RU2693925C1 - Overcurrent protection device - Google Patents

Overcurrent protection device Download PDF

Info

Publication number
RU2693925C1
RU2693925C1 RU2018113037A RU2018113037A RU2693925C1 RU 2693925 C1 RU2693925 C1 RU 2693925C1 RU 2018113037 A RU2018113037 A RU 2018113037A RU 2018113037 A RU2018113037 A RU 2018113037A RU 2693925 C1 RU2693925 C1 RU 2693925C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
output
transistor
bus
resistor
Prior art date
Application number
RU2018113037A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Яковлевич Бичуцкий
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
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 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Priority to RU2018113037A priority Critical patent/RU2693925C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693925C1 publication Critical patent/RU2693925C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: present invention relates to electronic engineering and can be used in switched power supplies with overcurrent protection. To achieve the technical result, overcurrent protection device is proposed, which includes a resistive current sensor, buses of negative and positive potential of input and output voltages, control and commuting p-MOS transistors. Control of p-MOS transistors at limitation and/or interruption of current through the device is performed by change of output voltage at change of load, for example, at short circuit in it, and by change of voltage on resistive current sensor installed in series with output filter capacitor.
EFFECT: shorter time of operation of protection at overload by current, protection of load from output voltage at its values higher than permissible, simplification of device and increase in its efficiency.
1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам электронной техники и может быть использовано для передачи напряжения от источника питания в блок нагрузки с защитой его от превышения тока, а также для защиты от перегрузки как источника питания, так и самого коммутатора напряжения. Кроме того, устройство обеспечивает возможность защиты нагрузки от недопустимо низкого или высокого напряжения путем его полного снятия с нагрузки.The present invention relates to hardware electronic equipment and can be used to transfer voltage from the power source to the load unit with protection from overcurrent, as well as to protect against overloading of both the power source and the voltage switch itself. In addition, the device provides the ability to protect the load from unacceptably low or high voltage by completely removing it from the load.

Известен компенсационный стабилизатор напряжения [Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник под редакцией Г.С. Найвельта. Москва «Радио и связь» 1986 г. стр. 189, рис. 5.19] с защитой от перегрузки по току, содержащий электронный коммутатор, выполненный на транзисторе, ограничительный резистор и второй транзистор, управляющий электронным коммутатором.Known compensatory voltage stabilizer [Sources of power electronic equipment. Handbook edited by G.S. Neivelt. Moscow “Radio and Communication”, 1986, p. 189, fig. 5.19] with protection against overcurrent, containing an electronic switch, made on the transistor, the limiting resistor and the second transistor that controls the electronic switch.

Недостатком указанного устройства является невозможность полного отключения нагрузки от источника напряжения при несанкционированном понижении входного напряжения, что может привести к недопустимым режимам работы блока нагрузки. Например, если блоком нагрузки является электронное устройство, то элементы этого устройства будут находиться под пониженным недопустимым напряжением.The disadvantage of this device is the inability to completely disconnect the load from the voltage source with unauthorized lowering of the input voltage, which can lead to unacceptable modes of operation of the load. For example, if the load unit is an electronic device, then the elements of this device will be under reduced unacceptable voltage.

Известен ряд устройств - коммутаторов напряжения [Описание изобретения к патенту РФ №2210183 H03K 17/08, Описание изобретения к патенту РФ №2240647 H03K 17/08, Описание изобретения к патенту РФ №2208292 H03K 17/08, Описание изобретения к патенту РФ №2335843 H03K 17/08], построенных на основе последовательно соединенных электронного ключа и шунта; по увеличению падения напряжения на котором в несколько раз, с помощью компараторов и элементов логики осуществляется управление (выключение) электронного ключа.The number of known devices - voltage switches [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 22210183 H03K 17/08, Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2240647 H03K 17/08, Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2208292 H03K 17/08, Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 23585843 H03K 17/08], built on the basis of series-connected electronic key and shunt; by increasing the voltage drop on which several times, using comparators and logic elements, the electronic key is controlled (turned off).

Недостатком таких устройств является нечувствительность к случайным значительным кратковременным понижениям входного напряжения, при которых напряжение на нагрузке не снимается, но достигает недопустимо низких значений.The disadvantage of such devices is insensitivity to occasional significant short-term decreases in input voltage, at which the voltage at the load is not removed, but reaches unacceptably low values.

В качестве прототипа заявляемого устройства по построению и функциональному назначению можно указать на «Устройство защиты от перегрузки по току» [Описание изобретения к патенту РФ №2542950 H03K 17/08].As a prototype of the claimed device, by its construction and functionality, it is possible to point to “Overcurrent Protection Device” [Description of the invention to the patent of Russian Federation №2542950 H03K 17/08].

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные шину положительного потенциала входного напряжения, резистивный датчик тока, электронный ключ со схемой управления его включения/выключения, связанный с выходом электронного ключа через апериодическое звено (времязадающая цепь), шину положительного потенциала выходного напряжения, а также шины отрицательного входного и выходного напряжения. Шины положительного и отрицательного потенциалов входного напряжения являются входом устройства, шины положительного и отрицательного потенциалов выходного напряжения являются выходом устройств.The prototype device contains series-connected positive potential input voltage busines, a resistive current sensor, an electronic key with its on / off control circuit associated with the electronic key output through an aperiodic link (timing circuit), a positive potential output voltage bus, and a negative input bus and output voltage. The busses of the positive and negative potentials of the input voltage are the input of the device, the buses of the positive and negative potentials of the output voltage are the output of the devices.

Недостатками известного устройства является длительное время срабатывания защиты от перегрузки по току, приводящее к значительным импульсным выделениям энергии на электронном ключе, отсутствие защиты нагрузки от импульсного повышения входного напряжения, а также сложность построения устройства. Кроме того, включение в цепь прохождения коммутируемого тока резистивного датчика тока, приводит к выделению дополнительной мощности на нем.The disadvantages of the known device is the long response time of protection against overcurrent, leading to significant pulsed energy release on the electronic key, the lack of load protection from the pulse increase of the input voltage, as well as the complexity of constructing the device. In addition, the inclusion of a resistive current sensor in the switching current circuit leads to the release of additional power on it.

Технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей за счет уменьшения времени срабатывания защиты при перегрузке по току, защиты нагрузки от выходного напряжения при его значениях выше допустимых, упрощение устройства и увеличение его КПД.The technical result of the invention is the expansion of functionality by reducing the response time of protection when current overload, protect the load from the output voltage when its values are higher than acceptable, simplifying the device and increasing its efficiency.

Технический результат достигается тем, что в устройство защиты от перегрузки по току, содержащее резистивный датчик тока, конденсатор времязадающей цепи, шины отрицательного и положительного потенциала входного и выходного напряжений, управляющий и коммутирующий р-МОП транзисторы, выход последнего из которых соединен с первым выводом резистора обратной связи и шиной положительного потенциала выходного напряжения, при этом шина отрицательного потенциала входного напряжения соединена с шиной отрицательного потенциала выходного напряжения, дополнительно введен фильтр в виде последовательно соединенного конденсатора фильтра и резистивного датчика тока, включенного между шиной отрицательного потенциала выходного напряжения и низкопотенциальным выводом конденсатора фильтра, соединенного через первый резистор с затвором управляющего р-МОП транзистора, соединенного со вторым выводом резистора обратной связи и, через второй резистор, - со своим стоком и затвором коммутирующего р-МОП транзистора, соединенного через третий резистор с шиной отрицательного потенциала выходного напряжения, при этом исток управляющего р-МОП транзистора соединен через четвертый резистор с шиной положительного потенциала входного напряжения, истоком коммутирующего р-МОП транзистора и, через конденсатор времязадающей цепи, - со своим затвором, высокопотенциальный вывод конденсатора фильтра соединен со стоком коммутирующего р-МОП транзистора.The technical result is achieved in that an overcurrent protection device containing a resistive current sensor, a capacitor of the timing circuit, a busbar of negative and positive potential of the input and output voltages, the control and switching p-MOS transistors, the last output of which is connected to the first output of the resistor feedback and bus potential of the output voltage, while the bus potential of the negative input voltage is connected to the bus potential of the negative output voltage In addition, a filter is introduced in the form of a series-connected filter capacitor and a resistive current sensor connected between the output potential negative voltage bus and a low-potential output of a filter capacitor connected through the first resistor to the gate of the control p-MOS transistor connected to the second output of the feedback resistor and through the second resistor, - with its drain and the gate of the switching p-MOS transistor connected through the third resistor to the negative potential bus in Output voltage, while the source of the control p-MOS transistor is connected via the fourth resistor to the positive potential input voltage bus, the source of the switching p-MOS transistor and, via a capacitor of the timing circuit, with its gate, the high-potential output of the filter capacitor is connected to the drain of the switching p- MOS transistor.

Функционирование заявляемого устройства поясняется фиг. 1…4.The operation of the claimed device is illustrated in FIG. 1 ... 4.

На фиг. 1 приведено устройство защиты от перегрузки по току.FIG. 1 shows an overcurrent protection device.

На фиг. 2…4 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов.FIG. 2 ... 4 shows the results of modeling (oscillograms) of processes.

На фиг. 1 показано:FIG. 1 shown:

1 - шина положительного потенциала входного напряжения (далее, в описании - "шина 1"),1 - bus positive potential input voltage (hereinafter, in the description - "bus 1"),

2 - шина отрицательного потенциала входного напряжения, (далее, в описании - "шина 2"),2 - bus potential negative input voltage (hereinafter, in the description - "bus 2"),

3 - коммутирующий р-МОП транзистор (далее, по тексту - транзистор 3),3 - switching MOSFET transistor (hereinafter, the transistor 3),

4 - управляющий р-МОП транзистор, (далее, по тексту - транзистор 4),4 - control r-MOS transistor (hereinafter referred to as transistor 4),

5 - резистор обратной связи,5 - feedback resistor,

6…9 - первый - четвертый резисторы, соответственно,6 ... 9 - the first - the fourth resistors, respectively

10 - резистивный датчик тока,10 - resistive current sensor,

11 - конденсатор времязадающей цепи (далее, по тексту конденсатор 11),11 - capacitor timing circuit (hereinafter, the capacitor 11),

12 - шина положительного потенциала выходного напряжения (далее, в описании - "шина 12"),12 - bus positive potential output voltage (hereinafter, in the description - "bus 12"),

13 - шина отрицательного потенциала выходного напряжения (далее, в описании - "шина 13"),13 - bus negative potential output voltage (hereinafter, in the description - "bus 13"),

14 - нагрузка с емкостной (конденсатор 15) и активной (16) составляющими14 - load with capacitive (capacitor 15) and active (16) components

17 - источник входного напряжения с коммутатором напряжения (18), 19 - конденсатор фильтра.17 - input voltage source with voltage switch (18), 19 - filter capacitor.

На фиг. 2 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов, поясняющие общий принцип работы устройства.FIG. 2 shows the results of modeling (oscillograms) of processes, explaining the general principle of operation of the device.

На фиг. 3 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов, поясняющие принцип работы устройства при настройках защиты от импульсных понижениях ("провалах") входного напряжения.FIG. 3 shows the simulation results (oscillograms) of the processes, explaining the principle of the device operation at the settings of protection against impulse drops ("dips") of the input voltage.

На фиг. 4 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов, поясняющие принцип работы устройства при настройках защиты от импульсных превышениях входного напряжения.FIG. 4 shows the simulation results (oscillograms) of the processes, explaining the principle of the device operation at the settings of protection against impulse exceedances of the input voltage.

На фиг. 2…4 показано: +IN - пример формы напряжения, поступающего на вход устройства, IДОП - пример изменения нагрузки (дополнительный ток, протекающий через устройство), IH - ток нагрузки, протекающий через шину 12, +OUT - напряжение на выходе устройства, Е - энергия (мДж) рассеиваемая транзистором 3. Епрототип - энергия (мДж) рассеиваемая коммутирующим транзистором в устройстве-прототипе.FIG. 2 ... 4 shows: + IN - an example of the voltage form entering the device input, I ADD - an example of load change (additional current flowing through the device), I H - load current flowing through bus 12, + OUT - device output voltage , E is the energy (mJ) dissipated by the transistor 3. E prototype is the energy (mJ) dissipated by the switching transistor in the device-prototype.

Графики, приведенные на фиг. 2…4 являются результатом математического моделирования заявляемого устройства, в которые внесены поясняющие надписи.The plots shown in FIG. 2 ... 4 are the result of mathematical modeling of the claimed device, in which explanatory inscriptions are entered.

Устройство, показанное на фиг. 1 выполнено следующим образом.The device shown in FIG. 1 performed as follows.

Шина 1 соединена с истоком транзистора 3 и первыми выводами конденсатора 11 времязадающей цепи и резистора 9. Сток транзистора 3 соединен с шиной 12, высокопотенциальным выводом конденсатора фильтра 19 и, через резистор обратной связи 5, с затвором транзистора 4. Исток транзистора 4 соединен со вторым выводом резистора 9. Сток транзистора 4 соединен с затвором транзистора 3, через резистор 7, со своим затвором и, через резистор 10 с шинами 2 и 13. Низкопотенциальный вывод конденсатора фильтра 19 соединен через резистивный датчик тока 10 с шинами 2 и 13 и, через резистор 6, с затвором транзистора 4. Нагрузка 14 подключена к шинам 12 и 13. Времязадающая цепь состоит из конденсатора 11, резисторов 5-8 и резистивного датчика тока 10. Постоянная времени времязадающей цепи определена емкостью конденсатора 11 и эквивалентным сопротивлением резисторов 5-8 и резистивного датчика тока 10.Bus 1 is connected to the source of the transistor 3 and the first terminals of the capacitor 11 of the timing circuit and resistor 9. The drain of the transistor 3 is connected to the bus 12, the high-potential output of the filter capacitor 19 and, through the feedback resistor 5, to the gate of the transistor 4. The source of the transistor 4 is connected to the second the output of the resistor 9. The drain of the transistor 4 is connected to the gate of the transistor 3, through the resistor 7, with its gate and, through the resistor 10 to the buses 2 and 13. The low-potential output of the filter capacitor 19 is connected through a resistive current sensor 10 to the buses 2 and 13 and cut resistor 6, with a gate of transistor 4. Load 14 is connected to buses 12 and 13. The timing circuit consists of a capacitor 11, resistors 5-8 and a resistive current sensor 10. The time constant of the timing circuit is determined by the capacitance of the capacitor 11 and the equivalent resistance of the resistors 5-8 and a resistive current sensor 10.

В основе функционирования устройства защиты от перегрузки по току лежит:The basis of the operation of an overcurrent protection device is:

"плавное" включение транзистора 3 для ограничения тока через него при включении,"smooth" turning on the transistor 3 to limit the current through it when turned on,

ускоренное выключение транзистора 3 при резком увеличении тока через него, например, при коротком замыкании в нагрузке,accelerated switching off of the transistor 3 with a sharp increase in the current through it, for example, during a short circuit in the load,

отсутствие прерывания тока через устройство защиты от перегрузки по току при допустимых (устанавливаемых при начальной регулировке устройства) "бросках" входного напряжения,the absence of current interruption through the overcurrent protection device at permissible (set during the initial adjustment of the device) "surge" of the input voltage,

прерывание тока через устройство защиты от перегрузки по току при недопустимых (устанавливаемых при начальной регулировке устройства) "бросках" входного напряжения.interruption of current through the overcurrent protection device with unacceptable (set during the initial adjustment of the device) "surges" of the input voltage.

Устройство защиты от перегрузки по току функционирует следующим образом.The overcurrent protection device operates as follows.

В некоторый момент t1 (фиг. 2,а) на входе устройства (шина 1), на истоке транзистора 3, первом выводе конденсатора 11 и резисторе 9. появляется входное напряжение +IN (заканчивается в момент t2). В этот момент напряжение на конденсаторе 11 равно нулю, вследствие чего транзистор 4 закрыт. Транзистор 3 либо открыт на уровне прохождения "малых" токов, либо закрыт - при напряжении на его затворе, близком к открытию транзистора 3. Это достигается выбором соотношения номиналов R8 и R7 резисторов 8 и 7. Соотношение (R8/R7) должно быть в пределах от 5 до 10, чтобы обеспечить в первый момент (t1) напряжение между затвором и истоком транзистора 3 близким к уровню его открытия (в зависимости от типа транзистора это напряжение может быть от 2 до 4 В).At some time t 1 (Fig. 2, a) at the input of the device (bus 1), at the source of the transistor 3, the first output of the capacitor 11 and the resistor 9. appears input voltage + IN (ends at time t 2 ). At this point, the voltage on the capacitor 11 is zero, as a result of which the transistor 4 is closed. Transistor 3 is either open at the level of the passage of "small" currents, or closed - when the voltage on its gate is close to the opening of transistor 3. This is achieved by selecting the ratio of the values of R 8 and R 7 of resistors 8 and 7. Relation (R 8 / R 7 ) must be in the range from 5 to 10 to ensure at the first moment (t 1 ) the voltage between the gate and the source of transistor 3 is close to the level of its opening (depending on the type of transistor, this voltage can be from 2 to 4 V).

По мере заряда конденсатора 11 увеличивается напряжение на затворе (относительно его истока) транзистора 3, что влечет за собой его открытие (если в начальный момент он был закрыт), увеличение тока через него и заряду конденсаторов 19 и 15. Действующее на затворе транзистора 4 напряжение формируется из нескольких составляющих: а) увеличение напряжения на конденсаторе 11 способствует открытию транзистора 4, б) напряжение, возникающее на резистивном датчике тока (от прохождения тока через конденсатор фильтра 19) и поступающее через резистор 6 на затвор транзистора 4, способствует его закрытию; выходное напряжение +OUT, поступающее на затвор транзистора через резистор обратной связи 5 также способствует его закрытию.As the capacitor 11 charges, the voltage at the gate (relative to its source) of the transistor 3 increases, which leads to its opening (if it was closed at the initial moment), the current through it increases, and the voltage of the capacitors 19 and 15. The voltage at the gate of transistor 4 is formed of several components: a) an increase in the voltage on the capacitor 11 contributes to the opening of the transistor 4, b) the voltage that occurs on the resistive current sensor (from the passage of current through the filter capacitor 19) and coming through the resistor 6 on Thief transistor 4, facilitates its closure; the output voltage + OUT supplied to the gate of the transistor through the feedback resistor 5 also contributes to its closure.

Открытие транзистора 4 способствует ограничению напряжения между затвором и истоком транзистора 3 и, следовательно, ограничению тока через него. Закрытие транзистора 4 обеспечивает полное открытие транзистора 3.The opening of the transistor 4 contributes to limiting the voltage between the gate and the source of the transistor 3 and, consequently, limiting the current through it. The closing of the transistor 4 provides full opening of the transistor 3.

Если в момент t3 (фиг. 2,б) появляется дополнительная нагрузка IДОП, вызывающая значительное превышение выходного тока (например, появляется короткое замыкание в нагрузке), то за счет уменьшения выходного напряжения +OUT (вследствие увеличения падения напряжения на транзисторе 3), за счет тока разряда конденсатора фильтра 19 на резистивном датчике тока 10 появляется отрицательный (относительно шины 13) импульс напряжения, который (через резистор 6) попадает на затвор транзистора 4. Транзистор 4 открывается, закрывая транзистор 3, вследствие чего выходное напряжение +OUT продолжает уменьшаться. Далее, напряжение на затворе транзистора 4, связанном через резистор обратной связи 5 с шиной 12, стремится к потенциалу шины 13 через нагрузку 14, что приводит к закрытию транзистора 3 и прекращению тока через него. Процесс прекращения тока IH показан на фиг. 2,в и 2,ж; на фиг. 2,г показано изменение напряжения на нагрузке при выключении транзистора 3.If at time t 3 (Fig. 2, b) an additional load I DOP appears, causing a significant excess of the output current (for example, a short circuit appears in the load), then by reducing the output voltage + OUT (due to an increase in the voltage drop across transistor 3) , due to the discharge current of the filter capacitor 19, a negative voltage pulse (relative to bus 13) appears on the resistive current sensor 10, which (via resistor 6) hits the gate of transistor 4. Transistor 4 opens, closing transistor 3, resulting in Khodnev voltage + OUT continues to decrease. Further, the voltage on the gate of the transistor 4 connected through the feedback resistor 5 to the bus 12 tends to the potential of the bus 13 through the load 14, which leads to the closing of the transistor 3 and the current through it to stop. The process of stopping the current I H is shown in FIG. 2, in and 2, w; in fig. 2, g shows the change in voltage on the load when turning off the transistor 3.

Достигаемый эффект при использовании изобретения поясняется следующим.The effect achieved when using the invention is explained as follows.

Выбором номиналов резистивного датчика ток 10 (в пределах от 1 до 8 Ом), резистора 6 (в пределах от 39 до 82 кОм), резистора 7 (в пределах от 3 до 7.5 кОм) можно произвести настройку заявленного устройства на: а) отключение нагрузки при напряжении ниже заданного (фиг. 3) и б) на отключение нагрузки при напряжении выше заданного (фиг. 4).By selecting resistive sensor ratings, a current of 10 (ranging from 1 to 8 Ω), a resistor 6 (ranging from 39 to 82 kΩ), a resistor 7 (ranging from 3 to 7.5 kΩ) can be used to tune the claimed device to: a) load shedding at a voltage below a given value (Fig. 3) and b) to disconnect the load at a voltage higher than a specified value (Fig. 4).

Настройка на вариант а) основана на эффекте понижения сопротивления нагрузки, что было описано выше, в части описания функционирования. В основе настройки на вариант б) лежит увеличение падения напряжения на транзисторе 3 при увеличении входного напряжения и, следовательно - к уменьшению выходного напряжения. Далее процесс выключения транзистора происходит так же, как описано выше в части описания функционирования.Tuning to option a) is based on the effect of lowering the resistance of the load, as described above, in part of the description of operation. The basis for tuning to option b) is an increase in the voltage drop across transistor 3 with an increase in the input voltage and, consequently, to a decrease in the output voltage. Further, the process of turning off the transistor is the same as described above in the description of the operation.

Упрощение устройства достигается тем, при одинаковых коммутируемых токах в качестве транзистора 4 можно использовать транзистор в малогабаритном исполнении за счет того, что энергия, рассеиваемая на нем при выключении (отсечке тока) в 20-50 раз меньше, чем энергия, рассеиваемая на транзисторе в прототипе. На фиг. 2,д показано значение Е близкое к 0.02 Дж - в заявляемом устройстве.. На фиг. 2,е показано значение Е близкое к 0.8 Дж - в устройстве - прототипе.Simplification of the device is achieved by the fact that, at the same switched currents, a transistor 4 can be used as a transistor in a compact design due to the fact that the energy dissipated on it when it is turned off (current cutoff) is 20-50 times less than the energy dissipated on the transistor in the prototype . FIG. 2, d shows the value of E close to 0.02 J — in the inventive device. FIG. 2, e shows the value of E close to 0.8 J - in the device - prototype.

На практике это приводит к тому, что для заявленного устройства можно использовать транзисторы в корпусе SMD-0.2 или SMD-0.5 с допустимой энергией рассеивания Е<(0.05-0.08) Дж. Для устройства-прототипа необходимо использовать транзисторы в корпусе SMD-2 или в корпусе с большими габаритами с допустимой энергией рассеивания Е>1.0 Дж.In practice, this leads to the fact that for the claimed device you can use transistors in the SMD-0.2 or SMD-0.5 package with an acceptable dissipation energy E <(0.05-0.08) J. For the prototype device, you need to use transistors in the SMD-2 package or case with large dimensions with permissible dissipation energy of E> 1.0 J.

Увеличение КПД связано с тем, что резистивный датчик тока 10 установлен в цепи емкостной нагрузки - ток через него протекает в течение времени Т переходных процессов, Т<2 мс.The increase in efficiency is due to the fact that the resistive current sensor 10 is installed in the circuit of a capacitive load - the current through it flows during the transient time T, T <2 ms.

В устройстве - прототипе датчик тока (шунт) установлен в цепи прохождения тока нагрузки. Выделяемая мощность на нем, например, при его сопротивлении 0.5 Ом и токе порядка 1.5 А, составляет более 1 Вт.In the prototype device, a current sensor (shunt) is installed in the load current passage circuit. The output power on it, for example, when its resistance is 0.5 Ohms and a current of about 1.5 A, is more than 1 W.

Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренных автором 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".The proposed set of features in the solutions considered by the author was not met to solve the task, and does not follow explicitly from the prior art, which allows to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Claims (1)

Устройство защиты от перегрузки по току, содержащее резистивный датчик тока, конденсатор времязадающей цепи, шины отрицательного и положительного потенциала входного и выходного напряжений, управляющий и коммутирующий р-МОП транзисторы, выход последнего из которых соединен с первым выводом резистора обратной связи и шиной положительного потенциала выходного напряжения, при этом шина отрицательного потенциала входного напряжения соединена с шиной отрицательного потенциала выходного напряжения, отличающееся тем, что в него дополнительно введен фильтр в виде последовательно соединенного конденсатора фильтра и резистивного датчика тока, включенного между шиной отрицательного потенциала выходного напряжения и низкопотенциальным выводом конденсатора фильтра, соединенного через первый резистор с затвором управляющего р-МОП транзистора, соединенного со вторым выводом резистора обратной связи и, через второй резистор, - со своим стоком и затвором коммутирующего р-МОП транзистора, соединенного через третий резистор с шиной отрицательного потенциала выходного напряжения, при этом исток управляющего р-МОП транзистора соединен через четвертый резистор с шиной положительного потенциала входного напряжения, истоком коммутирующего р-МОП транзистора и, через конденсатор времязадающей цепи, – со своим затвором, высокопотенциальный вывод конденсатора фильтра соединен со стоком коммутирующего р-МОП транзистора.An overcurrent protection device containing a resistive current sensor, a capacitor of the time-drop circuit, a busbar of negative and positive potential of the input and output voltages, control and switching r-MOS transistors, the output of the latter of which is connected to the first output of the feedback resistor and the bus of the positive output potential the voltage of the negative potential of the input voltage is connected to the bus of the negative potential of the output voltage, characterized in that it A filter is introduced in the form of a series-connected filter capacitor and a resistive current sensor connected between an output voltage negative potential bus and a low-potential output of a filter capacitor connected through the first resistor to the gate of the control p-MOS transistor connected to the second output of the feedback resistor and through the second resistor - with its drain and the gate of the switching p-MOS transistor connected through a third resistor to the negative potential output voltage bus In this case, the source of the control p-MOS transistor is connected via the fourth resistor to the positive potential bus input voltage, the source of the switching p-MOS transistor and, via a capacitor of the timing circuit, to its gate, the high-potential output of the filter capacitor is connected to the drain of the switching p-MOS transistor.
RU2018113037A 2018-04-10 2018-04-10 Overcurrent protection device RU2693925C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113037A RU2693925C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Overcurrent protection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113037A RU2693925C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Overcurrent protection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693925C1 true RU2693925C1 (en) 2019-07-05

Family

ID=67252328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018113037A RU2693925C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Overcurrent protection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693925C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581540A (en) * 1984-03-16 1986-04-08 Teledyne Industries, Inc. Current overload protected solid state relay
SU1744748A1 (en) * 1990-05-28 1992-06-30 Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" Device for protection of load against current overload
RU2335843C2 (en) * 2006-07-24 2008-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Voltage commutator with current overload protection
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581540A (en) * 1984-03-16 1986-04-08 Teledyne Industries, Inc. Current overload protected solid state relay
SU1744748A1 (en) * 1990-05-28 1992-06-30 Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" Device for protection of load against current overload
RU2335843C2 (en) * 2006-07-24 2008-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Voltage commutator with current overload protection
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106100008B (en) Battery device and method for manufacturing battery device
US11005253B2 (en) Circuit and method of over-current protection
DE102007031494A1 (en) Power supply controller for use in vehicle, has short circuit error detector outputting short circuit anomaly signal if one of signals from respective determining circuits is output during receipt of OFF-signal
DE102015120166B3 (en) Control device for a power semiconductor switch
US4914540A (en) Overvoltage-protective device
EP0075656B1 (en) Electronic overcurrent protective device
EP1456925B1 (en) A polarity protection implemented with a mosfet
DE102014012828A1 (en) Electronic circuit breaker
CN106067684B (en) Battery device
US6587027B1 (en) Solid state fuse
RU2693925C1 (en) Overcurrent protection device
DE102005046980B4 (en) Fuse circuit for protecting a load
JP7160104B2 (en) Switching drive circuits and electrical devices
RU2703331C2 (en) Overcurrent protection device
RU2335843C2 (en) Voltage commutator with current overload protection
RU2542950C1 (en) Overcurrent protection device
RU183388U1 (en) HIGH VOLTAGE AND CURRENT PROTECTION SYSTEM PERFORMED BY THE SOLID-SWITCH OF THE SWITCHING DEVICE
RU2599190C2 (en) Voltage switch with overcurrent protection
WO2016202902A1 (en) Electronic circuit breaker
US9935537B2 (en) Inverter circuit with voltage limitation
RU2813168C1 (en) Spark protection barrier
EP0999493B1 (en) Circuit for voltage monitoring and for generating a reset signal
RU2432656C1 (en) Electronic fuse with self-recovery
JP6520521B2 (en) Semiconductor switch circuit and semiconductor relay circuit
RU2242831C2 (en) Voltage switching device incorporating load unit overcurrent protective gear