Устройство для искрозащиты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в отраслях промышленности, в которых работает электрооборудование во взрывоопасной атмосфере, например на предприятиях горной и нефтехимической промышленности. Цельповышение надежности искрозащиты. Устройство содержит входные 1, 2 и выходные 3, 4 клеммы, к которым подключена нагрузка 5 и цепочка встречно-последовательно соединенных стабилитронов (С) 6 и 7. Между входными и выходными клеммами включены диоды 8 и 9, параллельно которым выводами эмиттеров и коллекторов включены силовые Т 10, 11. Выводы коллекторов и эмиттеров Т 12, 13, между которыми включены цепочки 14, 15 из последовательно соединенных резисторов 16 (17) и С 18 (19), включены параллельно переходам эмиттер-база соответственно Т 10 и 11, коллекторы которых через цепочки 20, 21 из соединенных последовательно резистора и С подключены к базам Т 12 и 13, а через резисторы 22 и 23 к точкам соединения резисторов и С цепочек 14 и 15. При работе в номинальном режиме ток течет через нагрузку 5 по цепи:диод 8 (9) и открытый силовой Т 11 (10), находящийся в насыщении. При этом С в цепочках 20 и 21 закрыты и управляющий ток Т 12 и 13 отсутствует. При перегрузке или коротком замыкании в нагрузке Т 12 (13) открывается из-за пробоя С в цепочке 20 (21). При этом Т 10 (11) закрывается, отключая нагрузку от источника питания. В случае аварийного повышения входного напряжения нагрузка отключается аналогично. Предложенное включение Т 12 (13) и цепочек 20 (21) обеспечивает положительную обратную связь при отключении Т 10 (11), что приводит к форсированному и надежному отключению нагрузки от источника питания при аварийных режимах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ъ»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4362326/23-03 (22) 13. 01, 88 (46) 30. 09 ° 89. Бюл. У 36 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация" (72) А. А. Новиков и А.П. Овсиенко (53) 621 ° 3.064.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н- 515873, кл. Е 21 F 5/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 855846, кл. H 02 Н 9/00, Е 21 F 5/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ИСКРОЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может . быть использовано в отраслях промьпппенности, в к-рых электрооборудование работает во взрывоопасной атмосфере, например на

1 8

„„SU„» 1511436 А1

2 предприятиях горной и нефтехимической промьпппенности. Цель — повьппение надежности искрозащиты. Устройство содержит входные 1, 2 и выходные

3, 4 клеммы, к которым подключена нагрузка 5 и цепочка встречно-последовательно соединенных стабилитронов (С) 6 и 7. Иежду входными и выходными клеммами включены диоды 8 и 9, параллельно которым выводами эмиттеров и коллекторов включены силовые Т 10, 11. Выводы коллекторов и эмиттеров Т 12, 13, между которыми включены цепочки 14, 15 из последовательно соединенных резисторов

16 (17) и С 18 (19), включены параллельно переходам эмиттер-база соответственно Т 10 и 11, коллекторы которых через цепочки 20, 21 из соединенных последовательно резистора и

3 151

С подключены к базам Т 12 и 13, а через резисторы 22 и 23 — к точкам соединения резисторов и С цепочек

14 и 15; При работе в номинальном режиме ток течет через нагрузку 5 по цепи: диод 8 (9) и открытый силовой Т 11 (10), находящийся в насыщении. При этом С в цепочках 20 и 21 закрыты и управляюший ток Т 12 и 13 отсутствует. При перегрузке или коротком замыкании в нагрузке Т 12 (13) открывается из-за пробоя С в цепоч1436

10 ке 20 (21) . При этом Т 10 (11) закрывается, отключая нагрузку от источника питания. В случае аварийного повышения входного напряжения нагрузка отключается аналогично. Предложенное включение Т 12 (13) и цепочек

20 (21) обеспечивает положительную обратную связь при отключении Т 10 (11), что приводит к форсированному и надежному отключению нагрузки от источника питания при аварийных режимах. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано в отраслях промышленности, где воз- 20 можно образование взрывчатых пылеи газовоздушных смесей, например для создания искробезопасных цепей освещения на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности. 25

Целью изобретения является повышение надежности искрозащиты.

На фиг, I изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит входные выводы 1 и 2 и выходные выводы 3 и 4, к которым подключена нагрузка 5 и цепь встречно-последовательно соеди- 35 ненных стабилитронов 6 и 7, Между входными и выходными выводами последовательно включены диоды 8 и 9, параллельно которым выводами эмиттеров и коллекторов включены транзисторы

10 и 11 типа n — р - n причем аноды диодов и эмиттеры транзисторов подключены к входным выводам. Выводы коллекторов и эмиттеров транзисторов 12 и 13 типа n — р — п, между 45 которыми включены цепочки 14 и 15, каждая из которых состоит из последовательно соединенных резистора

16 (17) и стабилитрона 18 (19), подключены параллельно переходам эмиттер-база соответственно транзисторов

iO и 11, коллекторы которых через цепочки 20 и 21 из соединенных последовательно резистора и стабилитрона .соединены соответственно с базами транзисторов 12 и 13, а через резисторы 22 и 23 - с точками соединения резисторов и стабилитронов соответственно цепочек 15 и 14, причем полярность включения стабилитронов во всех ранее упомянутых резисторно диодных цепях такова, что анодами они подключены к входным цепям, а катодами — к выходным.

Устройство работает следующим образом.

При работе, устройства в номинальном режиме напряжение питания (фиг. 2а) вызывает протекание основного тока (кривая 1 на фиг. 2с) через нагрузку по цепи: диод 8 (или 9) и открытый силовой транзистор 11 (или 10). Сигнал управления транзистором 11 (или 10) формируется на стабилитроне 19 (или 18), который подключается к источнику питания через диод 8 (или 9) и Резистор 22 (или 23) ° Параметры резисторов 22 и 23 и стабилитронов 19 и 18 выбираются таким образом, чтобы при допус-, тимых изменениях напряжения источника питания стабилитроны находились в режиме стабилизации напряжения, что обеспечивает стабильный базовый ток транзисторов 11 и 10, определяемьп сопротивлением резисторов 17 и 16. Так как силовые транзисторы

10 и 11 находятся в режиме насыщения, падение напряжения на них незначительно (кривая 1 на фиг. 2Ь)и недостаточно для пробоя стабилитронов в цепочках 20 и 21, управляющий ток транзисторов 12 и 13 отсутствует и они находятся в закрытом состоянии.

При перегрузке или коротком замьгкании цепи нагрузки резко возрастает коллекторный ток транзистора 10 (или 11) (кривая 2 на фиг. 2с), а

его базовьп» ток остается на прежнем заданном уровне, поэтому транзистор

5 15114 переходит в активный Режим работы, что приводит к увеличению падения напряжения на его коллектор-эмиттерном переходе П „„ (кривая 2 на фиг. 2Ь).

При достижении напряжения на упомянутом переходе, достаточного для пробоя стабилитрона, в цепочках 20 (или 21) (моменты, и г, кривая 2 на фиг. 2Ь) появляется ток управления транзистором 12 (или 13) и он открывается, шунтируя при этом переход база-эмиттер транзистора 10 (или 11). который закрывается, отключая нагрузку от источника питания, а напряжение на нем возрастает до напряжения источника питания.

В случае аварийного повышения напряжения источника питания коллекторный ток силового транзистора 10 20 (или 11) и падение напряжения на нем также возрастают, что приводит к последовательному открыванию транзистора 12 (или 13), запиранию транзистора 10 (или 11) и отключению нагруз- 25 ки 5 от источника питания.

Включение транзисторов 12 и 13 и цепочек 20 и 21 согласно схеме на фиг. 1 обеспечивает положительную обратную связь при отключении тран- . 30 зисторов 10 и 11, что приводит к надежному форсированному отключению нагрузки 5 от источника питания при аварийных режимах. Кроме того, при аварийных режимах устройство подключает нагрузку к источнику питания только при снижении напряжения питания ниже напряжения пробоя стабили.тронов в цепочках 20 и 21 (момент t и t7 на фиг. 2).

Таким образом, при длительном аварийном режиме отключение нагрузки от источника питания происходит в промежутке времени t — t< (или t<— 6) В зависимости От тока В нагруз 45 . ке и в дальнейшем в течение почти четверти периода питающего напряжения, т.е. в течение времени с — Сз (или t.6-t7), нагрузка будет отключена от источника питания, что обес50 печивает благоприятные условия для рассеивания выделяемой энергии.

С увеличением перегрузки время нахождения нагрузки под напряжением . Уменьшается, а вРемя ее отключенного состояния увеличивается, что стабилизирует энергию коммутационного раз36 6 ряда и повышает величину допустимой искро бе зопас ной мощности. формула изобретения

Устройство искрозащиты, содержащее первый резистор, первый диод, анод которого соединен с первой входной, а катод — с первой выходной клеммами, второй диод анод которого соединен с второй входной, а катод— с второй выходной клеммами, два транзистора, эмиттеры которых подключены соответственно к первой и второй входным клеммам, а коллекторы — к первой и второй выходным клеммам, между которыми включены два соединенные встречно-последовательно, стабилитрона, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности искрозащиты, оно дополнительно содержит четыре цепочки из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, второй резистор, третий и четвертый транзисторы, причем в первой и второй цепочках катод стабилитрона соединен с одним из выводов резистора, анод стабилитрона первой цепочки соединен с первой входной клеммой, анод стабилитрана второй цепочки соединен с второй входной клеммой, а в третьей и четвертой цепочках анод стабилитрона соединен. с одним из выводов резистора, .катод стабилитрона третьей цепочки подключены к первой выходной клемме, катод стабилитрона четвертой цепочки подключен к второй выходной клемме, коллекторы третьего и четвертого транзисторов подключены соответственно к базам первого и второго с транзистора и к другим выводам резисторов первой и второй цепочек, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены соответственно с первой и второй входными клеммами, а базы этих транзисторов подключены к другим выводам резисторов третьей и четвертой цепочек, первый резис,:тор, включен между первой выходной клеммой и объединенными выводами стабилитрона и резистора второй цепочки, а второй резистор включен между второй выходной клеммой и объепиненными выводами стабилитрона и резистора первой цепочки.

1511436 о

UP.

Составитель Г. Нунупаров

Редактор Ю. Середа Техред А. Кравчук Корректор T. Малец

Заказ 5877/36 Тираж 410 Подпис ное

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