PL193251B1 - Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi - Google Patents

Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi

Info

Publication number
PL193251B1
PL193251B1 PL345765A PL34576599A PL193251B1 PL 193251 B1 PL193251 B1 PL 193251B1 PL 345765 A PL345765 A PL 345765A PL 34576599 A PL34576599 A PL 34576599A PL 193251 B1 PL193251 B1 PL 193251B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
switching circuit
voltage
overvoltage
circuit
detection
Prior art date
Application number
PL345765A
Other languages
English (en)
Other versions
PL345765A1 (en
Inventor
Martti Sairanen
Kari Aberg
Original Assignee
Lexel Finland Ab Oy
Oy Lexel Finland Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lexel Finland Ab Oy, Oy Lexel Finland Ab filed Critical Lexel Finland Ab Oy
Publication of PL345765A1 publication Critical patent/PL345765A1/xx
Publication of PL193251B1 publication Critical patent/PL193251B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/30Modifications for providing a predetermined threshold before switching
    • H03K17/305Modifications for providing a predetermined threshold before switching in thyristor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08142Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6874Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor in a symmetrical configuration

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

1. Sposób zabezpieczania przed impulsami przepieciowymi, obwodu przelaczajacego z tran- zystorami polowymi, polaczonego równolegle z tyrystorowym obwodem przelaczajacym, w którym dla wykrycia impulsu przepieciowego kontroluje sie napiecie panujace na tranzystoro- wym obwodzie przelaczajacym, zwlaszcza gdy ten obwód przelaczajacy jest w stanie nieprzewo- dzenia, przy czym nagle przekroczenie zadanego napiecia progowego przez napiecie panujace na tranzystorowym obwodzie przelaczajacym inter- pretuje sie jako impuls przepieciowy, znamienny tym, ze po wykryciu w wyniku detekcji, impulsu przepieciowego (U 0V ), wprowadza sie tyrystorowy obwód przelaczajacy (12, 42) w stan przewodze- nia i impuls przepieciowy (U 0V ) przepuszcza sie przez tyrystorowy obwód przelaczajacy (12, 42) stanowiacy obwód zabezpieczania. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, dla ochrony urządzeń elektrycznych przed występującymi w nim zakłóceniami.
Impulsy przepięciowe są to pojedyncze, bardzo szybkie impulsy napięcia, których amplituda może sięgać powyżej 500 V, przy czym ich czas trwania wynosi 1 - 5 ms. Takie pojedyncze impulsy napięciowe często zawierają dużo energii i w takim przypadku impuls zakłócający może uszkodzić dane urządzenie elektryczne. Przełączniki stosowane w różnych urządzeniach są szczególnie podatne na uszkodzenia.
Opisana niedogodność występuje zwłaszcza w przypadku tranzystorów polowych, które są stosowane często jako przełączniki w ściemniaczach. W tym przypadku napięcie zasilające lub odpowiednie napięcie zmienne jest dołączone od wejścia obwodu przełączającego na tranzystorze polowym, a do wyjścia tego obwodu, jest dołączone obciążenie.
Rozwiązanie tego rodzaju przedstawiono na przykład w fińskim zgłoszeniu patentowym nr 945.095. Prąd obciążenia przepływa w kanale między drenem a źródłem jednego lub kilku tranzystorów polowych, a kanał jest przy regulacji ustawiany w stanie przewodzenia/nieprzewodzenia, to znaczy okresowo w półokresach prądu przemiennego w stanach włączenia/wyłączenia, za pomocą napięcia sterującego przykładanego do bramki tranzystora polowego. Co pewien czas do ściemniacza z sieci elektrycznej mogą dochodzić impulsy przepięciowe opisanego rodzaju. Impulsy przepięciowe występują również przy wyłączaniu świetlówki. Jeżeli impuls przepięciowy jest dostatecznie silny, to następuje przebicie tranzystorowego obwodu przełączającego.
Tranzystory polowe FET, są obecnie ogólnie wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach przełączników. Struktura tranzystora polowego jest zwykle taka, że zawiera ona dużą liczbę niewielkich struktur tranzystorów polowych poddawanych jednocześnie procesom na tym samym podłożu półprzewodnikowym, przy czym struktury rozmieszczone są tak, że pracują równolegle. Przy takiej realizacji, właściwości przełączania i wytrzymałość prądowa tranzystora polowego są znacznie lepsze w porównaniu z jednostrukturowym tranzystorem polowym.
Jednak wadą takiego tranzystora polowego jest wrażliwość na nagłe, silne impulsy przepięciowe, które, jeżeli występują na tranzystorze, który jest wyłączony, to znaczy nieprzewodzący, powodują zniszczenie tego tranzystora polowego. W zasadzie mechanizm uszkodzenia jest taki, że przebicie rozpoczyna się od jednej struktury tranzystora polowego i rozchodzi się z niej na inne. W takim przypadku powstaje inicjujące uszkodzenie punktowe, w wyniku czego tranzystor nie działa już w odpowiedni sposób.
Znane są struktury elementów i układów, za pomocą których obwód lub element elektroniczny może być chroniony przed impulsami przepięciowymi. Jednym z takich rozwiązań, mającym zastosowanie zwłaszcza w połączeniu z przełącznikami, jest dołączenie warystora do przełącznika, dla wyeliminowania impulsu przepięciowego. Jednak przy wykorzystaniu warystora występuje problem związany z tym, że warystor jest fizycznie dużym elementem, a więc nie nadaje się do wykorzystania w urządzeniach niewielkich. Szczególnie problematyczne jest zastosowanie warystora w połączeniu na przykład ze ściemniaczami, ponieważ często umieszczane są one w niewielkiej puszce, w której zastosowanie warystora jest niemożliwe.
Z dokumentu JP 5276650 znany jest układ do zabezpieczania tranzystora polowego FET, jako półprzewodnikowego przełącznika, przed napięciem udarowym. Układ zawiera szeregowe połączenie rezystora i drugiego tranzystora polowego FET, dołączone równolegle do kondensatora, dla rozładowania napięcia udarowego, które wystąpiło na pierwszym tranzystorze FET stanowiącym przełącznik półprzewodnikowy. Napięcie na kondensatorze poddaje się detekcji za pomocą napięciowego układu detekcji. Gdy napięcie osiąga pierwsze progowe napięcie, włączony zostaje drugi tranzystor polowy FET, dla rozładowania kondensatora poprzez rezystor, a gdy napięcie spada do drugiego progowego napięcia, drugi tranzystor polowy FET zostaje wyłączony dla wstrzymania rozładowania.
Znaczącą wadą znanego układu zabezpieczającego jest to, że jest on zaopatrzony w obwód RC utworzony przez rezystor i kondensator. Oznacza to, że występuje pewne opóźnienie reakcji na każde napięcie udarowe. Jeśli impuls przepięciowy jest szybki i bardzo duży, jak to już objaśniono, układ nie działa jako układ zabezpieczający dla półprzewodnikowego przełącznika, ponieważ po prostu ulega uszkodzeniu. Ponadto można zauważyć, że szeregowy obwód drugiego tranzystora polowego FETi rezystancji, ogranicza dopuszczalny prąd i energię układu zabezpieczającego.
PL 193 251B1
Sposób zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, obwodu przełączającego z tranzystorami polowymi, połączonego równolegle z tyrystorowym obwodem przełączającym, w którym dla wykrycia impulsu przepięciowego kontroluje się napięcie panujące na tranzystorowym obwodzie przełączającym, zwłaszcza gdy ten obwód przełączający jest w stanie nieprzewodzenia, przy czym nagłe przekroczenie zadanego napięcia progowego przez napięcie panujące na tranzystorowym obwodzie przełączającym interpretuje się jako impuls przepięciowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że po wykryciu w wyniku detekcji, impulsu przepięciowego, wprowadza się tyrystorowy obwód przełączający w stan przewodzenia i impuls przepięciowy przepuszcza się przez tyrystorowy obwód przełączający stanowiący obwód zabezpieczania.
Urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, obwodu przełączającego zawierającego tranzystory polowe, połączonego równolegle z tyrystorowym obwodem przełączającym, które to urządzenie zawiera napięciowy obwód detekcyjno-sterujący do kontroli napięcia panującego na tranzystorowym obwodzie przełączającym dla detekcji impulsu przepięciowego i sterowania zabezpieczania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że napięciowy obwód detekcyjno-sterujący jest dostosowany do sterowania tyrystorowego obwodu przełączającego jako obwodu zabezpieczania, tak że impuls przepięciowy jest doprowadzony do wejścia tyrystorowego obwodu przełączającego w stanie przewodzenia, z wyjścia obwodu detekcyjno-sterującego, po wykryciu w wyniku detekcji tego impulsu przepięciowego.
Korzystnym jest, że napięciowy obwód detekcyjno-sterujący zawiera przynajmniej dwie diody Zenera połączone szeregowo, przy przeciwnych kierunkach przewodzenia, przy czym punktem detekcji napięcia panującego na tranzystorowym obwodzie przełączającym jest punkt połączenia tych diod Zenera.
Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi urządzeń elektrycznych, zwłaszcza obwodu przełączającego zaopatrzonego w tranzystory polowe, jak również urządzenie do stosowania tego sposobu.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest, że zabezpieczenie przed impulsem przepięciowym tranzystorowego obwodu przełączającego może być zrealizowana w sposób prosty i realny. Dzięki rozwiązaniu według wynalazku, obwód przełączający z tranzystorami polowymi jest niezawodnie zabezpieczony przed impulsami przepięciowymi, tak że tranzystory polowe stosowane na przykład w ściemniaczach nie ulegają zniszczeniu wskutek impulsu przepięciowego. W wyniku zabezpieczenia według wynalazku, tranzystor polowy może wytrzymywać działanie kilkuset, a nawet tysięcy takich przypadkowych impulsów przepięciowych.
Zaleta urządzenia według wynalazku polega również na tym, że może być ono zrealizowane za pomocą niewielu podzespołów elektronicznych. Inna zaleta polega na tym, że urządzenie mieści się w niewielkiej przestrzeni, a zatem nadaje się do wykorzystania w połączeniu z takimi tranzystorami polowymi, które są umieszczane na przykład w ściemniaczu, jako przełączniki regulacyjne prądu przemiennego.
Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi według wynalazku, w przykładzie realizacji, został objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia układ połączeń tranzystorowego obwodu przełączającego i tyrystorowego obwodu przełączającego stanowiącego obwód zabezpieczający, fig. 2a - wykres ilustrujący występowanie impulsu przepięciowego na wyprostowanym napięciu zasilania, fig. 2b - kształt przebiegu napięcia obciążenia ściemniacza, fig. 2c - napięcie panujące na tranzystorowym obwodzie przełączającym, fig. 3 - układ połączeń obwodu przełączającego zrealizowanego za pomocą tranzystora polowego i struktury zabezpieczającej według wynalazku, fig. 4 - układ zabezpieczania według wynalazku, w regulatorze zasilania źródła światła, a fig. 5 przedstawia kształt przebiegu napięcia zasilającego doprowadzanego do regulatora zasilania z fig. 4.
Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy urządzenia według wynalazku, do zabezpieczania tranzystorowego obwodu przełączającego 11 przed impulsami przepięciowymi. Tranzystorowy obwód przełączający 11 zawiera co najmniej jeden tranzystor polowy. Przemienne napięcie zasilania UV pobierane jest z sieci lub odpowiedniego innego źródła prądu przemiennego i podawane jest do prostownika 14. Wyprostowane napięcie zasilania UVT (fig. 2a), otrzymane z prostownika 14 podawane jest za pośrednictwem obwodu przełączającego 11, do obciążenia 1. Za pomocą obwodu przełączającego 11 regulowany jest prąd zasilający obciążenie L. Obciążenie L dołączane jest do sieci w czasie trwania półokresu T/2 przemiennego napięcia zasilającego UV w czasie t (licząc od początku półokresu) przez przełączanie obwodu przełączającego 11 w stan przewodzenia, przy
PL 193 251 B1 czym moment czasu t zawsze występuje tym wcześniej (bliżej początku półokresu), im większa jest pożądana moc dostarczana do obciążenia L, i odpowiednio wyłącza na końcu półokresu, kiedy napięcie zasilające spada do zera. Kształt przebiegu napięcia obciążenia UL panującego na obciążeniu L przedstawiono na fig. 2b. Napięcie UF panujące na obwodzie przełączającym 11 przedstawiono na fig. 2c. Tak więc obwód przełączający 11 jest nieprzewodzący podczas przedziałów czasowych 0 - t i T/2 - T/2+t, a przewodzący podczas reszty każdego półokresu, to znaczy w przedziałach t -T/2 i T/2+t -T.
Jeżeli w przemiennym napięciu zasilania Uv i w wyprostowanym napięciu zasilania UVT impuls przepięciowy występuje w czasie, kiedy obwód przełączający jest nieprzewodzący, to znaczy w przedziałach 0 - t i T/2 - T/2+t (fig. 2b), powoduje to uszkodzenie przełącznika znajdującego się w obwodzie przełączającym 11.
W celu zapobieżenia temu, w układ połączeń z fig. 1 wbudowany jest układ zabezpieczenia przepięciowego według wynalazku. Korzystne jest, jeśli zawiera on drugi obwód przełączający, to znaczy zabezpieczający obwód przełączający 12, włączony równolegle do obwodu przełączającego 11, przy czym za pomocą tego drugiego obwodu przełączającego 12 zabezpieczony jest właściwy obwód przełączający, jak również obwód detekcyjno-sterujący 13, do detekcji impulsów przepięciowych i do sterowania dodatkowego, zabezpieczającego obwodu przełączającego 12 połączonego równolegle z właściwym obwodem przełączającym 11. Zgodnie z korzystną odmianą wykonania wynalazku, ten sam obwód detekcyjno-sterujący 13 może sterować również właściwy obwód przełączający 11.
Korzystne jest, jeśli obwód detekcyjno-sterujący 13 zawiera środki do kontroli napięcia UF panującego na obwodzie przełączającym 11 i do nadawania sygnału sterującego na podstawie wartości napięcia różnicowego.
Na fig. 3 przedstawiono układ zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, dla stanowiącego przełącznik tranzystora polowego 11a. W tej korzystnej odmianie wykonania tranzystorowy obwód przełączający 11 zawiera tylko jeden tranzystor polowy 11a, lecz może zawierać również kilka przełączników połączonych szeregowo i/lub równolegle. Przemienne napięcie zasilania UV czyli odpowiednie źródło prądu przemiennego dołączone jest za pośrednictwem prostownika 14, na przykład prostownika diodowego, do zacisku wejściowego tranzystora polowego 11a w obwodzie przełączającym. Równolegle do obwodu przełączającego 11 z tranzystorem polowym 11a w kierunku przewodzenia od jego zacisku wejściowego do zacisku wyjściowego, dołączony jest zabezpieczający obwód przełączający 12, zawierający tyrystor 12a. Ponadto, między zaciski, wejściowy i wyjściowy, tranzystorowego obwodu przełączającego 11 z tranzystorem polowym 11a dołączony jest obwód detekcyjno-sterujący 13.
Oczywiście, jeżeli tranzystorowy obwód przełączający 11 zawiera więcej niż jeden tranzystor polowy 11a, to zabezpieczający tyrystorowy obwód przełączający 12 i obwód detekcyjno-sterujący 13 względem wszystkich przełączników na tranzystorach polowych są włączone równolegle, tak że zacisk wejściowy każdego z nich jest połączony z zaciskiem wejściowym-pierwszego przełącznika na tranzystorze polowym, a zacisk wyjściowy połączony jest z zaciskiem wyjściowym ostatniego tranzystora polowego służącego za przełącznik. Włączenie zabezpieczającego obwodu przełączającego 12 i obwodu detekcyjno-sterującego 13 równolegle do właściwego tranzystorowego obwodu przełączającego 11 może być zrealizowane również w inny sposób, niż opisany powyżej, jeżeli jest dogodny dla innych elementów układu.
Korzystne jest, jeśli obwód detekcyjno-sterujący 13 zawiera przynajmniej dwie diody Zenera 13a i 13b, połączone szeregowo i przewodzące w przeciwnych kierunkach. Diody Zenera ustanawiają napięcie odniesienia dla tranzystorowego obwodu przełączającego 11. Kiedy zostaje przekroczone napięcie odniesienia wytworzone przez diody Zenera 13a, 13b, następuje przekazanie sterowania do zabezpieczającego obwodu przełączającego 12, który niezwłocznie przełącza się w stan przewodzenia. Zabezpieczający obwód przełączający 12 stanowi korzystnie tyrystor 12a, który reaguje szybko na sygnał sterujący. Inną możliwością jest zastosowanie na przykład triaka. Oczywiście w charakterze przełącznika zabezpieczającego można zastosować dowolny inny element nadający się funkcjonalnie do zastąpienia tyrystora 12a. Liczba diod Zenera nie jest ograniczona w obwodzie detekcyjnosterującym 13, lecz w razie potrzeby można stosować kilka par szeregowo połączonych diod Zenera. Na fig. 3 przedstawiono obwód sterujący 31 tranzystora polowego 11a, który jest znany.
PL 193 251B1
Poniżej zamieszczono bardziej szczegółowy opis działania urządzenia do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, w odniesieniu do fig. 2a, 2c i 3. Jeżeli w przemiennym napięciu zasilania UV i następnie w wyprostowanym napięciu zasilania UVT występuje silny impuls przepięciowy U0V, i występuje on w takim momencie czasowym półokresu napięcia zasilającego, w którym stanowiący przełącznik tranzystor polowy 11a nie przewodzi, to impuls przepięciowy powoduje silny skok napięcia U0V, na tranzystorze polowym 11a stanowiącym przełącznik, i ten impuls zostaje wykryty w obwodzie detekcyjno-sterującym 13. Znaczy to, że w punkcie pośrednim P znajdującym się między katodami diod Zenera 13a, 13b napięcie ma kształt zgodny z impulsem przepięciowym UV01 i narasta gwałtownie, przekraczając wyznaczoną wartość napięcia progowego UK, które wynosi na przykład 400 V. Kiedy następuje przekroczenie napięcia progowego UK, obwód detekcyjno-sterujący 13 nadaje sygnał sterujący do zabezpieczającego obwodu przełączającego 12, którym jest korzystnie tyrystor 12a.
Po odebraniu sygnału sterującego tyrystor 12a przechodzi w stan przewodzenia, a zatem umożliwia przepuszczenie impulsu przepięciowego UOV bezpośrednio do obciążenia L, którym w tym przypadku jest obciążenie oprawy świetlnej. Tak więc impuls przepięciowy UOV nie powoduje przebicia nieprzewodzącego tranzystora polowego 11a obwodu przełączającego 11.
Należy zauważyć, że obwód detekcyjno-sterujący 13 jest dostosowany strukturalnie do działania z maksymalną szybkością i jest w stanie wykrywać szybkie impulsy przepięciowe, tak że zabezpieczający obwód przełączający 12 rozpoczyna przewodzenie impulsu przepięciowego do obciążenia, zanim impuls ten zdąży uszkodzić tranzystor polowy 11a, który jest wolniejszy od obwodu zabezpieczającego. Po przejściu impulsu przepięciowego przez stanowiący przełącznik zabezpieczający tyrystor 12a, pozostaje on w stanie przewodzenia aż do następnego punktu zerowego prądu, kiedy przechodzi ponownie w stan nieprzewodzenia. Na fig. 2c przedstawiono napięcie UF na obwodzie przełączającym 11, zwłaszcza kiedy w wyprostowanym napięciu zasilania UVT według fig. 2a występuje impuls przepięciowy U0V.
Na fig. 4 przedstawiono korzystny przykład odmiennego rozwiązania według wynalazku. Przedstawiono schemat urządzenia, które jest elektronicznym regulatorem mocy i może być wykorzystywany na przykład do regulacji natężenia światła oprawy świetlnej. Taki elektroniczny regulator mocy jest znany, więc omówiony zostanie głównie układ impulsowy regulatora mocy, przy czym ten układ impulsowy zawiera tranzystorowy obwód przełączający 41 zbudowany na tranzystorach polowych 41a, 41b i tyrystorowy obwód przełączający 42, połączone równolegle.
W tym przykładzie wykonania tranzystorowy obwód przełączający 41 jest zaopatrzony w dwa tranzystory polowe 41a, 41b. Zaciski od strony źródeł tranzystorów polowych 41a, 41b są połączone razem, przy czym jeden zacisk od strony drenów połączony jest z zaciskiem wejściowym regulatora mocy, to znaczy z zaciskiem wejściowym WE napięcia zasilającego UV a drugi z zaciskiem wyjściowym WY dla dołączenia obciążenia. Tyrystorowy obwód przełączający 42 zawiera dwa tyrystory 42a, 42b, które są włączone między zacisk wejściowy WE a zacisk wyjściowy WY, tak że ich kierunki pracy są przeciwne.
W tym przykładzie wykonania, do bramek tyrystorów 42a, 42b dołączone są pary diod Zenera 43a, 43b, za pomocą których odbywa się pomiar napięcia między zaciskiem wejściowym WE a zaciskiem wyjściowym WY, i które wraz z diodami D1, D2 i rezystorami R1, R2 stanowią obwód detekcyjno-sterujący 44. Można zauważyć, że do tego obwodu przełączającego 41, przemienne napięcie zasilania UV jest podawane bezpośrednio (fig. 5). Jeżeli nastąpi przekroczenie napięcia odniesienia, czyli napięcia progowego UK określanego przez pary diod Zenera 43a, 43b, to znaczy impuls przepięciowy U0V wystąpi podczas dodatniego półokresu napięcia, to tyrystor 42a jest sterowany za pośrednictwem diody D1, a więc par diod Zenera 43a, 43b, to zaczynają one przewodzić i przepuszczają impuls przepięciowy H0V bezpośrednio do obciążenia dołączonego do zacisku wyjściowego WY.
Jeżeli natomiast w wyniku ujemnego impulsu przepięciowego w ujemnym półokresie napięcia zasilającego, kiedy tranzystorowy obwód przełączający 41, z tranzystorami polowymi 41a, A1b, jest rozwarty, to znaczy nie przewodzi, zostaje przekroczone wyznaczone ujemne napięcie progowe -UK, to tyrystor 42b otrzymuje na bramkę pewien sygnał sterujący za pośrednictwem diody DZ, jak również pary diod Zenera 43a, 43b, i przełącza się w stan przewodzenia, a w tym przypadku impuls przepięciowy -U0V przechodzi za pośrednictwem tyrystora 42b bezpośrednio do obciążenia dołączonego do zacisku wyjściowego WY.
PL 193 251 B1
Można zauważyć, że za pomocą par diod Zenera 43a, 43b obwodu detekcyjno-sterującego 44, wykrywającego napięcie, określa się wartość maksymalną napięcia progowego ±UK, tak że kiedy ta granica zostaje przekroczona, impuls przepięciowy ±U0V zostaje doprowadzony bezpośrednio do obciążenia za pośrednictwem tyrystorów 42a, 42b. Ponieważ każda z par diod Zenera 43a, 43b zawiera dwie diody Zenera zwrócone nawzajem ku sobie, to wartość napięcia progowego ±UK może być wyznaczona w zasadzie jako suma wszystkich napięć przebicia występujących w kierunku nieprzewodzenia względem impulsu przepięciowego.
Na przykład w przedstawianym przykładzie wykonania wynalazku występują dwie pary diod Zenera 43a, 43b, a w wyniku tego, w każdej sytuacji w kierunku nieprzewodzenia są włączone dwie diody Zenera i te diody określają wartość napięcia progowego UK. Jeżeli napięcie przebicia pojedynczej diody Zenera wynosi na przykład 230 V, to wtedy w układzie przedstawionym na fig. 4, napięcie progowe wynosi około 460 V (230 V + 230 V). Oczywiście, liczbą stosowanych par diod Zenera można regulować napięcie progowe UK, odpowiednio do poszczególnych zastosowań. Jest zrozumiałe, że napięciowy obwód detekcyjno-sterujący 44 zawiera również inne elementy, które mogą oddziaływać na wartość napięcia progowego UK, jednak pary diod Zenera 43a, 43b diod Zenera są elementami zasadniczymi ze względu na prostotę i sprawność obwodu.
Nie zamieszczono dokładniejszego opisu innych elementów składowych przedstawionych w układzie z fig. 4, ponieważ nie są one w zasadniczy sposób związane z rozwiązaniem według wynalazku.
W powyższym opisie rozwiązanie według wynalazku opisano w odniesieniu do przykładowych korzystnych odmian wykonania układów stosowanych w technice opraw świetlnych. Oczywiście, rozwiązanie według wynalazku może mieć zastosowanie w innych układach narażonych na niebezpieczeństwo impulsów przepięciowych, mogących spowodować przebicie tranzystorów polowych, stanowiących w tych układach przełączniki.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, obwodu przełączającego z tranzystorami polowymi, połączonego równolegle z tyrystorowym obwodem przełączającym, w którym dla wykrycia impulsu przepięciowego kontroluje się napięcie panujące na tranzystorowym obwodzie przełączającym, zwłaszcza gdy ten obwód przełączający jest w stanie nieprzewodzenia, przy czym nagłe przekroczenie zadanego napięcia progowego przez napięcie panujące na tranzystorowym obwodzie przełączającym interpretuje się jako impuls przepięciowy, znamienny tym, że po wykryciu w wyniku detekcji, impulsu przepięciowego (U0V), wprowadza się tyrystorowy obwód przełączający (12, 42) w stan przewodzenia i impuls przepięciowy (U0V) przepuszcza się przez tyrystorowy obwód przełączający (12, 42) stanowiący obwód zabezpieczania.
  2. 2. Urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi, obwodu przełączającego zawierającego tranzystory polowe, połączonego równolegle z tyrystorowym obwodem przełączającym, które to urządzenie zawiera napięciowy obwód detekcyjno-sterujący do kontroli napięcia panującego na tranzystorowym obwodzie przełączającym dla detekcji impulsu przepięciowego i sterowania zabezpieczania, znamienne tym, że napięciowy obwód detekcyjno-sterujący (13, 44) jest dostosowany do sterowania tyrystorowego obwodu przełączającego (12, 42) jako obwodu zabezpieczania, tak że impuls przepięciowy (U0V) jest doprowadzony do wejścia tyrystorowego obwodu przełączającego (12, 42) w stanie przewodzenia, z wyjścia obwodu detekcyjno-sterującego (13, 44), po wykryciu w wyniku detekcji, tego impulsu przepięciowego (U0V).
  3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że napięciowy obwód detekcyjno-sterujący (13, 44) zawiera przynajmniej dwie diody Zenera (13a, 13b; 43a, 43b) połączone szeregowo, przy przeciwnych kierunkach przewodzenia, przy czym punktem detekcji napięcia (UF) panującego na tranzystorowym obwodzie przełączającym (11, 41) jest punkt połączenia tych diod Zenera (13a, 13b; 43a, 43b).
PL345765A 1998-07-31 1999-07-30 Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi PL193251B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981687A FI117410B (fi) 1998-07-31 1998-07-31 Suoja verkon ylijännitepiikkiä vastaan
PCT/FI1999/000647 WO2000008760A1 (en) 1998-07-31 1999-07-30 Protection against overvoltage peak

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL345765A1 PL345765A1 (en) 2002-01-02
PL193251B1 true PL193251B1 (pl) 2007-01-31

Family

ID=8552254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL345765A PL193251B1 (pl) 1998-07-31 1999-07-30 Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1125365B1 (pl)
AT (1) ATE344543T1 (pl)
DE (1) DE69933884T2 (pl)
DK (1) DK1125365T3 (pl)
ES (1) ES2276523T3 (pl)
FI (1) FI117410B (pl)
NO (1) NO327950B1 (pl)
PL (1) PL193251B1 (pl)
RU (1) RU2235419C2 (pl)
WO (1) WO2000008760A1 (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10411694B2 (en) * 2016-07-22 2019-09-10 Abb Schweiz Ag Solid state switch system
US10554201B2 (en) * 2016-07-22 2020-02-04 Abb Schweiz Ag Solid state switch system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4736268A (en) * 1986-12-18 1988-04-05 Westinghouse Electric Corp. High frequency AC solid state switch
DE69225026T2 (de) * 1991-07-19 1998-10-15 Koninkl Philips Electronics Nv Überspannungsgeschützter Halbleiterschalter
JPH05276650A (ja) * 1992-03-19 1993-10-22 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 半導体スイッチング素子保護用スナバ回路

Also Published As

Publication number Publication date
FI981687A (fi) 2000-02-01
WO2000008760A1 (en) 2000-02-17
DE69933884T2 (de) 2007-04-12
PL345765A1 (en) 2002-01-02
ATE344543T1 (de) 2006-11-15
DE69933884D1 (de) 2006-12-14
FI117410B (fi) 2006-09-29
NO20010544D0 (no) 2001-01-31
NO20010544L (no) 2001-01-31
EP1125365A1 (en) 2001-08-22
DK1125365T3 (da) 2007-03-12
FI981687A0 (fi) 1998-07-31
RU2235419C2 (ru) 2004-08-27
ES2276523T3 (es) 2007-06-16
EP1125365B1 (en) 2006-11-02
NO327950B1 (no) 2009-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100341219C (zh) 用于检测并抑制并联电弧故障的方法和装置
US3573550A (en) Automatically resetting transient protection device
US4027204A (en) Phase failure detection circuit for multi-phase systems
US5388022A (en) Auto reset circuit breaker
CA1093189A (en) Method and apparatus for heating electrical motors and like devices
US10367350B2 (en) Central combined active ESD clamp
US5153806A (en) Transient surge suppressor and alarm signal circuit
US4658129A (en) Photoelectric control device which detects changes in light intensity
ES2144559T3 (es) Circuito conductor para transistor bipolar del tipo de puerta aislada y dispositivo de ignicion.
KR20000010878A (ko) 과전압으로부터 보호하기 위한 장치 및 방법
US4168443A (en) Two-wire proximity detector
PL189219B1 (pl) Sposób i układ ochrony przed udarem w stanie nieustalonym
PL193251B1 (pl) Sposób i urządzenie do zabezpieczania przed impulsami przepięciowymi
JPH0850518A (ja) 過電流保護装置
CN107852156B (zh) 用于对要由供电网络运行的单元进行保护以防过电压的电路装置
US4181921A (en) Harmonic distortion attenuator
EP0677910B1 (en) Overvoltage protection
US3660688A (en) Static switch
RU2145759C1 (ru) Устройство защиты от перенапряжений в сети питания с постоянным напряжением
SU1390700A1 (ru) Устройство дл защиты от импульсных перенапр жений электроустановки
SU1633143A1 (ru) Способ обеспечени искробезопасности многоканальной системы
RU5297U1 (ru) Устройство для защиты радиоэлектронного прибора от кратковременных перенапряжений в сети переменного тока
RU2152679C1 (ru) Устройство для защиты тиристорного преобразователя
FI79638B (fi) Kopplingsanordning.
SU691946A1 (ru) Устройство дл контрол предохранителей цепи питани электроустановки

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20100730