Przedmiotem wynalazku jest uklad zabezpiecze¬ nia przeciazeniowego zaworów pólprzewodniko¬ wych takich jak tyrystory i triaki w zasilaczach, w'których obciazenie znajduje sie na pewnym po¬ tencjale wzgledem masy ukladu.Znany jest z opc&u1 zgloszenia wynalazku nr P 202442 uklad zabezpieczenia przeciazeniowego zaworów pólprzewodnikowych, w którym wartosc pradu obciazenia przetwarzana jest na odpowiadajace mu napiecie w przetworniku pradowo—napieciowym i porównywalne z napieciem odniesienia w ukla¬ dzie progowym. Gdy wartosc pradu obciazenia przekroczy dopuszczalna wartosc, uklad progowy wylacza generator sterujacy zawór pólprzewodni¬ kowy i wlacza zródlo sygnalu odniesienia, które analizuje stan opornosci obciazenia. Uklad ten jest wygodny do stosowania wówczas, gdy obciazenie • zaworów jest polaczone z masa ukladu. W przy¬ padku, gdy obciazenie znajduje sie na pewnym potencjale wzgledem masy ukladu, uklad ten wy¬ maga dodatkowych zasilen. Szczególnie klopotliwe jest stosowanie tego ukladu w zasilaczach duzej mocy, w których obciazenie znajduje sie na poten¬ cjale sieci. Niedogodnosc ta zostala wyeliminowa¬ na w rozwiazaniu wedlug wynalazku.Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze posiada on uklad sterowania polaczony poprzez zespól klucza elektronicznego z generatorem impul¬ sów wyzwalajacych, który z kolei polaczony jest z zaworem pólprzewodnikowym, do którego jest dolaczone obciazenie. Obciazenie to jest polaczone poprzez przetwornik napiecie-prad z ukladem pro¬ gowym, do którego jest dolaczone zródlo sygnalu odniesienia. Uklad progowy jest polaczony z ze§- polem klucza elektronicznego, do którego jest dola¬ czone polaczone tez z generatorem impulsów wyz¬ walajacych zródlo stanu przeciazenia.Wartosc pradu obciazenia jest przetwarzana w przetworniku pradowo-napieciowym na napiecie i porównywana z napieciem odniesienia w ukla¬ dzie progowym. Gdy wartosc pradu obciazenia przekroczy dopuszczalna wartosc, sygnal z ukladu progowego za posrednictwem klucza wylacza uklad sterowania zaworu pólprzewodnikowego, laczace¬ go generator impulsów wyzwalajacych ze zródlem sterowania stanu przeciazenia i zmieniajac jedno¬ czesnie wartosc napiecia odniesienia. Zródlo stero¬ wania stanu przeciazenia powoduje taka zmiane kata przewodzenia zaworu pólprzewodnikowego, by plynacy przez niego prad zwarcia nie przekroczyl dopuszczalnego pradu zaworu i prad ten analizu¬ je stan opornosci obciazenia. Gdy opornosc obcia¬ zenia powróci do wartosci nominalnej, sygnal z ukladu progowego wylacza zródlo sterowania sta¬ nu przeciazenia, laczacego generator impulsów ste¬ rujacych z ukladem sterowania zaworu.Uklad wedlug wynalazku umozliwia bardzo sku¬ tecznie zabezpieczenie zwarciowe lub przeciazeniowe 30 zaworów pólprzewodnikowych, zapewniajac jedno- 10 15 20 25 115 40S1|15 < 3 czesnie szybki i samoczynny powrót do normalnej pracy z chwila ustapienia tych przyczyn.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu, figr -^2--—~ 5 schemat blokowy przykladu wykonania, a fig. 3 — przebiegi wyjsciowe ukladu.Jak pokazano na fig. 1 rysunku, uklad sklada sie z ukladu sterowania 1, polaczonego poprzez zespól klucza elektronicznego 2 z generatorem im- 13 pulsów- wyzwalajacych 3, który z kolei jest pola¬ czony z zaworem pólprzewodnikowym 4, do które¬ go jest dolaczone obciazenie 9. Obciazenie 9 jest polaczone poprzez przetwornik napiecie-prad 7 oraz uklad fcrogowy 6 z zespolem klucza 2. Do ukladu is progowego 6 jest dolaczone zródlo sygnalu odnie¬ sienia 8. Do zespolu klucza 2 jest dolaczone zródlo stanu przeciazenia 5, polaczone tez z generatorem impulsów wyzwalajacych 3.Rozróznia sie dwa stany pracy ukladu: stan pra- -0 cy normalnej, gdy prad plynacy przez obciazenie 9 jest mniejszy od dopuszczalnego oraz stan prze¬ ciazenia, gdy prad obciazenia jest wiekszy od do¬ puszczalnego.W czasie pracy normalnej kat przewodzenia za- 25 worów pólprzewodnikowych 4 jest regulowany poprzez zespól klucza 2 sygnalem z ukladu stero¬ wania 1, który wymusza odpowiednia prace uk¬ ladu generatora 3 wyzwalajacego zawór pólprze¬ wodnikowy 4. Przetwornik napiecie-prad 7 zamie- 30 nia prad plynacy przez obciazenie 9 na odpowia¬ dajaca mu wartosc napiecia, która jest przeka¬ zywana do ukladu progowego 6. Do drugiego wej¬ scia ukladu 6 jest doprowadzone napiecie ze zród¬ la sygnalu odniesienia 8. Wartosc tego napiecia jest 35 zalezna od stanu ukladu progowego 6. Wyjscie uk¬ ladu progowego 6 jest polaczone z zespolem klucza 2, zródlem sterowania stanu przeciazenia 5 oraz zródlem sygnalu odniesienia 8.Przy normalnej pracy na wyjsciu ukladu progo- *o wego 6 jest stan powodujacy wylaczenie zródla sterowania stanu przeciazenia 5, wprowadzajacy zespól klucza w stan umozliwiajacy sterowanie ge¬ neratora 3 sygnalem z ukladu sterowania 1 oraz oddzialywuje na zródlo sygnalu odniesienia 8, wy- 45 muszajac na jego wyjsciu napiecie okreslajace do¬ puszczalny prad obciazenia 9.W momencie pojawienia sie przeciazenia lub zwar¬ cia — prad plynacy przez obciazenie wiekszy od dopuszczalnego — napiecie wyjsciowe przetwór- 50 nika 7 zwieksza sie na tyle, ze przekracza poziom napiecia zródla sygnalu odniesienia 8 powodujac zmiane stanu ukladu progowego 6. Na jego wyjsciu pojawia sie wówczas napiecie, które powoduje zmiane stanu zespolu klucza 2 odlaczajac uklad 55 sterowania 1, uruchomienie zródla stanu przecia-^ zenia 5 oraz zmiane napiecia wyjsciowego ukladu sygnalu odniesienia 8. W tym stanie zródlo stero¬ wania stanu przeciazenia 5 wymusza taka prace generatora 3, przy której kat przewodzenia zawo- 60 ru pólprzewodnikowego 4 jest na tyle maly, ze prad plynacy przez zawór w stanie zwarcia nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego pradu zaworu. Prad ten bada stan opornosci 9. Odpowia¬ dajace temu pra;o!d$i napiecie na wyjsciu przet- w 4 wornika prad-napiecie 7 przekracza poziom napie¬ cia zródla odniesienia 8, utrzymujac uklad w sta¬ nie przeciazenia. Stan taki trwa do momentu, w którym obciazenie 9 nie powróci do wartosci nomi¬ nalnej. Wówczas prad plynacy przez zawór 4 ma¬ leje na tyle, ze napiecie wyjsciowe przetwornika prad-napiecie 7 spada ponizej napiecia zródla od¬ niesienia 8, powodujac zmiane stanu ukladu pro¬ gowego 6 i tym samym powrót do pracy normal¬ nej. Na wyjsciu ukladu progowego 6 pojawia sie sygnal, który zmienia poziom napiecia wyjscio¬ wego zródla odniesienia 8, powoduje zablokowanie zródla sterowania stanu przeciazenia 5, zmiane stanu zespolu klucza 2, a tym samym umozliwia sterowanie generatora 3 ukladem sterowania 1.Jak pokazano na fig. 2 rysunku, uklad sklada sie z triaka Tcl zasilanego napieciem sieci U1. Ob¬ ciazeniem triaka jest rezystor R14. W szereg z tria- kiem Tcl i rezystorem R14 jest wlaczony rezystor R13, na koncówkach którego uzyskuje sie spadek napiecia proporcjonalnego do pradu plynacego przez triak Tcl i obciazenie R14. Do rezystora R13 pod¬ laczony jest transformator Tr2, który steruje dete¬ ktor szczytowy.Detektor sklada sie z diod Px i D2, kondensatora C2 i rezystora R12. Rezystor R13 wraz z transfor¬ matorem i detektorem szczytowym stanowi przet- wornik prad-napiecie, na którego wyjsciu otrzymu¬ je sie napiecie stale pnciporcjonfailne do arciplitudy p.radu obciazenia.Triak Tcl wyzwalany jest przez kluczowany gene¬ rator samodlawny, skladajacy sie z transformatora Trlf kondensatora Cj i tranzystora T2.Kluczowanie generatora samodlawnego realizo¬ wane jest za pomoca tranzystora Tlf który moze byc wlaczony sygnalem sterujacym E lub przez uk¬ lad sterowania stanu przeciazenia skladajacego sie z tranzystora T4 i rezystorów R3 i R4. Z kolei tran¬ zystor T4 sterowany jest poprzez rezystor R5 syg¬ nalem U2 zsynchronizowanym z siecia, badz tez wprowadzany w stan nasycenia napieciem wejscio¬ wym ukladu progowego poprzez uklad odwracaja¬ cy faze, skladajacy sie z tranzystora Tg oraz re¬ zystorów R6, R7 i Rg. Uklad progowy jest zreali¬ zowany na obwodzie scalonym IC1.Rezystory Rg, R10 i Ru stanowia zródlo napiecia odniesienia, którego wartosc zmieniana jest za po¬ moca tranzystora T6 sterowanego napieciem wyjs¬ ciowym ukladu progowego.Rezystory K± i R2 oraz tranzystor T3 tworza zes¬ pól klucza, który odlacza sygnal sterujacy E po¬ przez wprowadzenie tranzystora T3 w stan przewo¬ dzenia napieciem wyjsciowym obwodu ICr W stamie pracy normalnej to zmoczy dla rezysto¬ rów obciazenia R14 Rnom prad plynacy przez Rl3 powoduje spadek napiecia U3. Napiecie to prze¬ tworzone na napiecie stale U4 w detektorze szczy¬ towym porównane jest z napieciem U5 przy czym u5u4.Na wyjsciu obwodu ICX panuje napiecie —U6.Stan taki umozliwia sterowanie sygnalem steruja¬ cym E tranzystora Tj poprzez dzielnik utworzony z rezystorów Rp R2, R4 oraz nasycony tranzystor T4. ,W chwili gdy przez rezystor R13 poplynie wiek¬ szy prad od dopuszczanego spowodowany np.115:406; 6 zmniejszeniem rezystora obciazenia R14 do wartosci R14min powstaly na nim spadek napiecia przekro¬ czy wartosc napiecia odniesienia U5 i obwód ICX zmienia napiecia na wyjsciu do wartosci +U6. W zwiazku z tym tranzystor T3 wprowadzony zostanie w stan przewodzenia zwierajac sygnal sterowania E, tranzystor T4 zostanie zatkany, a generator sa- modlawny zostanie wylaczony poprzez wprowadze¬ nie tranzystora Tj w stan nasycenia za pomoca dzielnika utworzonego z rezystorów R3, R4, R2, oraz przewodzacego tranzystora T3.Wyprowadzenie tranzystora T4 ze stanu nasycenia umozliwia sterowanie go napieciem U2, które to napiecie uruchamia generator samodlawny na krót¬ ki okres czasu, powodujac maly kat przewodzenia triaka TCr W tym stanie prad. plynacy przez re¬ zystor R13 posiada amplitude mniejsza niz w sta¬ nie pracy normalnej a napiecie U4 przyjmie war¬ tosc tej armpliitudy po pewnym czasie okreslonym stala czasu R12 i C2 detektora szczytowego.Napiecie U4 porównane jest z napieciem U5, któ¬ rego wartosc ulega zmniejszeniu poprzez Wprowa¬ dzenie tranzystora T6 w stan przerodzenia napie¬ ciem wyjsciowym obwodu ICr przy czym U4 U5.Uklad wiec pozostaje w stanie przeciazenia.W wypsldku powrotu rezystancji obciazenia R14 do wartosci nominalnej prad plynacy przez R13 w 10 15 krótkich okresach czasu zmaleje a wiec i napiecie U4 bedzie malec ze stala czasu R12 i C2. W chwili gdy napiecie U4 osiagnie wartosc U5, obwód ICj zmieni stan napiecia wyjsciowego +U6 na wartosc —U6. Napiecie to zatyka tranzys¬ tor T6 powodujac wzrost napiecia U5, wprowadza tranzystor T4 w stan nasycenia i zatyka tranzystor T3. Zostaje wiec przywrócony stan pracy normal¬ nej i mozliwosc sterowania generatora samodlaw- nego sygnalem sterujacym E.Zastrzezenie patentowe Uklad zabezpieczenia przciazeniowego zaworów pólprzewodnikowych, w którym zawór pólprzewod¬ nikowy polaczony jest z generatorem sterujacym, znamienny tym, ze zawiera uklad sterowania (1) polaczony przez zespól klucza (2) i generator im¬ pulsów wyzwalajacych (3) z zaworem pólprzewod¬ nikowym (4), do którego jest dolaczone obciazenie (9), przy czym obciazenie (9) polaczone jest poprzez przetwornik napiecie-prad (7) oraz uklad progowy (6) z dolaczonym do niego zródlem sygnalu odnie¬ sienia (8) z zespolem klucza (2), do którego dola¬ czanie jest tez ipolaczone z generatorem impulsów wyzwalajacych {3) zródlo s!tanu przeciazenia (5).Fig.l Fig.2115 406 JU1 fi III III 111, r\j ' ' ' '\J\r Fig.3 LZGraf. Z-d Nr 2 — 475/82 105+20 egz. A4 Cena 100 zl PL