Устройство для защиты от перенапряжений аппаратуры линий связи

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повьшение надежности защиты путем уменьшения напряжения на защищаемой аппаратуре за счет исключения влияния рабочего сигнала. Импульс перенапряжения в виде продольного напряжения поступает на блок 6 выделения поперечной составляющей, которая возникает за счет разности наводимых на оба провода линии 7 продольных напряжений, а также за счет асимметрии входных цепей защищаемой аппаратуры. При отрицательной полярности импульса перенапряжения срабатывает транзистор 1 и шунтирует вход защищаемой аппаратуры , при положительной полярности импульса перенапряжения срабатывает транзистор 2. Надежность повышается за счет того, что рабочий сигнал является поперечным сигналом и отсутствует на выходах блока 6. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) (51) 4 Н 02 Н 9/04

ll

1

) ° l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ био 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4060414/24-07 (22) 22.04.86 (46) 15.01.88. Бюл. У 2 (72) M.Г.Шнайдерман, Л.И.Муратов, А.В.Донченко и В.Г.Бондаренко (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 202289, кл. Н 02 Н 9/04, 1964.

Авторское свидетельство СССР

N- 1156189, кл. Н 02 Н 9/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ АППАРАТУРЫ ЛИНИЙ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности защиты путем уменьшения напряжения на защищаемой аппаратуре за счет исключения влияния рабочего сигнала. Импульс перенапряжения в виде продольного напряжения поступает на блок 6 выделения поперечной составляющей, которая возникает за счет разности наводимых на оба провода линии 7 продольных напряжений, а также за счет асимметрии входных цепей защищаемой аппаратуры. При отрицательной полярности импульса перенапряжения срабатывает транзистор 1 и шунтирует вход защищаемой аппаратуры, при положительной полярности импульса перенапряжения срабатывает транзистор 2. Надежность повышается за счет того, что рабочий сигнал является поперечным сигналом и отсутствует на выходах блока 6. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1367092

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от импульсных перенапряжений аппаратуры систем передачи, устанавливаемой на необслуживаемых и об5 служиваемых усилительных пунктах кабельных линий связи.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения напряжения на защищаемой аппаратуре за счет исключения влияния рабочего сигнала.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — примеры реализации блока выделения продольной составляющей.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, первый 3 и второй

4 диоды.

В устройство введены диодная мостовая схема 5 и блок 6 выделения продольной составляющей импульса перенапряжения, входы которого подключены к линии 7 связи, первый и второй защитные выходы — к входам защищаемой 25 аппаратуры 8, третий защитный выход — к земле, а первый и второй управляющие выходы — к входам введенной мостовой схемы 5, анодный и катодный выходы которой соединены с базами со- б ответственно транзисторов 1 и 2. Коллекторы транзисторов 1 и 2 подключены соответственно к аноду и катоду диодов 3 и 4, вторые выводы которых соединены между собой и подключены к первому защитному выходу блока 6

35 выделения, а эмиттеры транзисторов к второму защитному выходу блока 6, причем транзистор 1 имеет р-п-р, — а транзистор 2 и-р-n — проводимость. 4О

Блок 6 выделения продольной составляющей импульса перенапряжения (фиг. 2) содержит первый 9 и второй

10 дифференциальные трансформаторы, резистор 11 и пару встречно включенных стабилитронов 12.

В частном случае, если защищаемая аппаратура имеет уравновешенный вход, блок 6 выделения (фиг. 3) может быть реализован в виде дифференциального трансформатора 13, резистора 14 и двух пар встречно включенных стабилитронов 15 и 16, соединенных последовательно. При использовании блока

6 в линиях связи с дистанционным питанием между средней точкой дифференциального трансформатора 9 и резистором 11 должен включаться конденсатор.

Устройство работает следующим образом.

Импульс перенапряжения наводится на один либо на оба провода линии 7 в виде продольного напряжения (U„), которое представляет собой положительный либо отрицательный потенциал между проводом и землей. Продольное напряжение поступает на блок 6 выделения (фиг. 1). На выходе блока 6 выделения появляется поперечная составляющая импульса перенапряжения U,êîторая возникает за счет разности наводимых на оба провода линии 7 продольных напряжений, а также за счет асимметрии входных цепей защищаемой аппаратуры 8. Поперечная составляющая импульса перенапряжения поступает на вход защищаемой аппаратуры, параллельно которой включена схема электронного ключа, содержащая шунтирующие транзисторы 1 и 2, защитные диоды 3 и 4 и диодную мостовую развязывающую схему 5. На первом и втором управляющих выходах блока 6 выделения появляются сигналы, которые формируются из продольной составляющей импульса перенапряжения. Управляющие сигналы подаются на входы мостовой схемы 5, через которую поступают на

1 базы шунтирующих транзисторов 1 и 2.

На каждом из управляющих выходов блока 6 может появиться сигнал положительной либо отрицательной полярности относительно эмиттеров транзисторов 1 и 2 в зависимости от полярности напряжения, наводимого на провода линии 7. Благодаря развязывающей мостовой схеме 5 на базу транзистора

1, который имеет р — п-р-проводимость, всегда поступает отрицательный отно-! сительно эмиттера управляющий потенциал, а на базу транзистора 2, который имеет п-р-п-проводимость, положительный относительно эмиттера управляющий потенциал.

При отрицательной полярности наведенного напряжения на выходе блока

6 относительно эмиттеров транзисторов 1 и 2 срабатывает цепь из последовательно соединенных транзистора

1 и диода 3 и шунтирует вход защищаемой аппаратуры 8, а при положительной полярности — цепь из транзистора

2 и диода 4. Диоды 3 и 4 защищают транзисторы от напряжений обратной полярности. Величина наводимого напряжения, поступающая на вход аппара3 13 туры 8, определяется параметрами последовательно соединенных транзистора и диода в открытом состоянии и не превышает 3-5 B.

Рабочий сигнал, поступающий по линии 7 на вход блока 6, является поперечным сигналом и полностью отсутствует на управляющих выходах блока 6.

Таким образом, схема электронного ключа совершенно не реагирует на напряжение рабочего сигнала, независимо от его величины.

Блок 6 выделения продольной составляющей работает следующим образом (фиг. 2).

Продольное напряжение через среднюю точку первого дифференциального трансформатора 9 поступает на последовательную цепь из резистора 11 и пары 12 встречно включенных стабилитронов, которая другим концом соединяется с землей. Резистор 11 служит для ограничения тока в цепи средняя точка — "земля", в пара стабилитронов обеспечивает падение напряжения на ней, равное напряжению стабилизации стабилитронов. Каждый стабилитрон из пары 12 обеспечивает падение напряжения соответственно положительной либо отрицательной полярности в зависимости от полярности наведенного напряжения. Рабочий сигнал, поступающий с линии 7 на первичную обмотку трансформатора 9, является по своей структуре поперечным сигналом и в цепи средняя точка — земля отсутст1 вует. Таким образом, падение напряжения на паре 12 стабилитронов возникает только в случае наводимых напряжений, имеющих продольный характер.

Соотвеноственно, напряжение стабилизации стабилитронов возникает только в случае наводимых напряжений, имеющих продольный характер.

Напряжение стабилизации стабилитронов может быть выбрано любым независимо от величины рабочего сигнала, в частности значительно меньше его, что невозможно в прототипе и других аналогах. Параллельно паре 12 стабилитронов включен второй дифференциальный трансформатор 10, с помощью которого осуществляется формирование управляющих сигналов для воздей"твия на транзисторы 1 и 2. Средняя точка дифференциального трансформатора 10 соединена с одним из проводов вторичной обмотки дифференциального транс67092 форматора 9, а именно с тем, который соединен с эмиттерами транзисторов и 2. При этом на каждом из выходов вторичной обмотки дифференциального

5 трансформатора 9, которые являются управляющими выходами блока 6 выделения, может возникнуть сигнал как положительной, так и отрицательной полярности относительно средней точки в зависимости от полярности напряжения на паре 12 стабилитронов. Так, при отрицательной полярности напряжения на стабилитронах на выходе I дифференциального трансформатора 10 присутствует управляющий сигнал отрицательной полярности относительно средней точки, а на выходе 2 — положительной полярности, При положительной полярности напряжения на стабилитроне на выходе I напряжение положительной полярности, на выходе II отрицательной.

В частном случае, когда вход за25 щищаемой аппаратуры 8 является уравновешенным (отсутствует земля"), выполнение блока 6 выделения может быть упрощенным (фиг. 3). В этом случае управляющие сигналы необходимой полярности можно формировать с помощью двух пар 15 и 16 последовательно включенных стабилитронов, точка соединения которых подключена к одному из проводов вторичной обмотки дифференциального трансформатора 13.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в следующем. Введение новых блоков с их связями позволяет

40 исключить влияние рабочего сигнала на установку порога срабатывания устройства защиты и соответственно снизить величину наводимого напряжения на входе защищаемой аппаратуры, что в конечном счете приводит к повышению

45 надежности защиты с помощью предлагаемого устройства. Повышение надежности защиты проявляется также и в том, что предлагаемое устройство работает только от наведенных напряжений и совершенно не реагирует на рабочий сигнал независимо от его величины, что предотвращает возможные ложные срабатывания при скачках уровня рабочего сигнала и соответственно кратковремен55 ные перерывы связи.

Ф 0 р и у л а и 3 о б р е т е н и я

1. Устройство для защиты от перенапряжений аппаратуры линий связи, 13670 содержащее два транзистора и два диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты путем уменьшения напряжения на защищаемой аппаратуре за счет исключения влияния рабочего сигнала, в него введены диодная мостовая схема и блок выделения продольной составляющей импульса перенапряжения, входы которого подключены к зажимам для подключения к линии связи, первый и второй защитные выходы — к зажимам для подключения к входам защищаемой аппаратуры, третий защитный выход— к земле, а первый и второй управляющий выходы — к входам мостовой схемы, анодный и катодный выходы которой соединены с базами соответственно первого и второго транзисторов, коллек- торы транзисторов подключены соответственно к аноду и катоду диодов, вторые выводы которых соединены между собой и подключены к первому защитному выходу блока выделения продоль- 25 ной составляющей импульса перенапряжения, а эмиттеры транзисторов — к второму защитному выходу, причем первый и второй транзисторы имеют соответственно р-и-р- и и-р-п-проводимос- чд ти, а блок выделения продольной составляющей содержит дифференциальный трансформатор и .формирователь разнополярных сигналов управления, включенный через резистор между средней

92 6 точкой первичной обмотки дифференциального трансформатора и землей, причем первый и второй выходы формирователя сигналов управления являются управляющими выходами блока выделения продольной составляющей, а третий выход, по отношению к которому формируются разнополярные сигналы управления, подключен к эмиттерам транзисторов, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь разнополярных сигналов управления содержит дифференциальный трансформатор, в первичную обмотку которого включена пара встречно соединенных стабилитронов, а его вторичная обмотка выполнена со средней точкой, причем выводы вторичной обмотки являются управляющими выходами формирователя сигналов управления, а вывод средней точки — его третьим выходом.

Э. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь разнополярных сигналов управления содержит две пары встречно включенных стабилитронов, соединенных последовательно, причем выводы цепочки стабилитронов являются управляющими выходами формирователя сигналов, а общая точка пар встречно включенных стабилитронов — его третьим выходом.

1367092

Составитель К.Фотина

Техред М.Ходанич

Редактор Т.Парфенова

Корректор А.Тяско

Заказ 6S47/52 Тираж 649

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4