Устройство для защиты нагрузки от изменения питающего напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к защите электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности и точности срабатывания защиты . Это достигается тем, что при отклонении напряжения на нагрузке I выше задаваемого предела напряжение на аноде диода 26, снимаемое с рёзисторного делителя напряжения 7, становится больше напряжения , приложенного к эмиттеру транзистора 9. Открывается диод 26, в результате увеличивается базовый и коллекторный токи транзистора 9, а базовый и коллекторный токи транзистора 11 уменьшаются и повышается напряжение на его коллекторе. Это приводит в действие положительную обратную связь, в результате чего происходит отключение электропитания., 1 з. п. ф-лы, 1 ил. сл со со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1319137

А1 д11 4 Н 02 Н 3/20, 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3941268/24-07 (22) 13.08.85 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Ереванский научно-исследовательский и проектный институт автоматизированных систем управления городом (72) С. Е. Аствацатрян, Э. А-. Вартапетов, А. М. Маранджян и Ж. А. Балабанян (53) 621.316,925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 801172, кл. Н 02 Н 3/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 680101, кл. Н 02 Н 5/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ПИТАЮЩЕГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение надежности и точности срабатывания защиты. Это достигается тем, что при отклонении напряжения на нагрузке I выше задаваемого предела напряжение на аноде диода 26, снимаемое с резисторного делителя напряжения 7, становится больше напряжения, приложенного к эмиттеру транзистора 9. Открывается диод 26, в результате увеличивается базовый и коллекторный токи транзистора 9, а базовый и коллекторный токи транзистора 11 уменьшаются и повышается напряжение на его коллекторе.

Это приводит в действие положительную обратную связь, в результате чего происходит отключение электропитания., 1 з. и. ф-лы, 1 ил.

1319137

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания электронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности, точности срабатывания защиты и быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для защиты нагрузки 1 от изменения напряжения источника 2 питания содержит цепочку 3 опорного напряжения, состоящую из последовательно соединенных первого резистора 4 и первого стабилитрона 5, анод которого соединен с отрицательным выводом источника питания, первый

6 и второй 7 резисторные делители напряжения, первыми выводами подклк>чсииые к отрицательному выводу источника питания, реагирующий орган 8, выиолш иный иа первом транзисторе,), коллсчкг«р которого соединен с первым выводом второго резистора 10, втором транзисторе 11, коллектор которого соединен с первым выводом третьего резистора 12, третьем parIзисторе 13, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника иитаи Iir, втором стабилитроне 14, ко денсаторс l5, четвертом резисторе 16, первым выводом соединенном с базой первого транзистора, пятом !7 и шестом 18 резисторах, и исио,.нительный орган 19, силовой коммуTHpvK)щий элемент 20 которого, выиолиеииыи иа четвертом транзисторе, включен L цсl ь питания нагрузки между положительным иыволом источника питания и положительным выводом питания нагрузки, а входы 21 и: 2 исполнительного органа подключены к выходам 23 и 24 реагирующего oprarl;I, первый диод 25, катодом соединенный со средней точкой первого делителя напряжения, а анодом — — с коллектором первого и с базой второго транзисторов рсигирующего органа 8, второй диод 26, анод которого соединен со средней точкой вт<эрого делителя напряжения, а катод -- с базой первого и с коллектором трепсго транзисторов реагирующего органа 8, и г!и— тий диод 27, анод которого соедииси с отрицательным выводом источника питания, а катод — с базой трстьего транзистора 13 и с первым выводом конденсатора 15, второй вывод которого через пятый резистор ! 7 соединен с катодом второго стабилитрона 14 и с вторыми выводами первого, второго и третьего резисторов и с первым выводом шестого резистора 18, вторым выводом cop3HIIPIIHol о с положительным в водом источника питания, анод второго стабилитроиа !4 соединен с отри IrITсльirr.-.iì выводом источника питания, второй вывод четвертого резистора !6 соедииси р колl(ктором второго тра изистора 1 1, служа щи M плюсовым выходом реагирующего органа, эммитеры первого и второго транзистор )H соединены со средней точкой цепочки 3

1О ! 5

25 .30

3. >

4 «}

5 опорного напряжения, служащей минусовым выходом реагирующего органа, при этом вторые выводы первого и второго делителей напряжения соединены с положительным выводом литания нагрузки, а отрицательный вывод питания нагрузки соединен с отрицательным выводом источника литания непосредственно.

В исполнительном органе имеется силовой коммутирующий элемент, выполненный на четвертом транзисторе 20, эмиттер которого соединен с положительным выводом источника питания, коллектор — с положительным выводом питания нагрузки, а база— с коллектором пятого транзистора 28, эмиттер которого через анод-катод четвертого диода 29 соединен с эмиттером шестого транзистора 30, служащим минусовым входом исполнительного органа 19, плюсовым входом которого служит первый вывод седьмого резистора 31, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора 30.

Кроме того, имеется духступенчатый делитель 32 напряжения с двумя средними точками, первая средняя точка которого со стороны отрицательного вывода источника питания соединена с базой пятого транзистора 28, вторая средняя точка — с коллекэ ором эиестого транзистора 30. Плюсовой

23 и минусовой 24 выходы реагирующего органа соединены каждый соответственно с илкэсовым 21 и минусовым 22 входами исполнительного органа.

Устройство подготавливается к работе следующим образом. После включения источника 2 питания в рабочем режиме стабилизатора резисторные делители 6 и 7 напряжения настраивают так, чтобы диоды

25 и 26 и первый ключевой транзистор 9 были заперты напряжением, приложенным к эмиттерам транзисторов 9 и 11, при этом второй транзистор 11 отперт базовым током, задаваемым резистором 10.

П роизводят настройку минимального уровня напряжения срабатывания защиты.

)1ля этого на выходе стабилизатора уста авливают минимальное значение напряжения срабатывания защиты. Подбором величиi ы сопротивлений резисторного делителя 6 иа катоде диода 25 устанавливают напряжение меньше положительного напряжения, приложенного через резистор 10 к базе транзистора l! или к аноду диода 25.

В результате открывается диод 25, уменьшается базовый и, соответственно, коллекториый токи транзистора 1, повышается напряжение на его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь, заключающуюся в том, что через резистор 16 увеличивается базовый и, соответственно, коллекторные токи транзистора 9.

Открытый транзистор 9, шунтируя своим коллекторно-эмиттерным переходом базаэы х Гтер ый переход транзистора 1 1, приводит сго к запиранию и повышению наI:pÿæcIrèÿ на еrо коллекторе, 1319137

Таким образом, просходит лавинообразный процесс, заканчивающийся полным отпиранием транзистора 9 и запиранием транзистора 11, в результате чего с выходов

23 и 24 реагирующего органа 8 на входы

21 и 22 исполнительного органа 19 поступает одиночный скачкообразный сигнал (аварийный сигнал) определенного уровня, задаваемого резистором 12, на отключение электропитания от нагрузки. Аварийный сигнал поступает на база-эмиттерный переход транзистора 30 исполнительного органа.

В результате открывается транзистор 30, который шунтирует базовый ток транзистора 28, задаваемый резисторным делителем 32, при этом запираются транзисторы 28 и силовой коммутирующий элемент 20, и подача электропитания от источника 2 прекращается. Сброс защиты и повторное включение осуществляется переключением источника 2.

Перед включением на выходе стабилизатора устанавливают максимальное значение напряжения срабатывания защиты.

Производят настройку максимального уровня напряжения срабатывания защиты. Подбором величины сопротивлений резисторного делителя 7 на аноде диода 26 устанавливают положительное напряжение, превышающее напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора 9. В результате через стабилитрон 5 открывается диод 26, из-за чего увеличивается базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора 9, соответственно уменьшаются базовый и коллекторный токи транзистора 11, повышается напряжение на его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь. Далее процесс опрокидывания транзисторов 9 и 11 и отключение электропитания происходит в описанно" выше последовательности. Переключателем источ ника 2 производят сброс защиты. Повторное включение осуществляют в номинальном (рабочем) режиме стабилизатора.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении напряжения на нагрузке

1 ниже задаваемого допустимого предела положительное напряжение на катоде диода 25, снимаемое с резисторного делителя 6 напряжения, становится меньше положительного напряжения, приложенного через резистор 10 к базе транзистора 11 или к аноду диода 25, открывается диод 25, из-за чего уменьшаются базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора 11. повышается напряжение па его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь, заключающуюся в том, ITo через резистор 16 увеличивается базовый и, соответственно, кол.",скторный токи транзистора 9. Открытый транзистор 9, шунтируя своим коллекторно-эмиттерным переходом база-эмиттерный переход транзистора

11, приводит его к запиранию и повышению

l5 ру транзистора 9, открывается диод 26, Форлгц.га изобретения

40 напряжения на его коллекторе. Таким образом, просходит лавинообразный процесс, заканчивающийся полным отпиранием транзистора 9 и запиранием транзистора l l, в результате чего на входы 21 и 22 исполнительного органа поступает одиночный скачкообразный сигнал определенного уровня на отключение электропитация от нагрузки.

При отклонении напряжения на нагрузке

1 выше задаваемого допустимого предела положительное напряжение на аноде диода

26, снимаемое с резисторного делителя 7 напряжения, становится больше положительного напряжения, приложенного к эмиттеиз-за чего увеличиваются базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора

9, соответственно уменьшаются базовый и коллскторный токи транзистора 11, повышается напряжение на его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь. Далее процесс опрокидывания транзисторов 9 и 11 и отключение электропитания происходит в изложенной выше последовательности.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность настройки схемы защиты в достаточно узком диапазоне между уровнями напряжений срабатывания максимальной и минимальной защит и взаимонезавнсимость настройки уровней срабатывания.

НрН неисправностях во вторичных источниках электропитания напряжение ограничивается на установленном уровне срабатывания защиты, предохраняя аппаратуру также от кратковременного превышения напряжения электропитания. В схеме устройства объединены функции контроля и запоминания сигнала неисправности, что дает возможность вместо электромагнитного реле использовать бес конта ктное отключающее устройство. По сравнению с базовым устройство имеет более высокую надежность, быстродействие и точность срабатывания, что увеличивает срок службы электронной аппаратуры.

l. Устройство для защиты нагрузки от изменения питающего напряжения, содержащее цепочку опорного напряжения, состоящую из последовательно соединенных первого резистора и первого стабилитрона, анод которого соединен с отрицательным выводом источника питания, первый и второй резисторные делители напряжения, первыми выводами подключенные к отрицательному выводу источника питания, реагирующий орг3II, выполненный на первом транзисторе, коллектор которого соединен с первым выводом второго резистора, втором тра нзисторе, коллектор которого соединен с первым выводом третьего резистора, третьем тран1319137

Составитель О. Орлов

Редактор H. Тупица Техред И. Beрес Корректор А. Обручар

Заказ 2521/49 Тираж 518 Подписное

БНИИПИ Г осударствеииого комитета (С(.P по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж--35, Раушская иаб., д. 4/5

Производствеиио-полиграфическое ирсдприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зисторе, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питания, втором стабилитроне, конденсаторе, четвертом резисторе, первым выводом соединенном с базой первого транзистора, пятом и шестом резисторах, и исполнительный орган, силовой коммутирующий элемент которого включен в цепь питания нагрузки между положительным выводом источника питания и положительным выводом питания нагрузки, а входы исполнительного органа подключены к выходам реагирующего органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности срабатывания защиты, в реагирующий орган введены первый диод, катодом соединенный со средней точкой первого делителя напряжения, а анодом — с кол- 15 лектором первого транзистора и с базой второго, второй диод, анод которого соединен со средней точкой второго делителя напряжения, а катод — с базой первого транзистора и с коллектором третьего, и третий диод, анод которого соединен с отрицательным выводом источника питания, а катод — с базой третьего транзистора и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом второго стабилитрона, с вторыми выводами первого, второго и третьего резисторов и с первым выводом шестого резистора, вторым выводом соединенного с положительным выводом источника питания, анод второго стабилитрона соединен с отрицательным выводом источника 3D питания, второй вывод четвертого резистора соединен с коллектором второго транзистора, служащим плюсовым выходом реагирующего органа, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены со средней точкой упомянутой цепочки опорного напряжения, служащей минусовым выходом реагирующего органа, при этом вторые выводы первого и второго делителей напряжения соединены с положительным выводом питания нагрузки, отрицательный вывод питания которой соединен с отрицательным выводом источника питания непосредственно.

2. Устройство, по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, силовой коммутирующий элемент исполнительного органа выполнен в виде четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с положительным выводом источника питания, коллектор — с положительным выводом питания нагрузки, а база — с коллектором пятого транзистора, эмиттер которого через анод-катод четвертого диода соединен с эмиттером шестого транзистора, служащим минусовым входом исполнительного органа, плюсовым входом которого служит первый вывод седьмого резистора, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора, в исполнительный орган введен включенный между выводами источника питания двухступенчатый делитель напряжения с двумя средними точками, первая средняя точка которого со стороны отрицательного вывода источника питания соединена с базой пятого транзистора, а вторая средняя точ ка — с коллектором шестого транзистора, при этом плюсовой и минусовой выходы реагирующего органа соединены каждый соответственно с плюсовым и минусовым входами исполнительного органа.