RU2208292C2 - Voltage switch incorporating overcurrent protective gear - Google Patents
Voltage switch incorporating overcurrent protective gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208292C2 RU2208292C2 RU2001119219A RU2001119219A RU2208292C2 RU 2208292 C2 RU2208292 C2 RU 2208292C2 RU 2001119219 A RU2001119219 A RU 2001119219A RU 2001119219 A RU2001119219 A RU 2001119219A RU 2208292 C2 RU2208292 C2 RU 2208292C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load unit
- input
- current
- switch
- voltage switch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания с защитой от перегрузки по току. The present invention relates to the field of electronic technology and can be used in switched power supplies with overcurrent protection.
Известен компенсационный стабилизатор напряжения [1] с защитой от перегрузки по току, содержащий электронный коммутатор, выполненный на транзисторе, ограничительный резистор, блок нагрузки и второй транзистор, управляющий электронным коммутатором. Known compensation voltage stabilizer [1] with overcurrent protection, containing an electronic switch made on a transistor, a limiting resistor, a load unit and a second transistor that controls the electronic switch.
Недостаток известного устройства состоит в том, что при превышении тока в нагрузке, например, из-за отказа, открывается второй транзистор и уменьшает ток, протекающий через электронный коммутатор, снижая тем самым выделяемую мощность на электронном коммутаторе. Это устройство не осуществляет полное отключение нагрузки от источника напряжения, что во многих случаях является недопустимым из-за большой вероятности выдачи ложных сигналов или команд отказавшим устройством. A disadvantage of the known device is that when the current in the load is exceeded, for example, due to a failure, the second transistor opens and reduces the current flowing through the electronic switch, thereby reducing the allocated power on the electronic switch. This device does not completely disconnect the load from the voltage source, which in many cases is unacceptable due to the high probability of false signals or commands from the failed device.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току, описанный в [2]. Известный коммутатор напряжения содержит последовательно соединенные датчик тока, электронный ключ и блок нагрузки. The closest technical solution to the proposed device is a voltage switch with overcurrent protection, described in [2]. The known voltage switch contains a series-connected current sensor, an electronic switch and a load unit.
Недостаток известного устройства состоит в том, что отключение нагрузки от источника напряжения происходит при токе в нагрузке, значительно превышающем номинально допустимый ток через электронный ключ (ток короткого замыкания в нагрузке). Во многих случаях при отказах в блоке нагрузки потребляемый ток не достигает значений, при которых известное устройство отключает блок нагрузки от источника напряжения, вследствие чего не осуществляется защита от перегрузки по току. Кроме того, в известном устройстве уровень отключения источника напряжения по току нагрузки остается неизменным и не может быть перестроен на другое значение тока. Учитывая, что ток переходного процесса при включении блока нагрузки или при подключении дополнительных потребителей энергопитания после включения блока нагрузки всегда значительно превышает ток установившегося состояния, не представляется возможным в известном устройстве одновременно осуществить защиту от перегрузки по току как в переходном процессе, так и в установившемся состоянии. A disadvantage of the known device is that the disconnection of the load from the voltage source occurs when the current in the load is significantly higher than the nominal current through the electronic switch (short circuit current in the load). In many cases, in case of failures in the load unit, the current consumption does not reach values at which the known device disconnects the load unit from the voltage source, as a result of which overcurrent protection is not provided. In addition, in the known device, the level of disconnection of the voltage source by the load current remains unchanged and cannot be adjusted to another current value. Considering that the transient current when the load block is turned on or when additional power consumers are connected after the load block is turned on always significantly exceeds the steady state current, it is not possible in the known device to simultaneously protect against current overload both in the transient and steady state .
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей за счет осуществления защиты от перегрузки по току как в переходном процессе при включении питания блока нагрузки или дополнительных потребителей после включения блока нагрузки, так и в установившемся состоянии, причем значения тока, при которых коммутатор напряжения отключает блок нагрузки от источника тока, могут регулироваться и устанавливаются в зависимости от параметров нагрузки. The objective of the invention is the expansion of functionality by providing protection against overcurrent both in the transient process when the power of the load unit or additional consumers is turned on after the load unit is turned on, and in the steady state, and the current values at which the voltage switch disconnects the load unit from the source current, can be regulated and installed depending on the load parameters.
Эта задача достигается тем, что в коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий последовательно соединенные датчик тока, электронный ключ и блок нагрузки, дополнительно введены первый релейный элемент и последовательно соединенные второй релейный элемент, одновибратор, элемент НЕ, элемент И, апериодическое звено, элемент ИЛИ и триггер, R - вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, S - вход триггера соединен с входом включения коммутатора напряжения, а выход триггера соединен с входом управления электронного ключа, при этом входы первого и второго релейных элементов подключены к выходу датчика тока, выход первого релейного элемента соединен со вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к входу выключения коммутатора напряжения, а второй вход элемента И соединен с выходом второго релейного элемента. This task is achieved by the fact that the first relay element and the second relay element, the one-shot element, the NOT element, the AND element, the aperiodic link are additionally introduced into the voltage switch with overcurrent protection, containing a series-connected current sensor, an electronic switch and a load unit , an OR element and a trigger, R - the input of which is connected to the output of the OR element, S - the input of the trigger is connected to the input of the voltage switch, and the output of the trigger is connected to the control input of the electronic key, When the inlets of the first and second relay elements are connected to the output of a current sensor output of the first relay element is connected to the second input of the OR gate, the third input of which is connected to the input voltage turn off the switch, and a second input of AND gate is connected to the output of the second relay element.
На чертеже приведена блок-схема коммутатора напряжения с защитой от перегрузки по току. На этой схеме: 1 - вход включения коммутатора напряжения, 2 - вход выключения коммутатора напряжения, 3 - электронный ключ, 4 - блок нагрузки, 5 - датчик тока, 6 - триггер, 7 - элемент ИЛИ, 8 - одновибратор, 9 - элемент И, 10 - первый релейный элемент, 11 - второй релейный элемент, 12 - апериодическое звено, 13 - элемент НЕ. The drawing shows a block diagram of a voltage switch with overcurrent protection. In this diagram: 1 - input to turn on the voltage switch, 2 - input to turn off the voltage switch, 3 - electronic switch, 4 - load block, 5 - current sensor, 6 - trigger, 7 - OR element, 8 - one-shot, 9 - AND element 10 - the first relay element, 11 - the second relay element, 12 - an aperiodic link, 13 - the element NOT.
Вход включения коммутатора напряжения 1 соединен с S-входом триггера 6, R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 7, а выход триггера 6 соединен с входом управления электронного ключа 3. Датчик тока 5, электронный ключ 3 и блок нагрузки 4 соединены последовательно. Выход датчика тока 5 соединен с входом первого 10 и входом второго 11 релейных элементов. Соединены последовательно второй релейный элемент 11, одновибратор 8, элемент НЕ 13, элемент И 9, апериодическое звено 12, элемент ИЛИ 7, второй вход которого соединен с выходом первого релейного элемента 10, а третий вход подключен к входу выключения коммутатора напряжения 2. Второй вход элемента И 9 соединен с выходом второго релейного элемента 11. The input of the switch 1 voltage is connected to the S-input of the trigger 6, the R-input of which is connected to the output of the OR element 7, and the output of the trigger 6 is connected to the control input of the electronic key 3. Current sensor 5, electronic key 3 and the load unit 4 are connected in series. The output of the current sensor 5 is connected to the input of the first 10 and the input of the second 11 relay elements. The second relay element 11, the one-shot 8, the element NOT 13, the AND element 9, the aperiodic link 12, the OR element 7 are connected in series, the second input of which is connected to the output of the first relay element 10, and the third input is connected to the switch-off input of voltage switch 2. The second input element And 9 is connected to the output of the second relay element 11.
Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току работает следующим образом. По импульсному сигналу Us = 1, подаваемому на вход включения коммутатора напряжения 1, триггер 6 переходит в единичное состояние и его выходной сигнал Uт = 1 переводит во включенное состояние электронный ключ 3, который подает питание на блок нагрузки 4. В зависимости от параметров блока нагрузки 4 тока I1 в переходном процессе, длительности τ переходного процесса при включении блока нагрузки или при подключении дополнительных потребителей энергопитания после включения блока нагрузки, тока I2 в установившемся состоянии выбираются соответственно значение порога срабатывания h1 первого релейного элемента 10, длительность τ выходного импульса одновибратора 8 и значение порога срабатывания h2 второго релейного элемента 11. Значение h1 выбирается из условия h1 = R1 I1, h2 выбирается из условия h2 = R1 I2, где R1 - сопротивление датчика тока 5.The voltage switch with overcurrent protection operates as follows. By the pulse signal U s = 1 supplied to the input of the voltage switch 1, the trigger 6 goes into a single state and its output signal U t = 1 puts the electronic switch 3 into the on state, which supplies power to the load unit 4. Depending on the parameters load unit 4 of current I 1 in the transient process, duration of the transient process when the load unit is turned on or when additional power consumers are connected after the load unit is turned on, the current I 2 in steady state is selected according to the threshold value h 1 of the first relay element 10, the duration τ of the output pulse of the one-shot 8 and the threshold value h 2 of the second relay element 11. The value h 1 is selected from the condition h 1 = R 1 I 1 , h 2 is selected from the condition h 2 = R 1 I 2 , where R 1 is the resistance of the current sensor 5.
Пусть в момент включения электронного ключа 3 ток нагрузки Iн лежит в пределах
I1>IH>I2 (1)
В этом случае срабатывает второй релейный элемент 11 и его выходной сигнал U2 = 1 поступает на вход одновибратора 8 и второй вход элемента И 9. Одновибратор 8 формирует выходной сигнал Uτ = 1 длительностью τ, а на выходе элемента НЕ 13 формируется сигнал Uτ1 = 0, который поступает на первый вход элемента И 9. В результате в течение времени τ выходной сигнал U элемента И 9 равен нулю. Если по истечению времени τ произойдет выключение второго релейного элемента 11, то его выходной сигнал U2 = 0 блокирует прохождение выходного сигнала Uτ1 = 1 элемента НЕ 13 на вход элемента ИЛИ 7. Иначе говоря, при нормальном функционировании блока нагрузки (при отсутствии превышения тока из-за неисправности) электронный ключ 3 остается замкнутым после его включения.Suppose that at the moment of switching on the electronic key 3, the load current In lies within
I 1 > I H > I 2 (1)
In this case, the second relay element 11 is activated and its output signal U 2 = 1 goes to the input of the one-shot 8 and the second input of the element 9. The one-shot 8 generates an output signal U τ = 1 of duration τ, and the signal U τ1 is formed at the output of the element HE 13 = 0, which is supplied to the first input of the element And 9. As a result, over time τ, the output signal U of the element And 9 is equal to zero. If after the lapse of time τ the second relay element 11 turns off, then its output signal U 2 = 0 blocks the passage of the output signal U τ1 = 1 of the element NOT 13 to the input of the OR element 7. In other words, with the normal functioning of the load unit (in the absence of excess current due to a malfunction) the electronic key 3 remains closed after it is turned on.
Если в момент включения ток Iн > I1, то произойдет включение первого релейного элемента 10 и его выходной сигнал U1 = 1 поступает на второй вход элемента ИЛИ 7, выходной сигнал которого UR = 1 подается на R-вход триггера 6 и выключает его, вследствие чего выключается электронный ключ 3 и отключает питание от блока нагрузки 3.If at the moment of switching on the current I n > I 1 , then the first relay element 10 will turn on and its output signal U 1 = 1 goes to the second input of the OR element 7, the output signal of which U R = 1 is supplied to the R-input of trigger 6 and turns off him, as a result of which the electronic key 3 is turned off and disconnects the power from the load unit 3.
Если в процессе функционирования произойдет увеличение тока нагрузки IH до величины I2, то в этом случае включается второй релейный элемент 11 и его выходной сигнал U2 = 1 поступает на вход одновибратора 8 и второй вход элемента И 9 и повторяется процесс, описанный выше. Если по истечении времени τ второй релейный элемент выключается (U2 = 0), то выходной сигнал элемента И 9 U = 0, также как и выходной сигнал UA апериодического звена 12, которое устраняет состязание фронтов на входах элемента И 9 при включении второго релейного элемента 11. Если по истечении времени τ второй релейный элемент 11 остается вследствие отказа в блоке нагрузки 4 включенным (U2=1), то на выходе элемента И 9 формируется сигнал U = 1, на выходе апериодического звена 12 сигнал UA = 1, который проходя через элемент ИЛИ 7, выключает триггер 6 и его выходной сигнал UT = 0 закрывает электронный ключ 3, который снимает питание с блока нагрузки 3. Таким образом, при превышении током нагрузки допустимого значения по истечении времени τ происходит ее отключение от источника напряжения. Выключить блок нагрузки можно также подачей сигнала на вход 2 выключения коммутатора напряжения.If during operation the load current I H increases to the value I 2 , then in this case the second relay element 11 is turned on and its output signal U 2 = 1 is fed to the input of the one-shot 8 and the second input of the element And 9 and the process described above is repeated. If after the expiration of time τ the second relay element turns off (U 2 = 0), then the output signal of the element And 9 U = 0, as well as the output signal U A of the aperiodic link 12, which eliminates the fronts on the inputs of the element And 9 when the second relay element 11, the output of AND gate 9 is formed U signal = 1, the output of delay element 12, the signal U a = 1 If the time τ after the second relay element 11 is due to failure in the load unit 4 included (U 2 = 1) which, passing through the element OR 7, turns off the trigger 6 and its output signal U T = 0 closes the electronic key 3, which removes power from the load unit 3. Thus, when load current exceeds the allowable value after the time τ The cutout of the voltage source. You can also turn off the load block by applying a signal to input 2 of the switch-off voltage.
По сравнению с известным коммутатором напряжения [2] предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности за счет осуществления защиты от перегрузки по току как в переходном процессе при включении питания блока нагрузки или при подключении дополнительных потребителей энергопитания после включения блока нагрузки, так и в установившемся состоянии, причем значения тока, при которых коммутатор напряжения отключает блок нагрузки от источника тока, могут регулироваться и устанавливаются в зависимости от параметров нагрузки. Compared with the known voltage switch [2], the present invention extends the functionality by providing protection against overcurrent both in the transient process when the power of the load unit is turned on or when additional power consumers are connected after the load unit is turned on, and in the steady state, and the values current, at which the voltage switch disconnects the load unit from the current source, can be adjusted and installed depending on the load parameters.
Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренных авторами решениях не встречалась для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". В качестве элементов для реализации устройства могут быть использованы логические элементы И, ИЛИ, одновибраторы, триггеры любых серий, например, серии 564, стандартные релейные элементы, электронные ключи, апериодическое звено. The proposed set of features in the solutions considered by the authors was not found to solve the problem and does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step". As elements for the implementation of the device can be used logical elements AND, OR, single vibrators, triggers of any series, for example, 564 series, standard relay elements, electronic keys, aperiodic link.
Литература
1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник под редакцией Г. С.Найвельта. Москва, "Радио и связь", 1986 г., стр. 1896, рис. 5.19.Literature
1. Sources of power for electronic equipment. Handbook edited by G. S. Naivelt. Moscow, Radio and Communications, 1986, p. 1896, fig. 5.19.
2. http: //www. infineon.com/cgi/ecrm.dll/ecrm/scripts/prod ov.jsp?oid= 13853& cat oid=-8171 http://www.infineon.com/cgi/ecrm.dll/ecrm/scripts/prod ov.jsp?oid=13853&cat oid=-8170 Информация из источника [2] приведена в материалах заявки. 2. http: // www. infineon.com/cgi/ecrm.dll/ecrm/scripts/prod ov.jsp? oid = 13853 & cat oid = -8171 http://www.infineon.com/cgi/ecrm.dll/ecrm/scripts/prod ov. jsp? oid = 13853 & cat oid = -8170 Information from the source [2] is given in the application materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119219A RU2208292C2 (en) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Voltage switch incorporating overcurrent protective gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119219A RU2208292C2 (en) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Voltage switch incorporating overcurrent protective gear |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001119219A RU2001119219A (en) | 2003-06-20 |
| RU2208292C2 true RU2208292C2 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=29209999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001119219A RU2208292C2 (en) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | Voltage switch incorporating overcurrent protective gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2208292C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746556C1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-04-15 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов" | Redundant system power supplies optoelectronic relay |
| RU209262U1 (en) * | 2021-10-21 | 2022-02-10 | Юрий Николаевич Цыбин | Supply voltage switch |
| RU213260U1 (en) * | 2022-04-19 | 2022-09-01 | Юрий Николаевич Цыбин | Supply voltage switch |
-
2001
- 2001-07-11 RU RU2001119219A patent/RU2208292C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746556C1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-04-15 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов" | Redundant system power supplies optoelectronic relay |
| RU209262U1 (en) * | 2021-10-21 | 2022-02-10 | Юрий Николаевич Цыбин | Supply voltage switch |
| RU213260U1 (en) * | 2022-04-19 | 2022-09-01 | Юрий Николаевич Цыбин | Supply voltage switch |
| RU218650U1 (en) * | 2023-02-20 | 2023-06-05 | Юрий Николаевич Цыбин | Redundant power switch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7728655B2 (en) | Current limiting load switch with dynamically generated tracking reference voltage | |
| KR960039047A (en) | Morse-gated protected 3-pin power switch with isolated input reset signal level | |
| US20080074820A1 (en) | Current protection circuit for intelligent power switch | |
| JP2005123666A (en) | Output circuit | |
| DE102010064258A1 (en) | Semiconductor device with overcurrent protection | |
| JPS62241429A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| RU2208292C2 (en) | Voltage switch incorporating overcurrent protective gear | |
| RU2208291C2 (en) | Voltage switch incorporating overcurrent protective gear | |
| US6587027B1 (en) | Solid state fuse | |
| KR950013044A (en) | Integrated Circuit with Bidirectional Pins | |
| US11799282B2 (en) | Electrical safety system for providing overcurrent protection of an electrical circuit in a vehicle | |
| KR0132780B1 (en) | Integrated logic circuit | |
| RU2331977C2 (en) | Voltage switch with over current protection | |
| DE102005046980A1 (en) | Protection circuit for protecting loads has controller for producing switching signal for interrupting connection between input and output connections if integrator output signal exceeds defined threshold value | |
| RU2242831C2 (en) | Voltage switching device incorporating load unit overcurrent protective gear | |
| TW367411B (en) | Signal generator | |
| RU2332785C2 (en) | Voltage switchboard with current overload protection | |
| RU2240647C1 (en) | Voltage selector switch incorporating overcurrent protective gear for load unit | |
| RU2599190C2 (en) | Voltage switch with overcurrent protection | |
| RU2331978C2 (en) | Voltage switch board with over-current protection | |
| US5428492A (en) | Current driver having voltage transition failure-based short circuit protection circuit | |
| KR100331257B1 (en) | Delay circuit with constant delay | |
| RU2322744C2 (en) | Voltage switch with overcurrent protection | |
| KR930017260A (en) | Breaker device for connection between power line and external circuit and its operation method | |
| JP3490044B2 (en) | Power semiconductor circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160712 |