RU109882U1 - Устройство защиты от перенапряжения - Google Patents

Abstract

Устройство защиты от перенапряжения, содержащее делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, причем вход устройства через резистор подключен к катоду диода Зенера и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, а анод диода Зенера подключен к земле, отличающееся тем, что введены интеллектуальный ключ и два индикатора, при этом исток КМОП-транзистора подключен к питающему и управляющему входам интеллектуального ключа, коммутируемый выход которого является выходом устройства и подключен к первому индикатору, а диагностический выход подключен ко второму индикатору, вход питания которого подключен к истоку КМОП-транзистора.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к системам защиты потребителей вторичного напряжения постоянного тока от перенапряжения и может быть использована для защиты электронных устройств.

Известны устройства защиты (NCP347.PDF Adobe Acrobat Document. Positive Overvoltage Protection Controllers with internal low Ron NMOSFET and STATUS ELAG, Fig 1.) содержащие контроллер защиты от перенапряжения с внутренним КМОП-транзистором, вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства, при этом вход разрешения подключен к земле.

Недостатком устройства является малая величина допустимого перенапряжения и низкая надежность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство защиты от перенапряжения (№80594 U1 опубл. 10.02.2009 г.), содержащее делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, а исток является выходом устройства, причем вход устройства через резистор подключен к катоду диода Зенера и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, а анод диода Зенера подключен к земле.

Недостатком устройства является его низкая надежность, т.к. при коротком замыкании выхода оно практически мгновенно выходит из строя и это никак не контролируется.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение надежности за счет ограничения выходного тока с индикацией состояния устройства.

Сущность полезной модели состоит в том, что устройство защиты от перенапряжения содержит делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, причем вход устройства через резистор подключен к катоду диода Зенера и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, а анод диода Зенера подключен к земле.

Новым в предлагаемой полезной модели является введение интеллектуального ключа и двух индикаторов, при этом исток КМОП-транзистора подключен к питающему и управляющему входам интеллектуального ключа, коммутируемый выход которого является выходом устройства и подключен к первому индикатору, а диагностический выход подключен ко второму индикатору, вход питания которого подключен к истоку КМОП-транзистора.

При нормальном напряжении на входе и отсутствии короткого замыкания по выходу входное напряжение через КМОП-транзистор и интеллектуальный ключ будет передаваться потребителю. Первый индикатор будет включен, второй индикатор - выключен.

Если напряжение на входе превзойдет допустимое для потребителя, напряжение на выходе делителя станет больше порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения выключит КМОП-транзистор, интеллектуальный ключ выключится и обесточит потребителя. Оба индикатора будут выключены. То же будет при отсутствии входного напряжения.

При коротком замыкании на выходе интеллектуальный ключ резко ограничит ток, защищая КМОП-транзистор. Диагностический выход интеллектуального ключа активизируется. Первый индикатор будет выключен, а второй - включен.

Этим обеспечивается повышение надежности устройства.

На Фиг.1 представлена схема устройства защиты от перенапряжения. Устройство защиты от перенапряжения содержит делитель напряжения 1, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения 2, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора 3 соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора 3 подключен ко входу устройства и через резистор 4 к катоду диода Зенера 5 и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения 2, анод диода Зенера 5 подключен к земле, исток КМОП-транзистора 3 подключен к питающему и управляющему входам интеллектуального ключа 6, коммутируемый выход которого является выходом устройства и подключен к первому индикатору 7, а диагностический выход подключен ко второму индикатору 8, вход питания которого подключен к истоку КМОП-транзистора 3.

Устройство защиты от перенапряжения функционирует следующим образом.

Если напряжение на входе устройства не превышает допустимого для потребителя, на выходе делителя напряжения 1 формируется напряжение ниже порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения 2 удерживает КМОП-транзистор 3 во включенном состоянии и напряжение со входа устройства передается через интеллектуальный ключ 6 на выход потребителю. При этом первый индикатор 7 (например, зеленый) включен, а второй индикатор 8 (например, красный) выключен.

Если напряжение на входе устройства превышает допустимое для потребителя, на выходе делителя напряжения 1 формируется напряжение выше порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения 2 выключит КМОП-транзистор 3, интеллектуальный ключ 6 выключится, отключив потребителя. Оба индикатора выключены. То же будет иметь место при пропадании напряжения на входе устройства.

При коротком замыкании на выходе интеллектуальный ключ 6 резко ограничит ток, защищая КМОП-транзистор 3. Диагностический выход интеллектуального ключа 6 активизируется. Первый индикатор 7 будет выключен, а второй - включен. В качестве контроллера ключа защиты от перенапряжения 2 могут быть взяты микросхемы МАХ6495-МАХ6499 (см. MAX6495-MAX6499.PDF Adobe Acrobat Document. MAXIM, 72V, overvoltage-Protection Switches/Limiter Controllers with an External MOSFET, 2007 г.).

В качестве интеллектуального ключа 6 могут быть взяты интеллектуальные ключи (см. Datasheet Document BTS 723 GW.PDF Adobe Acrobat Document. Smart High-Side Power Switch.)

Claims (1)

1. Устройство защиты от перенапряжения, содержащее делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, причем вход устройства через резистор подключен к катоду диода Зенера и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, а анод диода Зенера подключен к земле, отличающееся тем, что введены интеллектуальный ключ и два индикатора, при этом исток КМОП-транзистора подключен к питающему и управляющему входам интеллектуального ключа, коммутируемый выход которого является выходом устройства и подключен к первому индикатору, а диагностический выход подключен ко второму индикатору, вход питания которого подключен к истоку КМОП-транзистора.