RU2317629C1 - Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока - Google Patents
Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2317629C1 RU2317629C1 RU2006132125/09A RU2006132125A RU2317629C1 RU 2317629 C1 RU2317629 C1 RU 2317629C1 RU 2006132125/09 A RU2006132125/09 A RU 2006132125/09A RU 2006132125 A RU2006132125 A RU 2006132125A RU 2317629 C1 RU2317629 C1 RU 2317629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- transistor switch
- noise filter
- control unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и, в частности, к устройствам для защиты различного электронного оборудования от воздействия импульсных перенапряжений в сети питания постоянного тока при коммутации мощного оборудования. Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений содержит последовательно соединенные дроссель и защитный диод, выход которого соединен с плюсом конденсатора и нагрузкой, второй вход конденсатора и нагрузки соединен с первым силовым входом транзисторного ключа. Устройство отличается тем, что в него введены фильтр радиопомех, драйвер, устройство измерения тока и включенный параллельно силовым входам транзистора варистор. Второй силовой вход транзисторного ключа соединен со вторым выходом устройства контроля тока, вход которого подключен ко второму выходу фильтра радиопомех и ко второму входу блока управления. Первый вход блока управления соединен с первым выходом фильтра радиопомех и входом дросселя, выход блока управления подключен к первому входу драйвера, второй вход которого соединен с первым выходом устройства контроля тока. Выход драйвера связан с управляющим входом транзисторного ключа, а входы фильтра радиопомех соединены с клеммами питания сети постоянного тока. Разработанный фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока позволяет обеспечить технический результат: расширить область его применения и повысить надежность. 1 ил.
Description
Предлагаемое устройство относится к области электротехники и, в частности, к устройствам для защиты различного электронного оборудования от воздействия импульсных перенапряжений в сети питания постоянного тока при коммутации мощного оборудования.
Известно, что в сети постоянного тока могут возникать одиночные коммутационные импульсы перенапряжений с величиной амплитуды в диапазоне от 600 до 1000 В и длительностью от 0,01 до 2000 мкс. Эти импульсы, проходя через источник питания, могут вывести из строя полупроводниковые приборы, микросхемы или вызвать сбои в работе электронного оборудования.
Для предотвращения перенапряжения или для снижения его амплитуды применяют схемы активного фильтра с выпрямителем переменного тока, транзисторным ключом, блоком управления и конденсатором. Подобные фильтры, защищая потребителей от воздействия импульсов перенапряжения, тем не менее, не позволяют снизить его до такой амплитуды, которая была бы безопасна для электронного оборудования, особенно это касается ответственных потребителей, например, навигационных систем (Глухов О.А. Оптимальная коммутация электрических цепей, Йошкар-Ола, МарГТУ, 2000 г. с.61, рис.19).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является схема активного фильтра, входящая в состав схемы переключения сетей и фильтров импульсно-коммутационных перенапряжений (ФИКП) (Темирев А.П. Разработка и создание элементов интегрированных корабельных электротехнических систем, Ростов-на-Дону, РГУ, 2005 г., с.245, рис.4.11).
ФИКП в сети постоянного тока содержит подключенные к первому проводу питания последовательно соединенные ограничительный диод и дроссель, выход которого подключен к плюсу конденсатора и нагрузке, а второй вход конденсатора и нагрузки подключены к силовому входу транзисторного ключа, другой силовой вход которого соединен с входом второго провода питания. Параллельно транзисторному ключу включен зарядный резистор, при этом с управляющим входом транзисторного ключа соединена система управления.
Данное устройство обеспечивает более надежную защиту от импульсно-коммутационных перенапряжений (ИКП) по сравнению с аналогом из-за отсутствия ограничения по времени приложения импульса ИКП. Однако, устройство, взятое за прототип, не позволяет работать с более мощным электронным оборудованием, так как не обеспечивает контроль тока и защиту силового ключа от ИКП большой амплитуды и энергии, что снижает область его применения и надежность устройства в целом.
Задачей разработки является расширение области применения и повышение надежности устройства за счет того, что фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока, содержащий последовательно соединенные дроссель и защитный диод, выход которого соединен с плюсом конденсатора и нагрузкой, второй вход конденсатора и нагрузки соединены с одним из силовых входов транзисторного ключа, введены фильтр радиопомех, блок управления, драйвер, устройство контроля тока и варистор, подключенный параллельно силовым входам транзисторного ключа. Второй силовой вход транзисторного ключа соединен со вторым выходом устройства контроля тока, вход которого подключен ко второму выходу фильтра радиопомех и ко второму входу блока управления, первый вход которого, подсоединен к первому выходу фильтра радиопомех и к входу дросселя. Выход блока управления подключен к первому входу драйвера, второй вход которого соединен с первым выходом устройства контроля тока, выход драйвера связан с управляющим входом транзисторного ключа, а входы фильтра радиопомех соединены с клеммами питания сети постоянного тока.
На чертеже показана схема предлагаемого фильтра импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока, которая содержит входные клеммы 1 и 2, соединенные с входами фильтра радиопомех 1, к выходам которого подключены 1 и 2 входы блока управления 2, выполненного в виде двухуровневого компаратора со схемой задержки. Выход блока управления 2 соединен с входом 1 драйвера 3 (в схему которого включен управляемый генератор импульсов), выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа 5, а вход 2 драйвера 3 с выходом 1 устройства измерения тока 4, выполненного, как датчик тока, совместно с операционным усилителем. Вход устройства измерения тока 4 соединен с входом 2 блока управления 2 и выходом 2 фильтра радиопомех 1. Выход 2 устройства измерения тока 4 подключен к одному из силовых входов транзисторного ключа 5, другой силовой вход которого подключен к первому входу конденсатора 7, выходной клемме 2 и к нагрузке. К выходной клемме 1 подключены второй вход конденсатора 7, нагрузка и последовательно соединенные защитный диод 8, дроссель 9, выход которого 1 соединен с выходом фильтра радиопомех 1 и входом 1 блока управления 2. Варистор 6 подключен параллельно силовым входам транзисторного ключа 5.
Устройство работает следующим образом. На входные клеммы 1 и 2 подается напряжение входной сети постоянного тока, которое проходит через фильтр радиопомех 1 и контролируется блоком управления 2, транзисторный ключ 5 при этом закрыт. После установления переходного процесса в устройстве, при подаче питания, начинается процесс заряда конденсатора 7. Драйвер 3 коммутирует транзисторный ключ 5 с высокой частотой до полного заряда конденсатора 7. Устройство измерения тока 4, в зависимости от зарядного тока конденсатора 7, выдает сигнал на вход 2 драйвера 3, который регулирует скважность импульсов высокой частоты (длительность открытого состояния транзисторного ключа 5), подаваемых на управляющий вход транзисторного ключа 5. После установления заданного значения тока на входе 2 драйвера 3 драйвер 3 переводит транзисторный ключ 5 в открытое состояние, поддерживая тем самым номинальный зарядный ток конденсатора 7, в зависимости от нагрузки. Параметры дросселя 9, защитного диода 8 и конденсатора 7 выбраны таким образом, чтобы удовлетворительно подавлялись короткие помехи микросекундного диапазона.
При воздействии длительных импульсов миллисекундного диапазона драйвер 3 закрывает на время действия импульса транзисторный ключ 5. С этого момента времени все напряжение помехи будет приложено к транзисторному ключу 5 и варистору 9. Во время прохождения импульса перенапряжения варистор 9 защищает транзисторный ключ 5 от пробоя. Как только напряжение на входе под действием экспоненциально падающего импульса перенапряжения упадет до заданного уровня, драйвер 3 откроет транзисторный ключ 5.
Модуляция транзисторного ключа на время заряда конденсатора позволила отказаться от зарядного резистора, такое выполнение устройства расширяет область его применения для работы с более мощным электронным оборудованием. Шунтирование транзисторного ключа варистором повышает надежность устройства в целом и транзисторного ключа в частности. Включение устройства измерения тока, последовательно с силовым входом транзисторного ключа, также повышает надежность устройства в целом не только во время заряда конденсатора, но и при возникновении короткого замыкания в нагрузке. Применение на входе устройства фильтра радиопомех снижает уровень радиопомех во входную сеть при высокочастотной коммутации силовых элементов в устройстве и нагрузке, что также обеспечивает расширение области применения устройства.
Claims (1)
- Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока, содержащий последовательно соединенные дроссель и защитный диод, выход которого соединен с плюсом конденсатора и нагрузкой, второй вход конденсатора и нагрузки соединены с одним из силовых входов транзисторного ключа, отличающийся тем, что в него введены фильтр радиопомех, блок управления, драйвер, устройства контроля тока и варистор, подключенный параллельно силовым входам транзисторного ключа, второй силовой вход которого соединен со вторым выходом устройства контроля тока, вход которого подключен ко второму выходу фильтра радиопомех и ко второму входу блока управления, первый вход блока управления подсоединен к первому выходу фильтра радиопомех и к входу дросселя, выход блока управления подключен к первому входу драйвера, второй вход которого соединен с первым выходом устройства контроля тока, выход драйвера связан с управляющим входом транзисторного ключа, а входы фильтра радиопомех соединены с клеммами питания сети постоянного тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132125/09A RU2317629C1 (ru) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006132125/09A RU2317629C1 (ru) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2317629C1 true RU2317629C1 (ru) | 2008-02-20 |
Family
ID=39267356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006132125/09A RU2317629C1 (ru) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2317629C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU176992U1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Активный фильтр для источника постоянного тока |
-
2006
- 2006-09-06 RU RU2006132125/09A patent/RU2317629C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU176992U1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Активный фильтр для источника постоянного тока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9490647B2 (en) | Capacitance discharge limiter | |
EP2395641A3 (en) | Switching control circuit and switching power supply device | |
TW201448427A (zh) | 用於保護及調整電源變換系統的系統控制器和方法 | |
CN106936302A (zh) | 电子电路及用于操作电子电路的方法 | |
AU2003216697B2 (en) | Residual current detection circuit | |
RU2317629C1 (ru) | Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока | |
JP2015071409A (ja) | 自動車の高エネルギートランジエントから電子制御ユニットを保護するための保護回路 | |
ES2906569T3 (es) | Disposición de circuito para la protección contra las sobretensiones de una unidad que va a ser operada desde una red de suministro | |
RU61480U1 (ru) | Фильтр импульсно-коммутационных перенапряжений в сети постоянного тока | |
RU143748U1 (ru) | Устройство быстродействующей защиты силового ключа | |
RU2375802C1 (ru) | Интеллектуальный фильтр импульсных коммутационных перенапряжений | |
KR101145501B1 (ko) | 2 와이어 터치 센서 인터페이스 | |
RU2502169C1 (ru) | Устройство защиты электронных приборов от высоких пиковых напряжений в бортовой сети транспортного средства | |
CA2477600A1 (en) | Circuit arrangement for protection against impulse voltages | |
US8665573B2 (en) | Device for protecting an electrical consumer against voltage spikes in a motor vehicle | |
US6567922B1 (en) | Pulse type activating system for power supply | |
US10310001B2 (en) | Short-circuit sensor | |
JP2013255304A (ja) | 異常検出装置 | |
CN108649525B (zh) | 防串扰电源保护电路 | |
EP3918684A1 (en) | Clamp for power transistor device | |
CN101752831A (zh) | 电气开关装置及其漏电保护器 | |
CA1055123A (en) | Sine-to-square wave converter | |
RU212728U1 (ru) | Ионисторное устройство защиты от импульсных коммутационных перенапряжений и провалов напряжения питания | |
US6316907B1 (en) | Filtering and voltage raising circuit for connection between a car radio and a motor-vehicle battery | |
RU2628129C2 (ru) | Управляемый ключевой электронный коммутатор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080907 |