Устройство защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки

 

Изобретение может быть использовано для защиты силовых цепей питания индуктивной нагрузки от выбросов перенапряжения при выключении. Технический результат заключается в том, что устройство обладает высокой надежностью и малыми габаритами. Устройство содержит источник питания, бесконтактное коммутационное устройство, вход которого соединен с положительным полюсом источника питания, индуктивную нагрузку, подключенную между выходом бесконтактного коммутационного устройства и отрицательным полюсом источника питания, диод и стабилитрон. Стабилитрон и диод последовательно подключены между отрицательным полюсом источника питания и управляющим входом бесконтактного коммутационного устройства, причем к отрицательному полюсу источника питания подключен катод стабилитрона, а к управляющему входу бесконтактного коммутационного устройства - катод диода. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты силовых цепей питания индуктивной нагрузки от выбросов перенапряжения при выключении.

Известно устройство подавления индуктивного броска, описанное в научном издании П. Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1993, издание 4-е в 3-х томах, т. 1, с. 60, содержащее последовательно включенные индуктивную нагрузку и переключатель, источник питания, минусом подключенный к выходу переключателя, а плюсом - к входу индуктивной нагрузки, параллельно которой подключен диод блокировки индуктивного броска, включенный анодом к входу переключателя, а катодом - к плюсу источника питания.

Известно также устройство подавления индуктивного броска, описанное в научном издании П. Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1993, издание 4-е в 3-х томах, т. 1, с. 60, содержащее последовательно включенные индуктивную нагрузку и переключатель, источник питания, минусом подключенный к выходу переключателя, а плюсом - к входу индуктивной нагрузки, параллельно которой включена RС-демпфирующая цепочка.

Недостатком известных устройств является затягивание затухания тока, протекающего через индуктивную нагрузку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для защиты от перенапряжения коммутационного аппарата по а. с. N 585574, 1977, МПК H 02 H 9/04, содержащее источник питания, бесконтактное коммутационное устройство, вход которого соединен с положительным полюсом источника питания, индуктивную нагрузку, подключенную между выходом бесконтактного коммутационного устройства и отрицательным полюсом источника питания, цепочку из обратно включенного диода и резистора, предназначенную для подключения к зажимам нагрузки, динисторный аналог, состоящий из обратно включенного тиристора и стабилитрона, включенного в его цепь управления, и второй резистор, подключенный между катодом тиристора и основным резистором, причем катод стабилитрона подключен к катоду диода.

Однако известное устройство обладает рядом недостатков, а именно низкой надежностью, большими габаритами и высокой себестоимостью, обусловленных использованием мощных радиоэлементов, которые должны выдерживать ток, равный току, протекающему через индуктивную нагрузку, и затягиванием затухания тока, протекающего через индуктивную нагрузку, так как скорость затухания этого тока пропорциональна напряжению на индуктивной нагрузке.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание устройства защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки, обладающего высокой надежностью и малыми габаритами. Для этого в устройстве защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки содержится источник питания, бесконтактное коммутационное устройство, вход которого соединен с положительным полюсом источника питания, индуктивная нагрузка, подключенная между выходом бесконтактного коммутационного устройства и отрицательным полюсом источника питания, диод и стабилитрон, стабилитрон и диод последовательно подключен между отрицательным полюсом источника питания и управляющим входом бесконтактного коммутационного устройства, причем к отрицательному полюсу источника питания подключен катод стабилизатора, а к управляющему входу бесконтактного коммутационного устройства - катод диода.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки содержит бесконтактное коммутационное устройство, выполненное в виде ключа 1, например транзисторного, между управляющим входом и выходом которого включен резистор 2, диоды 3, 4, 5 и стабилитрон 6. Вход ключа 1, являющийся входом бесконтактного коммутационного устройства, соединен с положительным полюсом 7 источника питания (на чертеже не показан), а выход ключа 1 (выход бесконтактного коммутационного устройства) подключен через индуктивную нагрузку 8 к отрицательному полюсу 9 источника питания. Стабилизатор 6 и диод 5 последовательно подключены между отрицательным полюсом 9 источника питания и управляющим входом ключа 1 (бесконтактного коммутационного устройства), при этом стабилитрон 6 подключен катодом к отрицательному полюсу 9 источника питания, а анодом - к аноду диода 5, катод которого подключен к управляющему входу ключа 1. Между входом и выходом бесконтактного коммутационного устройства, а также между полюсами 7 и 9 источника питания могут быть установлены, как показано на чертеже, обратно включенные диоды 3 и 4 соответственно.

Устройство защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки работает следующим образом.

С управляющего устройства на вход ключа 1 (бесконтактного коммутационного устройства) поступает сигнал отключения питания индуктивной нагрузки 8. На нагрузке 8 скачком меняется полярность напряжения (на чертеже указана в скобках), в результате чего происходит повторное включение ключа 1 и быстрое затухание тока, протекающего через индуктивную нагрузку 8.

Применение данного устройства позволяет уменьшить рассеиваемую мощность на диоде 5 и стабилитроне 6 за счет увеличения коэффициента использования ключа 1, путем задействования его в цепи ограничения отрицательного выброса напряжения нагрузки, и, следовательно, увеличить надежность работы. Применение маломощных полупроводниковых приборов уменьшает габариты и себестоимость устройства.

Формула изобретения

Устройство защиты от отрицательных выбросов при отключении индуктивной нагрузки, содержащее источник питания, бесконтактное коммутационное устройство, вход которого соединен с положительным полюсом источника питания, индуктивную нагрузку, подключенную между выходом бесконтактного коммутационного устройства и отрицательным полюсом источника питания, диод и стабилитрон, отличающееся тем, что стабилитрон и диод последовательно подключены между отрицательным полюсом источника питания и управляющим входом бесконтактного коммутационного устройства, причем к отрицательному полюсу источника питания подключен катод стабилитрона, а к управляющему входу бесконтактного коммутационного устройства - катод диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1