Автоматический переключатель нагрузки

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ, содержащий основной и резервный каналы, первый и второй; переключающие транзисторы, первый И второй транзисторы блокировки., времязадающую RC-цепь, резисторы, шины.источника питания, о т л и ч а ю щ и fl с я тем, что, с целью повышения надежности, введены резисторно-диодный датчик тока, первый и второй транзисторы защиты, вторая, времязадающая RC-цепь, диоды, причем резисторно-диодный датчик тока включен между.первой шиной источника литания и первым выходом основного канала, который через первые резисторы соединен с базами транзисторов блокировки , базы транзисторов защиты через вторые резисторы соединены со среД7 ней точкой резисторно-диодного датчика тока, первым выходом резервного канала , эмиттерами транзисторов блокировки , коллекторы транзисторов защиты соединены с базами переключающих транзисторов и через третьи резисторы второй шиной источника питания, эмиттеры транзисторов защиты подключены к первой шине источника питания , эмиттерам переключающих транзисторов и через конденсаторы и резисторы соответствующих времязадающих RC-цепей - к вторым выходам каналов которые через соответствующие g нагрузки соединены с второй шиной (П источника питания, при этом диоды включены между базами транзисторов защиты и средними точками времязадающих RC-цепей, коллектор первого транзистора блокировки соединен со средней точкой второй времязадающёй ftC-Цепи, коллектор второго транзистора блокировки - с базой второго переключающего транзистора. 4 IsD 00 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

„.,SU„„1042182 A

Э(Я) Н 03 К 17 60

l= /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 341 6749/18-21 (22) 02.04.82 (46) 15.09.83. Бюл.. 9 34 (.72) И.Н.Бочаров, И.И.Скоморовский и В.И.Чупахин (53) 621.382(088.8) (56) 1. Патент США 9 3076123, кл. 315-88, 1972.

2. авторское .свидетельство СССР

Р 438116, кл. Н 03 К 17/60, 1973 (прототип). (54)(57) ABTONATH×ÅÑÊÈA ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ:НАГРУЗКИ, содержащий основной и резервный .каналы, первый и. второй переключающие транзисторы, первый и второй транзисторы блокйровки, времязадающую ЯС-цепь, резисторы, шины источника питания, о т л ич а ю шийся . тем, что, с целью повышения надежности, введены резисторно-диодный датчик тока, первый и второй транзисторы защиты, вторая, времязадающая РС-цепь, диоды, причем резисторно-днодный датчик тока включен между первой шиной источника питания и первым выходом основного канала, который через первые резисторы соединен с базами транзисторов блокировки, базы транзисторов защиты через вторые резисторы соединены со средней точкой резисторно-диодного датчика тока, первымвыходом резервного канала, эмиттерами транзисторов блокировкй, коллекторы транзисторов защиты соединены с базами переключающих транзисторов и через третьи резисторыс второй шиной источника питания, эмиттеры транзисторов защиты подключены к первой шине источника питания, эмиттерам переключающих транзисторов и через конденсаторы и ре" зисторы соответствующих времязадающих RC-цепей †. к вторым выходам каналов, которые через соответствующие Р нагрузки соединены с второй. шиной

Щ источника питания, при этом диоды включены Между базами транзисторов %УФ защиты и средними точками времяза- С дающих Rc-цепей, коллектор. первого транзистора блокировки соединен со д средней точкой второй времязадающей

OC-цепи, коллектор второго транзистора блокировки — с базой второго переключающего транзистора.

10421 82

Изобретение относится к полупрг= водниковой техник е, н ча ст ности к системам, резервированным методом ,замещения, и может быть использовано, например, в качестве автоматического аварийного переключателя осветительных ламп с основной на резервную.

Известен автоматический переключатель нагрузки, содержащий основной и резервный каналы (1 ).

Однако данное устройство не обеспечивает переключения нагрузки и защиты цепей н случае короткого замыкания в цепях нагрузки..

Известен также автоматический йереключатель нагрузки, содержащий основной и резервный каналы, первый и второй переключающие транзисторы, первый и второй транзисторы блокировки, нремязадающую РС -цепь, резисторы, шины источника питания (2 ).

Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная с наличием общей,для обоих каналов схемы управления, выход из строя которой может привести к выходу из строя всего устройства в целом. Кроме того, схема не обеспечивает поканальной защиты цепей устройства от токов перегрузки и короткого замыкания нагрузки.

Цель изобретения †. повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматический переключатель нагрузки, содержащий основной и резервный каналы, первый и второй переключащцие. транзисторы, первый и второй транзисторы блокировки, времяэадающую RC-цепь, резисторы, шины источника питания, введены реэисторно-диодный датчик тока, первый и второй транзисторы защиты, вторая времязадающаяйС-цепь, диоды, причем резисторно-диодный датчик тока включен между первой шиной источника питания и первым выходом основного канала, который через первые резисторы соединен с базами транзисторов блокировки, базы транзисторов защиты через вторые резисторы соединены со средней точкой резисторнодиодного датчика тока, первым выходом резервного канала, эмиттерами транзисторов блокировки, коллекторы транзисторов защиты соединены с базами переключающих транзисторов и через третьи резисторы — с второй шиной источника питания, эмиттеры транзисторов защиты подключены к йервой шине источника питания, эмиттерам переключающих транзисторов и через конденсаторы и резисторы соответствующих времяэадающих РС -цепейк вторым выходам каналов, которые через соответствующие нагрузки соединены с второй шиной источника питания, при этом диоды включены между базами транзисторов защиты и средними точками нремязадающих

Ю-цепей, коллектор первого транзис- тора блокировки соединен со средней точкой второй времязадающей RC -цепи, коллектор второго транзистора блокировки — с базой нторого перекЛю чающего транзистора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема автоматического переключателя нагрузки.

Переключатель содержит резистор 1 и диод 2, образующие реэисторнодиодный датчик тока, основной канал

3, резервный канал 4, первый 5 и второй б переключающие транзисторы, диод 7, резистор 8 и диод 9, резистор 10, образующие соответственно первую и вторую цепи положительной обратной связи, конденсаторы 11 ,и 12, образующие соответственно с .резисторами 8 и 10 первую и вторую нремяэадающие РС -цепи, первый 13 и второй 14 транзисторы защиты, первый 15 и второй 1б транзисторы блокировки, первые резисторы 17 и

18, вторые резисторы 19 и 20, третьи резисторы 21 и 22, оснонная 23 и резервная 24 нагрузки.

Устройство работает следующим

ЗО образом

При включении питания основной канал 3 срабатывает и подает питание на основную нагрузку 23. Срабатывание основного канала обеспечивается открытым через резистор 21 первым переключающим транзистором 5.

При этом первый транзистор защиты

13 остается закрытым, если ток нагрузки, а следовательно, и падение напряжения на резисторе 1 не превы40 шает установленного предела. Если же этот предел превышен, то транзистор 13 начинает отпираться, запирая транзистор 5 и предотвращая тем самым дальнейший рост тока в нагрузке

45 23. При этом, поскольку напряжение на нагрузке 23 Фиксируется на некотором пониженном уровне, начинается заряд конденсатора 11 через резистор

8. Если время, в течение которого

5g имеет меото перегрузка, меньше постоянной времени времяэадающей цепи

8, 11 (пусковой ток лампы накаливания или емкостной нагрузки ), то IIoc» ле спада тока нагрузки до номинального уровня, транзистор 13 запирается, транзистор 5 переводится в режим насыщения, полностью отпирая основной канал 3. Если же время действия перегрузки по току превышает постоянную времени времязадающей цени ч(непредусмотренное снижение сопротивления нагрузки, короткое замыкание в цепи нагрузки ), то через некоторое время после начала заряда конденсатора 11 в цепи базы транзис65 тора 13 через диод 7 и резистор 8

1042182

ВНИИПИ Заказ 7147/57 Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

\ начинает течь отпирающий ток, вызывая.дальнейшее эапирание транзистора 5 и канала 3 н уменьшение тока в нагрузке 23 и напряжение на нвй; через цепь 7,8 возникает положительная обратная связь, приводящая к лавинообразному запиранию канала 3 °

Циод 7 осуществляет гальваническую азвязку в режиме ограничения тока между цепью ограничения (резистор

19 ) и цепью защиты (резистор 8 ), повышая таким образом эффективность схемы защиты.

В .процессе работы основного кана» ла в номинальном режиме резервный канал заперт. Это обеспечивается блокирующим транзистором 16, который при протекании тока основной нагрузки через диод 2, находится в режиме насыщения, запирая транзистор 6. Насыщенный транзистор 15 при этом шунтирует конденсатор 12, блокируя цепь защиты резервного канала и предотвращая тем саьым ложное срабатывание схемы защиты при переключении на резервный канал.

При прекращении протекания тока основной нагрузки (при коротком эамыкайии в цепи основной нагрузки .23 .или ее обрыве) транзисторы 16. и 15 запираются. При этом транзистор 6 и резервный канал 4 открываются, подавая питание на резервную нагрузку 24, а пепь защиты разблокируется. Дальнейшее функционирова.5 ние цепей резервного канала полностью аналогично описанному функциони рованию основного канала.

Использование изобретения позволяет осуществить. защиту цепей от

10 токов перегрузки и короткого замыкания, что особенно важно в случае применения транзисторов в качестве силовых ключевых элементов основного и резервного каналов.

Повышение надежности устройства достигается благодаря обеспечению практически полной автономии каналов (единственным общим элементом для обоих каналов является датчик. тока).

При этом выход из строя любого иэ относительно ненадежных элементов схемы (транзисторы, диоды ) не может привести к выходу иэ строя всего устройства. Кроме того, упрощение схемы, использование в цепях управ" ления каналами. транзисторов одной проводимости позволяет упростить производство таких устройств по тонкопленовой технологии.