Устройство для защиты радиотехнической аппаратуры от импульсных перенапряжений

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередатчиках и усилителях с дистанционным управлением. Технический результат - повышение эффективности защиты радиотехнической аппаратуры. Достигается тем, что разрядники дополнительно соединены между собой через сопротивление, причем разрядник, расположенный со стороны защищаемой аппаратуры соединен как с сопротивлением, так и с линией задержки через диоды, включенные навстречу друг другу. С целью повышения эффективности защиты от разнополярного импульса введен еще один разрядник, который подключен к сопротивлению и линии задержки также через диоды, направленные навстречу друг другу, но в обратной полярности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередатчиках и в усилителях с дистанционным управлением.

Известны устройства защита радиотехнической аппаратуры (М.И.Михайлов, Л.Д.Разумов и др. Защита сооружений связи от опасных и мешающих влияний. М.: Связь, 1978. Заявка Великобритании 1412158, 1975. Заявка США № 3968411, 1976). Эти устройства защиты обеспечивают снижение опасных перенапряжений, шунтируя защищаемые цепи разрядниками.

Однако при защите от электромагнитного импульса ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ) требуются разрядники с большей рассеиваемой мощностью и, как следствие, обладают заметной инерционностью, что не обеспечивает достаточно эффективной защиты выходных каскадов радиопередатчиков и тем более, если они выполнены на полупроводниковых элементах.

Причем уменьшение инерционности разрядников за счет снижения напряжения поджига ограничивается рабочим напряжением передатчика.

Повышение эффективности защиты достигается в устройствах, использующих вместе с мощными разрядниками также и маломощные. К ним относятся устройства, описанные в книге Л.У.Рикетс и др. Электромагнитный импульс и методы защиты, рис.451 стр.165 (принято за прототип).

Это устройство изображено на фиг.1, где газонаполненный разрядник 1 обладает большей мощностью рассеивания (большей инерционностью); газонаполненный разрядник 2 имеет незначительную мощность рассеивания (меньшую инерционность). Оба разрядника подключены параллельно выходу передатчика 3, причем маломощный разрядник 2 подключен со стороны выхода передатчика 3. Между разрядниками последовательно выходу передатчика подключена линия задержки 4, это может быть отрезок кабеля или LC-фильтр.

Устройство работает следующим образом.

Перенапряжение от ЭМИ ЯВ попадает на разрядник 2 через линию задержки 4, причем время задержки превышает время инерционности разрядника 1. Перенапряжения, прошедшие через линию задержки, пока разрядник 1 не сработал, поджигают разрядник 2, снимая тем самым общий уровень перенапряжений, попадающих на выход передатчика 3.

Однако в этом устройстве эффективность защиты ограничивается инерционностью маломощного разрядника.

Целью предлагаемого технического решения является повышение эффективности защиты радиотехнической аппаратуры.

Для достижения поставленной цели разрядники дополнительно соединены между собой через сопротивление, причем разрядник, расположенный со стороны защищаемой аппаратуры соединен как с сопротивлением, так и с линией задержки через диоды, включенные навстречу друг другу. С целью повышения эффективности защиты от разнополярного импульса введен еще один разрядник, который подключен к сопротивлению и линии задержки так же через диоды направленные навстречу друг другу, но в обратной полярности.

Схема такого устройства изображена на фиг.2, где линия задержки 1 подключена последовательно защищаемому устройству 2. Мощный разрядник 3 установлен параллельно защищаемому устройству 2 с противоположной стороны линии задержки 1. Мощный разрядник 4 подключен параллельно входу защищаемого устройства 2 через диод 5. С другой стороны разрядник 3 и разрядник 4 соединены между собой через сопротивление 6 и диод 7 соединенные последовательно, причем диод 7 и диод 5 включены навстречу друг другу. Маломощный разрядник 8 также подключен параллельно входу защищаемого устройства 2 через диод 9, а с другой стороны через диод 10 подключен к сопротивлению 6 со стороны диода 7, причем диод 10 включен в одном направлении с диодом 7 и навстречу диоду 9.

Устройство работает следующим образом.

Если на вход устройства защиты попадает положительный импульс перенапряжения, то в первую очередь поджигается маломощный и, следовательно, малоинерционный разрядник 4. Динамическое напряжение срабатывания разрядника не в состоянии попасть непосредственно на вход защищаемого устройства 2 из-за диода 5, а только через линию задержки 1, время задержки которой больше времени формирования разряда в разряднике 4 и, следовательно, импульс перенапряжения попадает на вход защищаемого устройства 2, который уже шунтирован горящим разрядником 4 через диод 5. Одновременно разрядный ток разрядника 4 ограничивается сопротивлением 6, на котором поднимается напряжение необходимое для поджига мощного разрядника 3, последний срабатывает и рассеивает основную часть энергии импульса.

В случае отрицательного импульса перенапряжения схема защиты работает аналогично, но вместо разрядника 4 срабатывает разрядник 8 и вместо диода 7 задействован диод 10, а вместо диода 5 - диод 9.

Эффективность работы предлагаемого устройства по сравнению с прототипом определяется длительностью времени формирования дуги в разрядниках -10^-4-10^-5 с (Киселев, Черепанов. Искровые разрядники, стр.12). При крутизне переднего фронта ЭМИ ЯВ 10 кВ/мс амплитуда перенапряжения на защищаемом устройстве уменьшится на 100 кВ.

При дополнительном поиске, проведенном автором в соответствии с п.5.2 Э3-1-74, не обнаружены объекты со сходными признаками отличительной части. Учитывая это, автор считает, что предлагаемое устройство отвечает критерию "Существенных отличий".

Формула изобретения

1. Устройство для защиты радиотехнической аппаратуры от импульсных перенапряжений, возникающих в результате воздействия электромагнитного импульса в антенных и кабельных линиях, содержащее линию задержки, подключенную последовательно защищаемой аппаратуре и два шунтирующих разрядника, выполненные параллельно защищаемой аппаратуре к входу и выходу линии задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, оно дополнительно снабжено резистором и двумя диодами, при этом упомянутые шунтирующие разрядники соединены между собой через резистор и первый диод, катод которого соединен с шунтирующим разрядником, подключенным к выходу линии задержки, катод второго диода соединен с катодом первого диода, а анод соединен подключен к выходу линии задержки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты при разнонапорном электромагнитном импульсе, дополнительно введены третий и четвертый диоды и третий разрядник, подключенный через анодно-катодный переход соответственно третьего и четвертого диода к выходу резистора и к выходу линии задержки, при этом третий и четвертый резисторы включены навстречу друг другу, но в обратной полярности по отношению к первому и второму диодам.

РИСУНКИ