RU2331977C2 - Voltage switch with over current protection - Google Patents

Voltage switch with over current protection Download PDF

Info

Publication number
RU2331977C2
RU2331977C2 RU2006126840/09A RU2006126840A RU2331977C2 RU 2331977 C2 RU2331977 C2 RU 2331977C2 RU 2006126840/09 A RU2006126840/09 A RU 2006126840/09A RU 2006126840 A RU2006126840 A RU 2006126840A RU 2331977 C2 RU2331977 C2 RU 2331977C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
load
voltage switch
trigger
voltage
Prior art date
Application number
RU2006126840/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006126840A (en
Inventor
Алексей Александрович Федосов (RU)
Алексей Александрович Федосов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
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 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2006126840/09A priority Critical patent/RU2331977C2/en
Publication of RU2006126840A publication Critical patent/RU2006126840A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2331977C2 publication Critical patent/RU2331977C2/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention may be used in commuted power supply sources with over-current protection. Voltage switch board with load bank protection from over-current includes controlled switch, which supplies power to load bank through current load sensor, as well as the second controlled switch. Relay element connected to current load sensor output de-energises load bank though logical element OR and trigger if current overload is detected while unit is switched on or under steady-state conditions. Thresholds for over-current protection actuation are adjusted by control unit, voltage switch board connection and disconnection inputs being connected to control unit inputs.
EFFECT: widening of application area and extension of functional capabilities.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания с защитой от перегрузки по току как нагрузки, так и источника питания и управляемого ключа.The present invention relates to the field of electronic technology and can be used in switched power supplies with overcurrent protection for both the load and the power source and the controlled key.

Известен стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий электронный коммутатор, выполненный на транзисторе, датчик тока, блок нагрузки и второй транзистор, управляющий электронным коммутатором [1].Known voltage stabilizer with protection against overcurrent, containing an electronic switch made on a transistor, a current sensor, a load unit and a second transistor controlling the electronic switch [1].

Недостаток известного устройства состоит в том, что, при повышении тока в нагрузке сверх допустимого, например из-за отказа, открывается второй транзистор и уменьшает ток, протекающий через электронный коммутатор. Это устройство не осуществляет полное отключение нагрузки от источника напряжения, что во многих случаях является недопустимым из-за большой вероятности выдачи отказавшим устройством ложных сигналов или команд, а также постоянного потребления электроэнергии.A disadvantage of the known device is that when the current in the load rises above the permissible one, for example due to a failure, the second transistor opens and reduces the current flowing through 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 the failure of the device to produce false signals or commands, as well as constant power consumption.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является коммутатор напряжения с защитой блока нагрузки от перегрузки по току согласно патенту РФ [2]. Известный коммутатор напряжения с защитой от перегрузок по току содержит датчик тока, управляемый ключ, логический элемент, триггер, релейный элемент, задатчик порога срабатывания, интегрирующее звено и определенные связи между ними, обеспечивающие повышенную защиту по току срабатывания в момент включения блока нагрузки.The closest technical solution to the proposed device is a voltage switch with the protection of the load unit from overcurrent according to the patent of the Russian Federation [2]. The well-known voltage switch with overcurrent protection contains a current sensor, a controlled key, a logic element, a trigger, a relay element, a threshold trigger, an integrating element and certain connections between them, providing increased protection for the operating current at the moment the load unit is turned on.

Недостаток известного устройства состоит в том, что срабатывание защиты от перегрузок по току обеспечивается жесткими параметрами задатчика порога срабатывания и интегрирующего звена и не может быть изменено в готовой аппаратуре, установленной на изделии. Вместе с тем, во многих случаях блок нагрузки сам является многофункциональным устройством, в том числе - целой системой управления, токи потребления которой и, естественно, защита от перегрузки по току в процессе ее функционирования могут и должны изменяться в различных режимах работы в широких пределах. Кроме того, одинаковые коммутаторы напряжения не могут оптимально управлять существенно разными блоками нагрузок, для которых защита по току также должна быть разной. В этом смысле приходится каждый коммутатор напряжения подгонять под будущую гипотетическую нагрузку или мириться в реальных условиях с неоптимальной защитой конкретного блока нагрузки от перегрузок по току. И то и другое снижает объем использования однотипных серийных изделий.A disadvantage of the known device is that the operation of the protection against overcurrents is ensured by the rigid parameters of the trigger threshold and the integrating unit and cannot be changed in the finished equipment installed on the product. At the same time, in many cases, the load unit itself is a multifunctional device, including an entire control system, the consumption currents of which and, of course, protection against overcurrent during its operation can and should vary over various operating modes within wide limits. In addition, the same voltage switches cannot optimally control significantly different load blocks, for which the current protection must also be different. In this sense, each voltage switch has to be adapted to a future hypothetical load or put up in real conditions with non-optimal protection of a specific load unit from current overloads. Both that and another reduces the volume of use of the same serial products.

Задача изобретения - расширение объема применения и функциональных возможностей за счет обеспечения возможности осуществления независимого управления уровнем защиты от перегрузки по току, а именно - за счет обеспечения возможности перестройки уровня защиты от перегрузки по току как в переходном процессе при подключении блока нагрузки к источнику напряжения питания (например, при наличии в блоке нагрузок 3 емкостной составляющей или электродвигателя постоянного тока), так и в установившемся режиме. Время защиты от бросков тока при включении нагрузки может определяться длительностью входного импульса на включение, либо временем между первым и вторым входными импульсами на включение.The objective of the invention is the expansion of the scope and functionality by providing the possibility of independent control of the level of protection against overcurrent, namely, by providing the possibility of adjustment of the level of protection against overcurrent as in a transient process when a load unit is connected to a power supply ( for example, if there is a capacitive component or a DC motor in the loads unit 3), or in a steady state. The inrush protection time when the load is turned on can be determined by the duration of the input pulse to turn on, or the time between the first and second input pulses to turn on.

Эта задача решается тем, что в коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току, содержащий последовательно соединенные датчик тока нагрузки 1 и первый управляемый ключ 2, включенные последовательно с блоком нагрузки 3, логический элемент ИЛИ 4, триггер 5, релейный элемент 6 с прямым и инвертирующим входами, задатчик порога срабатывания 7 релейного элемента 6, соединенный с инвертирующим входом релейного элемента 6, выход логического элемента ИЛИ 4 соединен с входом R сброса триггера 5, вход S установки триггера 5 соединен с входом 8 включения коммутатора напряжения, выход триггера 5 соединен с входом управления управляемого ключа 2, выход датчика тока нагрузки 1 подключен к прямому входу релейного элемента 6, выход релейного элемента 6 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 4, второй вход которого подключен к входу 9 выключения коммутатора напряжения, введены второй вход включения 11 коммутатора напряжения, второй управляемый ключ 10, который включен последовательно с первым управляемым ключом и своим входом соединен со вторым входом включения 11 коммутатора напряжения, и блок управления 13, имеющий импульсный вход С и вход R сброса в исходное состояние, причем задатчик порога срабатывания 7 релейного элемента выполнен с управляющими входами, импульсный вход С блока управления 14 соединен с входом 8 включения коммутатора напряжения, вход R сброса в исходное состояние блока управления 12 соединен с входом 9 выключения коммутатора напряжения, а выходы блока управления 12 соединены с управляющими входами задатчика порога срабатывания 7 релейного элемента 6.This problem is solved in that in the voltage switch with protection against overcurrent, containing series-connected load current sensor 1 and the first controlled key 2, connected in series with the load unit 3, logic element OR 4, trigger 5, relay element 6 with direct and the inverting inputs, the trigger threshold switch 7 of the relay element 6 connected to the inverting input of the relay element 6, the output of the logic element OR 4 is connected to the input R of the reset of the trigger 5, the input S of the installation of the trigger 5 is connected to the input 8 of inclusion I voltage switch, the trigger output 5 is connected to the control input of the controlled key 2, the output of the load current sensor 1 is connected to the direct input of the relay element 6, the output of the relay element 6 is connected to the first input of the logic element OR 4, the second input of which is connected to the switch off input 9 voltage, the second input of the inclusion 11 of the switch voltage is introduced, the second managed key 10, which is connected in series with the first managed key and its input is connected to the second input of the inclusion of 11 switch voltage I, and the control unit 13, having a pulse input C and an input R reset to the initial state, and the trigger threshold of the relay element 7 is made with control inputs, pulse input C of the control unit 14 is connected to the input 8 of the voltage switch, the input R reset the state of the control unit 12 is connected to the input 9 of the switch off voltage, and the outputs of the control unit 12 are connected to the control inputs of the setpoint threshold 7 of the relay element 6.

На чертеже приведена блок-схема коммутатора напряжения с защитой от перегрузки по току, при этом на чертеже и далее по тексту применены следующие обозначения:The drawing shows a block diagram of a voltage switch with overcurrent protection, while the following notation is used in the drawing and hereinafter:

1 - датчик тока нагрузки;1 - load current sensor;

2 - первый управляемый ключ;2 - the first managed key;

3 - блок нагрузки;3 - load unit;

4 - логический элемент ИЛИ;4 - logical element OR;

5 - триггер;5 - trigger;

6 - релейный элемент;6 - relay element;

7 - задатчик порога срабатывания релейного элемента 6;7 - the trigger threshold of the relay element 6;

8 - вход включения коммутатора напряжения;8 - input switch voltage;

9 - вход выключения коммутатора напряжения;9 - input switch off the voltage switch;

10 - второй управляемый ключ;10 - the second managed key;

11 - второй вход включения коммутатора напряжения;11 - the second input of the switching voltage switch;

12 - блок управления;12 - control unit;

U - коммутируемое напряжение источника питания нагрузки;U is the switched voltage of the load power source;

Е - напряжение второго источника питания;E is the voltage of the second power source;

U1 - пороговое напряжение на инвертирующем входе релейного элемента 6;U 1 - threshold voltage at the inverting input of the relay element 6;

Ui - напряжение с датчика тока нагрузки на прямом входе релейного элемента 6;U i is the voltage from the load current sensor at the direct input of the relay element 6;

IN - ток нагрузки;I N - load current;

k - коэффициент передачи (крутизна) датчика тока нагрузки 1;k is the transmission coefficient (slope) of the load current sensor 1;

GND - общая шина источников питания («земля»).GND is a common bus for power supplies (ground).

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току выполнен следующим образом.The voltage switch with overcurrent protection is as follows.

Датчик тока нагрузки 1, первый управляемый ключ 2, блок нагрузки 3 и второй управляемый ключ соединены последовательно и подключены к источнику напряжения питания U. Выход задатчика порога срабатывания 7 релейного элемента 6 соединен с инвертирующим входом релейного элемента 6, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 4, второй вход которого подключен к входу 9 выключения коммутатора напряжения и входу R сброса в исходное состояние блока управления 12. Выход логического элемента ИЛИ 4 соединен с входом сброса триггера 5, вход установки S триггера 5 соединен с входом 9 включения коммутатора напряжения и с импульсным входом С блока управления 12. Выход триггера 5 соединен с входом управляемого ключа 2. Выход датчика тока нагрузки 1 подключен к прямому входу релейного элемента 6. Управляющий вход второго управляемого ключа 10, включенного последовательно с блоком нагрузки и первым управляемым ключом, соединен со вторым входом включения 11 коммутатора напряжения, при этом второй управляемый ключ соединен с шиной питания U.The load current sensor 1, the first controlled switch 2, the load block 3 and the second controlled switch are connected in series and connected to the power supply U. The output of the threshold threshold switch 7 of the relay element 6 is connected to the inverting input of the relay element 6, the output of which is connected to the first input of the logical element OR 4, the second input of which is connected to the input 9 of the switch off voltage and the input R reset to the initial state of the control unit 12. The output of the logical element OR 4 is connected to the reset input of trigger 5, the input of the installation S of trigger 5 is connected to the input 9 of switching on the voltage switch and to the pulse input C of the control unit 12. The output of trigger 5 is connected to the input of the controlled key 2. The output of the load current sensor 1 is connected to the direct input of the relay element 6. The control input of the second controlled key 10 connected in series with the load unit and the first controlled key is connected to the second input of the switch 11 of the voltage switch, while the second controlled key is connected to the power bus U.

Силовой источник напряжения питания U является источником энергии для блока нагрузки 3 (блоков нагрузок аппаратуры), его номинальное напряжение зависит от типа аппаратуры, в которой применяется предложенное устройство, например U=27 В. Второй источник напряжения питания Е служит для питания элементов устройства (задатчика порога срабатывания релейного элемента 7, блока управления 12, триггеров, логического элемента ИЛИ 4) его напряжение определяется типами примененных элементов и составляет, например, Е=5 В.The power supply voltage source U is an energy source for load block 3 (equipment load blocks), its rated voltage depends on the type of equipment in which the proposed device is used, for example, U = 27 V. The second power supply voltage E serves to power the elements of the device (setter) the threshold of the relay element 7, control unit 12, triggers, logic element OR 4) its voltage is determined by the types of elements used and is, for example, E = 5 V.

Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току работает следующим образом.The voltage switch with overcurrent protection operates as follows.

После подачи напряжения питания Е устройство приводится в исходное состояние, например, импульсом по входу выключения 9 коммутатора напряжения, сформированным системой управления (на чертеже не показана). При этом предполагается, что на входах включения коммутатора напряжения управляющие сигналы отсутствуют. Входной импульс по входу выключения 9 коммутатора напряжения сбрасывает в исходное состояние блок управления 12 и через логический элемент ИЛИ 4 сбрасывает триггер 5. Управляемые ключи 2 и 10 удерживаются в выключенном состоянии. Блок управления 12, изменяя в требуемом соотношении сопротивления резисторов R1 и R2 задатчика порога срабатывания 7, устанавливает пороговое напряжение u1 «по умолчанию», например, равное максимальному значению. После подачи напряжения питания U блок нагрузки 3 оказывается выключенным, ток нагрузки не течет. Выходное напряжение ui с датчика тока нагрузки 1, равное нулю, поступает на прямой вход релейного элемента 6, на выходе которого сигнал также равен нулю.After applying the supply voltage E, the device is restored to its initial state, for example, by a pulse at the turn-off input 9 of the voltage switch formed by the control system (not shown in the drawing). In this case, it is assumed that there are no control signals at the inputs of the switching voltage switch. The input pulse at the turn-off input 9 of the voltage switch resets the control unit 12 and, through the logic element OR 4, resets the trigger 5. The controlled keys 2 and 10 are held off. The control unit 12, changing in the required ratio of the resistance of the resistors R1 and R2 of the setpoint threshold 7, sets the threshold voltage u1 "default", for example, equal to the maximum value. After applying the supply voltage U, the load block 3 turns off, the load current does not flow. The output voltage ui from the load current sensor 1, equal to zero, is fed to the direct input of the relay element 6, the output of which is also equal to zero.

По входному сигналу, подаваемому на вход 8 включения коммутатора напряжения, триггер 5 через элемент ИЛИ 4 устанавливается в единичное состояние и его выходной сигнал с выхода Q переводит во включенное состояние управляемый ключ 2, который готовит цепь питания блока нагрузки 3 к включению со стороны шины GND (шина «минус» коммутируемого источника питания нагрузки). До включения блока нагрузки 3 с помощью второго управляемого ключа 10 на вход включения коммутатора напряжения 8 могут быть поданы дополнительные импульсы, изменяющие внутреннее состояние блока управления 12 и соответствующим образом - порог срабатывания порогового элемента 6. При этом блок нагрузки остается выключенным. Для включения блока нагрузки подается напряжение на второй вход включения 11 коммутатора напряжения, при этом включается второй управляемый ключ 10 и блок нагрузки 3 оказывается включенным.By the input signal supplied to input 8 of switching on the voltage switch, trigger 5 through the OR element 4 is set to a single state and its output signal from output Q puts the controlled key 2 into on state, which prepares the power supply circuit of load block 3 for switching on from the side of the GND bus (minus bus of switched load power supply). Prior to switching on the load unit 3 with the help of a second controlled key 10, additional pulses can be applied to the input of the voltage switch 8, which change the internal state of the control unit 12 and, accordingly, the threshold of the threshold element 6. In this case, the load unit remains off. To turn on the load unit, voltage is supplied to the second input of the inclusion 11 of the voltage switch, while the second controlled switch 10 is turned on and the load unit 3 is turned on.

Если ток нагрузки IN в этот момент находится в заданных пределах (не более допустимого тока «по умолчанию»), то напряжение ui=k·IN на прямом входе релейного элемента 6, поступающее с датчика тока нагрузки 1, меньше напряжения u1, установленного «по умолчанию», и релейный элемент 6 остается в исходном (выключенном) состоянии, на его выходе логический ноль, и триггер 5 не изменяет своего состояния. Однако, если ток нагрузки IN в момент включения второго управляемого ключа чрезмерно велик и напряжение ui=k·IN с датчика тока нагрузки 1 превышает напряжение u1, то релейный элемент срабатывает и передним фронтом своего выходного импульса (задний фронт импульса формируется уже после снятия тока перегрузки) через логический элемент ИЛИ 4 сбрасывает триггер 5. При этом закрывается управляемый ключ 2 и блок нагрузок 3 отключается. Устройство автоматически отключило блок нагрузки по току, превышающему предельно допустимый «по умолчанию» ток на момент переходного процесса при включении.If the load current I N at this moment is within the specified limits (no more than the permissible current “default”), then the voltage u i = k · I N at the direct input of the relay element 6, coming from the load current sensor 1, is less than the voltage u 1 set to “default”, and relay element 6 remains in its original (off) state, its output is logic zero, and trigger 5 does not change its state. However, if the load current I N at the moment of switching on the second controlled key is excessively large and the voltage u i = k · I N from the load current sensor 1 exceeds voltage u 1 , then the relay element is also triggered by the leading edge of its output pulse (the leading edge of the pulse is already formed after removing the overload current) through the logic element OR 4 resets the trigger 5. This closes the controlled key 2 and the block of loads 3 is turned off. The device automatically shuts off the current load unit that exceeds the maximum permissible “default” current at the time of the transition process when it is turned on.

Если в устройстве применен блок управления 12, который по заднему фронту входного импульса изменяет свое внутреннее логическое состояние, например, изменяет состояние входного счетчика импульсов или регистра (на чертеже не показано, поскольку устройство блока управления 12, как такового, не входит в объем притязаний по данному изобретению и зависит как от технических требований к устройству в целом, так и от «вкусов» разработчика), то при этом изменяется и логическое состояние (код) выходной шины данных D этого блока управления. При изменении кода на выходе D блока управления 12 изменяется соотношение между сопротивлениями резисторов R1 и R2 задатчика порога срабатывания 7 таким образом, что выходное напряжение задатчика порога срабатывания 7 уменьшается в заданных пределах. В результате перестраивается порог срабатывания защиты по току для работы в установившемся режиме нагрузки.If the control unit 12 is used in the device, which changes its internal logical state along the falling edge of the input pulse, for example, changes the state of the input pulse counter or register (not shown in the drawing, since the control unit 12 is not included in the claims this invention and depends both on the technical requirements for the device as a whole, and on the "tastes" of the developer), the logical state (code) of the output data bus D of this control unit also changes. When changing the code at the output D of the control unit 12, the ratio between the resistances of the resistors R1 and R2 of the trigger threshold 7 changes so that the output voltage of the trigger threshold 7 is reduced within specified limits. As a result, the current protection threshold is tuned to operate in the steady state load mode.

Такое функционирование блока управления 12 не обязательно, но оно показывает возможность управления порогом срабатывания защиты от перегрузок по току в составе определенной системы управления. Вместе с тем максимальный порог срабатывания релейного элемента может быть установлен по приходу первого импульса на вход 8 включения коммутатора напряжения, а по окончании переходного процесса (уже при включенном втором ключе 10) следующим импульсом (или серией импульсов) по входу включения коммутатора напряжения этот порог может быть уменьшен до заданных пределов.Such functioning of the control unit 12 is not necessary, but it shows the possibility of controlling the threshold of protection against overcurrents as part of a specific control system. At the same time, the maximum threshold of the relay element can be set upon the arrival of the first pulse at input 8 of the voltage switch, and at the end of the transition process (already with the second key 10 turned on) with the next pulse (or series of pulses) at the input of the voltage switch, this threshold can be reduced to specified limits.

Когда по мере выполнения программы требуется «на ходу» изменить порог срабатывания защиты, на вход включения коммутатора напряжения подается второй импульс, не изменяющий состояния его ключа 3, но через блок управления 12 и задатчик порога срабатывания 7 порогового элемента 6 устанавливающий новое значение порога срабатывания защиты по току. При необходимости может быть подан третий, четвертый импульс на включение коммутатора напряжения и т.д., и каждый раз может быть получено новое наперед заданное значение порога срабатывания защиты от перегрузок по току. Это решается соответствующим построением блока управления (счетчик и дешифратор, регистр сдвига, иная комбинаторная логика и т.п.) и необходимым набором резисторов R1 и R2.When, as the program is executed, it is necessary to “change” the protection threshold “on the fly”, a second pulse is supplied to the voltage switch on input, which does not change the state of its key 3, but through the control unit 12 and the threshold threshold switch 7 of threshold element 6 sets a new value for the protection threshold by current. If necessary, a third, fourth impulse can be applied to turn on the voltage switch, etc., and each time a new forward set threshold value of the overcurrent protection threshold can be obtained. This is solved by the appropriate construction of the control unit (counter and decoder, shift register, other combinatorial logic, etc.) and the necessary set of resistors R1 and R2.

В номинальном режиме работы выключение блока нагрузки производится путем подачи на вход 9 импульса, который, проходя через логический элемент ИЛИ 4, сбрасывает триггер 5, а также устанавливает блок управления 12 в исходное состояние, обеспечивая для следующего включения коммутатора напряжения порог защиты от перегрузки по току «по умолчанию».In the nominal operating mode, the load block is turned off by applying a pulse to input 9, which, passing through the OR 4 logic element, resets trigger 5, and also sets the control unit 12 to its original state, providing a threshold for overcurrent protection for the next time the voltage switch is turned on "default".

По сравнению с известным коммутатором напряжения [2] предлагаемое изобретение расширяет объем применения и функциональные возможности за счет обеспечения возможности перестройки уровня защиты от перегрузки по току как в переходном процессе при подключении напряжения питания к блоку нагрузки (например, при наличии в блоке нагрузок 3 емкостной составляющей или электродвигателя постоянного тока), так и в установившемся режиме. Время защиты от бросков тока при включении нагрузки может определяться длительностью входного импульса на включение, либо временем между первым и вторым входными импульсами на включение. Значения конкретных токов IN1, при которых коммутатор напряжения отключает блок нагрузки от источника напряжения, могут с помощью блока управления 12 регулироваться в широких пределах изменением сопротивлений резисторов R1, R2 задатчика порогов срабатывания 7 и устанавливаться в зависимости от параметров конкретной нагрузки. Это дополнительное обстоятельство улучшает потребительские свойства предложенного изобретения, поскольку обеспечивает регулировку уровней токовой защиты под конкретную нагрузку «на ходу».Compared with the known voltage switch [2], the present invention expands the scope and functionality by providing the possibility of adjustment of the level of protection against overcurrent as in a transient process when the supply voltage is connected to the load unit (for example, when the load unit has 3 capacitive component or DC motor), and in steady state. The time of inrush protection when the load is turned on can be determined by the duration of the input pulse to turn on, or the time between the first and second input pulses to turn on. The values of specific currents I N1 , at which the voltage switch disconnects the load unit from the voltage source, can be widely controlled using the control unit 12 by varying the resistances of the resistors R1, R2 of the setpoint threshold 7 and set depending on the parameters of the specific load. This additional circumstance improves the consumer properties of the proposed invention, since it provides the adjustment of current protection levels for a specific load "on the go."

Кроме того, возможно функционирование предложенного коммутатора напряжения в качестве измерительного устройства, когда на его включающий вход 9 подают импульсы до тех пор, пока не сработает защита по току. По количеству поданных импульсов и известной логике работы блока управления 12 совместно с задатчиком порога срабатывания 7 можно с достаточной точностью определить ток выключения (потребления) в заданном режиме работы блока нагрузки. Для этого блок управления 12 и задатчик порога срабатывания могут быть выполнены по типу цифроаналогового преобразователя (ЦАП), выходное напряжение которого уменьшается по мере поступления импульсов на вход С.In addition, it is possible for the proposed voltage switch to function as a measuring device when pulses are applied to its switching input 9 until the current protection trips. By the number of impulses applied and the known logic of the control unit 12, together with the trigger threshold 7, it is possible to determine with sufficient accuracy the off (consumption) current in a given operating mode of the load unit. To this end, the control unit 12 and the threshold trigger can be performed as a digital-to-analog converter (DAC), the output voltage of which decreases as pulses arrive at input C.

Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренном автором предложении 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".The proposed set of features in the proposal considered by the author 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".

В качестве элементов для реализации устройства могут быть использованы серийные микросхемы с необходимым набором функций, например микросхемы серии 564, стандартные релейные элементы, например серии 521, управляемые ключи необходимой мощности (полевые транзисторы, требующие минимальной мощности управления и хорошо согласующиеся с микросхемами).As elements for the implementation of the device, serial microcircuits with the necessary set of functions can be used, for example, 564 series microcircuits, standard relay elements, for example 521 series, controlled keys of the required power (field effect transistors that require minimal control power and are in good agreement with microcircuits).

На чертеже приведено простейшее исполнение элементов блок-схемы устройства. Эти элементы предложения могут иметь и иное исполнение, обеспечивающие эквивалентное функционирование устройства в целом. Так, датчик тока нагрузки 1 может быть выполнен с использованием датчика Холла или интеллектуального силового ключа типа BTS550 (Infineon, Германия), блок нагрузки 3 может иметь, в частности, реактивные составляющие, задатчик порога срабатывания 7 релейного элемента может иметь иное схемное решение, а также иметь определенные цепи задержки. Триггер RS-типа может быть заменен D-триггером с логической единицей на D-входе. Блок управления 12 по импульсным сигналам на входе С своими выходами D может переключать значения сопротивлений R1 и/или R2 задатчика порога срабатывания 7, либо может быть объединен с ним в единый блок типа ЦАП, если логика работы ЦАП удовлетворяет конкретным требованиям системы управления, в которой предложенный коммутатор напряжения будет использоваться. Показанный на чертеже блок управления 12 свое внутреннее состояние может изменять по переднему фронту импульса на входе включения коммутатора напряжения, хотя это и не принципиально, а зависит только от требований к устройству, более того, изменение внутреннего состояния блока логики 12 по заднему фронту входного импульса дает определенные возможности. Переключение внутреннего состояния блока логики 12 как по переднему, так и по заднему фронтам импульса на входе 9 включения компаратора напряжения позволяет расширить возможности логики защиты от перегрузки по току.The drawing shows the simplest embodiment of the elements of the block diagram of the device. These elements of the proposal may also have a different design, providing equivalent operation of the device as a whole. So, the load current sensor 1 can be performed using a Hall sensor or an intelligent power switch of the BTS550 type (Infineon, Germany), the load unit 3 can have, in particular, reactive components, the threshold threshold 7 of the relay element can have a different circuit solution, and also have certain delay circuits. An RS-type trigger can be replaced with a D-trigger with a logical unit at the D-input. The control unit 12 for pulse signals at the input With its outputs D can switch the values of the resistances R1 and / or R2 of the trigger threshold 7, or can be combined with it into a single block of the DAC type, if the logic of the DAC satisfies the specific requirements of the control system in which The proposed voltage switch will be used. The control unit 12 shown in the drawing can change its internal state along the leading edge of the pulse at the input of the voltage switch, although this is not important, it depends only on the requirements of the device, moreover, changing the internal state of the logic unit 12 along the trailing edge of the input pulse gives certain features. Switching the internal state of the logic unit 12 both on the leading and trailing edges of the pulse at the input 9 of the voltage comparator enables expanding the capabilities of the overcurrent protection logic.

ЛитератураLiterature

1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник под редакцией Г.С.Найвельта. М., «Радио и связь», 1986 г., стр.189, рис.5.19.1. Sources of power for electronic equipment. Handbook edited by G.S. Naivelt. M., "Radio and Communications", 1986, p. 189, Fig. 5.19.

2. Федосов А.А. Коммутатор напряжения с защитой блока нагрузки от перегрузки по току. Патент РФ 2242831, Н02Н 9/02. Опубликован 20.12.2004, бюл. №35.2. Fedosov A.A. Voltage switch with overload protection of the load unit. RF patent 2242831, Н02Н 9/02. Published December 20, 2004, bull. Number 35.

Claims (1)

Коммутатор напряжения с защитой блока нагрузки от перегрузки по току, содержащий последовательно соединенные датчик тока нагрузки и управляемый ключ, подключенные к блоку нагрузки, логический элемент ИЛИ, триггер, релейный элемент с прямым и инвертирующим входами и задатчик порога срабатывания релейного элемента, соединенный с инвертирующим входом релейного элемента, выход логического элемента ИЛИ соединен с входом сброса триггера, вход установки триггера соединен с входом включения коммутатора напряжения, выход триггера соединен с входом управляемого ключа, выход датчика тока нагрузки подключен к прямому входу релейного элемента, выход релейного элемента соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу выключения коммутатора напряжения, отличающийся тем, что в него введены второй вход включения коммутатора напряжения, второй управляемый ключ, который включен последовательно с первым управляемым ключом и своим входом соединен со вторым входом включения коммутатора напряжения, и блок управления, имеющий импульсный вход С и вход R сброса в исходное состояние, причем задатчик порога срабатывания релейного элемента выполнен с управляющими входами, импульсный вход С блока управления соединен с входом включения коммутатора напряжения, вход R сброса в исходное состояние блока управления соединен с входом выключения коммутатора напряжения, а выходы блока управления соединены с управляющими входами задатчика порога срабатывания релейного элемента.Voltage switch with protection of the load unit against overcurrent, containing serially connected load current sensor and a controlled key connected to the load unit, OR logic element, trigger, relay element with direct and inverting inputs and a threshold switch of the relay element connected to the inverting input relay element, the output of the logic element OR is connected to the trigger reset input, the trigger installation input is connected to the voltage switch enable input, the trigger output is connected to the controlled key, the output of the load current sensor is connected to the direct input of the relay element, the output of the relay element is connected to the first input of the OR logic element, the second input of which is connected to the turn-off input of the voltage switch, characterized in that the second turn-on switch input is input into it, the second a controlled key, which is connected in series with the first controlled key and its input is connected to the second input of the inclusion of a voltage switch, and a control unit having a pulse input C and reset input R, wherein the relay threshold trigger is made with control inputs, the pulse input C of the control unit is connected to the voltage switch on input, the reset input R of the control unit is connected to the voltage switch off input, and the outputs of the control unit are connected with the control inputs of the setpoint threshold of the relay element.
RU2006126840/09A 2006-07-24 2006-07-24 Voltage switch with over current protection RU2331977C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126840/09A RU2331977C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Voltage switch with over current protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126840/09A RU2331977C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Voltage switch with over current protection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006126840A RU2006126840A (en) 2008-01-27
RU2331977C2 true RU2331977C2 (en) 2008-08-20

Family

ID=39109741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006126840/09A RU2331977C2 (en) 2006-07-24 2006-07-24 Voltage switch with over current protection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2331977C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444840C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Commutator of power supply buses
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device
RU173731U1 (en) * 2017-06-27 2017-09-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) MATRIX SWITCH

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444840C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Commutator of power supply buses
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device
RU173731U1 (en) * 2017-06-27 2017-09-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) MATRIX SWITCH

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006126840A (en) 2008-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101036794B1 (en) Compensation circuit
JP6288379B2 (en) Inrush current prevention circuit
US6043698A (en) Voltage level shifter
US6304088B1 (en) Voltage monitor circuit with adjustable hysteresis using a single comparator
KR20120122983A (en) Circuit and method for performing power on reset
WO2008097305A3 (en) Adaptive output current control for switching circuits
JPH07202653A (en) Time delay circuit
US9748789B2 (en) Charging/discharging control circuit, charging/discharging control device, and battery device
US20080074820A1 (en) Current protection circuit for intelligent power switch
RU2331977C2 (en) Voltage switch with over current protection
US20160261184A1 (en) Multi-phase boost converter with phase self-detection and detecting circuit thereof
WO2008024704A2 (en) Hysteresis comparator with programmable hysteresis width
KR20150122618A (en) Configurable time delays for equalizing pulse width modulation timing
US8040160B2 (en) Driver arrangement and signal generation method
US11799282B2 (en) Electrical safety system for providing overcurrent protection of an electrical circuit in a vehicle
JP2016046620A (en) Power-on reset circuit
KR101840212B1 (en) Brown out detector with hysteresis specificity
JP2012227845A (en) Overcurrent protection power supply
US7208987B2 (en) Reset initialization
RU2331978C2 (en) Voltage switch board with over-current protection
RU2240647C1 (en) Voltage selector switch incorporating overcurrent protective gear for load unit
US8020010B2 (en) Memory power controller
RU2242831C2 (en) Voltage switching device incorporating load unit overcurrent protective gear
CN110850312B (en) Voltage detection circuit, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
US6909308B2 (en) Increasing drive strength and reducing propagation delays through the use of feedback

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100725