Устройство отвода зарядов статического электричества

 

УСТРОЙСТВО ОТВОДА ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, содержащее цепь заземления, токоограничивающий элемейт, один вывод которого присоединен к защищаемому объекту , а другой - к цепи заземления,: отличающееся тем, что, с целью повышения,эффективности устройства и,расширения его функциональных возможностей, оно снабжено конденсатором, счетчиком импульсов и блоком сигнализации, а цепь заземления содержит два диода, газовый разрядник и импульсный трансформатор , в котором средняя точка первичной обмотки заземлена через газовый разрядник, каждая крайняя точка первичной обмотки присоединена к токоограничив шощему элементу через один из диодов, при этом диоды соединены с токоограничивающим элементом электродами разной полярности, вторичная обмотка импульсного трансформатора присоединена к входу счетчика импульсов, выход счетчика импульсов - к входу блока сигнализации, один Из электродов конденсатора - к точке соединения токоограничивакацего элемента и цепи заземления, а другой электрод заземлен.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОИ

РЕСПУБЛИК,SU.„

y g, Н 05 Р 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO QEhAM ИЗОБРЕТЕНИЙ H ОТНР ТЮ (21) 3562149/18-21 (22) 10.03.83 (46) 23. 10.84. Бюл. В 39 . (72) В.Ф. Попов (53) 621.319.74(088.8) (56) 1. Патент ФРГ У 1589439, кл. Н 05 F 3/02,,опублик. 1970.

2. Патент США У 4316231, кл. 361-712, опублик. 1982 (прото" тип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ОТВОДА ЗАРЯДОВ

СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, содерmagee цепь заземления, токоограничивающий элемент, один вывод которого присоединен к защищаемому объек

I ту, а другой - к цепи заземления, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства и,расширения его функциональных возможностей, оно снабе жено конденсатором, счетчиком импульсов н блоком сигнализации, а цепь заземления содержит два диода, газовый разрядник и импульсный транс форматор, в котором средняя точка первичной обмотки заземлена через газовый разрядник, каждая крайняя точка первичной обмотки присоединена к токоограничивающему элементу через один из диодов, при этом диоды соединены с токоограничивающим элементом электродами разной полярности, вторичная обмотка импульсного трансформатора присоединена к входу счетчика импульсов, выход счетчика импульсов — к входу блока сигнализации, один из электродов конденсатора - к точке соединения токоограничивающего элемен" та и цепи заземления, а другой электрод заземлен. точке соединения токоограничивающего элемента и цепи заземления, а другой электрод заземлен.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит токоограничивающнй элемент (резистор) 1,конден-; саторы 2, два импульсных диода 3 и 4, импульсный трансформатор 5, газовый. разрядник 6, счетчик 7 импульсов и блок 8 сигнализации. На чертеже показана также паразитная емкость 9 защищаемой цепи 10 и входы 11 меток времени.

Токоограничивающий резистор соединяет паразитнув емкость защищаемой цепи с первым выводом конденсатора и через диоды - с концами первичной обмотки импульсного трансформатора, средний вывод которой соединен с первым выводом:rasoaaro разрядника, вторые выводы конденсатора и газового разрядника заземлены. Выводы вторичной обмотки импульсного ге;нератора соединены с входом счетчика импульсов„ а выходы счетчика импульсов - e входами блока сигнализации, выходы которого являются выхода- ми устройства защиты.

В качестве счетчика импульсов могут быть использованы интегральные:микро схемы ТТЛ серий 130, 133, 134, 533 .— и т.д ., например 133ИЕ2, 133ИЕ5 и др., имеющие счетный и установочный входы.

Блок сигнализации может быть построек на основе двоичного дешифратора, к соответствующим выходам которого подключены входы соответствующих RG -триггеров в количестве, соответствующем числу выходов устройства защиты.

Таким образом, блок сигнализации может быть построен на основе

R5-триггеров, полученных соединением интегральных микросхем.ТТЛ серий, подключенных к вйходам дешифратора, например 133ÈÄ7.

Устройство работает следующим образом.

При наведении заряда на защищаемую цепь 10 ей сообщается потенциал

О = 6(СО, где 6 - сообщенный заряд; G - емкость защищаемой цепи.

Через токоограиичивающий .резистор, 1 большая часть заряда из защищаемой цепи перетекает в конденсатор 2„ в / результате чего потенциал заряда в

f 1120497

Изобретение относится к технйке. защиты от вреднйх проявлений статического электричества и может быть применено для защиты радиоэлектронных устройств и обслужи- 5 вающего персонала от поражения разря, дами статического электричества.

Известно устройство отвода зарядов статического электричества, содержащее элемент, присоединяемый 16 к защищаемому объекту, и цепь заземления t1 $.

Однако в этом устройстве реали зуются значительные токи разряда.

Поэтому оно неприменимо для защиты 1$ ряда радиоэлектронных устройств, чувствительных к энергии разряда.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство отвода зарядов статического электричества, со- 2С держащее цепь заземления, токоограничивающий элемент, один вывод которого присоединен к защищаемому . объекту, а другой — к цепи заземле" ноя Ц

Однако известное устройство обладает невысокой эффективностью и ограниченными функциональными возможностями из"за наличия гальванической связи между токоограннчивавщнм элементом и землей.

Цель изобретения — повышение эффективности и расширение функциональных возможностей устройства. с

Указанная цель достигается тем, что устройство отвода зарядов статического электричества, содержащее цепь заземления, токоограиичивающий элемент, один вывод которого присоединен к защищаемому объекту, а дру" 4" гой - к цепи заземления, снабжено конденсатором, счетчиком импульсов и блоком сигнализации, а цепь заземения содержит два диода, газовый азрядник и импульсный трансформатор,4 котором средняя точка первичной обмотки заземлена через газовый разрядник, каждая крайняя точка первичной обмотки присоединена к токоограничивающему элементу через один из диодов, при этом диоды соединены с токоограничивающим элементом электродами разной полярности, вторичная обмотка импульсного трансформатора присоединена к входу счетчика импульсов, выход счетчика импульсовк входу блока сигнализации, один из электродов конденсатора — к

3 1120 защищаемои цепи понижается в 2 0

-с+с с т о

Рвэ, а энергия заряда в защищаемой /сттс 2 Пепи снижается н, т с (\, с 2 а

0 емкость конденсатора 2. елесообразно емкость конденсатора 2 брать в

100-1000 раз большей емкости защищаемой цепи, чуб обеспечивает снижение потенциала заряда в 100-1000 раз и снижение энергии заряда в

10000-1000000 раз.

Напряжение с конденсатора 2 через диод 3 или 4 в зависимости от знака заряда поступает соответственно на начало или конец первичной обмотки трансформатора и далее — на один вывод газового разрядника. В случае

I воздействия на защищаемую цепь одного или нескольких зарядов, которое может привести к нарастанию потенC0+С циала цепи 10 выше уровня U

Зс ж С где О „„- потенцИал зажигания разрядника, напряжение, приложенное к ° разряднику, оказывается достаточным для его поджигания и через соответствующую половину обмотки трансформатора протекает импульсный ток ЗО разряда конденсатора 2. Под воздействием этого импульса тока во вторичной цепи трансформатора наводится импульс напряжения, полярность которого не зависит от того, по 35 какой половине первичной обмотки протекает ток разряда. Импульс напряжения подается на вход счетчика импульсов.

При каждом разряде с конденсато- 48 ра 2 снимается заряд pug где дЦразность потенциалов зажйгания и поасания разрядника. Число импульсов разрядного тока определяется величи.ной заряда, передаваемого защищаемой .4 цепи, и подсчитывается счетчиком имя

4 4 пульсов в период времени между двумя метками времени. Двоичный код с выхода счетчика импульсов поступает на вход блока сигнализации, где на выходе дешифратора, соответствующем входному коду, вырабатывается сигнал поступающий на соответствующий

RS-триггер. Сигнал с выхода RS-триггера может быть использован для включения устройства дополнительной активной защиты от электростатических зарядов, т.е. это могут быть индикаторы интенсивности статического электричества и приводы устройств, включающих источники ионизирующего излучения, увлажнения воздуха и фрикционных поверхностей, распылители антистатических веществ и т. д.

Таким образом, данное устройство защиты от статического электричества. снижает потенциал и энергию заряда в защищаемой цепи и по сравнению с известным имеет преимущество в том, что не вносит гальваническую связь защищаемой цепи с цепью разря-, да, увеличивает мощность в импульсе разрядного тока, протекающего на землю, вырабатывает информацию о воздействии и интенсивности статического электричества в виде числа импульсов разрядного тока, обрабатывает эту информацию, т.е. подсчитывает число импульсов, и после дешифрации этого числа в соответствии с установленными ранее порогами вырабатывает сигналы для управления дополнительными устройствами защиты, для которых предлагаемое устройство может служить первичным датчиком воздействия статического электричества, т.е. оно обладает более высокой эффективностью и расширенными по сравнению с известным устройством функциональными возможностями.

Заказ 7762/45 Тираж 782. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Ким

?едактор С. Пекарь Техред М.Кузьма Корректор А. Зимокосов