Устройство коммутации и защиты источника напряжения

 

11> 683GI9

Фовз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"1Я (61) Дополнительное к авт. свирид-ву— (22) Заявлено 04.03.77 (21) 2459571/21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень М 32 (45) Дата опубликования описания 31.08.79 (51) М К т H 03 К 17/02

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.335.2 (088.8) (72) Авторы изобретения С. А. Мусаелян, В. Г, Павлов, В. Н. Волдаев, В, И. Сазонов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ И ЗАЩИТЪ|

ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания радиоаппаратуры.

Известно устройство коммутации и защиты, которое содержит измерительный резистор в ло следовательной цепи источника напряжения (1). Однако такое устройство обладает недостаточной помехозащищенностью.

Известно устройство коммутации и защиты источника напряжения, содержащее измерительный резистор, включенный в контролируемую токопроводящую шину и соединенный с двумя входами порогового 15 усилителя, выход которого подключен к входу залуска триггера (2), Цель изобретения — повышение помехозащищенности .и уменьшение потребляемой мощности. 20

Для этого в устройство коммутации и защиты источника напряжения дополнительно .введены динамический преобразователь и ключ, выполненный .на транзисторе по схеме с общим эмиттером, при этом вход 25 динамического преобразователя подключен к входу управления устройства, выходы его соединены соответственно с входом сброса вышеупомянутого триггера и коллектором транзисторного ключа, соединенного с вы- 30 ходом устройства, лричем база транзистора ключа подключена к выходу триггера.

Кроме того, динамический преобразователь выполнен на двух транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттсром, базы которых подключены к входу, а коллекторы — к выходам динамического преобразователя и через соответствующие конденсаторы к объединенным эмиттерам.

На чертеже показана структурная электрическая схема устройства коммутации:и зашиты источника напряжения.

Устройство коммутации и зашиты источника напряжения, содержит пороговый усилитель 1, вход которого подключен к измерительному резистору 2, включенному в контролируемую токопроводящую шину

8, 4, Выход порогового усилителя 1 подключен к входу запуска триггера 5, выполненного, налример, по схеме с дополнительной симметрией на транзисторах 6 и 7 противоположной проводимости. В устройство введены динамический преобразователь 8 и ключ 9, выполненный на транзисторе 10 по схеме с общим эмиттером.

Вход динамического преобразователя 8 подключен к входу 11 управления устройства, выходы его соединены соответственно с входом сброса триггера 5 и коллектором транзистора 10 ключа 9, соединенного с вы683019 ходом 12 устройства. База транзистора 10 ключа 9 .подсоединена к выходу триггера 5.

Динамический преобразователь 8 выполнен на двух транзисторах 13 и 14, включенных по схеме с общим эмиттером, базы которых подсоединены к входу дичамического преобразоват.ля, а коллекторы подключены к выходам динамического преобразователя и через соответствующие конденсаторы 15 и

1б к объединенным эмиттерам.

l0

Устройство коммутации и защиты источника питания работает следующим образом.

При номинальном токе, протекающем через токопроводящую шину 8, 4,,напряжение на измерительном резисторе 2 равно величине, при которой пороговый усилитель

1 находится в исходном залертом состоянии. При этом транзисторы б и 7 триггера

5 удерживаются запертыми. Транзисторный ключ 9 также зат ерт. Сигнал управления не подается на вход динамического преобразователя 8, и транзисторы 13 и 14 заперты. Интегрирующий конденсатор 15,разряжен, а интегрирующий конденсатор 1б заряжен до напряжения вспомогательного источника питания Е„,, Напряжение на выходе 12 устройства равно напряжению

Е „,.„, что соответствует сигналу, включения источника напряжения. зо

Если ток через токопроводящую шину

3, 4 превысит допустимую величину,,например, вследствие короткого замыкания на ,выходе источника напряжения, то напряжение на измерительном резисторе 2 оказывается,выше порога усилителя 1. При этом пороговый усилитель 1 вырабатывает сигнал, который поступает на вход запуска триггера 5. Транзистор б триггера отпирается безынерционно, а транзистор 7 отпирается с задержкой. Бремя задержки определяется временем заряда интегрирующего конденсатора 15 через коллекторный резистор транзистора б до напряжения отпирания перехода базы-эмиттер транзистора 7.

При отпирании транзистора 7 триггер 5 переключается в другое устойчивое состоя,ние, при котором ооа транзистора 6 и 7 отперты. Одновременно с транзистором 7

9. И триггера 5 отпирается транзистор 10 к ключа нтегрирующий конденсатор 1б разряжается через транзистор 10, и напряжение на выходе 12 устройства уменьшается до нуля. Нулевой потенциал на выходе 12 устройства коммутации и защиты cooт ветству™ет сигналу выключения источника напряжения.

По сле устранения перегрузки по току (например, короткого замыкания на выходе

:источника напряжения) оператор предвав виде рительно подает сигнал управления в ви. е последовательности импульсов положительной амплнтуды на вход динамического преобразователя 8. Транзисторы 18 и 14 отпираются положительными импульсами. Накопительный конденсатор 15 разряжается через транзистор 18. При этом транзистор

7 триггера 5 и транзистор 10 ключа 9 запираются. Триггер 5 возвращается в исходное состояние, при котором оба транзистора б, 7 заперты. Накопительный .конденсатор 1б удерживается разряженным вследствие отпирания транзистора 14 до насыщения импульсами управления. Таким образом, при подаче последовательности положительных импульсов на вход динамичеакого преобразователя 8 триггер 5 устанавливается в исходное состояние, а на выходе 12 устройства коммутации .и защиты имеет место нулевой,потенциал, соответствующий сигналу выключения источника напряжения.

Для формирования устройством коммутации и защиты сипнала включения источника напряжения оператор прекращает подачу импульсов на динамический преобразователь 8. При этом транзисторы 13 и 14 запираются. Интегрирующий конденсатор

15 удерживается разряженным, а интегрирующий конденсатор 1б заряжается через коллекторный резистор транзистор ного

1ключа 9. Напряжение на выходе 12 устройства коммутации и защиты увеличивается от нуля до напряжения Е„„, что соответствует появлению сигнала включения источника напряжения.

Таким образом, устройство коммутации и защиты обеспечивает дистанционное управление состоянием источника питания с помощью импульсной последовательности.

Причем, при необходимости, импульсное управление устройством коммутации и защиты можно осуществлять в галь ванической развязке.

Предлагаемое устройство коммутации и защиты обладает повышенной помехозащищенностью от ложных срабатываний защиты цри включении источника напряжения.

В момент включения источника напряжения он оказывается нагруженным на разряжен.ную емкость фильтра, что вызывает бросок тока, величина которого превышает номинальное значение. В течение броска тока пороговый усилитель 1, естественно, вырабатывает сигнал запуска триггера 5. При этом транзистор б отпирается. Постоянная времени заряда интегрирующего конденсатора

15 выбирается такой большой, чтобы интегрирующий конденсатор 15 не мог зарядиться до порога отпирания транзистора 7 в течение броска тоха. Поэтому транзистор

7 удерживается запертым, и сигнал ложной аварии на вход ключа 9 не поступает.

Предлагаемое устройство обладает также повышенной помехозащищенностью при одновременном уменьшении потребляемой мощности по цепи у|правления 11. Это достигнуто как за счет динамического преооразсвания, так и за счет гальванической развязки, реализация которой также облегчается при импульсном управлении.

683019

Формула изобретения

Составитель Л. Багян

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор Н, Кодлова л ii.аз 757/964 Изд. № 48! Тираж 1060 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Тип. Харьк. фил. пред. < 11атси ">

Таким образом, предлагаемое устройст-во коммутации и защиты источника напряжения решает задачу дистанционного импульсного управления с гальванической развязкой источником напряжения при одновременном повышении помехозащищенности автоматической коммутации и защиты от перегрузок по току источника напряжения.

1. Устройство коммутации и защиты источника напряжения, содержащее измерительный резистор, включенный в контролируемую токопроводящую шину и соединен.ный с двумя входами порогового усилителя, выход которого подключен к .входу запуска триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и уменьшения потребляемой мощности, в устройство дополнительно введены динамический преобразователь и ключ, выполненный на транзисторе по схеме с общим эмиттером, при этом вход, динамического преобразователя подключен к входу управления устройства, выходы его соединены соответственно с .входом сброса вышеупомянутого триггера и коллектором транзистора ключа, соединенного с выходом устройства, причем база транзистора ключа подключена к выходу тр игге р а.

2. Устройство по л. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что динамический преобразователь

10 выполнен на двух транзисторах, включенных по схеме,с общим эмиттером, базы которых подсоединены к входу, а коллекторы — к выходам длнамического преобразователя и через соответствующие конденсаторы к объединенным эмиттерам.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе:

1. Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения, Киев, Техника, 1976, с. 98, рис. 23.

2. Агапов И. В., Питуха А. В. Электрическая защита полулроводниковых источников питания, Советское радио, 1966, 25 с. 123, рис. 80.