель энергии) осуществляется бесперебойно через защитный конденсатор 13. Поскольку сопротивление нагрузки

4 при токовой перегрузке уменьшается, то, 60 — 90;(, напряжения падает на защитном 10 конденсаторе 13 и только 40 — 10/ прикладывается к нагрузке 4. При соответствующем подборе величины емкости защитного конденсатора 13 ток аварийного режима примерно равен номинальному, При устранении 15 токовой перегрузки устройство автоматически переходит в первоначальный нормальный режим, который был до токовой перегрузки. Резистор 10 ограничивает ток, протекающий через источник света оптоэлек- 20 тронного прибора 7. Применение защитного конденсатора 13 повышает КПД устройства в аварийном режиме работы до 20-50, в зависимости от мощности нагрузки 4 и напряжения питающей сети, Предложенное 25 устройство не требует дополнительного источника питания, за счет чего оно упрощается. Надежность повышается за счет обеспечения бесперебойного (непрерывного) питания нагрузки 4 в аварийном режиме, что 30 является основным требованием к питающим бортовым источникам, а также обеспечением самовозврата устройства в исходное состояние после устранения токовой перегрузки, Кроме того, повышению надежности способ- 35 ствует повышение КПД устройства на 20—

50 в аварийном режиме, а также упрощение устройства, Формула изобретения

Устройство для защиты нагрузки от то- 40 ковой перегрузки, содержащее семистор, вход которого подключен к клемме для соединения с одной из шин сети переменного тока и является одним входом устройства, управляющая цепь симистора через диодный мост подключена к выходу симистора, трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к клемме для соединения с другой шиной сети питания и является другим входом устройства, а вторичная обмотка трансформатора предназначена для подключения нагрузки, датчик тока, исполнительный транзистор, оптоэлектронный прибор, пороговый элемент, фильтрующий конденсатор и три резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения непрерывного питания и самовозврата уст- . ройства в исходное состояние после устранения токовой перегрузки при одновременном упрощении устройства, в него введены защитный конденсатор и выпрямитель, а датчик тока одним входом соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора, другим — с выходом симистора и через выпрямитель подключен к пороговому элементу и фил ьтрующему конденсатору, который другим выводом подключен к другому выводу датчика. тока и через первый резистор соединен с катодом источника света оптоэлектронного прибора, который анодом соединен с другим выводом порогового элемента, при этом исполнительный транзистор коллектор-эмиттерным переходом подключен к выходной диагонали диодного моста, причем база-коллекторный переход его шунтирован вторым резистором, а базаэмиттерный переход. шунтирован третьим резистором и транзисторным фотоприемником оптоэлектронного прибора, при этом симистор шунтирован защитным конденсатором, 1744748

40

50

Составитель Ю.Снегирев

Техред М.Моргентал Корректор T.Ïàëèé

Редактор Н,Коляда

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

Заказ 2201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, .Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5