Устройство для защиты источника питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в схемах вторичнь5х источников электропитания. Цель изобрете - ния - упрощение и повьшение надежности . При включении источника 2 на исправную нагрузку 3 заряжается конденсатор 34. После заряда этого конденсатора ток, протекающий через стабилизатор 14, резисторы 30,35 и резистор обратной связи компаратора 22, создает на неинвертируимцем входе компаратора 22 потенциал, превышаю-И щий потенциал на инвертирующем входе Ва выходе компаратора 22 появляется уровень напряжения, открывающий транзисторы 5 и 4. Напряжение источника 2 подается на нагрузку 3. Открытый транзистор 5 шунтирует цепь питания RC-генератора 12, который находится в обесточенном состоянии. При перегрузке возрастает падение напряжения на шунте 13. Потенциал на инвертирующем входе компаратора 22 становится выше потенциала на неинвертирующем входе. Компаратор 22 срабатывает , что приводит к запиранию транзисторов 5 и 4 и снятию напряжения с нагрузки. Одновременно начинается заряд конденсаторов 33 и 34, что приводит к включению КСтгенератора 12 и повторному включению транзисторов 4 и 5. Если перегрузка сохраняется , процесс выключения транзисторов 5 и 4 повторяется. При длительной перегрузке на выходе транзистора 4 формируется серия пробных 1шпульсов напряжения, следующих с высокой частотой, при этом серии пробных импульсов повторяются с большой скважностью на низкой частоте RC- генератора 12. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

09) (И) Ai g 4 G 05 Р 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4267234/24-07 (22) 23.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. М - 11 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (72) С.Н.Болдырев (53) 621.316ъ925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 9721811, кл. G 05 Р 1/569, 1980, Электронная техника в автоматике.

И.: Советское радио, 1977, У 9 ° с.237. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА

ПИТАНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И КОРОТКОГО

ЗАИЫКАНИЯ В НАГРУЗКЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в схемах вторичных источников электропитания. Цель изобретения — упрощение и повышение надежности. При включении источника 2 на исправную нагрузку 3 заряжается конденсатор 34. После заряда этого конденсатора ток, протекающий через стабилизатор 14, резисторы 30,35 и резистор обратной связи компаратора

22, создает на неинвертирующем входе компаратора 22 потенциал, превышаю2 Ч щий потенциал на инвертирующем входе.

На выходе компаратора 22 появляется уровень напряжения, открывающий транзисторы 5 и 4. Напряжение источника

2 подается на нагрузку 3. Открытый транзистор 5 шунтирует цепь питания

RC-генератора 12, который находится в обесточенном состоянии. При перегрузке возрастает падение напряжения на шунте 13. Потенциал на инвертирующем входе компаратора 22 становится выше потенциала на неинвертирующем входе. Компаратор 22 срабатывает, что приводит к запиранию транзисторов 5 и 4 и снятию напряжения с нагрузки. Одновременно начинается заряд конденсаторов 33 и 34, что

9 приводит к включению RC-,ãåíåðàòîðà

12 и повторному включению транзисторов 4 и 5. Если перегрузка сохраяется процесс выключения транзисt

В оров 5 и 4 повторяется. При длительной перегрузке на вйходе транзистора

4 формируется серия пробных импульсов напряжения, следующих с высокой частотой, при этом серии пробных импульсов повторяются с большой скважностью на низкой частоте RCгенератора 12, 1 ил.

1467548

Изобретение относится к электротехнике и предназначенд для использования в схемах защиты вторичных источников электропитания. 5

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство 1 для защиты источника 10

2 питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке 3 содержит регулирующий 4 и управляющий 5 транзисторы, индуктивно-емкостной фильтр

6 с элементом 7 индуктивности, пер" 15 вым конденсатором 8 и обратным первым диодом 9, первый 10 и второй 11 резисторы, RC-генератор 12, резистивный шунт 13, параметрический стабилизатор 14 напряжения, положитель- 20 ный 15 и отрицательный 16 входные выводы устройства, предназначенные для подключения .к соответствующим выводам источника 2 питания, положительный 17 и отрицательный 18 выход- .25 ные выводы устройства, предназначенные для подключения нагрузки 3, и управляющий вывод 19 устройства, предназначенный для подключения к цепи формирования внешнего сигнала 30

"Отключение нагрузки".

Эмиттер регулирующего транзистора

4 соединен с положительным входным выводом 15 устройства, с входным выводом 20 параметрического стабилизатора 14 и через первый резистор 10с базой этого транзистора, которая через второй резистор 11 соединена с коллектором управляющего транзистора 5. Коллектор регулирующего тран-gp эистора 4 соединен с катодом первого . диода 9 и с первым выводом элемента

7 индуктивности, вторым выводом сое" диненного с положительным выходным выводом 17 устройства и с первым 45 выводом первого конденсатора 8, второй вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом 18 устройства. Общий вывод 21 параметрического стабилизатора 14 соединен с отрицательным входным выводом 16.

В устройстве имеются компаратор

22 с положительной обратной связью, шесть диодов 23-28, четыре резистора

29-32, два конденсатора 33 и 34 и потенциометр 35. Отрицательный выходной вывод 18 устройства соединен с первым выводом третьего резистора 29 и с первым выводом резистивного шунта 13, второй вывод которого соединен с анодом первого,9, катодом второго 23 и анодом третьего 24 диодов, с отрицательным входным выводом 16 устройства и выводами питания RCгенератора 12 и компаратора 22. Змиттер управляющего транзистора 5 соединен с анодом второго диода 23, шунтированного потенциометром 35, средний вывод которого соединен с неинвертирующим входом компаратора

22, база управляющего транзистора ..

5 - с выходом компаратора 22 и первым выводом четвертого резистора 30, второй вывод которого соединен с положительным выводом питания компаратора 22, выходным выводом параметрического стабилизатора 14 и через пятый резистор 31 с анодами четвертого 25 и пятого 26 диодов.

Катод пятого диода 26 соединен с положительным выводом питания RCгенератора 12 и через второй конденсатор 33 с общим выводом 21 параметрического стабилизатора 14. Катод четвертого диода 25 соединен с коллектором управляющего транзистора 5 и через третий конденсатор .34 с катодом третьего диода 24 и с первым выводом шестого резистора 32, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом компаратора 22, вторым выводом третьего резистора 29 и с катодом шестого диода 27, анод которого соединен с выходом RC-генератора 12. Управляющий вывод 19 устройства через анод-катод седьмого диода 28 соединен с катодом шестого диода 27.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при включе- нии источника 2 питания на исправную нагрузку 3 и отсутствии управляющего сигнала на выводе 19 осуществляется заряд конденсатора 34 от источника 2 по цепи, включающей вывод 15, стабилизатор 14, резистор 31, диод 25, конденсатор 34, резисторы

32 и 29, шунт 13 и вывод 16. При этом на выходе компаратора 22 присутствует нулевой уровень напряжения, управляющий 5 и регулирующий 4 транзисторы закрыты. После заряда конденсатора 34 ток, протекающий от ис точника 2 по цепи, включающей стабилизатор 14, резистор 30, резистор обратной связи компаратора 22, по1467548 тенциометр 35, вывод 16, создает на иеинвертирующем входе компаратора 22 потенциал, превышающий потенциал на его инвертирующем входе. На выходе компаратора появляется единичный уровень напряжения, управляющий 5 и регулирующий 4 транзисторы открываются. Напряжение источника 2 подается на нагрузки 3 ° Открытый транзистор 1О

5 разряжает конденсатор 34 через диоды 23 и 24.и одновременно шунтирует цепь питания RC-генератора 12. Поэ- . тоМу в безаварийном режиме работы питание на RC-генераторе 12 отсутствует и он находится в холодном pesepse, не вырабатывая ресурс. Диод

23 выполняет две функции: формирует напряжение смещения для транзистора

5 в его закрытом состоянии и опорное

l напряжение для компаратора 22.

При перегрузке на выходе устройст,.(ва 1 возрастает падение напряжения на шунте 13 и когда потенциал на инвертирующем входе превышает потен- 25 циал на неинвертирующем входе компаратора 22, задаваемого потенциометром 35, компаратор 22 срабатывает.

Транзисторы 4 и 5 выключаются, напряжение снимается с нагрузки 3 и начинается заряд конденсатора.34 от источника 2 по цепи, включающей вывод 15, резисторы 10, 11, 32 и 29, шунт 13 и вывод 16. В течение всего времени пока происходит заряд конЭ

35 деисатора 34, на выходе компаратора

22 поддерживается нулевой уровень напряжения и транзисторы 4 и 5 закрыты. Одновременно через резистор 31 и диод 26 происходит заряд конденсатора 33 и напряжение литания RCгенератора 12 плавно увеличивается.

После заряда конденсатора 34 транзистор 4 включается повторно и при сохранении перегрузки процессы повторяются.

Транзистор 5 и компаратор 22 образуют схему одновибратора, время работы которого определяется емкостью конденсатора 34. Совмещение функций управляющего транзистора 5 и компаратора 22 в одном блоке поз-воляет упростить устройство путем уменьшения числа элементов.

При длительной перегрузке напряжение иа конденсаторе 33 увеличивается, и RC-генератор 12 начинает работать на низкой частоте с большой скважностью. На выходе транзистора 4 формируется серия пробных импульсов напряжения с высокой частотой работы одновибратора, которая повторяется с большой скважностью на низкой частоте RC-генератора 12.

Единичным сигналом на управляющем выводе 19 питание нагрузки может быть выключено.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности эа счет того, что RC-генератор при нормальном режиме питания нагрузки находится в холодном резерве, а компаратор работает в режиме пониженного эйергопотребления. Кроме того, упрощается схема устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты источника питания от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке, содержащее регулирующий и управляющий транзисторы, индуктивно-емкостный фильтр с элементом индуктивности, первым конденсатором и обратным первым диодом, первый и второй резисторы, RC-генератор, реэистивный шунт, параметрический стабилизатор напряжения, положительный и отрицательный входные выводы устройства, предназначенные для подключения к соответствующим выводам источника питания, положительный и отрицательный выходные выводы устройства, предназначенные для подключения нагрузки, и управляющий вывод устройства, предназначенный для подключения к цепи формирования внешнего сигнала "Отключение нагрузки", причем эмиттер регулирующего транзистора соединен с положительным входным выводом устройства, с входным выводом параметрического стабилизатора и через первый резистор с базой этого транзистора, которая через второй резистор соединена с коллектором управляющего транзистора, при этом коллектор регулирующего транзистора соединен с катодом первого диода и с первым выводом элемента индуктивности, вторым выводом соединенного с положительным выходным выводом устройства и с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом устройства, а общий вывод параметрического стабилизатора соединен с отрицательным

- Составитель 0.Орлов

Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Редактор В.Данко

Заказ 1196/45

Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

14675 входным выводом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в устройство введены компаратор с положительной обратной связью, шесть диодов, четыре резистора, два конденсатора и потенциометр, причем .:отрицательный выходной вывод устройСтва соединен с первым выводом третье- 10 го резистора и с первым выводом резистивного шунта, второй вывод которого соединен с анодом первого, катодом второго, анодом третьего диодов, с отрицательным входным выводом уст- 15 ройства и выводами питания RC-генератора и компаратора, эмиттер управляющего транзистора соединен с анодом второго диода, шунтированного потенциометром, средний вывод которого 20 соединен с неинвертирующим входом компаратора, база управляющего транзистора соединена с выходом компаратора и первым выводом четвертого ре48

6 эистора, второй вывод которого соединен с положительным выводом питания компаратора, выходным выводом параметрического стабилизатора и через пятый резистор с анодами четвертого и пятого диодов; при этом катод пятого диода соединен с положительным выводом питания RC-генератора и через второй конденсаторс общим выводом параметрического стабилизатора катод четвертого диода соединен с коллектором управляющего транзистора и через третий кон» денсатор с катодом третьего диода и с первым выводоМ шестого резистора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом компаратора, вторым выводом третьего резистора и с катодом шестого диода, анод которого соединен с выходом RG-генератора, а управляющий вывод устройства через -анод-катод седьмого диода соединен с катодом шестого диода.