Устройство для защиты от перегрузки

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано, например, в блоках управления автомобильной и тракторной автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. При поступлении на первый вход третьего элемента и положительного отпирающего сигнала и при наличии сигнала на его втором входе с выхода третьего элемента И сигнал поступает на базу транзисторного ключа 6, и последний включается. Одновременно с этим сигнал поступает на второй вход ограничителя 9 тока, на вход первого элемента И 2. На второй вход первого элемента И 2 поступает сигнал с задержкой и с его выхода поступает сигнал на первый вход элемента И 4. При отсутствии перегрузки по току на второй вход элемента И 4 сигнал не поступает, следовательно, отсутствует сигнал и на его выходе. При перегрузке по току происходит шунтирование перехода база - эмиттер силового транзистора 6, и он переходит из насыщенного в активное состояние. С третьего входа схемы защиты на вход второго элемента 5 задержки поступает сигнал, который через время &Tgr;<SB POS="POST">2</SB> появляется на втором входе второго элемента И 2. При наличии сигнала на его первом входе сигнал с его выхода поступает на приоритетный вход элемента 8 памяти. Сигнал, поступающий с выхода элемента 8 памяти на второй вход третьего элемента И 3, исчезает до прихода импульса сброса на вт

рубашов григорий маркович

витенберг роман моисеевич+1403984Dc VоLтаGе соNVеRтеR11 191119 ленинград, днепропетровская 31-3311 19820

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъых

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTMRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257091124-07 (22) 04, 06. 87 (46) 07 . 02 . 90. Бюл. У 5 (71) Сибирское отделение по автоматизации машинно-тракторных агрегатов

Научно-производственного объединения по тракторостроенив "HATH" (72) В.Д.Выборных, Б.Л.Бутаков и Л.В.Чалышев (53) 621.314.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1 283905, кл. Н 02 И 3/335, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1105989, кл. Н 02 Н 7/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано, например, в блоках управления автомобильной и тракторной автоматики. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. При по(19) (11) (51)5 Н 02 И 3/335 Н 02 Н 7 10 ступленни на первый вход третьего элемента И положительного отпирающего сигнала и при наличии сигнала на

его втором входе с выхода третьего элемента И сигнал поступает на базу транзисторного ключа 6, и последний включается. Одновременно с этим сигнал поступает на второй вход ограничителя 9 тока, на вход первого элемента И 2. На второй вход первого элемента И 2 поступает сигнал с задержкой и с его выхода поступает сигнал на первый вход элемента И 4. При отсутствии перегрузки по току на второй вход элемента И 4 сигнал не поступает, следовательно, отсутствует сигнал и на его выходе. При перегрузке пр току происходит шунтирование перехода база — эмиттер силового транзистора 6, и он переходит иэ насыщенного в активное состояние. С третьего входа схемы защиты на вход второго элемента 5 задержки поступает

1, 1541727 сигнал, который через время 6 появ- ляется на втором входе второго зле . мента И 2. При наличии сигнала на

его первом входе сигнал с его выхофа поступает на приоритетный вход эле ( мента 8 памяти. Сигнал, поступающий с выхода элемента 8 памяти..на втор и вход третьего элемента И 3, исчеза т до прихода импульса сброса на втор и вход элемента 8 памяти при отсутст, вии сигнала на его приоритетном вхрИзобретение относится к электрон ной технике и может быть использова,но, например, в блоках управления ав.томобильной и тракторной asòoìàòèêH, .

Бель изобретения — расширение фун,кциональных возможностей устройства защиты.

На чертеже приведена принципиаль ная электрическая схема защиты тран—

1 зисторного ключа от перегрузок по току.

Схема содержит первый элемент 1 ,задержки, вход которого объединен с первым входом первого элемента И 2 и подключен к выходу третьего элемент а (, И 3. Выход первого элемента 1 задерж1 ки подключен к в то рому входу пе Рвого

1 ,элемента И 2, выход которого подклн чен к первому входу второго элемент"а

И.4, вход второго элемента 5 задержки (,предназначен для подключения к точКе соединения коллектора силового трай1

Ьистора 6 и нагрузки 7, выход второго 40 элемента 5 задержки подключен к второму входу второго элемента И 4, вы -. ход которого подключен к приоритетиому входу элемента 8 памяти, вход эле-. мента 9 ограничения тока силового ( транзистора подключен к общей точке соединения эмиттера силового транзистора 6 и датчика 10 тока, выходы т1зетьего элемента И 3 и элемента 9 ограничения тока силового транзистора 6 объединены, являются выходом устройства защиты и подключены к базе ск6о( вого транзистора 6, выходы элементф

9 ограничения тока и датчика 10 тока

1 подключены к общей шине питания.

На схеме обозначено Ua„— входное напряжением U алых выходное напpяM ние, U „ — напряжение на нагрузке, U сбр — нanряжение сброс.а, де. Сигнал на выходе третьего элемента И 3 пропадает, что приводит к закрыванию транзистора 6. Исчезает сигнал на первом входе первого элемента

И 2, а следовательно и на первом входе второго элемента И 4, что приводит к пропаданию сигнала на приоритетном входе элемента 8 памяти. При поступлении на второй вход элемента 8 памяти импульса сброса устройство защиты возвращается в исходное состояние.1 ип, Транзисторный ключ с устройством защиты работает следующим образом.

В начальный момент элемент 8 памяти выдает сигнал на второй вход третьего элемента H 3.

До прихода на вход устройства защиты положительного управляющего сигнала Б8„ на выходе устройства защиты, соединенного с базой транзистора 6, сигнал управления отсутствует, и ток через силовую цепь транзистора 6 не протекает. Положительный отпирающий сигнал U „ поступает на первый вход третьего элемента И 3 и с его выхода попадает на базу транзистора 6, на входы элемента 9 ограничения тока, первого элемента 1 задержки и на первый вход первого элемента И 2, Включается транзистор 6. Величина задержки, первого элемента 1 задержки выбирается в несколько раз больше суммарного времени снижения напряжения на коллекторе открывающегося силовога транзистора и величины задержки

2 элемента 5. Сигнал на выходе пер" вого элемента И 2 отличается от входного сигнала тем, что передний фронт сдвинут на время.,. При отсутствии перегрузки по току в силовой части транзистора 6 сигналы на выходе второго элемента И 4, а также на выходе элемента 8 памяти отсутствуют.

Если в открытом состоянии транзисторного ключа сопротивление нагрузки

7 уменьшается, то при некотором значении тока в силовой цепи транзистора 6 напряжение на датчике 10 тока достигает порогового значения срабатывания элемента 9 ограничения тока силового транзистора 6. Вследствие этого происходит шунтирование перехода база - эмиттер транзистора 6, и он

5 154 17 переходит из нась|щенного в активное состояние. Ток в нагрузке 7 прекращает расти, и дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приводит лишь к перераспределению мощности, выделяемой в нагрузке 7 и на транзисторе 6, напряжение которого увеличивается.

При этом через время задержки второго элемента 5 задержки на втором входе второго элемента И 4 появляется сигнал, вследствие чего появляется сигнал на его выходе, который поступает на приоритетный вход элемента 8 памяти. Сигнал, поступающий с выхода элемента 8 памяти на второй вход третьего элемента И 3, исчезает до прихода и пульса сброса U g на второй вход элемента 8 .памяти при отсутствии сигнала на его приоритетном входе. Сиг- 2О нал на выходе третьего элемента И 3 пропадает, что приводит к закрыванию транзистора 6. Исчезает сигнал на первом входе первого элемента И 2, а ..следовательно, и на первом входе вто- 25 рого элемента И 4, что приводит к пропаданию сигнала на приоритетном входе элемента 8 памяти. При поступлении на второй вход элемента 8 памяти импульса сброса U устройство защиты возвращается в йсходное состояние. При длительной перегрузке по току в силовой пепи транзистора 6 и наличии на входе схемы управляющего сигнала U устройство защиты включает силовой транзистор с частотой,равной частоте импульсов сброса U до сЮр прекращения поступления управляющего сигнала U „на вход схемы. Длительность импульсов включения силового транзистора 6 при перегрузке по току равняется времени задержки с, элемента 1, Длительность времени задержки элемента 5, необходимого для увеличения помехозащищенности устройст- 45 ва защиты, должна быть в несколько раз меньше С„.

Элемент 9 ограничения тока силового транзистора 6 способствует выходу силового транзистора.из насыщения и позволяет устройству защиты срабатывать при определенном значении тока через нагрузку и уменьшать мощность, выделяемую на транзисторе при перегрузках. Второй элемент 5 задержки позволяет устройству защиты не реагировать на кратковременные скачки тока через нагрузку, возникающие изза помех в цепи питания нагрузки, и

27 6 не приводящих к большим потерям энергии в силовой части транзисторного ключа.

Частота следования и длительность импульсов включения силового транзистора 6 при перегрузке по току выбираются из расчета времени, необходимого для возвращения устройства в исходное состояние, необходимой помехоустойчивости и допустимых потерь энергии в силовой пепи транзисторного ключа. Элемент 8 памяти позволяет выключать на необходимое время силовой транзистор 6 при перегрузке по току и возвращать при наличии на входе схемы длительного управляющего сигнала Б устройство защиты в исходное ,ВХ. состояние, благодаря подключению входа элемента 1 задержки и первого входа первого элемента И 2 к выходу третьего элемента И 3.

Таким образом, благодаря рассмотренным конструктивным отличиям, увеличиваются функциональные возможности устройства, что ведет к расширению области применения устройства защиты транзисторного ключа от перегрузки по току.

Формула из об ретения

Устройство для защиты от перегрузки, содержащее транзисторньп ключ, подключенный через цепь нагрузки и элемент ограничения тока к входным выводам, причем элемент ограничения тока соединен первым входом с выходом узла защиты, первьп элемент задержки и три элемента И, причем вход первого элемента задержки и первый вход первого элемента И объединены, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И> первый вход третьего элемента И является первым входом узла защиты, а выход — выходом узла защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных .возможностей, в него вве».. дены элемент памяти с приоритетным входом, второй элемент задержки, датчик тока, включенный в силовую цепь, транзисторного ключа, объединен с одним из выводов элемента ограничителя тока и подключен к общему выводу питания, выход узла защиты подключен к базе транзисторного ключа, при этом

Составитель Н.Цишевская

Техред Л.Сердюкова ч ° .

Редактор Н.Яцола

Корректор С.Черни. Заказ 287 Тираж 500 Подписное (ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

11 It

7 1541727 8 вход второго элемента задержки явля- сбросовым входом узла защиты, а выход

Ется третьим входом узла защиты, а подключен к второму входу третьего выход соединен с вторым входом второ- элемента И, выход которого соединен с го элемента И выход которого подкюп - общей точкой входов первого элемента

У

5 чен к приоритетному входу элемента задержки и первого элемента И. памяти, второй вход которого являетея