RU168337U1 - Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки - Google Patents

Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки Download PDF

Info

Publication number
RU168337U1
RU168337U1 RU2016132328U RU2016132328U RU168337U1 RU 168337 U1 RU168337 U1 RU 168337U1 RU 2016132328 U RU2016132328 U RU 2016132328U RU 2016132328 U RU2016132328 U RU 2016132328U RU 168337 U1 RU168337 U1 RU 168337U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
comparator
resistor
current
circuit
Prior art date
Application number
RU2016132328U
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Михайлович Цырлов
Владимир Семенович Федосов
Алексей Геннадьевич Семин
Original Assignee
Акционерное общество "Протон" (АО "Протон")
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 Акционерное общество "Протон" (АО "Протон") filed Critical Акционерное общество "Протон" (АО "Протон")
Priority to RU2016132328U priority Critical patent/RU168337U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU168337U1 publication Critical patent/RU168337U1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/125—Discriminating pulses
    • H03K5/1252—Suppression or limitation of noise or interference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электронной технике и может быть использована в качестве коммутатора.Полезная модель направлена на получение технического результата - введение защиты по функции, аппроксимирующей кривую It.Поставленная цель достигается тем, что в реле интегральном электронном с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки, содержащем интегральный входной драйвер, состоящий из маломощного генератора, делителя частоты, построенного на счетном триггере, и выходные N-канальные транзисторы; импульсный трансформатор гальванической развязки с двумя первичными и двумя вторичными обмотками; два выпрямляющих диода Шоттки, подключенных к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора с токосъемным резистором в цепи стока; интегральную КМОП схему контроля тока в выходных цепях, подключенную к питанию выходного драйвера с использованием резистора и стабилитрона для питания аналогового компаратора; резисторный делитель, определяющий значение контролируемого тока через токосъемный резистор на компараторе; транзисторную оптопару, подключенную к выходу компаратора, между токосъемным резистором и контролирующим входом компаратора включена RC-цепочка, формирующая сигнал защиты, аппроксимированный к функции It, где I - аварийный ток, t - длительность времени протекания коммутируемого аварийного тока.

Description

Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки относится к электронной технике и может быть использовано в качестве коммутатора.
Известны устройства гальванической развязки, использующие трансформаторную связь и включающие входной драйвер, импульсный трансформатор и выходной драйвер (US 7421028 В2 Н04В 3/00 опубликован 02.09.2008; US 7075329 В2 H03K 17/16, H01L 25/00 опубликован 11.07.2006; US 6873065 В2 H02F 27/42 опубликован 29.03.2005; RU 74021 U1 МПК H03K 17/78, опубликован 10.06.2008), в том с защитой от перегрузки по току (RU 79359 U1 H03K 17/00, опубликован 27.12.2008).
В качестве прототипа выбрано реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и контролем статуса выхода и перегрузки (RU 125793 U1 МПК H03K 17/00, опубликован 10.03.2013), включающее интегральный входной драйвер, состоящий из маломощного генератора, делителя частоты, построенного на счетном триггере и выходные N-канальные транзисторы; импульсный трансформатор гальванической развязки с двумя первичными и двумя вторичными обмотками; два выпрямляющих диода Шоттки, подключенных к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора с токосъемным резистором в цепи стока; интегральную КМОП схему контроля тока в выходных цепях, подключенную к питанию выходного драйвера с использованием резистора и стабилитрона для питания аналогового компаратора; резисторный делитель, определяющий значение контролируемого тока через токосъемный резистор на компараторе; транзисторную оптопару, подключенную к выходу компаратора.
Основным недостатком прототипа является срабатывание защиты по амплитудному значению коммутируемого тока, которое может быть помехой или кратковременным пусковым током, в то время как устройство защиты должно ограничивать длительность и амплитуду аварийного коммутируемого тока на таком уровне, чтобы тепловой эквивалент, обеспечиваемый защитным устройством, был меньше теплового эквивалента, допустимого для защищаемого прибора.
ГОСТ Р 50030.2-99 (Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ) для автоматического выключателя вводит характеристику I2t - информация (как правило, в виде кривой), представленная
максимальными, по времени отключения, значениями I2t как функция ожидаемого тока (действующее значение симметричной составляющей для переменного тока) от пикового значения ожидаемого тока, удовлетворяющего номинальной отключающей способности при коротком замыкании и соответствующем напряжении.
Полезная модель направлена на получение технического результата - введение защиты по функции аппроксимирующей кривую I2t.
Поставленная цель достигается тем, что в реле интегральном электронном с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки, содержащем интегральный входной драйвер, состоящий из маломощного генератора, делителя частоты, построенного на счетном триггере и выходные N-канальные транзисторы; импульсный трансформатор гальванической развязки с двумя первичными и двумя вторичными обмотками; два выпрямляющих диода Шоттки, подключенных к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора с токосъемным резистором в цепи стока; интегральную КМОП схему контроля тока в выходных цепях, подключенную к питанию выходного драйвера с использованием резистора и стабилитрона для питания аналогового компаратора; резисторный делитель, определяющий значение контролируемого тока через токосъемный резистор на компараторе; транзисторную оптопару, подключенную к выходу компаратора, между токосъемным резистором и контролирующим входом компаратора введена RC-цепочка, формирующая сигнал защиты, аппроксимированный к функции I2t, где I - аварийный ток, t - длительность времени протекания коммутируемого аварийного тока.
На фиг. 1 представлена структурная схема реле интегрального электронного с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки. Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки включает интегральный входной драйвер 1; состоящий из маломощного генератора 2; делителя частоты 3, построенного на счетном триггере; выходные N-канальные транзисторы 4, 5. Гальваническая развязка обеспечивается импульсным трансформатором 9 с двумя первичными 10, 11 и двумя вторичными обмотками 12, 13. Схема выходного драйвера включает два диода Шоттки 14, 15. Выходной драйвер подключен к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора 17. Токосъемный резистор 20 включен в цепь истока выходного N-канального ДМОП транзистора 17.
Интегральная КМОП схема контроля тока в выходных цепях 21 подключена к питанию выходного драйвера. Встроенные в схему резистор 22 и стабилитрон 23 обеспечивают стабильное напряжение питания аналогового компаратора 24. Встроенные в схему резисторы 25 и 26 образуют делитель, определяющий контролируемый ток через
токосъемный резистор 20. Времязадающая RC-цепочка 35 и 36 определяют функцию I2t для защиты.
Выход аналогового компаратора 24 подключен к выводам 27 и 28 ИК диода 29 транзисторной оптопары 30. Выходы 31 и 32 фототранзистора 33 транзисторной оптопары 30 выведены на сторону управления реле интегрального электронного. База фототранзистора через заземляющий резистор 34 для повышения помехоустойчивости подключена к общему выводу оптопары.
Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки работает следующим образом. Интегральный входной драйвер 1, изготовленный по КМОП технологии, имеет выводы питания (6 - питание, 8 - входной общий вывод) и разрешения 7. При наличии высокого логического уровня по входу разрешения 7 происходит запуск маломощного генератора опорной частоты со скважностью не менее 100.
Формирование двухтактного сигнала осуществляется счетным триггером 3 на прямом и инверсном выходах Q и
Figure 00000001
, подключенных к затворам выходных N-канальных транзисторов 4 и 5 интегрального входного драйвера.
Выходные N-канальные транзисторы подключены к двум первичным обмоткам 10 и 11 импульсного трансформатора 9. Первичные обмотки свободным концом подключаются к выводу напряжения питания 6.
Вторичные обмотки 12 и 13 импульсного трансформатора 9 подключены одним концом к выходному общему выводу 19, другими - к диодам Шоттки, подключенных катодами к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора 17. Фильтрация и выпрямление переменного сигнала по затвору обеспечивается емкостями затвора ДМОП транзистора и катодов диодов Шоттки. При наличии сигнала на трансформаторе постоянный сигнал с диодов 14 и 15 открывает (включает) ДМОП транзистор 17, подключенный к выводам 18 и 19, и питает схему контроля тока 21.
При протекании коммутируемого тока через ДМОП транзистор 17 токосъемный резистор 20 и времязадающая цепочка 35, 36 формируют сигнал защиты, аппроксимированный к функции I2t, представленный на фиг. 2.
В соответствии с ГОСТ Р 50030.2-99 функция I2t реализуется в соответствии с формулой (1):
Figure 00000002
где I - аварийный ток;
t - длительность времени протекания коммутируемого аварийного тока.
Отсюда из (1):
Figure 00000003
где IКОМ - коммутируемый аварийный ток;
tЗАЩ - время срабатывания защиты.
Таким образом, в соответствии с фиг. 2 и (2) чем выше коммутируемый аварийный ток, тем быстрее срабатывает защита.
В реле интегральном электронном с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки в соответствии с фиг. 1 и 2 защита аппроксимируется RC-цепочкой.
Напряжение на конденсаторе RC-цепочкой в общем случае описывается формулой (3):
Figure 00000004
где U(t) - напряжение на конденсаторе;
U0 - заряжающее напряжение;
t - время заряда;
R - сопротивление резистора;
С - емкость конденсатора.
В случае схемы по фиг. 1 напряжение на конденсаторе 36 описывается формулой (4):
Figure 00000005
где UПОР - напряжение на конденсаторе 35, пороговое напряжение срабатывания компаратора 24;
IКОМ - коммутируемый ток транзистором 17;
RШ - сопротивление резистора 20;
t - время заряда;
R1 - сопротивление резистора 35;
С1 - емкость конденсатора 36.
Для аварийного коммутируемого тока зависимость от времени описывается формулой (5):
Figure 00000006
Далее при превышении напряжения на конденсаторе 36 порогового уровня, задаваемого делителем от резисторов 25 и 26, аналоговый компаратор переходит по выходу в состояние логической «1». Данный сигнал включает ИК диод 29, который открывает фототранзистор 33. Подключение выхода 31 к управляющему входу 7 приводит к остановке реле и защите от перегрузки.
Технический результат достигается за счет введения в схему реле интегрального электронного с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки между токосъемным резистором и контролирующим входом компаратора RC-цепочки, формирующей сигнал защиты, аппроксимированный к функции I2t, где I - аварийный ток, t - длительность времени протекания коммутируемого аварийного тока.

Claims (1)

  1. Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки, содержащее интегральный входной драйвер, состоящий из маломощного генератора, делителя частоты, построенного на счетном триггере, и выходные N-канальные транзисторы; импульсный трансформатор гальванической развязки с двумя первичными и двумя вторичными обмотками; два выпрямляющих диода Шоттки, подключенных к затвору выходного N-канального ДМОП транзистора с токосъемным резистором в цепи стока; интегральную КМОП схему контроля тока в выходных цепях, подключенную к питанию выходного драйвера с использованием резистора и стабилитрона для питания аналогового компаратора; резисторный делитель, определяющий значение контролируемого тока через токосъемный резистор на компараторе; транзисторную оптопару, подключенную к выходу компаратора, отличающееся тем, что между токосъемным резистором и контролирующим входом компаратора введена RC-цепочка, формирующая сигнал защиты, аппроксимированный к функции I2t, где I - аварийный ток, t - длительность времени протекания коммутируемого аварийного тока.
RU2016132328U 2016-08-04 2016-08-04 Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки RU168337U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132328U RU168337U1 (ru) 2016-08-04 2016-08-04 Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132328U RU168337U1 (ru) 2016-08-04 2016-08-04 Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168337U1 true RU168337U1 (ru) 2017-01-30

Family

ID=58451075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016132328U RU168337U1 (ru) 2016-08-04 2016-08-04 Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168337U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174045U1 (ru) * 2017-08-24 2017-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "НИКТЕС" Электронное реле соленоида

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050271147A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Timothy Dupuis Transformer isolator for digital power supply
US20100134139A1 (en) * 2003-04-30 2010-06-03 Analog Devices, Inc. Signal isolators using micro-transformers
US7902627B2 (en) * 2004-06-03 2011-03-08 Silicon Laboratories Inc. Capacitive isolation circuitry with improved common mode detector
RU2416852C1 (ru) * 2007-08-30 2011-04-20 Зенерджи Пауэр Пти Лтд Демпфер мощности для ограничения аварийного тока
RU125793U1 (ru) * 2012-08-09 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Протон" (ОАО "Протон") Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и контролем статуса выхода и перегрузки

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100134139A1 (en) * 2003-04-30 2010-06-03 Analog Devices, Inc. Signal isolators using micro-transformers
US20050271147A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Timothy Dupuis Transformer isolator for digital power supply
US7902627B2 (en) * 2004-06-03 2011-03-08 Silicon Laboratories Inc. Capacitive isolation circuitry with improved common mode detector
RU2416852C1 (ru) * 2007-08-30 2011-04-20 Зенерджи Пауэр Пти Лтд Демпфер мощности для ограничения аварийного тока
RU125793U1 (ru) * 2012-08-09 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Протон" (ОАО "Протон") Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и контролем статуса выхода и перегрузки

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174045U1 (ru) * 2017-08-24 2017-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "НИКТЕС" Электронное реле соленоида

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7417791B2 (ja) スイッチング電力コンバーターにおいて半導体スイッチを保護すること
US9099929B2 (en) Power converting device and synchronous rectifier control circuit
CN102315757B (zh) 驱动功率开关元件的驱动器
US10498138B2 (en) Protective circuit for a current transformer and current transformer with a protection circuit
US11108320B2 (en) Method and voltage multiplier for converting an input voltage, and disconnector
CN107251399A (zh) 自适应同步整流器控制
CN103887984A (zh) 隔离式变换器及应用其的开关电源
US7852051B2 (en) Current-limiting circuit and method for operating the circuit
US20060164776A1 (en) Current-limiting circuit and method for operating the circuit
CN204517388U (zh) 汽车电子控制单元电源保护电路
TW201334410A (zh) 浮接閘驅動器電路以及在浮接閘驅動器電路中為單端準位平移器改善抗雜訊能力的電路與方法
KR19980037910A (ko) 첨두 역전압 제거 회로
TW201909541A (zh) 開關電源晶片及包括其的開關電源電路
EP3311475A1 (en) Rapid discharge circuits suitable for use in a soft-start circuit and related soft-start circuits and methods
CN103199690A (zh) 应用于反激式电源的x电容放电控制装置
AU2015201523B2 (en) Residual current protection device
RU168337U1 (ru) Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и защитой от перегрузки
JP2015159471A (ja) レベルダウン回路及びハイサイド側短絡保護回路
RU143748U1 (ru) Устройство быстродействующей защиты силового ключа
JP2022055051A (ja) 過電流保護回路
JP2012244716A (ja) 保護回路、および電子機器
TWI269508B (en) An over-power protection apparatus
CN106849926B (zh) 一种宽压nmos开关控制电路
RU183388U1 (ru) Система защиты от высоких напряжений и токов выполненного на твердотельном реле коммутационного устройства
RU125793U1 (ru) Реле интегральное электронное с трансформаторной развязкой и контролем статуса выхода и перегрузки