RU2136097C1 - Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains - Google Patents
Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136097C1 RU2136097C1 RU98104675A RU98104675A RU2136097C1 RU 2136097 C1 RU2136097 C1 RU 2136097C1 RU 98104675 A RU98104675 A RU 98104675A RU 98104675 A RU98104675 A RU 98104675A RU 2136097 C1 RU2136097 C1 RU 2136097C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- threshold
- actuator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к аппаратуре бытового назначения и предназначено для автоматического отключения бытовых электроприборов при отклонении сети как в большую, так и в меньшую сторону свыше допустимых пределов, а также включение их с задержкой после восстановления напряжения сети. The invention relates to electrical engineering, in particular to household appliances, and is intended to automatically turn off household electrical appliances when the network is rejected, either up or down, above the permissible limits, and also turning them on with a delay after restoring the mains voltage.
Известно устройство для защиты потребителя от перенапряжений, содержащее пороговый элемент и подключенный к нему исполнительный орган, выполненный из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, которые шунтируют потребителя в случае перенапряжения, а в питающей сети наступает режим короткого замыкания, в результате чего срабатывают аппараты защиты от короткого замыкания (SU, а.с. N 630695, кл. H 02 H 3/20, 1978 г.). A device is known for protecting consumers from overvoltages, containing a threshold element and an actuator connected to it, made of two counter-parallel connected thyristors, which bypass the consumer in case of overvoltage, and a short circuit occurs in the mains, as a result of which protection devices from short circuit (SU, A.S. N 630695, CL H 02 H 3/20, 1978).
Однако для восстановления работоспособности устройства необходимо заменять предохранители или включать аппарат защиты. However, to restore the device’s performance, it is necessary to replace the fuses or turn on the protection device.
В результате подобные устройства имеют недопустимые запаздывания и недостаточно защищены от воздействия помех, т.е. надежность их работы невысока. As a result, such devices have unacceptable delays and are not sufficiently protected from interference, i.e. the reliability of their work is low.
Известно устройство для защиты потребителя от перенапряжений, содержащее пороговый элемент и подключенный к нему исполнительный орган, выполненный на двух встречно-параллельно соединенных тиристорах, имеющее трансформатор, согласующие тиристоры и защитные встречно-параллельно соединенные тиристоры, включенные последовательно с потребителем электроэнергии (SU, а.с. N 884023, кл. H 02 H 3/20, 1981 г.). A device for protecting the consumer from overvoltage, containing a threshold element and an actuator connected to it, made on two counter-parallel connected thyristors, having a transformer, matching thyristors and protective counter-parallel connected thyristors connected in series with the consumer of electricity (SU, a. S. N 884023, CL H 02 H 3/20, 1981).
При возрастании напряжения в питающей сети до предельной величины с выхода порогового элемента выдается сигнал на управляющие электроды тиристоров, которые отпираются и шунтируют вторичную обмотку трансформатора. При этом уменьшается напряжение, поступающее на управляющие электроды согласующих тиристоров, которые запираются, а следовательно, запираются и защитные тиристоры, а напряжение в питающей сети потребителя снижается до нуля, после чего работоспособность потребителя автоматически восстанавливается. When the voltage in the supply network increases to the maximum value, a signal is output from the output of the threshold element to the control electrodes of the thyristors, which are unlocked and bypass the secondary winding of the transformer. This reduces the voltage supplied to the control electrodes of the matching thyristors, which are locked, and therefore, the protective thyristors are locked, and the voltage in the consumer’s mains is reduced to zero, after which the consumer’s performance is automatically restored.
Недостатки такого устройства - наличие трансформатора, работающего при срабатывании защиты в режиме максимальной нагрузки, что снижает надежность работы устройства и ограничивает возможность его работы при многократном повышении напряжения питания цепи. The disadvantages of such a device are the presence of a transformer that operates when the protection is activated in the maximum load mode, which reduces the reliability of the device and limits the possibility of its operation with a multiple increase in the supply voltage of the circuit.
Известно устройство для защиты потребителя от перенапряжений в сети переменного тока, содержащее пороговый элемент и подключенный к нему исполнительный орган, который состоит из диодного моста с силовым тиристором, в цепь управления которого включен полевой транзистор. Сток полевого транзистора соединен с анодом тиристора, исток - с управляющим электродом, а затвор - через делитель напряжения на резисторах к выпрямителю сетевого напряжения, который состоит из диода с накопительным конденсатором и пороговым элементом, включенным параллельно между затвором транзистора и анодом тиристора. Исполнительный орган служит одновременно и защитным устройством (RU п. N 2074472, кл. H 02 H 9/04, 20.07.95 г.). A device is known for protecting consumers from overvoltages in an alternating current network, containing a threshold element and an actuator connected to it, which consists of a diode bridge with a power thyristor, in the control circuit of which a field effect transistor is included. The drain of the field-effect transistor is connected to the thyristor anode, the source is connected to the control electrode, and the gate is connected through a voltage divider across resistors to a mains voltage rectifier, which consists of a diode with a storage capacitor and a threshold element connected in parallel between the transistor gate and the thyristor anode. The executive body serves simultaneously as a protective device (RU p. N 2074472, class. H 02 H 9/04, 07/20/95).
Устройство работает следующим образом: при напряжении сети меньше предельного, силовой тиристор открыт в течение каждого полупериода, за счет тока управления, протекающего через постоянно открытый полевой транзистор и управляющий электрод, при возникновении выпрямленного диодным мостом положительного напряжения сети, приложенного между катодом и анодом тиристора, потребитель подключен к питающей сети. При этом скорость нарастания тока максимальна, т.к. до открытия тиристора между анодом и катодом в начале каждого полупериода приложено полное напряжение сети, а сопротивление - катод - управляющий электрод тиристора и перехода сток-исток полевого транзистора в открытом состоянии малы, что приводит к минимуму времени включения тиристора в начале каждого полупериода сети, а следовательно - к минимальной задержке включения потребителя. The device operates as follows: when the mains voltage is less than the limit, the power thyristor is open for each half-cycle, due to the control current flowing through the constantly open field-effect transistor and the control electrode, when a positive mains voltage is applied rectified by the diode bridge, applied between the cathode and the anode of the thyristor, The consumer is connected to the mains. In this case, the current rise rate is maximum, because before the thyristor is opened between the anode and the cathode, the full mains voltage is applied at the beginning of each half-cycle, and the resistance - the cathode - the control electrode of the thyristor and the drain-source transition of the field-effect transistor in the open state are small, which minimizes the turn-on time of the thyristor at the beginning of each half-cycle of the network, and consequently, to a minimum delay in switching on the consumer.
При возрастании напряжения сети выше предельного пороговый элемент разряжает накопительный конденсатор до нуля, что приводит к закрытию транзистора и силового тиристора, потребитель отключается от питающей сети, при этом предельное напряжение может многократно превышать номинальное напряжение сети и ограничено напряжением пробоя силового тиристора, полевого транзистора и диодов моста. When the mains voltage increases above the limit, the threshold element discharges the storage capacitor to zero, which leads to the closure of the transistor and the power thyristor, the consumer disconnects from the mains, and the maximum voltage can exceed the rated voltage many times and is limited by the breakdown voltage of the power thyristor, field effect transistor, and diodes the bridge.
Недостатком данного устройства является минимальная задержка включения потребителя в сеть после перенапряжений, что может привести к выходу из строя аппаратуры бытового назначения. The disadvantage of this device is the minimum delay in connecting the consumer to the network after overvoltage, which can lead to failure of household equipment.
Известно устройство для защиты потребителя от перенапряжений в сетях переменного тока, содержащее пороговый элемент, исполнительный орган, который является одновременно защитным устройством и состоит из силового симистора, управляющий электрод которого соединен с анодом через диодный мост с полевым транзистором, включенным в диагональ моста, затвор которого подключен к коллектору транзистора ключевого каскада, имеющего в цепи базы последовательно включенные резистор и стабилитрон, соединенные с истоком полевого транзистора, а его эмиттер подключен к накопительному конденсатору и пороговому элементу, включенные параллельно и соединенные через резистор с выпрямителем сетевого напряжения на диоде (RU, п. N 2095906, кл. H 02 H 3/20, H 02 M 1/08, 23.07.96 г.). A device for protecting the consumer from overvoltage in AC networks, containing a threshold element, an actuator, which is both a protective device and consists of a power triac, the control electrode of which is connected to the anode through a diode bridge with a field effect transistor included in the diagonal of the bridge, the gate of which connected to the collector of the transistor of the key stage, which has a resistor and a zener diode connected in series to the source of the field transistor in the base circuit, and its e The ytter is connected to a storage capacitor and a threshold element, connected in parallel and connected through a resistor to a network voltage rectifier on a diode (RU, item N 2095906, class H 02 H 3/20, H 02 M 1/08, 07/23/96. )
Устройство работает следующим образом. При подключении к сети с нормальным напряжением, недостаточным для срабатывания порогового элемента, происходит зарядка накопительного конденсатора положительным напряжением через резистор от выпрямителя сетевого напряжения на диоде, и при достижении напряжения пробоя стабилитрона транзистор открывается. Затвор полевого транзистора подключается к накопительному конденсатору, при этом сам транзистор открывается положительным напряжением, приложенным между истоком и затвором. Управляющий электрод симистора через диодный мост и открытый полевой транзистор оказывается соединенным с анодом, в результате потребитель подключается к сети. При этом с возрастанием напряжения сети выше предельного пороговый элемент разряжает накопительный конденсатор до нуля, что приводит к закрытию полевого транзистора и силового симистора, и потребитель отключается от питающей сети, при этом предельное напряжение может многократно превышать номинальное напряжение сети и ограничено напряжением пробоя силового симистора, полевого транзистора и диодов моста. The device operates as follows. When connected to a network with a normal voltage insufficient to trigger the threshold element, the storage capacitor is charged with positive voltage through a resistor from the mains voltage rectifier on the diode, and when the breakdown voltage of the zener diode is reached, the transistor opens. The gate of the field-effect transistor is connected to the storage capacitor, while the transistor itself opens with a positive voltage applied between the source and the gate. The control electrode of the triac through the diode bridge and the open field-effect transistor is connected to the anode, as a result, the consumer is connected to the network. In this case, with an increase in the network voltage above the limit, the threshold element discharges the storage capacitor to zero, which leads to the closure of the field-effect transistor and the power triac, and the consumer is disconnected from the supply network, while the limit voltage can be many times higher than the rated voltage of the network and is limited by the breakdown voltage of the power triac, field effect transistor and bridge diodes.
Недостатками данного устройства является минимальная задержка включения потребителя в сеть, после перенапряжений, что может привести к выходу из строя аппаратуры бытового назначения. The disadvantages of this device is the minimum delay in connecting the consumer to the network, after overvoltage, which can lead to failure of household equipment.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для защиты потребителя от повышенного и пониженного напряжения сети, включающее выпрямительный мост, исполнительный элемент, пороговый элемент, между зажимами постоянного тока моста включены два конденсатора, резистор и диод, параллельно которому подсоединена цепочка из последовательно соединенных оптрона и резистора. Светодиод оптрона включен встречно полярности диода. Пороговый элемент выполнен на тиристоре и стабилитроне (SU, а.с. N 1653061, H 02 H 3/20, 05.07.88 г.), принято за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a device for protecting the consumer from over and under voltage, including a rectifier bridge, an actuator, a threshold element, two capacitors, a resistor and a diode connected between the DC clamps of the bridge, connected in parallel a chain of series-connected optocoupler and resistor. The optocoupler LED is turned on opposite the polarity of the diode. The threshold element is made on a thyristor and a zener diode (SU, A.S. N 1653061, H 02 H 3/20, 07/05/08), taken as a prototype.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При напряжении питания, превышающем минимально допустимое, конденсаторы заряжены до напряжения стабилизации стабилитрона. Конденсатор сглаживает пульсации напряжения на стабилитроне. Ток, протекающий через светодиод оптрона и резистор и обусловленный пульсациями, недостаточен для срабатывания оптрона. Электроустановка подключена к сети при этом колебания напряжения в допустимом диапазоне не приводит к срабатыванию оптрона и отключению устройства от сети. When the supply voltage exceeds the minimum allowable, the capacitors are charged to the stabilization voltage of the zener diode. The capacitor smoothes the voltage ripple on the zener diode. The current flowing through the optocoupler LED and the resistor and due to ripple is insufficient for the optocoupler to trip. The electrical installation is connected to the network with voltage fluctuations in the permissible range does not lead to the triggering of the optocoupler and disconnecting the device from the network.
При плавном или скачкообразном снижении напряжения ниже минимального допустимого уровня, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона, резко возрастают пульсации напряжения на резисторе. Возникает ток через светодиод оптрона, и он срабатывает, в результате чего установка отключается от сети. With a smooth or spasmodic decrease in voltage below the minimum acceptable level, determined by the stabilization voltage of the zener diode, the ripple voltage on the resistor increases sharply. There is a current through the LED of the optocoupler, and it is triggered, as a result of which the installation is disconnected from the network.
При повышении напряжения питания выше допустимого включается пороговый элемент. При этом резко возрастают пульсации напряжения на резисторе, возникает ток через светодиод оптрона и он срабатывает - установка отключается от сети. When the supply voltage rises above the permissible threshold element is turned on. In this case, the voltage ripple on the resistor sharply increases, a current occurs through the optocoupler's LED and it works - the installation is disconnected from the network.
После окончания действия перенапряжения электроустановка автоматически включается повторно. After the end of the overvoltage action, the electrical installation is automatically switched on again.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принято за прототип, относится то, что в известном устройстве отсутствует задержка на включение нагрузки после возвращения напряжения сети в норму, что недопустимо, если нагрузкой является устройство, не допускающее частых повторных включений, например холодильник. For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device, it is taken as a prototype that the known device does not have a delay to turn on the load after the mains voltage returns to normal, which is unacceptable if the load is a device that does not allow frequent repeated switching on such as a refrigerator.
Технической задачей заявляемого устройства является отключение потребителя от сети при изменении напряжения сети как в большую, так и в меньшую сторону от заданных значений, включение потребителя при возвращении напряжения сети к заданным значениям, а также обеспечение задержки включения до 5 мин. The technical task of the claimed device is to disconnect the consumer from the network when the mains voltage changes both up and down from the set values, turn on the consumer when the mains voltage returns to the set values, and also provide a turn-on delay of up to 5 minutes.
Для достижения указанного технического результата в устройство для защиты потребителя от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока, содержащее выпрямительный мост, исполнительный элемент, пороговый узел, первый стабилизатор напряжения, введены делитель напряжения сети, узел контроля напряжения сети, второй стабилизатор напряжения, формирователь импульсов, счетчик импульсов, узел индикации и узел управления исполнительным элементом. To achieve the specified technical result, a device for protecting the consumer from over and under voltage in an alternating current network, comprising a rectifier bridge, an actuator, a threshold node, a first voltage regulator, introduces a voltage divider, a node for monitoring the network voltage, a second voltage regulator, and a pulse shaper , a pulse counter, an indication unit and an actuator control unit.
Первый вход выпрямительного моста соединен с первой входной и первой выходной клеммами устройства и со входом делителя напряжения сети, второй вход выпрямительного моста соединен со второй входной клеммой устройства, с первым входом узла контроля напряжения сети и первым входом исполнительного элемента, выходы выпрямительного моста соединены со входами первого стабилизатора напряжения, причем второй выход соединен и со вторым входом узла контроля напряжения сети, выходы которого соединены с первым и вторым входами порогового узла, третий вход которого соединен с выходом делителя напряжения сети и вторым входом формирователя импульсов, а выход порогового узла соединен со вторым входом счетчика импульсов, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, первый выход счетчика импульсов соединен со входом узла управления исполнительным элементом и первым входом формирователя импульсов, а второй его выход соединен со вторым входом узла индикации, первый вход которого соединен со вторым выходом узла управления и третьим входом исполнительного элемента, второй вход которого соединен с первым выходом узла управления исполнительным элементом, выход исполнительного элемента соединен со второй клеммой выхода устройства, выход первого стабилизатора напряжения соединен со входом второго стабилизатора напряжения. The first input of the rectifier bridge is connected to the first input and first output terminals of the device and to the input of the mains voltage divider, the second input of the rectifier bridge is connected to the second input terminal of the device, to the first input of the network voltage control unit and the first input of the actuating element, the outputs of the rectifier bridge are connected to the inputs the first voltage stabilizer, and the second output is connected to the second input of the network voltage monitoring node, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the threshold node, tr the input of which is connected to the output of the network voltage divider and the second input of the pulse shaper, and the output of the threshold node is connected to the second input of the pulse counter, the first input of which is connected to the output of the pulse shaper, the first output of the pulse counter is connected to the input of the control unit for the actuating element and the first input of the shaper pulses, and its second output is connected to the second input of the display unit, the first input of which is connected to the second output of the control unit and the third input of the actuator the second input of which is connected to the first output of the control unit of the actuating element, the output of the actuating element is connected to the second output terminal of the device, the output of the first voltage stabilizer is connected to the input of the second voltage stabilizer.
Особенность заключается также в том, что исполнительный элемент выполнен на двух оптотиристорах, тиристоры которого соединены встречно-параллельно - анод первого с катодом второго и с первым входом исполнительного элемента, а катод первого с анодом второго и с выходом исполнительного элемента, светодиоды оптотиристоров соединены последовательно - анод первого соединен с катодом второго, катод первого соединен со вторым входом исполнительного элемента, а анод второго - с третьим входом исполнительного элемента. The peculiarity also lies in the fact that the actuating element is made on two opto-thyristors, the thyristors of which are connected counter-parallel - the anode of the first with the cathode of the second and the first input of the actuating element, and the cathode of the first with the anode of the second and with the output of the actuating element, the opto-thyristor LEDs are connected in series - the anode of the first is connected to the cathode of the second, the cathode of the first is connected to the second input of the actuator, and the anode of the second is connected to the third input of the actuator.
Кроме того, пороговый узел представляет собой два пороговых элемента и триггер, первый вход порогового узла является входом первого порогового элемента, выход которого соединен со входом R-триггера, второй вход порогового узла является входом второго порогового элемента, выход которого соединен со входом D-триггера, третий вход порогового узла соединен со входом C-триггера, выходом порогового узла является выход 
При этом формирователь импульсов выполнен на триггере с внешней связью, вход D соединен с выходом 
При этом счетчик импульсов выполнен на микросхеме двоичного счетчика, вход C которого является первым входом, а вход R - вторым входом счетчика импульсов, первый выход которого - выход счетчика Q 13, а второй - Q 5. In this case, the pulse counter is made on a binary counter chip, the input C of which is the first input, and the input R is the second input of the pulse counter, the first output of which is the output of the counter Q 13, and the second - Q 5.
При исследовании отличительных признаков описываемого устройства не выявлено каких-либо аналогичных известных решений, касающихся использования известных устройств, позволяющих:
- повысить надежность путем автоматического восстановления работоспособности потребителя после нормализации напряжения сети;
- осуществить защиту потребителя от частых преждевременных включений после отключения устройства, с задержкой 5 мин.In the study of the distinguishing features of the described device is not revealed any similar known solutions regarding the use of known devices, allowing:
- improve reliability by automatically restoring consumer health after normalizing the voltage;
- protect the consumer from frequent premature start-ups after turning off the device, with a delay of 5 minutes.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условиям "новизна" и "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the conditions of "novelty" and "inventive step".
На фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of the inventive device.
На фиг. 2 приведена принципиальная схема заявляемого устройства (пример конкретного выполнения). In FIG. 2 shows a schematic diagram of the inventive device (an example of a specific implementation).
Устройство для защиты электропотребителя (фиг. 1) содержит выпрямительный мост 1, делитель напряжения 2, узел контроля напряжения сети 3, первый стабилизатор напряжения 4, формирователь импульсов 5, исполнительный элемент 6, пороговый узел 7, второй стабилизатор напряжения 8, счетчик импульсов 9, узел управления исполнительным элементом 10, узел индикации 11. A device for protecting an electrical consumer (Fig. 1) comprises a rectifier bridge 1, a voltage divider 2, a voltage control node 3, a first voltage regulator 4, a pulse shaper 5, an
Первый вход выпрямительного моста соединен с первой входной и первой выходной клеммами устройства и со входом делителя напряжения сети 2, второй вход выпрямительного моста 1 соединен со второй входной клеммой устройства, с первым входом узла контроля напряжения сети 2 и первым входом исполнительного элемента 6. Выходы выпрямительного моста (ВМ) соединены со входами первого стабилизатора напряжения 4, причем второй выход ВМ соединен и со вторым входом узла контроля напряжения сети 3, выходы которого соединены с первым и вторым входами порогового узла 7, третий его вход соединен с выходом делителя напряжения сети 2 и вторым входом формирователя импульсов 5, выход порогового узла 7 соединен со вторым входом счетчика импульсов 9, его первый вход соединен с выходом формирователя импульсов 5, первый выход счетчика импульсов 9 соединен со входом узла управления 10 и первым входом формирователя импульсов 5, а второй выход 9 соединен со вторым входом узла индикации 11. Его первый вход соединен со вторым выходом узла управления (УУ) 10 и третьим входом исполнительного элемента 6, второй вход которого соединен с первым выходом УУ 10. Выход исполнительного элемента 6 соединен со второй клеммой выхода устройства. Выход первого стабилизатора напряжения 4 соединен со входом второго стабилизатора напряжения 8. The first input of the rectifier bridge is connected to the first input and first output terminals of the device and to the input of the voltage divider 2, the second input of the rectifier bridge 1 is connected to the second input terminal of the device, with the first input of the voltage monitoring node 2 and the first input of the
В заявленном устройстве (фиг. 2) выпрямительный мост 1 собран на четырех диодах, в правом плече моста расположен гасящий конденсатор 12. Делитель напряжения сети 2 состоит из резисторов 18, 19 и конденсатора 20. In the claimed device (Fig. 2), the rectifier bridge 1 is assembled on four diodes, a quenching capacitor 12 is located in the right shoulder of the bridge. The voltage divider of the network 2 consists of
Узел контроля напряжения сети 3 состоит из выпрямительного диода 37, резисторов 38, 39, 40, 41, 43, 44 и транзистора 42. The node voltage control network 3 consists of a rectifier diode 37,
Первый стабилизатор напряжения 4 собран на стабилитроне 14 и конденсаторах 13 и 15. Он предназначен для питания напряжением +15В узла управления исполнительным элементом (УУИЭ) 10, УКНС 3, узла индикации (УИ) 3, а также питания второго стабилизатора напряжения 8. The first voltage stabilizer 4 is assembled on a zener diode 14 and capacitors 13 and 15. It is designed to supply voltage + 15V to the control unit for the actuating element (УУИЭ) 10, УКНС 3, the indication unit (УИ) 3, and also the power supply to the second voltage stabilizer 8.
Формирователь импульсов (ФИ) 5 предназначен для формирования прямоугольных импульсов и собран на триггере. The pulse shaper (FI) 5 is intended for the formation of rectangular pulses and is assembled on a trigger.
Исполнительный элемент (ИЭ) 6 выполнен на двух оптотиристорах 30 и 31, тиристоры которых соединены встречно-параллельно. Светодиоды 30 и 31 соединены согласно и последовательно. ИЭ предназначен для включения и отключения нагрузки. The actuating element (IE) 6 is made on two
Пороговый узел (ПУ) 7 состоит из двух пороговых элементов и триггера 57. Первый пороговый элемент собран на транзисторах 45, 50 и резисторах 46, 47, 48, 49. Второй пороговый элемент - на транзисторах 51, 56 и резисторах 52, 53, 54, 55. The threshold node (PU) 7 consists of two threshold elements and a
Второй стабилизатор напряжения 8 собран на стабилитроне 16 и резисторе 17 и предназначен для питания напряжением +9В ПУ 7, формирователя импульсов (ФИ) 5 и счетчика импульсов (СИ) 9. Питание микросхем ПУ 7, формирователя импульсов 5 и счетчика 9 на фиг. 2 не показано. The second voltage stabilizer 8 is assembled on a zener diode 16 and a resistor 17 and is designed to supply voltage + 9V to PU 7, a pulse shaper (FI) 5 and a pulse counter (SI) 9. Power supply to the ICs 7, pulse shaper 5 and counter 9 in FIG. 2 not shown.
Счетчик импульсов 9 выполнен на микросхеме двоичного счетчика и предназначен для включения и отключения узла индикации 11, для управления ИЭ 6 через узел управления ИЭ 10. The pulse counter 9 is made on a binary counter chip and is designed to enable and disable the display unit 11, to control
Узел управления ИЭ (УУИЭ) 10 собран на резисторах 21, 22, 23, 25, 27, 29, транзисторах 24, 26 и конденсаторе 28. УУИЭ предназначен для включения и отключения оптотиристоров ИЭ 6 по сигналам счетчика импульсов 9. The IE control unit (UIEE) 10 is assembled on
Узел индикации (УИ) 11 собран на диоде 32, резисторах 33, 36, светодиоде 34 и транзисторе 35, и сигнализирует о работе устройства. The display unit (UI) 11 is assembled on a diode 32,
Устройство для защиты потребителя - на фиг. 2 (пример конкретного выполнения) - предназначено для мгновенного отключения потребителя от сети при повышении напряжения сети выше 250 В и понижении напряжения сети ниже 170 В и автоматического включения потребителя с задержкой ≈5 мин после возвращения напряжения сети в допустимые пределы. Будем считать, что допустимые пределы - это 170 В < U сети < 250 В. Device for consumer protection - in FIG. 2 (an example of a specific implementation) - is intended to instantly disconnect the consumer from the network when the network voltage rises above 250 V and the network voltage drops below 170 V and automatically turns the consumer on with a delay of ≈5 min after the network voltage returns to within acceptable limits. We assume that the permissible limits are 170 V <U network <250 V.
Рассмотрим работу устройства при первичном включении, когда 170 В < U сети < 250 В. В этом случае на выходах УКНС 3 напряжение такое, что в пороговом узле 7 второй пороговый элемент остается выключенным, а первый пороговый элемент включается, отсюда на вход D-триггера 57 поступает напряжение уровня логической 1 (уровень логической 1), на вход R-триггера 57 поступает уровень логического 0, на вход триггера 57 поступают положительные полуволны сетевого напряжения с выхода делителя напряжения 2. При этом на выходе 
Прямоугольные импульсы с выхода формирователя импульсов 5 поступают на счетчик импульсов 9; при счете на выходе Q 6 периодически появляется уровень логической 1, вызывая мигание светодиода 34 устройства индикации 11. Rectangular pulses from the output of the pulse shaper 5 arrive at the pulse counter 9; when counting at the output of
После поступления на счетчик импульсов 9 - 16 384 импульсов на выходе Q 13 появляется уровень логической 1, которая передается на вход узла управления ИЭ 10. Открываются транзисторы 26, 24, вызывая свечение светодиодов оптотиристоров 30, 31 исполнительного элемента 6 и непрерывное свечение светодиода 34 узла индикации 11. After 9 to 16 384 pulses are received at the pulse counter, output Q 13 displays a logic 1 level, which is transmitted to the input of the
Тиристоры исполнительного устройства 6 открываются, и напряжение сети поступает на нагрузку. Кроме того, уровень логической 1 с выхода Q 13 счетчика импульсов 9 поступает в формирователь импульсов 5 на вход S-триггера, запрещая его работу. The thyristors of the
При повышении напряжения сети более 250 В на выходах узла контроля НС 3 напряжение такое, что в пороговом узле 7 включается второй пороговый элемент. Первый пороговый элемент остается тоже включенным. With a voltage increase of more than 250 V at the outputs of the HC 3 monitoring node, the voltage is such that a second threshold element is switched on in the threshold node 7. The first threshold element also remains on.
На вход D-триггера 57 поступает уровень логического 0. На вход R-триггера 57 поступает уровень логического 0. На вход C-триггера 57 поступают положительные полуволны сетевого напряжения с делителем напряжения 2. При этом на выходе 
С выхода порогового узла 7 уровень логической 1 поступает на вход R счетчика импульсов 9, сбрасывая счетчик и запрещая его работу, при этом на выходе Q 13 уровень логического 0, транзисторы 26, 24 узла управления 10 закрываются. Растут светодиоды оптотиристоров 30, 31 исполнительного элемента 6. Тиристоры ИЭ 6 закрываются, и напряжение сети на нагрузку не поступает. From the output of the threshold node 7, the logical level 1 goes to the input R of the pulse counter 9, resetting the counter and prohibiting its operation, while at the output Q 13 the logic level is 0,
Кроме того, логический 0 с выхода Q 13 счетчика импульсов 9 поступает в формирователь импульсов 5 на вход S триггера, разрешая его работу. И уровень логического 0 с выхода Q 5 счетчика импульсов 9 поступает в узел индикации 11, вызывая погасание светодиода 34. In addition, the logical 0 from the output Q 13 of the pulse counter 9 enters the pulse shaper 5 at the input S of the trigger, allowing its operation. And the level of logic 0 from the output Q 5 of the pulse counter 9 enters the display unit 11, causing the extinction of the LED 34.
При понижении напряжения сети менее 170 В, выходное напряжение из УКНС 3 поступает в пороговый узел 7, выключая и первый и второй пороговые элементы. When the network voltage drops below 170 V, the output voltage from the UKNS 3 enters the threshold node 7, turning off both the first and second threshold elements.
На выход D-триггера 57 поступает уровень логической 1. На вход R триггера поступает уровень логической 1. При этом на выходе 
Кроме того, уровень логического 0 с выхода Q 13 счетчика импульсов 9 поступает в формирователь импульсов 5 на вход S-триггера, разрешая его работу. In addition, the logic level 0 from the output Q 13 of the pulse counter 9 enters the pulse shaper 5 at the input of the S-trigger, allowing its operation.
При возвращении напряжения сети в допустимые пределы работа устройства происходит как при первичном включении. When the mains voltage returns to acceptable limits, the operation of the device occurs as during initial power-up.
Пример конкретного выполнения устройства (см. фиг. 2) выполнен на следующих комплектующих. An example of a specific implementation of the device (see Fig. 2) is made on the following components.
Выпрямительный мост 1 собран на сборке диодной КЦ 407А. Rectifier bridge 1 is assembled on the assembly of the diode KTs 407A.
Конденсаторы: 12 - К73-17-630В-0,33 мкф
13 - К50-24-25В-100 мкф
15 - КМ6б-Н90-0,15 мкф
20 - КМ6б-Н90-0,01 мкф
28 - КМ6б-Н90-0,033 мкф
Стабилитроны: 14 - КС515, 16 - КС-191Б
Транзисторы: 24 - КТ503, 26 - КТ502,
35 - КТ315Б, 42 - КТ3102,
45,51 - КТ361В, 50,56 - КТ315Б.Capacitors: 12 - K73-17-630V-0.33 uF
13 - K50-24-25V-100 microfarad
15 - KM6b-N90-0.15 microfarads
20 - KM6b-N90-0.01 microfarads
28 - KM6b-N90-0.033 microfarad
Zener Diodes: 14 - KS515, 16 - KS-191B
Transistors: 24 - КТ503, 26 - КТ502,
35 - KT315B, 42 - KT3102,
45.51 - KT361V, 50.56 - KT315B.
Светодиод - АЛ307КМ. Диоды: 32 - КД522Б, 37 - КД102А. LED - AL307KM. Diodes: 32 - KD522B, 37 - KD102A.
Оптотиристоры - ТО125 - 12,5
Резисторы: 17 - МЛТ-0,125-510 м
18,43,44,47,53 - МЛТ-0,125-10 кОм,
19,46,52 - МЛТ-0,125-100 кОм,
21,22,27,29,48,54 - МЛТ-0,125-22 кОм,
23 - МЛТ-0,125-160 Ом
25 - МЛТ-0,125-680 Ом,
33,36 - МЛТ-0,125-1,2 кОм,
38 - МЛТ-1-270 кОм,
39 - СП2-5В-33 кОм,
40 - МЛТ-0,125-36 кОм,
41 - МЛТ-0,125-51 кОм,
49,55 - МЛТ - 0,125-200 кОм,
Триггеры - 5 и 57 собраны на одной микросхеме К561ТМ2.Optothyristors - TO125 - 12.5
Resistors: 17 - MLT-0.125-510 m
18.43.44.47.53 - MLT-0.125-10 kOhm,
19.46.52 - MLT-0.125-100 kOhm,
21,22,27,29,48,54 - MLT-0,125-22 kOhm,
23 - MLT-0.125-160 Ohm
25 - MLT-0.125-680 Ohm,
33.36 - MLT-0.125-1.2 kOhm,
38 - MLT-1-270 kOhm,
39 - SP2-5V-33 kOhm,
40 - MLT-0.125-36 kOhm,
41 - MLT-0.125-51 kOhm,
49.55 - MLT - 0.125-200 kOhm,
Triggers - 5 and 57 are assembled on the same K561TM2 chip.
Счетчик - 9 на микросхеме К561 И Е 16. The counter is 9 on the K561 I E 16 chip.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- устройство, воплощающее заявленное изобретение, предназначено для использования в области электротехники, а именно для защиты аппаратуры бытового назначения, в частности холодильников, морозильников и др.Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:
- a device embodying the claimed invention is intended for use in the field of electrical engineering, namely to protect household equipment, in particular refrigerators, freezers, etc.
- для заявленного устройства в том виде, как это охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке узлов и элементов и их связей;
- устройство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, т.е. решает поставленную задачу, а именно:
1) мгновенное отключение потребителя от сети при изменении напряжения ниже 170 В и выше 250 В и включение потребителя с задержкой 5 мин при восстановлении напряжения сети выше 170 В и ниже 250 В осуществляется исполнительным элементом с помощью порогового узла, формирователя импульсов, счетчика импульсов и узла управления;
2) большая нагрузочная способность устройства обеспечивается за счет исполнительного элемента.- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the nodes and elements described in the application and their connections is confirmed;
- a device embodying the claimed invention, when implemented, is capable of achieving the achievement of the technical result perceived by the applicant, i.e. solves the problem, namely:
1) instantaneous disconnection of the consumer from the network when the voltage changes below 170 V and above 250 V and the consumer is turned on with a delay of 5 min when the network voltage is restored above 170 V and below 250 V, the actuator is used with the help of a threshold node, a pulse shaper, a pulse counter and a node management;
2) a large load capacity of the device is provided by the actuator.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104675A RU2136097C1 (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104675A RU2136097C1 (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2136097C1 true RU2136097C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20203374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98104675A RU2136097C1 (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2136097C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121364A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Igor Sergeevich Korolyov | Method and device for preventing fire caused by defects in electric circuits and arrangements |
| RU2478246C2 (en) * | 2011-05-16 | 2013-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТест" (ООО "ЭнергоТест") | Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor |
| US10226152B2 (en) | 2013-01-24 | 2019-03-12 | Strix Limited | Liquid heating apparatus and operating methods |
-
1998
- 1998-03-17 RU RU98104675A patent/RU2136097C1/en active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121364A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Igor Sergeevich Korolyov | Method and device for preventing fire caused by defects in electric circuits and arrangements |
| JP2008541682A (en) * | 2005-05-06 | 2008-11-20 | セルゲイヴィチ コロリョフ イゴール | Method for detecting faults in electrical network and electrical equipment and misfire alarm device |
| CN101233548B (en) * | 2005-05-06 | 2011-06-01 | 伊戈尔·谢尔盖耶维奇·科罗廖夫 | Method for detecting faults of electric network and electric device as well as fire disaster warning facilities |
| US8014111B2 (en) | 2005-05-06 | 2011-09-06 | Igor Sergeevich Korolyov | Method and device for preventing fire caused by defects in electric circuits and arrangements |
| RU2478246C2 (en) * | 2011-05-16 | 2013-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТест" (ООО "ЭнергоТест") | Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor |
| US10226152B2 (en) | 2013-01-24 | 2019-03-12 | Strix Limited | Liquid heating apparatus and operating methods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2110020C (en) | Isolator surge protector for dc isolation and ac grounding of cathodically protected systems | |
| US5615097A (en) | Transient over voltage protection circuit for electrical power converters | |
| US4453193A (en) | Overcurrent protection for push-pull circuits | |
| US5838555A (en) | Two-wire power supply electronic switch | |
| RU2136097C1 (en) | Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains | |
| US4135223A (en) | Electronic protection circuit | |
| Solangi et al. | Selective Coordination of GaN-Based Solid State Circuit Breakers | |
| US4181921A (en) | Harmonic distortion attenuator | |
| CN210041311U (en) | Overload protection circuit applied in leakage protection socket | |
| RU2177199C2 (en) | Device for disconnecting ac supply voltage from load in case it rises above permissible value | |
| AU2015201523A1 (en) | Residual current protection device | |
| JP3658597B2 (en) | Surge protector | |
| RU2074472C1 (en) | Overvoltage protective gear for ac mains loads | |
| RU12297U1 (en) | PROTECTIVE SHUT-OFF DEVICE | |
| SU1035718A1 (en) | Device for monitoring three-phase network phase breaking | |
| RU2113046C1 (en) | Device for protecting loads against abnormal ac supply voltage | |
| RU2095906C1 (en) | Surge voltage protection device for ac mains loads | |
| RU2231190C2 (en) | Gear to protect user against nonrated voltage and current in a c networks with amplitude limiter | |
| SU1035719A1 (en) | Device for overvoltage protection of rectifier-type current converters with extinguishing from power network | |
| RU18596U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING LOADS FROM OVERVOLTAGE IN AC NETWORK | |
| UA148437U (en) | DEVICE FOR PROTECTION OF CONSUMERS FROM OVERVOLTAGE IN AC NETWORKS | |
| RU39230U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING SINGLE-PHASE ELECTRIC RECEIVERS FROM RISING VOLTAGE | |
| KR102053716B1 (en) | Power supply device for protection relay | |
| PL199145B1 (en) | Short-circuit current limiter for protecting ac circuits against hazardous consequences of short-circuits | |
| SU1229892A1 (en) | Device for protection of a.c.power source and using equipment |