Przedmiotem wynalazku jest uklad zabezpiecze¬ nia przeciazeniowego zaworów pólprzewodniko¬ wych, w ukladach z uziemionym obciazeniem ta¬ kich jak zasilacze, w których obciazenie zaworów polaczone jest z masa ukladu.Zawory pólprzewodnikowe, ze wzgledu na nie¬ wielkie rozmiary i nieznaczna pojemnosc termicz¬ na charakteryzuja sie stosunkowo mala przeciazal- noscia pradowa i w przypadku duzych przeciazen pradowych temperatura struktury wielowarstwo¬ wej znacznie wzrasta w ciagu krótkiego czasu i przy braku odpowiednio szybko dzialajacych za¬ bezpieczen ulega uszkodzeniu.Do zabezpieczairiiiia zaiwiorów ^przewodnikowych przed zwarciami i przeciazeniami stosuje sie naj¬ czesciej specjalne szybko dzialajace bezpieczniki tcipikowe, których parametr konstrukcyjny J2t jest mniejszy od parametru (przeciazeniowego J2t zabezpieczanego zaworu, wlaczone szeregowo w ob¬ wodzie obciazenia. Wada takiego zabezpieczenia jest koniecznosc wymiany wkladki bezpiecznika po kazdym przeciazeniu. iDo zabezpieczania zaworów pólprzewodnikowych przed przeciazeniami stosowane sa tez wylaczniki termiczne, nie chronia one jednak zaworów przed zwarciami.Znane sa ukladowe zabezpieczenia chroniace za¬ wory przed przeciazeniem i stanowiace zabezpiecze¬ nie przed zwarciami dla ukladów malych i srednich mocy, dzialajace- na zasadzie ujemnego pradowe- 10 15 20 25 30 go sprzezenia zwrotnego zmniejszajacego wzgledny czas przewodzenia zaworów pólprzewodnikowych przy zwiekszeniu pradu obciazenia powyzej okres¬ lonej granicy. Znane sa tez zabezpieczenia uklado¬ we ipoiwlodiujace (polacizenie impulsów bramkowych w chwili przekroczenia okreslonego poziomu pradu obciazenia.Wada znanyoh rozwiazan ukladowych sa albo znaczne opóznienia, które uniemozliwiaja prawid¬ lowa ochrone przed zwarciami, albo dla ukladów szybkich wylaczajacych impulsy bramkowe-wrazli¬ wosc na zaklócenia powodujace wylaczenie zaworu nawet przy znamionowym pradzie w obwodzie ob¬ ciazenia. Ponadto wada tych systemów zabezpie¬ czen jest trwale wylaczenie zaworu nawet w przy¬ padku wystapienia chwilowych przeciazen, zwarc lub zaklócen. Powrót do normalnej pracy ukladu z chwila zaniku tych przyczyn wymaga interwen¬ cji obslugi, co jest szczególnie istotne w ukladach automatycznej regulacji, gdzie wymagana jest cia¬ glosc dzialania ukladu, a dozór jest ograniczony.Celem wynalazku jest taka konstrukcja ukladu zabezpieczenia, która skutecznie chroni zawory przed uszkodzeniem zwarciowym lub przeciazenio¬ wym i jednoczesnie zapewnia szybki i samoczynny powrót ukladu do normalnej pracy z chwila usta¬ pienia tych przyczyn.Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze zawiera on uklad sterujacy polaczony z genera¬ torem impulsów wyzwalajacych, który to genera- 115 405115 405 3 tor polaczony jest z zaworem pólprzewodnikowym, do którego dolaczone jest obciazenie. Do wyjscia zaworu pólprzewodnikowego polaczonego z obcia¬ zeniem dolaczony jest poprzez przetwornik prado- wo-napieciowy uklad progowy, który jest polaczony tez z generatorem impulsów wyzwalajacych. Do ukladu progowego dolaczone jest tez zródlo sygna¬ lu odniesienia polaczone z obciazeniem. W ukla¬ dzie tym wartosc pradu obciazenia zaworu pól¬ przewodnikowego jest ciagle kontrolowana poprzez przetwarzanie jej na odpowiadajace mu napiecie w przetworniku pradowo-napieciowym i napiecie to jest porównywane z napieciem odniesienia w ukladzie progowym. Gdy wartosc pradu obciaze¬ nia przekroczy zadana wartosc, sygnal z ukladu progowego wylacza generator sterujacy zawór pól-s przewodnikowy i wlacza zródlo sygnalu odniesie¬ nia, które analizuje opornosc obciazenia. Gdy opo¬ rnosc obciazenia powróci do wartosci nominalnej, sygnal z ukladu progowego wylacza zródlo odnie¬ sienia, wylaczajac generator impulsów wyzwalaja¬ cych zawór.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu, fig. 2 — schemat ideowy, przykladu wykonania, a fig. 3 przebiegi wyjsciowe ukladu.Jak pokazano na fig. 1 rysunku, uklad zawiera uklad sterujacy 1 polaczony poprzez generator im¬ pulsów wyzwalajacych 2 z zaworem pólprzewodni¬ kowym 3, do którego jest dolaczone obciazenie 8.Do wyjscia zaworu pólprzewodnikowego 3 jest do¬ laczony poprzez przetwornik pradowo-napieciowy 6 uklad progowy 5, który jest polaczony z genera¬ torem impulsów wyzwalajacych 2. Do ukladu pro¬ gowego 5 jest dolaczone zródlo sygnalu odniesie¬ nia 7 polaczone z obciazeniem 8.W czasie normalnej pracy kat przewodzenia za¬ worów pólprzewodnikowych 3 zasilanych ze zródla 4 jest regulowany przez uklad generatora 2 wyz¬ walajacego zawór pólprzewodnikowy 3. Przetwor¬ nik prad — napiecie 6 zamienia prad plynacy przez obciazenie 8 na odpowiadajaca mu wartosc napiecia, która przekazywana jest do ukladu pro¬ gowego 5. Wyjscie ukladu progowego 5 polaczone jest z ukladem generatora 2 i ze zródlem sygnalu odniesienia 7. Przy pracy normalnej na wyjsciu ukladu progowego 5 jest stan umozliwiajacy nor¬ malna prace generatora impulsów wyzwalajacych 2. Zródlo sygnalu odniesienia 7 sterowane z wyjs¬ cia ukladu progowego 5 jest wylaczone. W mo¬ mencie pojawienia sie przeciazenia lub zwarcia — prad plynacy przez obciazenie wiekszy od dopusz¬ czalnego — napiecic wyjsciowe przetwornika 6 zwieksza sie na tyle, ze powoduje zmiane stanu ukladu progowego 5. Na jego wyjsciu pojawia sie wówczas napiecie, które powoduje wylaczenie ge¬ neratora impulsów wyzwalajacych 2 i zalaczenie zródla sygnalu odniesienia 7. Zródlo 7 polaczone jest z obciazeniem 8 i bada jego opornosc. Dopóki opornosc obciazenia 8 jest za mala, stan ukladu progowego 5 uniemozliwia dzialanie generatora impulsów wyzwalajacych 2 i zawór pólprzewodni¬ kowy 3 jest wylaczony. Stan taki trwa do momen¬ tu, w którym opornosc obciazenia' 8 powróci do nominalnej. Wówczas zródlo napiecia odniesienia 7 wysyla do ukladu progowego 5 sygnal, który powoduje zmiane jego stanu i tym samym powrót do pracy normalnej. Na wyjsciu ukladu progowe- 8 go 5 pojawia sie sygnal, który wylacza zródlo od¬ niesienia 7 i jednoczesnie zalacza generator impul¬ sów wyzwalajacych 2 to znaczy umozliwia jego wspólprace z ukladem sterujacym 1.Jak pokazano na fig. 2 rysunku, uklad sklada 10 sie z transformatora Tr2 stanowiacego zródlo za¬ silania tyrystorów TH1 i TH2 i podlaczony jest do napiecia sieci Ur Katody tyrystorów polaczone sa z obciazeniem — rezystorem R6. Obwód mocy jest zamkniety poprzez rezystor R4 próbkujacy prad 15 obciazenia rezystora R6 i jest dolaczony do srodka uzwojen transformatora Tr2.Tyrystory TH1 i TH2 wyzwalane sa przez klu¬ czowany generator samodlawny, skladajacy sie z transformatora Tri, tranzystora T2 i kondensatora 20 Cr Kluczowanie generatora samodlawnego realizo¬ wane jest poprzez tranzystor Tv który moze byc wlaczmy przez sygnal sterujacy E lub dodatnie napiecie wyjsciowe wzmacniacza operacyjnego ICr 25 Za pomoca wzmacniacza ICX oraz rezystorów Rx i R2 zrealizowany jest uklad progowy, gdzie podej¬ mowana jest decyzja, w jakim stanie ma pracowac caly uklad — w stanie pracy normalnej czy w sta¬ nie przeciazenia. 30 Jako przetwornik prad-napiecie wykorzystywany jest rezystor R4. Tranzystor Tg pracuje jako klu¬ czowane zródlo pradowe. Kluczowanie tranzystora T5 jest realizowane na tranzystorach T3 i T4. Dio¬ da Dx uniemozliwia oddzialywanie spadku napiecia 35 na obciazeniu Rg na uklad progowy przy pracy, normalnej.W stanie pracy normalnej to znaczy dla rezystorów R6 R6nom pr^d P*yn3cy poprzez R4 powoduje spa¬ dek napiecia—U4. Napiecie to poprzez rezystor R3 40 porównane jest z napieciem U3, przy czym —U4 < — U3. Na wyjsciu obwodu ICX panuje napiecie ujemne —U2. Stan taki umozliwia normalne sterowanie sy¬ gnalem sterujacym E tranzystora Tv a jednoczes¬ nie powoduje przewodzenie tranzystora T3 i w 45 zwiazku z tym zatkanie tranzystorów T4 i Tg. W chwili gdy przez rezystor R4 poplynie prad wiek¬ szy od dopuszczalnego, spowodowany np. zmniej¬ szeniem rezystancji obciazenia R4 do wartosci Rmln, powstaly na nim spadek napiecia przekroczy war- 50 tosc napiecia odniesienia —U3% i obwód IC1 zmieni napiecie na wyjsciu do wartosci +U2. W zwiazku z tym poprzez dzielnik Rx i R2 nastapi zmiana na¬ piecia odniesienia do wartosci +U3. Dodatnie na¬ piecie U2 spowoduje przewodzenie tranzystora Tv 55 a tym samym wylaczenie generatora samodlawne¬ go. Jednoczesnie zostanie zatkany tranzystor T3 i umozliwiona impulsowa praca zródla pradowego* zrealizowana na tranzystorze T5, sterowanego syg¬ nalem U5 poprzez rezystor R5 i tranzystor T4.Impulsy pradu powoduja na rezystancji obciaze^ nia spadki napiec proporcjonalne do jej opornosci.Dopóki opornosc jest zbyt mala, spadki napiecia U4 sa mniejsze od napiecia progowego +U3 i uk¬ lad pozostaje w stanie przeciazenia. W wypadku 65 powrotu rezystancji obciazenia do wartosci R. 60115 405 Snom napiecie + TJ4 przekroczy wartosc + LL wartosc —V2, co spowoduje zmiane (wartosci odniesienia + €3 na wartosc —U3 poprzez dzielnik Rj i R2. Ujemne napiecie — U2 przywróci mozli- * wosc sterowania generatora samodlawnego sygna¬ lem sterujacym E i jednoczesnie wylaczy zródlo pradowe T5 poprzez wprowadzenie tranzystora T3 w stan przewodzenia i uklad wraca do stanu pracy normalnej.Zastrzezenie patentowe Uklad zabezpieczenia przeciazeniowego zaworów pólprzewodnikowych w ukladach z uziemionym 10 6 obciazeniem, znamienny tym, ze zawiera uklad ste¬ rujacy (1) polaczony poprzez generator impulsów wyzwalajacych (2) z zaworem pólprzewodnikowym (3), do którego jest dolaczone obciazenie (8), przy czym wyjscie zaworu pólprzewodnikowego (3) jest polaczone poprzez przetwornik pradowo-napieciowy (6) z ukladem progowym (5), który jest polaczony z generatorem impulsów wyzwalajacych (2), a jed¬ noczesnie do ukladu progowego (5) jest dolaczone zródlo sygnalu odniesienia (7), polaczone z obciaze¬ niem (8).H 5 H 8 Figi Fig.2115 405 1U1 IR6 R noj R nur) iU5 IU2 lU3iU4 ^Z U4 U3 Fig.3 LZGraf. Z-d Nr 12 — '474/32 Ild5 + '20 szt. A4 Cena 100 zl PL