CS195556B1 - Connection of the circuit for the protection of consumers against increasing or decreasing the feeding current - Google Patents

Description

SOCIALISTICKÁ I POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU osvědčení 195556 (11) (Bl)

(51) lnt. Cl^ H 02 H 3/38 /22/ Přihlášeno 18 11 77/21/ /PV 7609-77/ (JIH Zveřejněno 31 05 79

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydáno 15 04 82

A OBJEVY (75)

Autor vynálezu

OUZK”? FRANTIŠEK, PRAHA (54) Zapojení obvodu pro ochranu spotřebičů proti zvýšení nebo sníženínapájecího napětí l

Vynález se týká zapojení pro ochranuspotřebičů proti zvýšení nebo snížení napá-jecího napětí. Pro napájení regulačních aměřicích obvodů je potřebné stejnosměrnénapětí, které nesmí být větší ani menší,než předem určená velikost napájecíhonapětí. V případě nedodržení této podmínkydojde ve spotřebiči při větším napětí kezničení polovodičů - zejména integrovanýchobvodů - a při menším napětí k chybné funkciregulátoru nebo měřicího zařízení.

Složitější napájecí zdroje obsahují jižochrany velikosti napájecího napětí. Zapoje-ní těchto ochran je složité a je součástítěchto zdrojů. Jednoduché napájecí zdrojese používají bez ochran velikosti napájecí-ho napětí a v případě poruchy ná zdrojidojde k poruše zařízení, které je tímto zdro-jem napájeno. Někdy se tyto zdroje doplňujíochranou, která je bud složitá, nebo ne-chrání spotřebič před nepřípustnou změnounapájecího napětí, která vzniká v důsledkumožných poruch na napájecím zdroji.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojeníobvodu pro ochranu spotřebičů proti zvýšenínebo snížení napájecího napětí, sestávajícíz napájecích zdrojů, tranzistorů, triaků,Zenerových diod, pojistek, relé a odporůpodle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom,že kladný pól prvního napájecího zdrojeje spojen přes první pojistku s prvním vý-vodem prvního nastavovacího odporu, s kato-dou první Zenerovy diody, s jedním vývodemprvního tlumicího odporu, s první anodouprvního triaku, s katodou omezovači Zene-rovy diody a s kladným polem spotřebiče.

První blokovací vstup spotřebiče je spojen 2 s jedním vývodem pracovního kontaktu relé.Druhý vývod pracovního kontaktu relé je spo·jen se druhým blokovacím vstupem spotřebi-če. Záporný pól spotřebiče je spojen přesvinutí relé s anodou omezovači Zenerovydiody. Dále je záporný pól spotřebiče spo-jen s první anodou druhého triaku, s jednímvývodem druhého tlumicího odporu, s anodoudruhé Zenerovy diody, s jedním vývodem dru-hého nastavovacího odporu a přes druhou po-jistku se záporným pólem druhého napájecíhozdroje. Kladný pól druhého napájecího zdro-je je spojen se záporným, pólem prvního na-pájecího zdroje, s jedním vývodem třetíhonastavovacího odporu, s jedním vývodemspínacího kontaktu, s jedním vývodem první-ho omezovacího odporu, s jedním vývodemdruhého omezovacího odporu, se třetí po-mocnou svorkou, se středním pólem spotřebi-če, s jedním vývodem prvního ochrannéhoodporu a s jedním vývodem druhého ochran-ného odporu. Druhý vývod druhého ochrannéhoodporu je spojen s první pomocnou svorkoua s druhou anodou druhého triaku. Řídicíelektroda druhého triaku je spojena se dru-hým vývodem druhého tlumicího odporu apřes druhý kolektorový odpor s anodoudruhé diody a s katodou druhého tranzisto-ru, který je typu PNP. Emitor druhého tran-zistoru je spojen s katodou druhé diodya se Čtvrtou pomocnou svorkou, čtvrtá po-mocná svorka je spojena buň se třetí pomoc-nou svorkou, nebo s pátou pomocnou svorkou.Pátá pomocná svorka je spojena s druhýmvývodem prvního ochranného odporu a sedruhou anodou prvního triaku. Řídicí elek-troda prvního triaku je spojena se druhým 195556 1 95556 vývodem prvního tlumicího odporu a s. jed-ním vývodem prvního kolektorového odporu.Druhý vývod prvního kolektorového odporuje spojen s katodou první diody, s kolek-torem prvního tranzistoru, který je typuNPN, Emitor prvního tranzistoru je spojens anodou první diody a se druhou pomocnousvorkou. Druhá pomocná svorka je spojenas první pomocnou svorkou nebo se třetípomocnou svorkou. Báze prvního tranzistoru,který je typu NPN, je spojena jednak přestřetí vstupní odpor s anodou první diodya se druhým vývodem prvního omezovacíhoodporu, a jednak přes první vstupní odporse druhým vývodem prvního nastavovacíhoodporu, se druhým vývodem třetího nasta-vovacího odporu, se druhým vývodem klido-vého kontaktu, relé se druhým vývodemdruhého nastavovacího odporu a se druhýmvývodem druhého vstupního odporu, Prvnívývod druhého vstupního odporu je spojens bází druhého tranzistoru, který je typuPNP a se druhým vývodem čtvrtého vstupníhoodporu. První vývod druhého vstupního odpo-ru je spojen se druhým vývodem druhéhoomezovacího odporu a s katodou druhé Zene-rovy diody . Výhodou uspořádání ochrany podle vynále-zu je, že je jednoduché, levné a ochraňujespotřebič při všech poruchách napájecíchzdrojů. Zapojení umožňuje různé způsobyochran spotřebiče. Další výhodou zapoje-ní je, že je použitelné pro všechny druhynapájecích zdrojů, a to jak z hlediskavýstupního napětí, tak z hlediska výstup-ního odebíraného proudu. Příklad zapojení podle vynálezu jev blokovém schématu znázorněn na přiloženémvýkresu .

Zapojení sestává ze dvou napájecích zdro-jů _2 stejnosměrného stabilizovaného na-pětí, dvou tranzistorů 1 6, 1 7 , dvou triaků24, 25 , tří Zenerových diod, 8_, 9^, 28 , dvoupojistek 3., £, z relé 29 a odporů. Kladnýpól 1 i prvního napájecího zdroje 2. Je spo-jen přes první pojistku 3. s prvním vývodemprvního nastavovacího odporu 5_, s katodouprvní Zenerovy diody 8_, s jedním vývodemprvního tlumicího odporu 2 2 , s první ano-dou prvního triaku 24.» 3 katodou omezovačiZenerovy diody 28 a s kladným pólem 301spotřebiče 30. Spotřebič 30 je regulátornebo měřicí obvod, který odebírá z napáje-cích zdrojů 2^ energii o stabilizovanémnapětí. První blokovací vstup 3O4 spotře-biče 30 je spojen s jedním vývodem pracov-ního kontaktu 2 9 2 relé 2 9, Druhý vývodpracovního kontaktu 292 je spojen se druhýmblokovacím vstupem 305 spotřebiče 30 .porný pól 30? spotřebiče 30 je spojen přesrelé 29 s anodou omezovači Zenerovy diody 28.Dále je záporný pól 302 spotřebiče 30 spo-jen s první anodou druhoho triaku 25,s jedním vývodem druhého tlumicího odporu23, s anodou druhé Zenerovy diody 9_, s jed-ním vývodem druhého nastavovacího odporu6 a přes druhou pojistku £ se zápornýmpólem 22 druhého napájecího zdroje 2^.

Kladný pól 2 1 druhého napájecího zdroje 2je spojen se záporným pólem 1 9 prvního na-pájecího zdroje s jedním vývodem třetíhonastavovacího odporu 7_, s jedním vývodemspínacího kontaktu 29¾ relé 2 9, s jednímvývodem prvního omezovacího odporu 1 0 , sjedním vývodem druhého omezovacího odporu11, se třetí pomocnou svorkou 35 se střed-ním pólem 30-¾ spotřebiče 3Ό , s jedním vý-vodem prvního ochranného odporu 26 a s jed-'ním vývodem druhého ochranného odporu 27.Druhý vývod druhého ochranného odporu 27je spojen s první pomocnou svorkou-33 a sedruhou anodou druhého triaku 25. Řídicíelektroda druhého triaku 25 je spojena se druhým vývodem druhého tlumicího odporu 2.2.a přes druhý kolektorový odpor 21 s anodoudruhé diody 19 a s kolektorem druhého tran-zistoru j_, který je typu PNP. Emitor druhé-ho tranzistoru 17 je spojen s katodou druhédiody 19 a se čtvrtou pomocnou svorkou36. Čtvrtá pomocná svorka 36 je spojenabud se třetí pomocnou svorkou 3 5 , nebo s pá-tou pomocnou svorkou 37. Pátá pomocná svor-ka 37 je spojena s druhým vývodem prvníhoochranného odporu 26 a-se druhou anodouprvního triaku 2 4 ,*~Tí dici elektroda první-ho triaku 24 je spojena se druhým vývodemprvního tlumicího odporu 22 a s jednímvývodem prvního kolektorového odporu 20.

Druhý vývod prvního kolektorového odporu20 je spojen s katodou první diody 18,s kolektorem prvního tranzistoru 16 , kterýje typu NPN. Emitor prvního tranzistoru1_6 je spojen s anodou první diody 1 8 a sedruhou pomocnou svorkou 3 4 . Druhá pomocnásvorka 34 je spojena s první pomocnou svor-kou 33 nebo se třetí pomocnou svorkou 35. Báze prvního tranzistoru 1 6, který je typuNPN>je spojena jednak přes třetí vstupníodpor 14 s anodou první diody 18 a se dru-hým vývodem prvního omezovacího odporu10, a jednak přes první vstupní odpor 1 2se druhým vývodem prvního nastavovacíhoodporu 5., se druhým vývodem třetího nasta-vovacího odporu 7_, se druhým vývodem kli-dového kontaktu 2 91 relé 29, se druhým vý-vodem druhého nastavovacího odporu 6.a s druhým vývodem druhého vstupního od-poru 1 3 . První vývod druhého vstupníhoodporu 13 je spojen s bází druhého tranzis-toru 1 7 , který je typu PNP a se druhýmvývodem čtvrtého vstupního odporu 15, je-hož první vývod je spojen se druhým vývodemdruhého omezovacího odporu 11 a s katodoudruhé Zenerovy diody 8_.

Zapojení ochrany podle vynálezu pracujenásledujícím způsobem:

Stabilizované stejnosměrné napětí zobou napájecích zdrojů a 2 napájí přespojistky _3 a spotřebič 30 . Paralelně kevstupním napájecím svorkám 30¾ , 30? , 301¾spotřebiče 30 je zapojena ochrana napáje-cího napětí, která chrání spotřebič 30při stoupnutí jednoho nebo obou napájecíchnapětí, při asymetrií napájecího napětía při změně polarity napájecího napětí.

Zvětší-li se vlivem poruchy napětí první-ho napájecího zdroje začne protékat prvníZenerovou diodou 8. proud, který vyvolána prvním omezovacím odporu 10 napětí,které protlačí přes třetí vstupní odpor14 do báze prvního tranzistoru 16 proud.První tranzistor 16 se otevře a řídicíelektrodou prvního triaku 24 začne pro-tékat proud, jehož velikost je omezenaprvním kolektorovým odporem 20 a prvnímtlumicím odporem 2 2 . První tríak 24 seotevře, a tím zapojí paralelně k oběma pó-lům prvního napájecího zdroje J_ první ochran-ný odpor 2 6, který je tak malý, že dojdek přerušení první pojistky 3., Zároveň ten-to první ochranný odpor 26 chrání prvnítríak 24 před proudovým přetížením.

Podobně zvětší-li se vlivem poruchy na-pětí druhého napájecího zdroje 2, začneprotékat druhou Zenerovou diodou j) proud,který vyvolá na druhém omezovacím odporu11 napětí, které protlačí přes čtvrtý vstup-ní odpor 15 do báze druhého tranzistoru17, který je typu PNP, proud#.Druhý tranzis-tor 17 se otevře a řídicí elektrodou druhé-ho triaku 25 začne protékat proud, jehožvelikost je omezena druhým kolektorovýmodporem 21 a druhým tlumicím odporem 23.Druhý tríak 25 se otevře a tím zapojíparalelně k oběma pólům druhého napájecí-ho zdroje 2. druhý ochranný odpor 27 , který

Claims (1)

195556 je tak malý, že dojde k přerušení druhépojistky 4_. Zároveň tento druhý ochrannýodpor 27 chrání druhý triak 25 před prou-dovým přetížením. Při poruše první pojistky _3. nebo druhépojistky £ odpadne relé 2 9, které je na-pájeno přes omezovači Zenerovu diodu 28’,protože potom napájecí napětí je menšínež přídržné napětí relé 2 9 . Relé 29 potomsvým pracovním kontaktem 29? signalizujeporuchu napájecího napětí, Vypadne-li takto jedno napájecí napětí,lze ochranu zajistit dvěma způsoby, BuÓ tak,že automaticky vypadne i druhé napájecínapětí,nebo tak, že druhé napájecí napětízůstává. V prvním případě, kdy automaticky vypad-ne i druhé napájecí napětí^je spojena prvnípomocná svorka 33 se druhou pomocnou svorkou34 a čtvrtá pomocná svorka 3 6 je spojenas pátou pomocnou svorkou 37 tak, jak je zná-zorněno na výkrese. Funkce ochrany je potomnásledující; Když se otevře první triak 2 4 , napojí seemxtor druhého tranzistoru 17 na potenciálkladného pólu 11 prvního napájecího zdro-je jK Báze druhého tranzistoru 17 bude zá-porná, protože je spojena přes druhýomezovači odpor 11 a přes čtvrtý vstupníodpor 15 se záporným pólem 1? prvního zdro-je K Druhý tranzistor 17 se otevře, a tímse otevře i druhý triak 25 a oba póly 2 j , 2 2 druhého zdroje 2 se spojí přesdruhy" ochranný odpor 2 7 , který má nízkouhodnotu, takže se přeruší druhá pojistkah_. Analogicky ochrana pracuje při porušedruhého zdroje 2_. Ve druhém případě, kdy při poruše jed-noho napájecího napětí má druhé napájecínapětí zůstat, spojí se druhá pomocnásvorka 34 se třetí pomocnou svorkou 3 5a současně se spojí tato třetím pomocnásvorka 35 se čtvrtou pomocnou svorkou 3 6. /Na výkrese je toto spojení znázorněnočárkovaně/. Spojení mezi první pomocnousvorkou 33 a druhou pomocnou svorkou 34 je přerušeno. Stejně tak je přerušeno spo-jení mezi Čtvrtou pomocnou svorkou 36 apátou pomocnou svorkou 3 7 . Eraitor první-ho tranzistoru 1 6 , který je typu NPN i erai-tor druhého tranzistoru 17 zůstává přitomto zapojení vždy na potenciálu spojené-ho záporného pólu 19 prvního napájecíhozdroje 2 a kladného pólu 2, druhého napá-jecího zdroje 2_. Při přepolování prvního napájecího zdroje 2 seotevře první 'triak 24 přes první diodu 18 a první kolektorovýodpor 20 . Podobně při přepolování druhéhonapájecího zdroje 2_ se otevře druhý triak 25 přes druhý kolektorový odpor 21 a přesdruhou diodu 19 se přeruší druhá pojistka Napětí prvního napájecího zdroje zůstá-vá. První dioda 18 chrání první tranzistor16 typu NPN a druhá dioda 19 chrání druhýtranzistor 17 typu PNP před opačnou polari-tou napětí na přechodech báze - kolektor. - Ochrana nesymetrie napájecího napětíje zajištěna odporovým děličem, který jevytvořen z prvního nastavovacího odporu 5,druhého nastavovacího odporu £ a třetího"nastavovacího odporu 7. Tyto jsou nastaveny tak, že při správnémnapětí obou napájecích zdrojů 1, 2 je vbode, v němž je spojen první nastavovacíodpor 5_ se druhým nastavovacím odporem 6stejný potenciál jako potenciál v bodě,v němž je spojen záporný pól 19 prvníhonapájecího zdroje s kladným potenciálem21 druhého napájecího zdroje 2» a tedy istejný potenciál, jaký mají emitory oboutranzistorů 16 a 1 7 . Potenciál bodu tvoře-ného spojením prvního nastavovacího odpo-ru 2 a druhého nastavovacího odporu 6 jezaveden jednak přes první vstupní odpor 1 2na bázi prvního tranzistoru 16, a jednak·přes druhý vstupní odpor 13 na bázi dru-hého tranzistoru 17. Změní-lí.se velikost některého napáje-cího napětí, změní se i potenciál bodu,v němž je spojen první nastavovací odpor2 se druhým nastavovacím odporem 2 oprotipotenciálu emitorů obou tranzistorů 1 6a 17. Podle polarity této změny se otevřebuS”první tranzistor 16 přes první vstup-ní odpor 1 2 , nebo se otevře druhý tranzis-tor 17 přes druhý vstupní odpor 13 . Citlivost nesymetrie napájecího napětíje možno nastavovat třetím nastavovacímodporem £, k němuž je paralelně připojenklidový kontakt 291 , relé 2 9 , které vyřa-zuje funkci ochrany nesymetrie napájecíhonapětí pří zapínání napájecích zdrojů 2» 2, kde nemusí být obě napájecí napětí stej-ná. Ochrana začne pracovat^až když sepnerelé 29 a svým klidovým kontaktem 2 9 zru-ší zkrat třetího nastavovacího odporu 7_. Vynálezu se využije v regulační a mě-řicí technice k ochraně regulátorů připoruše napájecích zdrojů. Zapojení obvodu pro ochranu spotřebičůproti zvýšení nebo snížení napájecího na-pěti, sestávající z napájecích zdrojů,tranzistorů, triaků, Zenerových diod, po-jistek, relé a odporů, vyznačující se tím,že kladný pól /1 -j/ prvního napájecího zdro-je /1/ je spojen přes první pojistku /3/s prvním vývodem prvního nastavovacíhoodporu /5/, s katodou první Zenerovy diody/8/, s jedním vývodem prvního tlumicíhoodporu /22/, s první anodou prvního tria-ku /24/, s katodou omezovači Zenerovy dio-dy /28/ a s kladným pólem /30| / spotřebi-če /30/, jehož první blokovací vstup /304/je spojen s jedním vývodem pracovníhokontaktu /292/» jehož druhý vývod je spo-jen se druhým blokovacím vstupem /ŠO5/ spo-třebiče /30/ a záporný pól /302/ spotřebi-če j.e spojen přes relé /29/ s anodou omezovači Zenerovy diody /28/, a dále jezáporný pól /302/ spotřebiče /30/ spojens první anodou druhého triaku /25/, s jed-ním vývodem druhého tlumicího odporu /23/, Y N Á L E Z U s anodou druhé Zenerovy diody /9/, s jednímvývodem druhého nastavovacího odporu /6/a^přes druhou pojistku /4/ se zápornýmpolem /22/ druhého napájecího zdroje /2/,jehožkladný pól /2j/ je spojen se zápornýmpolem /1 2/ prvního napájecího zdroje /1/,s jedním vývodem třetího nastavovacíhoodporu /7/, s jedním vývodem spínacíhokontaktu /29^/, s jedním vývodem prvníhoomezovacího odporu /10/, s jedním vývodemdruhého omezovacího odporu /11/, se třetípomocnou svorkou /35/, se středním pólem spotřebiče /30/, s jedním vývodemprvního ochranného odporu /26/ a s jednímvývodem druhého ochranného odporu /27/,jehož druhý vývod je spojen s první po-mocnou svorkou /33/ a s druhou anodou dru-hého triaku 725/, jehož řídicí elektrodaje spojena s druhým vývodem druhého tlu-micího odporu /23/ a přes druhý kolektoro-vý odpor s anodou druhé diody /19/ a s katodou druhého tranzistoru /17/, kte-rý j® typu PNP, jeho emitor jé spojen s 195556 katodou druhé diody /19/ a se čtvrtoupomocnou svorkou /36/, která je spojenabud se třetí pomocnou svorkou /35/ nebos pátou pomocnou svorkou /37/, která jespojena se druhým vývodem prvního ochran-ného odporu /26/ a se druhou anodou první-ho triaku /24/, jehož řídicí elektroda jespojena se druhým vývodem prvního tlumi-cího odporu 1121 a s jedním vývodem první-ho kolektorového odporu /20/, jehož druhývývod je spojen s katodou první diody/18/, s kolektorem prvního tranzistoru/16/, který je typu NPN, jehož eraitor jespojen s anodou první diody /18/ a se dru-hou pomocnou svorkou /34/, která je spo-jena s první pomocnou svorkou /33/ nebose třetí pomocnou svorkou /35/, přičemžbáze prvního tranzistoru /16/, který je typu NPN, je spojena jednak přes třetívstupní odpor /14/ s anodou první diody/18/ a se druhým vývodem prvního omezovací-ho odporu /10/, a jednak přes první vstup-ní odpor /12/ se druhým vývodem prvníhonastavovacího odporu /5/, se druhým vývodemtřetího nastavovacího odporu /7/, se dru-hým vývodem klidového kontaktu /29-j/ relé/29/, se druhým vývodem druhého nastavova-cího odporu /6/ a s druhým vývodem druhéhovstupního odporu /13/, jehož první vývodje spojen s bází druhého tranzistoru /17/,který je typu PNP a se druhým vývodemčtvrtého vstupního odporu /15/, jehož prvnívývod je spojen se druhým vývodem druhéhoomezovacího odporu /11/ a s katodou druhéZenerovy diody /9/. 1 list výkresů Severografia, n. p« civod 7, Moat