Устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик рц 744829 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву 95422 88 (22) Заявлено 310378 (21) 2596764/24-07 с присоединением заявки Ио— (23) Г риоритет—

Опубликовано 300680.Бюллетень Мо 24

Дата опубликования описания 30.06.80 р )м )(2

Н 02 Н 3/24

Государственный комитет

СССР но делам нзобретений н открытнй (5З) УДК 621. 316. .925(088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Колесниченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам защиты электрических цепей от перегрузок по току и входных перена пряжений и может быть использовано для защиты источников питания, содержащих стабилизаторы напряжения, или транзисторных электронных устройств в целом.

По основному авт.св. Р 542288 известно устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений, содержащее транзисторы разного типа проводимости, включенные по схеме триггера, одно из плеч которого используется как ключевой 15 транзистор, а другое — как сравнивающий транзистор, ограничительный диод, шунтирующий цепь база-эмиттер сравнивающего транзистора, запоминающую емкость и генератор тока на 2О транзисторе, база сравнивающего транзистора подключена к коллектору ключевого транзистора и соединена диодом с эмиттером, подключенным к запоминающей емкости, шунтирующей генератор тока на транзисторе.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности и недостаточная надежность. С помощью этого устройст- ЗО ва можно защищать от входных перенапряжений только такие электрические цепи, ток потребления которых или линейно увеличивается при увели чении входного напряжения, или увеличивается быстрее, чем при линейном законе. Это объясняется тем, что, в силу принципа своего действи устройство защиты при повышении напряжения сработает только в том слу чае, если повышение напряжения вызо вет увеличение тока потребления до уровня срабатывания ключевого транзистора.

Кроме того, происходящее увеличе ние напряжения на переходе эмиттерколлектор транзистора генератора тока, работающего практически при напряжении, равном входному, и практически полное входное напряжение, появляющееся на переходе эмиттер-коллектор ключевого транзистора также снижают надежность защитного устройства.

Большинство электрических цепей имеют не постоянный во времени ток потребления, а изменяющийся по величине из-за наличия в своем составе нагрузок,включающихся под напряжение в определенные моменты времени. При этом устройство защиты должно настраиваться на значение тока срабатывания, несколько превышающего суммарное значение тока потребления электрической цепи при обесточенной нагрузке и тока потребления включающейся нагрузки. В протинном случае устройство защиты для таких электрических цепей непригодно из-за ложных срабатываний устройства защиты и ненормальной работы защищаемой электрической цепи.

Поскольку перегрузка по току может произойти в любой момент времени как при одном значении тока потребления, так и при другом, то прежде, чем произойдет срабатывание устройства защиты, может произойти перегрузка по току электрической цепи.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение нацежности защиты. 26

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений по авт.св. " 542288 к опорным элементам генератора тока 25 на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база ко .араго подключена к дополнительному выходу защищаемой электрической цепи, а щ последовательно с ключевым транзистором и источником питания включен пороговый элемент.

Принципиальная электрическая схема изобретения приведена на чертеже, Устройство содержит ключевой транзистор 1, сравнивающий транзистор 2, ограничивающий диод 3, запоминающий конденсатор 4, генератор тока на транзисторе 5 с опорными элементами— стабилитронами 6, резистор 7, задающий режим работы стабилитронов 6, резистор В, с помощью которого устанавливается ток эмиттера транзистора 5, резистор 9, стабилизирующий режим работы ключевого транзистора 1, резистор 10, способствующий отпиранию транзисторов 1 и 2 после перегрузки, резисторы 11 и 12, задающие режим дополнительного ключевого транзистора 13, дополнительный ключевой у транзистор 13 и пороговый элемент 14.

В нормальном режиме работы ключевой транзистор 1 и сравнивающий транзистор 2 открыты, порогоный элемент

14 находится в выключенном состоянии.

Генератор тока на транзисторе 5 задает ток базы ключевого транзистора 1 через сравнивающий транзи=тор 2.

ВеЛичина тока генератора тока на транзисторе 1 зависит от транзи"тара 13, который может находиться либо 60 но включенном, либо и выключенном состоянии. Управление этим транзистором производится т" êèì образом„ чта при увеличении тока, потребляемого электрической цепью, он выключается,, а. при уменьшении — включается и шунтирует часть опорных элементов, уменьшая величину тока источника.

Таким образом производится автоматическая перестройка величины тока источника н зависимости or величины тока потребления, резистором 8 подстраивается величина тока генератора, а также степень насыщения и порог ныключения транзистора 1. Запоминающий конденсатор 4 заряжен через ограничивающий диод 3. Напряжение на выходе ранна разности входного напряжения и напряжения насыщения ключевого транзис -ора 1.

Уменьшение сопротивления нагрузки может произойти либо при большем, либо при меньшем токе потребления защищаемой электрической цепи. В любом случае из-за работы дополнительного ключевого транзистора 13 поддерживается небольшая разность между величиной тока н точке выключения транзистора 1 и током потребления, напряжение на ключевом транзистсре увеличивается, приближаясь к порогу,. гри переходе через который возникает ланинный процесс запирания транзистора 1. Изменение напряжения на запоминающем конденсаторе 4 отстает но времени от уменьшения напряжения на базе сравнинающегo транзистора 2.

Зто приводит к ускоренному =-апиранию транзистора 1.

За счет слежения настройки величины тока источника тока, следовательно, и величины тока н точке выключения ключевого транзистора 1 эа током потребления нагрузкой возрастает надежность защиты устройства сопротивления нагрузки или коротком замыкании на вь|ходе.

При понышеник входного напряжения, даже если не происходит увеличение тока нагрузки„ пороговый блок, сра— батыная, оказывается подключенным через малое сопротивление насыщенного перехода эмиттер †коллект клю— чена o транзистора 1 к источнику входного напряжения. Вследствие этого ток порогового элемента и ключенага транзистора резко унеличивается, что вызывает лавинообразный процесс его запирания, аналогичный описанному выше. Напряжение источника питания разделится:-;ежду пороговым элементом и переходом эмиттер-коллектор " .лючевого транзистора 1.

При устранении перегрузки па току транзистор 1 автоматически переходит ь режим насыщения, так как на базу сравнивающего транзистора подается напряжение через реэистop 10. Возврат схемы защиты в исходное состояние после устранения входного перенапряжения зависит от типа примененного порогового э.цемента, Если в качестве порогового элемента примеHeH c rBGHJIBTpoH устройства защиты

744829

Формула изобретения

Составитель Т.Щеголькова

Редактор Е.Абрамова Техред A. Щепанская Корректор И. Муска

Заказ 3676/10 Тираж 783 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 также автоматически переходит в режим насыщения, как и после устранения перегрузки по току.

Использование описанного устройства позволяет повысить надежность работы электронных устройств. 5

Устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапряжений по авт. св.9 542288, о т л и ч а ю

10 щ е е с я тем, что, с целью расшире,ния функциональных возможностей и повышения надежности защиты, к опор. ным элементам генератора тока на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база которого подключена к дополнительному выходу защищаемой электрической цепи, а последовательно с Ключевым транзистором и источником питания включен пороговый элемент.