Устройство защиты цифровых микросхем

Авторы патента:

H03K17/08 - модификации для защиты коммутирующей цепи от сверхтока или перенапряжения

Владельцы патента RU 2405247:

Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в составе радиоэлектронной аппаратуры наземного, морского и аэрокосмического базирования. Техническим результатом является повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры путем защиты от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта» под воздействием электромагнитного импульса или тяжелых заряженных частиц. В устройство защиты цифровых микросхем, состоящее из измерительного резистора, установленного в шину питания цифровых микросхем, компаратора, подключенного входом к измерительному резистору, а выходом к входу управления источником питания цифровых микросхем, введены форсирующий транзистор, запирающий диод, времязадающая RC цепь, состоящая из резистора и конденсатора, и МДП транзистор, при этом выход компаратора подключен к базе форсирующего транзистора, коллектор которого через запирающий диод подключен к времязадающей RC цепи и к затвору МДП транзистора, сток которого подключен к входу управления источником питания цифровых микросхем. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для защиты цифровых микросхем от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта» под воздействием электромагнитного импульса или тяжелых заряженных частиц.

Известно устройство защиты интегральных микросхем (см. патент RU 2305894). Данное устройство содержит датчик тока, включенный между входной клеммой и электронным переключателем, выход которого является выходом устройства. Датчик тока включен между первым и вторым входами усилителя сигналов датчика тока, первый и второй выходы которого соединены с входами компаратора напряжения, подключенного к R-входу RS-триггера, который имеет приоритет по воздействию на R-вход. S-вход триггера соединен с генератором импульсной последовательности с большой скважностью. Первый выход триггера подключен к управляющему входу электронного переключателя, а второй - с базой мощного n-p-n транзистора, коллектор которого соединен с выходом устройства, а эмиттер - с общей шиной.

Недостатком данного устройства является его сложность, большое количество элементов и, как следствие, снижение надежности устройства, что приводит к снижению надежности защищаемого устройства в целом.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности радиоэлектронной аппаратуры потребителя путем защиты от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта».

Поставленная задача достигается тем, что в устройство защиты цифровых микросхем, состоящее из измерительного резистора, установленного в шину питания цифровых микросхем, компаратора, подключенного входом к измерительному резистору, а выходом к входу управления источником питания цифровых микросхем, введены форсирующий транзистор, запирающий диод, времязадающая RC цепь, состоящая из резистора и конденсатора, и МДП транзистор, при этом выход компаратора, подключен к базе форсирующего транзистора, коллектор которого через запирающий диод подключен к времязадающей RC цепи и к затвору МДП транзистора, сток которого подключен к входу управления источника питания цифровых микросхем.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема устройства защиты цифровых микросхем. Устройство защиты цифровых микросхем содержит компаратор 1, форсирующий транзистор 2, запирающий диод 3, времязадающую RC цепь, состоящую из конденсатора 4 и резистора 5, МДП транзистор 6, источник питания цифровых микросхем 7, измерительный резистор 8.

Устройство работает следующим образом.

В момент воздействия электромагнитного импульса или тяжелой заряженной частицы запитанные микросхемы радиоэлектронной аппаратуры могут переходить в неуправляемое состояние («тиристорный эффект»). При этом многократно возрастает ток потребления микросхем и на измерительном резисторе 8 в цепи питания микросхем формируется напряжение, достаточное для срабатывания компаратора 1, который открывает форсирующий транзистор 2, обеспечивающий быстрый заряд конденсатора 4 до напряжения Ек>Eот,

где: Ек - напряжение питания компаратора 1;

Eот - напряжение отпирания МДП транзистора 6.

МДП транзистор 6 открывается и на вход источника питания цифровых микросхем 7 подается отключающий сигнал. После отключения источника питания цифровых микросхем 7 снимается питание с цифровых микросхем (Ецмс = 0), при этом ток через измерительный резистор 8 прекращается и компаратор 1 переходит в начальное состояние, форсирующий транзистор 2 закрывается. Источник питания цифровых микросхем 7 продолжает находиться в отключенном состоянии на время разряда конденсатора 4 через резистор 5 до напряжения отсечки МДП транзистора 6. Токи утечки запирающего диода 3 и затвора МДП транзистора 6 малы, поэтому существенного влияния на времязадающую RC цепь они не оказывают. После запирания МДП транзистора 6 происходит включение источника питания цифровых микросхем 7 и восстановление нормальной работы микросхем радиоэлектронной аппаратуры.

Параметры RC цепи определяются временем восстановления управляемого состояния микросхем.

Время полного заряда конденсатора 4 должно быть меньше времени отключения источника питания цифровых микросхем 7, что обеспечивается форсирующим транзистором 2.

Данное изобретение будет использовано в блоках управления приводами разрабатываемых ОАО ИСС в качестве устройства защиты цифровых микросхем от перегрузки при возникновении «тиристорного эффекта».

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.

Устройство защиты цифровых микросхем, состоящее из измерительного резистора, установленного в шину питания цифровых микросхем, компаратора, подключенного входом к измерительному резистору, а выходом к входу управления источником питания цифровых микросхем, отличающееся тем, что в него введены форсирующий транзистор, запирающий диод, времязадающая RC цепь, состоящая из резистора и конденсатора, и МДП транзистор, при этом выход компаратора подключен к базе форсирующего транзистора, коллектор которого через запирающий диод подключен к времязадающей RC цепи и к затвору МДП транзистора, сток которого подключен к входу управления источником питания цифровых микросхем.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания с защитой от перегрузки по току. .

Электронное реле с защитой от перегрузок по переменному току // 2395898

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для коммутации электромагнитных пускателей, электродвигателей, ламп накаливания и целого ряда других электротехнических устройств, пусковые токи которых в несколько раз превышают по величине их рабочий ток в установившемся режиме.

Электронное реле с трансформаторной развязкой и с защитой от перегрузки по току и перегрева электронного ключа // 2380828

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутационных устройствах с гальванической развязкой с защитой от перегрузки по току и перегрева электронного ключа.

Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения // 2374734

Изобретение относится к защитной схеме для искробезопасных, эксплуатируемых с напряжением допущенного для подземных горных разработок сетевого блока питания электромагнитных исполнительных устройств для включения электрогидравлических клапанов в подземных горных разработках, содержащей подключенную к первому и второму потенциалам сетевого блока питания катушку, которой приданы, по меньшей мере, два выполненных отдельно друг от друга, включенных параллельно катушке электромагнитного исполнительного устройства короткозамыкающих средства для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки.

Защитная схема для самозащищенных электромагнитных актуаторов, а также защитная схема для самозащищенных систем электроснабжения // 2372700

Устройство для защиты от перегрузки по току преобразователя постоянного напряжения в постоянное // 2370884

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронных приборов, предназначенных для работы, например, в составе бортовой аппаратуры, радиоэлектронных наземных, морских и аэрокосмических комплексов.

Транзисторный ключ с защитой от короткого замыкания // 2370883

Изобретение относится к импульсной технике. .

Электронный коммутатор напряжения // 2368070

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току // 2335843

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузок по току // 2332785

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания для защиты от перегрузки по току. .

Управление работой электронных вентилей с изолированным затвором // 2406221

Изобретение относится к управлению работой электронных вентилей, имеющих изолированный затвор, в частности к управлению работой биполярного транзистора с изолированным затвором (БТИЗ)

Микросхема с микроэлектромеханической защитой от электрических и/или тепловых перегрузок // 2466496

Изобретение относится к микроэлектронике, а также к нано- и микросистемной технике и может быть использовано в интегральных микросхемах с защитой от электрических и/или тепловых перегрузок

Способ защиты интегральных микросхем при попадании в них тяжелых заряженных частиц // 2480898

Изобретение относится к электронике интегральных микросхем и может быть использовано в составе бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) для защиты от последствий попадания тяжелых заряженных частиц

Формирователь импульсов напряжения с устройством защиты от отрицательных выбросов при подключении индуктивной нагрузки // 2483437

Изобретение относится к области микроэлектроники и, в частности, к сенсорным и микромощным микросхемам

Формирователь импульсов тока управления тиристора // 2489790

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами в преобразователях различной мощности

Формирователь импульсов энергии с использованием металлооксидных варисторов // 2497274

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в разработке формирователя энергии с целью обеспечения мощного импульса тока (напряжения), способного уменьшить коммутационные всплески и резонансные колебания тока (напряжения) в нагрузке, повышении надежности работы ключей и других устройств, физически связанных с данным формирователем энергии, заданного ограничения импульса тока нагрузки. Для этого формирователь содержит импульсные накопители электрической энергии: индуктивность и/или заряженный конденсатор, по меньшей мере один полностью управляемый быстродействующий ключ с параллельной защитной цепью, которая ограничивает напряжение при выключении быстродействующего ключа, последовательно с быстродействующим ключом (ключами) установлен по меньшей мере один блокирующий ключ, который способен блокировать или пропускать ток нагрузки, контроллер, подключенный к цепям управления ключей через соответствующие устройства управления. Защитная цепь быстродействующего ключа (ключей) содержит по меньшей мере один металлооксидный варистор (MOB), образуя импульсный ограничитель тока нагрузки, протекающий либо через быстродействующий ключ, либо через MOB. В цепи тока нагрузки установлен датчик электрического режима и подключен к контроллеру, регулирующему ток нагрузки на низкой или высокой частоте. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для защиты интегральных микросхем от тиристорного эффекта // 2510893

Изобретение относится к электронике интегральных микросхем (ИС) и может быть использовано в составе радиоэлектронной аппаратуры наземного, морского и аэрокосмического базирования. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости и надежности работы радиоэлектронной аппаратуры. Устройство содержит датчик тока, транзисторы, конденсаторы, резисторы, диоды, компаратор напряжения, RS-триггер, генератор импульсной последовательности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Резонансный коммутатор // 2516450

Изобретение относится к силовой электронике. Его использование в импульсных регуляторах и инверторах напряжения позволяет обеспечить значительное снижение динамических потерь в силовых ключах схемы. Резонансный коммутатор содержит первый ключ (1) со встречно-параллельным диодом, второй ключ (2), одним выводом соединенный последовательно с первым ключом (1), конденсатор (3) и дроссель (4), соединенный параллельно второму ключу (2), вывод анода встречно-параллельного диода образует отрицательный силовой вывод (6) резонансного коммутатора. Технический результат достигается благодаря тому, что конденсатор (3) присоединен параллельно второму ключу (2), второй вывод которого образует положительный силовой вывод (5) резонансного коммутатора. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Резонансный коммутатор (варианты) // 2516451

Изобретение относится к силовой электронике. Его использование в импульсных регуляторах и инверторах напряжения позволяет обеспечить технический результат - значительное снижение динамические потерь в силовых ключах схемы. Резонансный коммутатор содержит первый ключ (1) с первым встречно-параллельным диодом, второй ключ (2), конденсатор (3) и дроссель (4), вывод первого ключа (1), соединенный с анодом первого встречно-параллельного диода, образует отрицательный силовой вывод (6) резонансного коммутатора. Технический результат достигается благодаря тому, что второй ключ (2) снабжен вторым встречно-параллельным диодом и включен последовательно с дросселем (4), соединенным последовательно с первым ключом (1), конденсатор (3) включен параллельно второму ключу (2), вывод которого, соединенный с катодом второго встречно-параллельного диода, образует положительный силовой вывод (5) резонансного коммутатора. 2 н.п. ф-лы, 10 ил. Фиг.1.

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току // 2523021

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в источниках питания с защитой от перегрузки по току без использования датчика тока, преимущественно в системах управления космических аппаратов. Технический результат заключается в снижении массы и габаритов коммутатора напряжения и повышении точности при изменении электронного коммутатора в открытом состоянии в зависимости от температуры. Для этого заявленное устройство содержит электронный коммутатор с МОП структурой, который подает питание в блок нагрузки. Подключенный к общей точке коммутатора и блока нагрузки электронный ключ и последовательно соединенные резистор и терморезистор снижают погрешность формирования уровня срабатывания релейного элемента с гистерезисом, который управляют с помощью первого и второго элементов И включением и выключением питания блока нагрузки. При наличии перегрузки по току осуществляется отключение питания от блока нагрузки. 1 ил.