RU2703331C2 - Overcurrent protection device - Google Patents

Overcurrent protection device Download PDF

Info

Publication number
RU2703331C2
RU2703331C2 RU2018112778A RU2018112778A RU2703331C2 RU 2703331 C2 RU2703331 C2 RU 2703331C2 RU 2018112778 A RU2018112778 A RU 2018112778A RU 2018112778 A RU2018112778 A RU 2018112778A RU 2703331 C2 RU2703331 C2 RU 2703331C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bus
voltage
output
transistor
load
Prior art date
Application number
RU2018112778A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018112778A3 (en
RU2018112778A (en
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 RU2018112778A priority Critical patent/RU2703331C2/en
Publication of RU2018112778A3 publication Critical patent/RU2018112778A3/ru
Publication of RU2018112778A publication Critical patent/RU2018112778A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703331C2 publication Critical patent/RU2703331C2/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: physics.
SUBSTANCE: invention relates to electronic engineering and can be used in switched power supplies with protection against overcurrent. Device for protection against overcurrent includes resistive current sensor, bus of negative and positive potential of input and output voltages, control and commuting p-MOS transistors, a feedback resistor, four resistors and an additionally introduced low-potential connection line of the capacitive load component.
EFFECT: technical result consists in expansion of functional capabilities due to shorter time of protection operation at overload by current, protection of load from output voltage at its values higher than permissible, and increase in 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 electronic means and can be used to transfer voltage from a power source to a load unit with protection against overcurrent, as well as to protect against overloading 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.

Применение данного устройства возможно в том случае, если емкостная составляющая нагрузки, или ее часть (конденсатор фильтра в нагрузке) не связана предварительно, по крайней мере, с низкопотенциальным выводом активной составляющей нагрузки.The use of this device is possible if the capacitive component of the load, or part of it (the filter capacitor in the load) is not previously connected, at least with a low-potential output of the active component of 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 compensation voltage stabilizer [Power sources of electronic equipment. Handbook edited by G.S. Naivelt. Moscow “Radio and Communications” 1986, p. 189, fig. 5.19] with overcurrent protection, comprising an electronic switch made on a transistor, a limiting resistor, and a second transistor controlling 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 during unauthorized lowering of the input voltage, which can lead to unacceptable modes of operation of the load unit. For example, if the load block 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 Н03K 17/08, описание изобретения к патенту РФ №2240647 Н03K 17/08, описание изобретения к патенту РФ №2208292 Н03K 17/08, описание изобретения к патенту РФ №2335843 Н03K 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.A number of devices are known - voltage switches [description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2210183 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. 23355843 H03K 17/08], built on the basis of series-connected electronic key and shunt; to increase the voltage drop by several times, using the 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 random significant short-term drops in the 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 Н03K 17/08].As a prototype of the claimed device for construction and functional purpose, you can point to the "Overcurrent protection device" [description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 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, 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 a serially connected bus of a positive potential of the input voltage, a resistive current sensor, an electronic key with a control circuit for turning it on / off, connected to the output of the electronic key through an aperiodic link, a bus of a positive potential of the output voltage, as well as a bus of negative input and output voltage. The buses 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 the overcurrent protection, which leads to significant pulsed energy releases on the electronic key, the lack of protection of the load from a pulsed increase in the input voltage, as well as the complexity of constructing the device. In addition, the inclusion of a resistive current sensor in the circuit of the switched current, leads to the allocation 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 the protection during overcurrent, protecting 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 времяза-дающей 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, резистивный датчик тока, включен между шиной отрицательного потенциала выходного напряжения и дополнительно введенной шиной подключения низкопотенциального вывода емкостной составляющей нагрузки, к которой подключены через первый резистор второй вывод резистора обратной связи и затвор управляющего р-МОП транзистора, соединенного 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.The technical result is achieved by the fact that in an overcurrent protection device comprising a resistive current sensor, a capacitor of the time-supply circuit, busbars of negative and positive potential of the input and output voltages, control and switching p-MOS transistors, the output of the last of which is connected to the first the output of the feedback resistor and the bus of the positive potential of the output voltage, while the bus of the negative potential of the input voltage is connected to the bus of the negative potential of the output voltage a resistive current sensor is connected between the bus of the negative potential of the output voltage and the additionally introduced bus connecting the low-potential output of the capacitive component of the load, to which the second output of the feedback resistor and the gate of the control p-MOS transistor connected through the second resistor are connected to their the drain and gate of the switching p-MOS transistor connected through a third resistor to the bus of the negative potential of the output voltage, while the source of control The current r-MOS transistor is connected through the fourth resistor to the bus of the positive potential of the input voltage, the source of the switching r-MOS transistor and, through the capacitor of the timing circuit, with its gate.

Функционирование заявляемого устройства поясняется фиг. 1-4. На фиг. 1 приведено устройство защиты от перегрузки по току.The operation of the inventive device is illustrated in FIG. 1-4. In FIG. 1 shows an overcurrent protection device.

На фиг. 2-4 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов.In FIG. Figures 2-4 show the results of modeling (oscillograms) of processes.

На фиг. 1 показано:In FIG. 1 shows:

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 negative potential input voltage (hereinafter, in the description - "bus 2"),

3 - коммутирующий р-МОП транзистор (далее, по тексту - транзистор 3),3 - switching p-MOS transistor (hereinafter referred to as 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 - first - 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 of the output voltage (hereinafter, in the description - "bus 12"),

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

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

17 - источник входного напряжения с коммутатором напряжения (18),17 - input voltage source with a voltage switch (18),

19 - шина подключения низкопотенциального вывода емкостной составляющей нагрузки (далее, по тексту "шина 19'').19 - bus connection low potential output capacitive component of the load (hereinafter, in the text "bus 19").

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

На фиг. 3 приведены результаты моделирования (осциллограммы) процессов, поясняющие принцип работы устройства при настройках защиты от импульсных понижениях ("провалах") входного напряжения.In FIG. Figure 3 shows the results of modeling (oscillograms) of processes that explain the principle of operation of the device with the settings for 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.In FIG. Figure 4 shows the results of modeling (oscillograms) of processes that explain the principle of operation of the device with settings for protection against pulse excesses of the input voltage.

На фиг. 2-4 показано:+IN - пример формы напряжения, поступающего на вход устройства, 1 доп - пример изменения нагрузки (дополнительный ток, протекающий через устройство), 1н - 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.In FIG. Figure 2-4 shows: + IN - an example of the form of voltage supplied to the input of the device, 1 additional - an example of a change in load (additional current flowing through the device), 1 n - load current flowing through a bus 12, + OUT - voltage at the output of the device , E is the energy (mJ) dissipated by the transistor 3. E prototype is the energy (mJ) dissipated by the switching transistor in the prototype device.

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

Устройство, показанное на фиг.1 выполнено следующим образом.The device shown in figure 1 is 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, 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. Шина 19 соединена 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.The bus 1 is connected to the source of the transistor 3 and the first terminals of the capacitor 11 of the timing circuit and the resistor 9. The drain of the transistor 3 is connected to the bus 12, and through the feedback resistor 5, with the gate of the transistor 4. The source of the transistor 4 is connected to the second output of the resistor 9. The drain transistor 4 is connected to the gate of transistor 3, through a resistor 7, with its gate and, through resistor 10, with buses 2 and 13. Bus 19 is connected through a resistive current sensor 10 with buses 2 and 13 and, through resistor 6, with the gate of transistor 4. The load 14 is connected to the 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 resistors 5-8 and a resistive current sensor 10.

Если в нагрузке 14 емкостная составляющая не связана с активной составляющей 16, по крайней мере с ее низкопотенциальным выводом, то низко потенциальный вывод конденсатора 15 емкостной составляющей нагрузки, подключен к шине 19.If in the load 14 the capacitive component is not connected with the active component 16, at least with its low potential output, then the low potential output of the capacitor 15 of the capacitive component of the load is connected to the bus 19.

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

"плавное" включение транзистора 3 для ограничения тока через него при включении,"smooth" inclusion of 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 shutdown of the transistor 3 with a sharp increase in current through it, for example, with 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 with acceptable “surges” of the input voltage (established during the initial adjustment of the device),

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 “surges” of the input voltage (established during the initial adjustment of the device).

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 point 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. an input voltage + IN appears (ends at time t 2 ). At this moment, the voltage across the capacitor 11 is zero, as a result of which the transistor 4 is closed. The transistor 3 is either open at the level of passage of "small" currents, or is closed when the voltage at its gate is close to the opening of the transistor 3. This is achieved by choosing the ratio of the nominal values of R 8 and R 7 of resistors 8 and 7. The ratio (R 8 / R 7 ) should be in the range from 5 to 10 in order to provide at the first moment (t 1 ) the voltage between the gate and the source of transistor 3 close to its opening level (depending on 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 конденсатора 15. Действующее на затворе транзистора 4 напряжение формируется из нескольких составляющих: увеличение напряжения на конденсаторе 11 способствует открытию транзистора 4, напряжение, возникающее на резистивном датчике тока (от прохождения тока через конденсатор фильтра 15) 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 gate voltage (relative to its source) of the transistor 3 increases, which entails its opening (if it was initially closed), an increase in the current through it and the charge of the capacitor 15. The voltage acting on the gate of the transistor 4 is formed from several components: an increase in the voltage across the capacitor 11 contributes to the opening of the transistor 4, the voltage that appears on the resistive current sensor (from the passage of current through the filter capacitor 15) and flows through the resistor 6 to the gate of the trans Zistor 4, contributes to its closure; + OUT output voltage supplied to the transistor gate through feedback resistor 5 also helps to close it.

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 helps to limit the voltage between the gate and the source of the transistor 3 and, therefore, to limit the current through it. The closure of the transistor 4 provides a complete 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 15 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 1н 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) there is an additional load I DOP causing a significant excess of the output current (for example, there is a short circuit in the load), then by reducing the output voltage + OUT (due to an increase in the voltage drop across the transistor 3), due to the discharge current of the capacitor 15, a negative (relative to bus 13) voltage pulse appears on the resistive current sensor 10, which (through the resistor 6) hits the gate of the transistor 4. Transistor 4 opens, closing the transistor 3, as a result of which the output voltage was + OUT continues to decrease. Further, the voltage at 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 closure of the transistor 3 and the termination of the current through it. A 1 n current termination process is shown in FIG. 2, c and 2, g; in FIG. 2, g shows the change in voltage at the load when the transistor 3 is turned off.

Достигаемый эффект при использовании изобретения поясняется следующим.The achieved effect when using the invention is illustrated by the following.

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: отключение нагрузки при напряжении ниже заданного (фиг. 3) и на отключение нагрузки при напряжении выше заданного (фиг. 4).By choosing the values of the resistive sensor, current 10 (in the range from 1 to 8 Ohms), resistor 6 (in the range from 39 to 82 kOhm), resistor 7 (in the range from 3 to 7.5 kOhm), you can configure the claimed device to: disconnect the load at voltage below a predetermined (Fig. 3) and to disconnect the load at a voltage above a predetermined (Fig. 4).

Настройка на вариант отключения нагрузки при напряжении ниже заданного основана на эффекте понижения сопротивления нагрузки, что было описано выше, в части описания функционирования. В основе настройки на вариант отключения нагрузки при напряжении выше заданного 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.The setting for the option of disconnecting the load at a voltage lower than the specified one is based on the effect of lowering the load resistance, which was described above, in terms of the description of operation. The basis for tuning to the option of disconnecting the load at a voltage higher than the specified one is the increase in the voltage drop across the 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 occurs in the same way as described above in the part of the description of 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.The simplification of the device is achieved by the fact that with the same switched currents as a transistor 4, you can use the transistor in small design due to the fact that the energy dissipated on it when turned off (current cutoff) is 20-50 times less than the energy dissipated on the transistor in the prototype . In FIG. 2, e shows the value of E close to 0.02 J - in the inventive device. In FIG. 2, f 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, transistors in the SMD-0.2 or SMD-0.5 package can be used with an allowable dissipation energy E <(0.05-0.08) J. For the prototype device, transistors in the SMD-2 package or in case with large dimensions with a permissible dissipation energy 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 capacitive load circuit - the current flows through it during the time T of transients, 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 path. The allocated power on it, for example, with its resistance of 0.5 Ohms and a current of the order of 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 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".

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 резистивный датчик тока включен между шиной отрицательного потенциала выходного напряжения и дополнительно введенной шиной подключения низкопотенциального вывода емкостной составляющей нагрузки, к которой подключены через первый резистор второй вывод резистора обратной связи и затвор управляющего р-МОП транзистора, соединенного 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.An overcurrent protection device comprising a resistive current sensor, a time-series capacitor, negative and positive potential input and output voltage buses, control and switching p-MOS transistors, the output of the last of which is connected to the first output of the feedback resistor and the bus of the positive output potential voltage, wherein the bus of the negative potential of the input voltage is connected to the bus of the negative potential of the output voltage, characterized in that the resistive An IR current is connected between the bus of the negative potential of the output voltage and the additionally introduced bus for connecting the low-potential output of the capacitive component of the load, to which the second output of the feedback resistor and the gate of the control p-MOS transistor connected through the second resistor are connected through its second resistor to its drain and the switching gate p-MOS transistor connected through a third resistor to the bus of the negative potential of the output voltage, while the source of the control p-MOS transistor connected through the fourth resistor to the bus of the positive potential of the input voltage, the source of the switching p-MOS transistor and through the capacitor of the timing circuit with its gate.
RU2018112778A 2018-04-09 2018-04-09 Overcurrent protection device RU2703331C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112778A RU2703331C2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Overcurrent protection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112778A RU2703331C2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Overcurrent protection device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018112778A3 RU2018112778A3 (en) 2019-10-09
RU2018112778A RU2018112778A (en) 2019-10-09
RU2703331C2 true RU2703331C2 (en) 2019-10-16

Family

ID=68205944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018112778A RU2703331C2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Overcurrent protection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703331C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319298C1 (en) * 2006-11-23 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") Voltage commutator with current overload and electronic switch overheating protection
EP2296274A1 (en) * 2008-06-05 2011-03-16 Yazaki Corporation Load circuit overcurrent protection device
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device
RU2599190C2 (en) * 2013-11-25 2016-10-10 Анатолий Владимирович Андреев Voltage switch with overcurrent protection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319298C1 (en) * 2006-11-23 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро по релейной технике" (ОАО "СКТБ РТ") Voltage commutator with current overload and electronic switch overheating protection
EP2296274A1 (en) * 2008-06-05 2011-03-16 Yazaki Corporation Load circuit overcurrent protection device
RU2542950C1 (en) * 2013-11-13 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Overcurrent protection device
RU2599190C2 (en) * 2013-11-25 2016-10-10 Анатолий Владимирович Андреев Voltage switch with overcurrent protection

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018112778A3 (en) 2019-10-09
RU2018112778A (en) 2019-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6335654B1 (en) Inrush current control circuit
EP0763272B1 (en) Circuit for limiting current
EP0133789A2 (en) Electronic switch
JPH0568168B2 (en)
CN106100008B (en) Battery device and method for manufacturing battery device
CN108695832B (en) Circuit and method for overcurrent protection and method for simulating current capacity of cable
US6703889B2 (en) In-rush current protection
JP2014155283A (en) Charging/discharging control circuit and battery device
US20110317319A1 (en) Electrostatic discharge protection circuit
US7974061B2 (en) Common gate connected high voltage transient blocking unit
CN107925403B (en) Circuit arrangement for protecting a unit to be operated by an electrical supply network against overvoltages
RU2703331C2 (en) Overcurrent protection device
CN103001205A (en) Electrostatic protection circuit applied to power supply pin
RU2693925C1 (en) Overcurrent protection device
RU2335843C2 (en) Voltage commutator with current overload protection
RU183388U1 (en) HIGH VOLTAGE AND CURRENT PROTECTION SYSTEM PERFORMED BY THE SOLID-SWITCH OF THE SWITCHING DEVICE
RU2542950C1 (en) Overcurrent protection device
DE102014002058A1 (en) Overcurrent protection device
RU2599190C2 (en) Voltage switch with overcurrent protection
WO2016202902A1 (en) Electronic circuit breaker
RU2397612C1 (en) Voltage switching unit with protection against current overload
JP6520521B2 (en) Semiconductor switch circuit and semiconductor relay circuit
RU2242831C2 (en) Voltage switching device incorporating load unit overcurrent protective gear
RU2813168C1 (en) Spark protection barrier
CN109361203B (en) Protection circuit