Переключающее реле с защитой от перегрузкок и коротких замыканий

 

(, I Ъ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<11,702520

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080477 (21) 2470693/18-21 (51)М, Кл.2 с присоединением заявки ¹

Н 03 K 17/56

Тосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.374. . 335. 2 (088 ° 8) Опубликовано 05.1279 Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 081279 (72) Авторы изобретения

Г.A.Ãåíèí и A.Â.Øèðøîâ (71) Заявитель (54) ПЕРЕКХ60ЧАКЩЕЕ РЕЛЕ С ЗАЩИТОЙ

OT IIEPEI ÐУЗОК И КОРОТКИХ

ЗАМЫКАНИ Й

Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к устройствам для бесконтактной коммутации нагрузки между двумя полюсами постоянного напряжения.

Известно переключающее реле, содержащее два бесконтактных ключа, поочередно подключающих нагрузку к противоложным полюсам источника питания, и схему управления (1).

Недостатком известного реле является отсутствие средства защиты бесконтактных ключей от перегрузок и коротких замыканий нагрузки.

Известно также переключающее реле, содержащее два бесконтактных ключа для подключения нагрузки к одной из шин питания, резистор, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу одно-.î из ключей и средства для защиты бесконтактных ключей от перегрузок и коротких замыканий (2) °

Недостаток этого устройства состоит в том, что прн перегрузках или коротких замыканиях нагрузки транзисторы, на которых выполнены бес- контактные ключи, несмотря на наличие специальных средств защиты (стабилитронов, включенных между базами и кол;лекторами указанных транзисторов), остаются включенными и работают в активном режиме. При этом токи через транзисторы и напряжения на них (а, следовательно, и выделяемая мощность) хотя и ограничены стабилитронами, но существенно превышают аналогичные параметры рабочего режима реле, в слу О, чае, когда транзисторы работают в режиме переключения.

Этот недостаток делает защиту известного реле малоэффективной, что существенно снижает его надежность.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности пеРеключающего реле путем повышения эф фективности его зашиты от перегрузок и коротких замыканий нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в него дополнительно введены блок сравнения, резистивный делитель напряжения, конденсатор, второй диод и третий резистор, причем первый вход блока сравнения через второй резистор подключен к первой шине питания, а через первый диод к выходу реле, второй вход блока сравнения подключен к выходу реэистивного делителя, включен- ного между шинами питания, через конЗО денсатор к второй шине питания и че702520 реэ последовательно соединенные второй диод и третий резистор — к объединенным выводам первого бесконтактного ключа и резистора, выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого бесконтактного ключа.

На чертеже приведена схема переключающего реле с защитой от перегру зок и коротких замыканий.

Оно содержит бесконтактные ключи

1 и 2, нагрузку 3, через последовательно соединенные резистор 4 и ключ

1 подключенную к положительной шинЬ

5 питания, а через ключ 2 - к отрицательной шине б питания. Управляющий вход к ча 2 подключен к блоку 7 уп 15 равлечия. Первый вход блока 8 сравнения подключен к выходу делителя напряжения на резисторах 9, 10, подключенного между шинами 5 и б питания, второй вход блока 8 через резистор

11 подключен к шине 5 питания, а через диод 12 — к нагрузке 3. Между шиной б питания и первым входом блока 8 включен конденсатор 13. Через последовательно соединенные ключ 1, диод 14 и резистор 15 шина 5 питания . соединена с первым входом блока 8.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении от блока 7 управления открывающего потенциала, ключ 30

2 открывается и подключает выход 16 реле, нагрузку 3 и катод диода 12 к отрицательной шине 6 питания. При этом потенциал на аноде диода 12 меньше потенциала, снимаемого с дели- 35 теля напряжения. В результате на вы-.. ходе блока 8 сравнения отсутствует сигнал на открывание ключа 1 и последний удерживается .в закрытом состоянии. 40

При поступлении от блока 7 управления запирающего потенциала, ключ 2 запирается и через резистор 11, диод

12 и нагрузку 3 протекает небольшой пробный ток. При отсутствии перегрузки или короткого замыкания нагрузки согротивление нагрузки 3 превышает некоторое минимально допустимое значение и падение напряжения на нем от пробного тока достигает значения,напряжения на выходе делителя напряжения. При этом потенциал на диоде 12 превышает потенциал с выхода делителя, блок 8 сравнения срабатывает и на егo выходе появляется управляющий сигнал, открывающий ключ 1. 55

В результате замыкания ключа 1 нагрузка 3 через ниэкоомный резистор

4 подключается к положительной шине

5 питания, диод 12 запирается, а диод 14 открывается и через резистор б0

15 на вход.блока 8 сравнения и выход делителя на резисторах 9 и 10 подается дополнительный ток. Поэтому через время задержки, необходимое для включения ключа 1 и нарастания напря- 65 жения на нагрузке (это время задержки обеспечивается конденсатором 13), потенциал на входе блока 8 сравнения, подключенном к выходу делителя, повысится до величины, близкой к напряжению питания. Соотношение между сопротивлениями резисторов 10, 11 и

15 выбирается таким, чтобы потенциал на входе блока 8 при включенном клю че 1 отличался от напряжения питания на величину, равнуюпадению напряжения на резисторе 4 и ключе l при минимально допустимом сопротивлении нагрузки 3. Тогда при отсутствии перегрузки или короткого замыкания нагрузки потенциал на входе. блока 8 сравнения со стороны диода 12 остается выше потенциала на era другом входе и с выхода блока 8 сравнения продолжает поступать. на вход ключа

1 открывающий сигнал.

При перегрузке или коротком замыкании сопротивление нагрузки 3 становится меньше минимально допустимой величины.

При этом, если перегрузка или короткое эйьыкание возникнут до момента замыкания ключа 1, то падение напряжения на нагрузке 3 от пробного тока, протекающего через резистор 11 и диод 12, не достигает значения напряжения на выходе делителя из резисторов 9 и 10, в результате на выходе блока сравнения 8 не появляется си"нал, открывающий ключ 1. Если перегрузка или короткое замыкание возникнут после включения ключа 1, то увеличение тока нагрузки, протекающего через резистор 4 вызовет соответствующее снижение потенциала на выходе реле и катоде диода 12. В результате диод 12 открывается, потен циал на входе блока 8 сравнения со стороны диода 12 становится ниже потенциала на другом его входе, блок сравнения срабатывает, снимает открывающий сигнал со входа ключа 1 и ключ 1 закрывается. После этого через нагрузку 3, диод 12 и резистор 11 протекает пробный ток, потенциал на входе блока 8 сравнения со стороны диода 12 остается ниже потенциала на другом его входе и ключ 1 не замыкается до устранения перегрузки.

После этого реле снова начинает переключаться в соответствии с сигналами с блока 7 управления.

Если нагрузка имеет реактивный характер, то выход реле для защиты от перенапряжений соединяется с шинами питания с помощью диодов, включение которых показано на чертеже пунктиром.

Таким образом, перегрузка по току или короткое замыкание нагрузки вызывают автоматический перевод бесконтактного ключа, соединяющего нагрузку с источником питания, в режим

702520

Формула изобретения

Составитель Л.дарьина

Редактор Н.Веселкина Техред 3.Фанта " Корректор М.Пожо

Заказ 7609/54 Тираж 1060 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская иаб., д. 4/5.

Филиал ППП - Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 отсечки,а при устранении перегрузки или короткого замыкания нагрузки обеспечивается автоматическое восстановление нормальной работы. В ре- зультате не только предотвращается протекание опасных для реле и нагрузки токов, но и обеспечивается пере" вод реле в облегченный (по току и мощности) режим работы. Это существенно повышает надежность реле в процессе его эксплуатации.

Переключающее реле с защитой от перегрузок и коротких замыканий, содержащее последовательно соединенные между шинами питания первый бесконтактный ключ, первый резистор и второй бесконтактный ключ, управляющий вход которого соединен с блоком.управления, а также второй резистор и первый диод, объединенные выводы резистора и второго ключа соединены с выходом реле, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены блок сравнения, резистивный делитель напряжения, конденсатор, второй диод и третий резистор, при5 чем первый вход блока сравнения через второй резистор подключен к первой шине питания,а через первый диод к выходу реле, второй вход блока сравнения подключен к выходу реэис 0 тивного делителя, включенного между шинами питания, через конденсатор к второй шине питания и через последовательно соединенные второй диод и третий резистор к объединенным вы1 водам первого бесконтактного ключа и резистора, выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого бесконтактного ключа. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Ю.И.Конев. Транзисторные импульсные устройства, М., Энергия, 1964, с. 105, рис. 4-18.

2. Патент США М 3654490, ;кл. 307-255, опублик. 17.06.70.