Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке и устройство для его осуществления

 

1 .Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, заключающийся в том,, что выделяют напряжение, пропорциональное току нагрузки, сравнивают его с заданным значением и при превышении выделенным напряжением заданного формируют сигнал на отключение источника вторичного электропитания от сети, отличающийся тем, что, с целью повыпения эффективности защиты, после выключения источника вторичного элек-тропитания формируют дополнительное напряжение, подают его в цепь нагрузки , получают напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в нагрузке, сравнивают его с опорным и при уменьшении этого напряжения ниже опорного включают источник вторичного электропитания. 2, Устройство для защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, снабженного блоком управления, содержащее первый датчик тока, включенный на выходе источника вторичного электропитания , параллельно первому датчику тока подключены последовательно соединенные туннельный диод и первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для соединения с первым входом блока управления, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше§ ния эффективности запщты, введены разделительный диод, ключевой элемент, второй датчик тока, пороговый элемент генератор импульсов, триггер, два конденсатора и мостовой выпрямитель, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера, прямой и инверсный выходы которого через первый и второй конденсаторы подклю00 01 чены к входу мостового выпрямителя, . выход которого через последовательно 4 00 соединенные второй датчик тока и ключевой элемент подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора, ч выход второго датчика тока через пороговый элемент предназначен для подключения к второму входу блока управления , управляющий вход ключевого элемента предназначен для подключения к первому выходу блока управления, а разделительный диод включен между вторичной обмоткой импульсного трансформатора и первым входом блока управления . ,3. Устройство по п, 2, о т личающеес что тем.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5П4, Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 3743334/24-07 (22) 23,05.84 (46) 15.10.85. Бюл. Ф 38 (72) А.Н. Якушкин и Н.П.Сальков (53) 621.316.925.4(088.8) (56) Моин В.С., Лаптев Н.H. Стабилизированные транзисторные пр еобраз ователи. М.: Энергия, 1972, с.426.

Кирсей В.Я., Гулый В.Д., Пельтек И.ф. Устройство защиты и плавного запуска ВИП с бестрансформаторным входом. — В сб.: Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА.

М.: МДНТП, 1979, с.116-118. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ОТ КОРОТКИХ ЗАMbIKAHHA В НАГРУЗКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

EI 0 ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, заключающийся в том,. что выделяют напряжение, пропорциональное току нагрузки, сравнивают его с заданным значением и при превышении выделенным напряжениqM заданного формируют сигнал на отключение источника вторичного электропитания от сети, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, после выключения источника вторичного элек-. тропитания формируют дополнительное напряжение, подают его в цепь нагрузки, получают напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в нагрузке, сравнивают его с опорным и при уменьшении этого напряжения ниже опорного включают источник вторичного электропитания.

ÄÄSUÄÄ 1185487 А

2. Устройство для защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, снабженного блоком управления, .содержащее первый датчик тока, включенный на выходе источника вторичного электропитания, параллельно первому датчику тока подключены последовательно соединенные туннельный диод и первичная обмотка импульснбго трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для соединения с первым входом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем что с целью повышеЭ Ф а ния эффективности защиты, введены 19 разделительный диод, ключевой элемент, второй датчик тока, пороговый элемент, генератор импульсов, триггер, два конденсатора и мостовой выпрямителв, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера, прямой и инверсный выходы которого через первый и второй конденсаторы подключены к входу мостового выпрямителя, . QO выход которого через последовательно . соединенные второй датчик тока и клю- 9фЬ чевой элемент подключен к вторичной Яф обмотке импульсного трансформатора, ф выход второго датчика тока через по-роговый элемент предназначен для подключения к второму входу блока управления, .управляющий вход ключевого элемента предназначен для подключения к первому выходу блока управления, а разделительный диод включен между вторичной обмоткой импульсного трансформатора и первым входом блока управления.

;3. Устройство по п. 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем. что

1185487 вход генератора импульсов предназначен для соединения с вторым выходом блока управления.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты источников вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит разделительный трансформатор 1 и регулирующий элемент 2 с блоком управления 3, включенные в цепь первичной обмотки трансформатора 1, при этом вторичная обмотка через выпрямитель 4 и первый датчик тока 5 подключена к нагрузке 6, причем параллельно первому датчику тока 5 подключены последовательно соединенные туннельный диод 7 и первичная обмотка 8 импульсного транс— форматора 9, вторичная обмотка 10 которого соединена с первым входом блока управления 3. Устройство также снабжено разделительным диодом 11, пороговМм элементом 12, последователь но включенными генератором импульсов .13, триггером 14, конденсаторами 15 и 16, мостовым выпрямителем 17, вторым датчиком тока 18 и ключевым элементом 19, а блок управления 3 имеет первый выход 20, соединенный с управляющим входом ключевого элемента 19, и второй вход 21, подключенный через пороговый элемент 12 к второму датчику тока 18, причем ключевой элемент

19 соединен с вторичной обмоткой 10 импульсного трансформатора 9, а меж-. ду первым входом блока управления 3 и вторичной обмоткой 10 импульсного трансформатора 9 включен разделительный диод 11. Кроме того, блок управ- . ления 3 имеет второй выход 22, соеди4. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е .с я тем, что первый датчик тока содержит последовательно соединенные резистор и диод, включенный в прямом направлении.

2 ненный с генератором импульсов 13.

Датчик тока 5 содержит последовательно соединенные резистор 23 и диод 24, включенный в прямом направлении по

5 отношению к току нагрузки.

При воздействии дестабилизирующих факторов регулирующий элемент 2 под действием блока управления 3 изменяет напряжение в цепи первичной обмот1О ки разделительного трансформатора 1 таким образом, чтобы напряжение на нагрузке,6, поступающее через выпрямитель 4 и датчик тока 5 от вторич— ной обмотки разделительного трансфор15 матора 1, оставалось неизменным.

При коротком замыкании в нагрузке

6 увеличивается ток, потребляемый от выпрямителя 4 и, следовательно, падение напряжения на датчике тока

20 5. Это напряжение, пропорциональное величине тока нагрузки, приложено к цепи, содержащей туннельный диод

7 и первичную обмотку 8 импульсного трансформатора 9.

Когда оно превысит заданное значение, возникают управляющие импульсы в цепи туннельный диод 7 — первая обмотка 8 импульсного трансформатора

9.

30 Эти управляющие импульсы передаются во вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9. Полярность их такова, что разделительный диод

11 открыт и они поступают в блок

3S управления 3, который закрывает регулирующий элемент 2 и источник вторичного. электропитания выключается.

Напряжение, поступающее в нагрузку

6 от выпрямителя 4, уменьшается до о нуля. Кроме того, на выходе 20 блока управления 3 и на управляющем входе ключевого элемента 19 появляется отпирающее напряжение.

Ключевой элемент 19 замыкается и

4 на вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9 через датчик 18

1185487 поступают импульсы напряжения, генерируемые генератором 13 и преобразованные триггером 14, конденсаторами 15 и 16, выпрямителем 17. При этом полярность напряжения на вторичной обмотке 10 импульсного трансформатора 9 обратная по отношению к управляющим импульсам, передаваемым из первичной обмотки 8 до выключения вторичного источника питания, и раз- 10 делительный диод 11 закрыт. Требуемая полярность этого напряжения обеспечивается соответствующим включением выхода выпрямителя 17, а конденсаторы 15 и 16 осуществляют гальвани- 15 ческое разделение между входом выпрямителя 17 и выходами (прямым и инверсным) триггера 14.

На первичной обмотке 8 импульсного о трансформатора 9 наводится напряжение, полярность которого такова, что по цепи обмотка 8 — выпрямитель 4 — короткозамкнутая нагрузка 6 — обмотка

8 протекает ток. При этом на датчике

18 выделяется напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в . нагрузке 6, которое сравнивается с напряжением опорного источника. До тех пор, пока не устранено короткое замыкание в нагрузке 6, источник выключен.

После устранения короткого замыкания изменяется напряжение на датчике 18 и пороговый элемент 12 через блок управления 3 открывает регулирующий элемент 2, включается источник вторичного электропитания, напряжение с выпрямителя 4 через датчик тока 5 поступает в нагрузку 6. Кроме того, пропадает напряжение на выходе 20 блока управления 3 и ключевой элемент 19 размыкается.

Таким образом, реализуется способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в наг-. рузке, при котором происходит автоматическое включение источника только после устранения короткого замыкания, что повышает эффективность защиты, так как устраняются переходные процессы в источнике и в питающей сети, а также электромагнитные помехи. При этбм импульсный трансформатор используется одновременно для передачи информации о наличии короткого замыкания, управляющих импульсов в блоке управления и выключении источника, а также для получения и передачи информации об устранении короткого замыкания в нагрузке и включения источника.

В рассмотренном варианте реализации способа защиты генератор импульсов 13 генерирует импульсы напряжения как при включенном, так и при выключенном источнике. Если выход 22 блока управления соединить с генератором импульсов 13, последний включается только при выключении источника из-за короткого замыкания в нагрузке, а при включенном источнике генератор импульсов 13 выключен. При этом повышается

КПД и эффективность защиты.

Датчик тока 5 в устройстве реализации способа защиты может быть выполнен по любой иэ известных схем, например может использоваться резистивный датчик. Величина резистора датчика тока, как правило, имеет малую величину для того, чтобы КПД источника был достаточно высоким.

Поэтому через резистор датчика тока протекает сравнительно большой ток от обмотки 8 импульсного трансформатора

9, когда источник выключен, а ключевой элемент 19 замкнут. При выполнении датчика тока 5 в виде последовательного соединения резистора 23 и диода 24 этот ток равен нулю, так как для него диод 24 включен в непроводящем направлении, что также повышает эффективность защиты. Причем диод 24 по отношению к току нагрузки включен в проводящем направлении, а падение напряжения на нем от тока нагрузки используется как .часть напряжения, пропорционального величине тока нагрузки и используемого для сравнения с заданным значением.

1185487

С оставитель О. Мещерякова

Текред М. Кузьма, Корректор Е. Рошко

Редактор А.Гулько

Филиал НПП "Патент", r.Ужгород, ул,Проектная, 4

Заказ 6385/53 Тираж 619 . Подписное

ВН1ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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