Искробезопасный источник вторичного электропитания
Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры , эксплуатируемой во взрывоопасных средах. Цель - повышение надежности работы . Устройство содержит биполярный транзистор 1, вспомогательный источник 2 напряжения постоянного тока, резистор 3, оптрон 4, шунтирующий тиристор 5, биполярный транзистор 6, резистивный датчик 7 тока, резистор 8, биполярный транзистор 9, диоды 10, 11, дроссель 12, пусковой конденсатор 13, резисторы 14 15 диоды 16, 17, стабилитрон 18, диоды 19, 20, узел восстановления рабочего режима с входным каскадом на однопереходном транзисторе 21, зарядным резистором 22, вспомогательным биполярным транзистором 23 и выходным конденсатором 24 При перегрузке по току сигналом с датчика 7 срабатывает оптрон 4 и включает тиристор 5, обеспечивающий закрытие транзистора 1 В случае коммутации нагрузки под действием ЭДС дросселя 12 открывается один из транзисторов 6, 9 и также вызывает закрытие транзистора 1, осуществляя защиту по скорости изменения тока При пробое транзистора 1 происходит шунтирование выходной цепи источника открывшимся тиристором 5 с последующим перегоранием предохранителя в первичном источнике электропитания . 1 ил. сл о ю 4 О О Сл)
1697063
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания в системах автоматики, телемеханики и связи, эксплуатируемых во взрывоопасных средах на предприятиях горной, химической., нефтяной и других отраслей промышленности.
Цель изобретения — повышение надежности работы.
На чертеже представлена приципиаль ная электрическая схема искробезопасного . источника вторичного электропитания.
Источник содержит первый биполярный транзистор 1, вспомогательный источник 2 напряжения постоянного тока, первый резистор 3, оптрон 4, шунтирующий тиристор 5, второй биполярный транзистор 6, . резистивныйдатчик7тока, второй резистор
8, третий биполярный транзистор 9, первй
10 и второй 11 диоды, дроссель 12, пусковой конденсатор 13, третий 14 и четвертый 15 резисторы, третий 16 и четвертый 17 диоды, стабилитрон 18, пятый 19 и шестой 20 диоды, узел восстановления рабочего режима с входным каскадом на однопереходном транзисторе 21, зарядным резистором 22, вспомогательным биполярным транзистором 23 и выходным конденсатором 24. На схеме отмечены также выводы 25, 26 для
: подключения снабженого предохранителем, первичного источника электропитания и выводы 27, 28 для подключения нагрузки.
Коллекторно-эмиттерный переход би: полярного транзистора 1 включен между, выводами 25, 27, Один из полюсов (отрица. тельный) вспомогательного источника 2 напряжения постоянного тока подключен к эмиттеру биполярного транзистора 1, а другой полюс (положительный) через последовательно включенные резистор 3 и пусковой конденсатор 13 — к обьединенным первым выводам резистивного датчика 7 тока и дросселя 12. Светодиод оптрона 4 включен в выходную цепь резистивного датчика 7 тока. Входной каскад на однопереходном транзисторе 21 узла восстановления рабочего режима включен между выводами 25., 26, первый вывод выходного конденсатора 24 подключен к первому электроду (аноду) фототиристора оптрона 4. а второй вывод через зарядный резистор 22, вспомогательный биполярный транзистор
23 и через один из эммитерно-базовых переходов однопереходного транзистора 21-соответственно к выводам 25 и 26. Эмиттеры биполярных транзисторов 6 и 9 соединеHbl соответственно с первым и вторым выводами дросселя 12; э базы через резистор 8 — одна к другой. Диоды 10 и 11 включены параллельно эмиттерно-базовым переходам соответственно биполярных тра нзи сто ров 6 и 9.
Диод 16 включен между выводом 27 и коллектором биполярного транзистора 9, Стабилитрон 18 и шунтирующий тиристор 5 включены последовательно между базой биполярного транзистора 1 и выводом 26, Объединенные электроды стабилитрона 18 и шунтирующего тиристора 5 {соответственно катод и анод) подключены к коллектору биполярного транзистора 9 и первому выводу резистора 14, второй вывод которого соединен с объедине. -1 ными выводами резистора 3 и пускaaorn конденсатора 13 и через диод 17 с первым электродом (анодом) фототиристсра оптрона 4. Диод 19 включен между первым выводом резистора 14 и коллектором биполярного транзистора 6, диод 20 — между катодом и управляющим электродом шунтирующего тиристора 5, соединенным с вторым электродом (катодом) фототиристорэ оптрона 4, резистор 15— между эмиттером и базой биполярного транзистора 1, Вторые выводы резистивного датчика 7 тока и дросселя 12 соединены соответственно с выводами 26 и 28.
Источник работает следующим образом, С подключением первичного источника электропитания к выводам 25, 26 и открытием транзистора 1 на выводы 27, 28 поступает напряжение постоянного тока. подаваемого далее в нагрузку.
При увеличении тока нагрузки до величины уставки падением напряжения нэ резистивном датчике 7 тока срабатывает оптрон 4, включая свой фототиристор, В результате током вспомогательного источника
2 через резистор 3, диод 17 и фототиристор оптрона 4 осуществляется включение тиристора 5 и, KBK следствие, закрытие транзистора 1. При этом транзистор 23 узла восстановления рабочего режима оказывается открытым и конденсатор через резистор 22 и переход; управляющий злектрод— катод тиристорэ 5 заряжается до напряжения отпирания транзистора 21, Транзистор
23 обеспечивает исключение паразитных колебаний в данном функциснагьном узле при закрытом оптроне 4. После отпирания транзистора 21 конденсатор 24 током разряда запирает фототиристор оптрона 4, а также тиристор 5 по цепи с резистором 14 и диодом 17. Далее начинается заряд конденсатора 13 через резистор 3„ и выходное напряжение на выходе устройства нараста6Т по экспоненте, осуществляя плавную защиту нагрузки.
В рабочем диапазоне токовых нагрузок при их коммутации на дросселс 12 наводит1697063 точника при пробое транзистора 1 предоп- 40 ределяет повышенную эксплуатационную надежность описываемого источника.
55 ся ЭДС, которая открь,вает транзисторы 6 или 9. При этом выходная цепь источника шунтируется через диод 16, транзистор 1 закрывается с помощью стабилитрона 18 и нагрузка обесточивается. В случае подключения нагрузки на дросселе 12 наводится
ЭДС с положительным знаком на аноде диода 11 и в результате через диод 11 и резистор 8 открывается транзистор 6. При отключении нагрузки полярность ЭДС на дросселе 12 изменяется на противоположную и через диод 10 и резистор 8 открывается транзистор 9. Таким образом, в устройстве имеет место искрозащита, т.е. защита по скорости изменения тока. Время отключенного состояния источника определяется временем разряда дросселя 12 через резистор 8 и временем заряда конденсатора 13 через резистор 3.
В аварийном режиме при пробое транзистора 1 происходит открытие транзистора 6, Повышенный ток, протекающий через диоды 16, 19, коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6 и резистивный датчик
7 тока, включает оптрон 4. Последний обеспечивает включение тиристора 5. В итоге при пробое транзистора 1 осуществляется шунтирование выходной цепи данного источника через диод 16 и тиристор 5, что вызывает перегорание предохранителя в первичном источнике электропитания. Ток кого замыкания определяется прямыми сои ротивлениями диода 26, тиристора 5, а также сопротивлением резистивного датчика 7 тока и активным сопротивлением дросселя
12. 3а время перегорания предохранителя ток через диод 16 и тиристор 5 не превышает 2/3 их допустимых значений.
Реализация защитного отключения исФормула изобретения
Искробезопасный источник вторичного электропитания, содержащий первый биполярный транзистор, коллекторно-эмиттерный переход которого включен между первыми выводами для подключения снабженного предохранителем первичного источника электропитания и нагрузки, вспомогательный источник напряжения постоянного тока, один из полюсов которого подключен к эмиттеру первого биполярного транзистора, a qpyroA полюс через последовательно включенные первый резистор и пусковой конденсатор — к объемным первым
35 выводам резистивного датчика тока и дросселя, оптрон, светодиод которого включен в выходную цепь резистивного датчика тока, узел восстановления рабочего режима с входным каскадом на однопереходном транзисторе, включенном между выводами для подключения первичного источника электропитания и выходным конденсатором, первый вывод которого подключен к первому электроду фототиристора оптрона, а второй вывод через зарядную цепь и через один из эмиттерно-базовых переходов однопереходного транзистора — соответственно к первому и второму выводам для подключения первичного источн,ка электропитания, второй и третий биполярные транзисторы, эмиттеры которых соединены соответственно с первым и вторым выводами дросселя, а базы через второй резистор — друг с другом, первый и втооой диоды, включен,-.ые параллельно эмиттерно-базовым переходам соответственно второго и третьего биполярных транзисторов, третий диод, включенный между первым выводом для подключения нагрузки и коллектором третьего биполярного транзистора, третий и четвертый резисторы, четвертый и пятый диоды. второй вывод для подключения нагрузки, отл и ча ю щий с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, B него введены стабилитрон, шунтирующий тиристор и шестой диод, причем стабилитрон и шунтирующий тиристор включены последовательно между базой первого биполярного транзистора и вторым выводомдля подключнеия первичного источника электропитания, объединенные электроды стабилитрона и шунтирующего тиристора подключены к коллектору третьего биполярного транзистора и первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с объединенными выводами первого резистора и пускового конденсатора и через четвертый диод с первым электродом фототиристора сптрона, пятый диод включен между первым выводом третьего резистора и коллектором второго биполярного транзистора, шестой диод — между катодом и управляющим электродом шунтирующего тиристора, соединенным с вторым электродом фототиристора оптрона, четвертый резистор — между эмиттером и базой первого биполярного транзистора, а вторые выводы резистивного датчика тока и дросселя соединены с вторыми выводами для подключения соответственно первичного источника электропитания и нагрузки.
