Искробезопасный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания аппаратуры, работающей в потенциально взрывоопасных средах. Цель - повышение надежности искрозащиты. Источник напряжения 1 подключен к узлу 2 выделения сигнала при коммутации цепи или перегрузке. Последний состоит из двух частей. Первая часть подключена своим выходом к последовательному ключу 3, а вторая - к параллельному ключу в виде тиристора 4. Первая часть функционально разделена на 3 блока - выделения сигнала при коммутации цепи (дроссель 8, транзисторы 9 и 10, диоды 11-13 и резисторы 14, 15), максимальной токовой защиты (измерительный резистор 16, потенциометр 17) и выходных элементов (оптопары 18, 19, резистор 20 и транзистор 21). Дроссель 8 и резистор 16 являются общими для обеих частей узла 2. Вторая часть этого узла выполнена аналогично. При подаче напряжения открывается транзистор 33 последовательного ключа 3, который подключает нагрузку к источнику питания. Транзисторы 9, 10, 21, 22, 23, выходные элементы оптопар 18, 19, 30 и 31 и тиристор 4 закрыты. При коммутации цепи независимо закрывается тиристор 4 параллельного ключа. При выходе из строя ключа 3 (его закорачивание) открывается тиристор 4 и шунтирует выход источника питания. Таким образом, обеспечивается повышение надежности искрозащиты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„! 567796 А1 (51) 5 Е 21 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454283/24-03 (22) 04.07.88 (46) 30.05.90. Бюл. М 20 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горньж машин "Автоматгормаш" (72) В.П.Диденко А.Б.Островский и Н.В.Кухтин (53) 621.311.69 (088.8) (5e) Кириченко Б.M. и др. Обеспечение искробезопасности рудничньж электрических цепей: Обзор ° M., 1986, с.28, рис.10.

Авторское свидетельство СССР

У 12278 19, кл. Е 21 F 9/00, 1984.

2 (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫИ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания аппаратуры, работающей в потенциально взрывоопасных средах. Цель— повышение надежности искроэащиты. Источник напряжения 1 подключен к узлу

2 выделения сигнала при коммутации цепи или перегрузке. Последний состоит из двух частей. Первая часть подключена своим вьжодом к последовательному ключу 3, а вторая — к параллельному ключу в виде тиристора 4.

Первая часть Функционально разделена на 3 блока — выделения сигнала при

1567796 l0 коммутации цепи (дроссель 8, транзисторы 9 и 10, диоды 11-13 и резисторы

14,15), максимальной токовой защиты (измерительный резистор 16, потенциометр 17) и выходных элементов (оптопары 18,19, резистор 20 и транзистор 21). Дроссель 8 и резистор 16 являются общими для обеих частей узла

2. Вторая часть этого узла выполнена аналогично. При подаче напряжения открывается транзистор 33 последовательного ключа 3, который подключает

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания аппаратуры, работающей в потен- 20 циально взрывоопасных средах.

Целью изобретения является повышение надежности искрозащиты, На фиг.1 приведена функциональная схема устройства на фиг.2 — принципиальная схема искробезопасного источника питания °

Устройство состоит из источника напряжения 1, узла 2 выделения сигнала при коммутации цепи или при пере- 30 груэке, последовательного ключа 3 и параллельного ключа 4. Последовательный ключ 3 соединяет один из выводов источника напряжения 1 с одноименным выводом источника питания, а параллельный ключ 4 подключен параллельно выводам источника питания. Управляющие входы ключей 3 и 4 соединены соответственно с первым и вторым выходами узла 2 выделения сигнала при 40 ком1чутации цепи или при перегрузке.

Источник напряжения 1 состоит иэ трансформатора 5 с сетевым предохранителем, выпрямителя 6 и фильтрующего конденсатора 7. Узел 2 выделения сиг- 45 нала при коммутации. цепи или при перегрузке состоит из двух частей. Первая часть подключена своим выходом

"к последовательному ключу 3, а вторая — к параллельному ключу 4. Первая 50 часть функционально разделена на три блока: выделения сигнала при коммутации цепи (дроссель 8, транзисторы 9 и 10, диоды 11 — 13 и резисторы 14 и 15), максимальной токовой защиты (измерительный резистор 16 и потенциометр 17) и выходных элементов (оптопары 18 и 19, резистор 20 и транзистор 21). Дроссель 8 и резистор 16 нагрузку к источнику питания. Транзисторы 9,10,21,22,23, выходные элементы оптопар 18,19,30 и 31 и тиристор 4 закрыты. При коммутации цепи независимо закрывается тиристор 4 параллельного ключа. При выходе из строя ключа 3 (его закорачивание) открывается тиристор 4 и шунтирует выход источника питания. Таким образом обеспечивается повышение надежности искроэащиты. 2 ил. являются общими для обеих частей узла 2. Вторая часть эФого узла состоит из таких же элементов, как и первая часть, за исключением транзистора 2 1 (элементы 22-32).

Последовательный ключ 3 состоит из транзистора 33 с резисторами 34 и 35 в базовой цепи. Параллельный ключ 4 выполнен в виде тиристора. °

При подаче переменного напряжения на сетевую обмотку трансформатора 5 на вторичной его обмотке появляется напряжение, которое с помощью выпрямителя 6 и конденсатора 7 преобразуется в постоянное напряжение. Это напряжение прикладывается к базовой цепи транзистора 33 последовательного ключа 3, он открывается и подключает нагрузку к источнику напряжения.

Транзисторы 9,10, 21-23, выходные элементы оптопар 18, 19, 30 и 31, а также тиристор 4 закрыты.

При коммутации цепи (например, размыкании цепи нагрузки) на дросселе 8 наводится ЭДС самоиндукции, которая вызывает протекание базовых токов транзисторов 10 и 23 соответственно через диод 12 и резистор 15, а также диод 25 и резистор 28. Укаэанные транзисторы открываются, вызывая протекание тока через излучающие элементы оптопар 18 и 30 соответственно через резисторы 14 и 27. Оптопара

18, открываясь, пропускает через резистор 20 базовый ток транзистора

21. Последний, открываясь, шунтирует базовую цепь транзистора 33, который включен последовательно с нагрузкой.

Транзистор 33 последовательного ключа

3 закрывается, отключая источник напряжения 1 от внешней цепи источника, ограничивая поступление его энергии

67796

5 15 в разрядный промежуток и обеспечивая искробезопасность выходной цепи источника. Оптопара 30, открываясь, через резистор 32 подает напряжение на управляющий переход тиристора 4, При выходе из строя последовательного транзистора 33 (его закорачивание) открывается тиристор 4 и шунтирует выходные зажимы источника питания.

Доступ энергии источника в разрядный промежуток также прекращается, и обеспечивается искробезопасность выходной цепи.

Таким образом, при выходе иэ строя одного иэ ключей искробезопасность обеспечивается оставшимся в рабочем состоянии ключом, чем обеспечивается повышение надежности искроэащиты.

Применение предлагаемого искробеэопасного источника питания позволяет за счет повышения надежности искрозащиты повысить безопасность применения электроэнергии в потенциально взрывоопасных средах, а также расширить область применения искробезопасных электрических цепей.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий источник напряжения, дроссель, к первому выводу .которого подключен отрицательный полюс источника напряжения, эмиттер первого транзистора и анод первого диода, катод которого подключен к базе первого транзистора, которая через первый резистор соединена с базой второго транзистора и катодом второго диода, анод которого и эмиттер второго транзистора соединены с вторь1м выводом дросселя и первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого соединен с входом последовательного ключа, выход которого подключен к катоду тиристора параллельного ключа и первому выводу нагрузки, третий транзистор, эмиттер которого соединен с вторым выводом измерительного резистора, а коллектор — с управляющим входом последовательного ключа, кол30

50 лектор первого транзистора через третий диод соединен с коллектором второго транзистора, первую оптопару, о т л H ÷ à þ ù è é с я тем, что, с целью повышения надежности искрозащиты, он снабжен тремя оптопарами, тремя диодами, двумя транзисторами, двумя потенциометрами и пятью резисторами, причем эмиттер четвертого транзистора соединен с анодом четвертого диода и первым выводом дросселя, база четвертого транзистора соединена с катодом четвертого диода и через второй резистор с катодом пятого диода и базой пятого транзистора, эмиттер которого соединен с анодом пятого диода и вторым выводом дросселя, коллектор четвертого транзистора через шестой диод соединен с коллектором пятого транзистора, коллектор которого через третий резистор и светодиод первой оптопары соединен с положительным выводом источника напряжения, один вывод четвертого резистора соединен с положительным выводом источника напряжения, другой — с первыми объединенными выходами первой и второй оптопар, вторые выходы которых соединены между собой и подключены к управляющему электроду тиристора параллельного ключа, первый и второй потенциометры включены параллельно измерительному резистору, подвижный контакт потенциометров соединен с вторым выводом измерительного резистора и с анодами светодиодов второй и третьей оптопары соответственно, катоды которых подключены к первому выводу измерительного резистора, первые выходы третьей и четвертой оптопар подключены к положительному выводу источника напряжения, вторые выходы подключены к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого соединен с базой третьего транзистора, катод светодиода четвертой оптопары соединен с коллектором второго транзистора, а анод через шестой резистор подключен к положительному выводу источника напряжения.

1567796

Составитель Г.Нунупаров

Техред Л.Сердокона Корректор Н.Ревская

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 1311. Тираж 373

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101