RU2771289C1 - Устройство ограничения пускового и рабочего тока - Google Patents
Устройство ограничения пускового и рабочего тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771289C1 RU2771289C1 RU2021132679A RU2021132679A RU2771289C1 RU 2771289 C1 RU2771289 C1 RU 2771289C1 RU 2021132679 A RU2021132679 A RU 2021132679A RU 2021132679 A RU2021132679 A RU 2021132679A RU 2771289 C1 RU2771289 C1 RU 2771289C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- current
- terminal
- transistor
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/16—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надёжности радиоэлектронной аппаратуры и упрощение электрической схемы. Повышение надежности достигается путем защиты источника питания от перегрузки по току при подключении ёмкостной нагрузки, а также при аварийном увеличении тока в цепях питания нагрузки. Для этого в цепи питания нагрузки вводится частотно-токовый ограничитель, построенный на базе транзисторного ключа, компаратора сигнала обратной связи и LC фильтра, шунтированного диодом. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в составе радиоэлектронной аппаратуры в качестве входного фильтра и ограничителя тока в целях питания нагрузки.
Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, патент RU2588051С1, 13.05.2015г., которое по техническому эффекту наиболее близко соответствует заявленному устройству. Известное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки содержит источник напряжения постоянного тока, ключ и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а первый вывод источника напряжения постоянного тока соединен с первым выводом ключа, устройство задания тока, датчик тока, реактор, диод и блок временной задержки, при этом, второй вывод ключа соединен через реактор с первой клеммой для подсоединения конденсатора нагрузки, второй вывод источника напряжения через датчик тока подсоединен ко второй клемме для подключения конденсатора нагрузки, выход устройства задания тока подключен к первому входу блока управления, а выход датчика тока через блок временной задержки подсоединен ко второму входу блока управления, причем между вторым выводом ключа и вторым выводом источника напряжения постоянного тока подключен диод катодом ко второму выводу ключа.
Для заявленного устройства выявлены общие с прототипом признаки:
- устройство ограничения пускового и рабочего тока нагрузки;
- источник напряжения постоянного тока;
- транзисторный ключ со схемой управления;
- управляющий транзистор;
- датчик тока;
- резистор обратной связи;
- RC цепь временной задержки;
- реактор (дроссель) с шунтирующим диодом;
- конденсатор нагрузки.
Существенным недостатком известного устройства является функциональная сложность ограничителя тока и зависимость его качества работы от состава функциональных узлов. Это видно из осциллограммы тока и напряжения, приведенной в описании прототипа, где ключ регулятора тока частично работает в линейном режиме, что приводит к снижению допустимого времени работы устройства в режиме ограничения тока.
Настоящим изобретением решается техническая проблема упрощения схемы ограничителя тока и повышение надежности аппаратуры путем защиты источника питания от перегрузки по току при подключении емкости нагрузки, а также при аварийном увеличении тока в цепи питания потребителя.
Указанная техническая проблема решается тем, что применено устройство ограничения пускового и рабочего тока нагрузки, содержащее источник напряжения постоянного тока, транзисторный ключ со схемой управления, состоящей из управляющего транзистора, датчика тока, резистора обратной связи, RC цепи временной задержки, верхнего и нижнего резистора делителя напряжения, фильтра, состоящего из дросселя с шунтирующим диодом и конденсатора нагрузки. Согласно заявленному изобретению источник напряжения постоянного тока шиной «плюс» подключен к первому выводу верхнего резистора делителя напряжения, катоду шунтирующего диода и выводу «плюс» конденсатора нагрузки, а шиной «минус» подключен к эмиттеру управляющего транзистора и первому выводу датчика тока, второй вывод которого подключен к первому выводу резистора обратной связи, истоку транзисторного ключа, первому выводу нижнего резистора делителя напряжения, второй вывод которого подключен к затвору транзисторного ключа, ко второму выводу верхнего резистора делителя напряжения и коллектору управляющего транзистора, база которого подключена ко второму выводу резистора обратной связи и первому выводу RC цепи временной задержки, второй вывод которой подключен к аноду шунтирующего диода, стоку транзисторного ключа и первому выводу дросселя, второй вывод которого подключен к выводу «минус» конденсатора нагрузки.
Заявленное устройство ограничения пускового и рабочего тока нагрузки (см.фиг.1) состоит из источника напряжения постоянного тока 1, транзисторного ключа 8 со схемой управления, состоящей из управляющего транзистора 3, датчика тока 2, резистора обратной связи 4, RC цепи временной задержки 5, верхнего 6 и нижнего 7 резистора делителя напряжения, фильтра, состоящего из дросселя 10 с шунтирующим диодом 9 и конденсатора нагрузки 11. Согласно заявленному изобретению источник напряжения постоянного тока 1 шиной «плюс» подключен к первому выводу верхнего 6 резистора делителя напряжения, катоду шунтирующего диода 9 и выводу «плюс» конденсатора нагрузки 11, а шиной «минус» подключен к эмиттеру управляющего транзистора 3 и первому выводу датчика тока 2, второй вывод которого подключен к первому выводу резистора 4 обратной связи, истоку транзисторного ключа 8, первому выводу нижнего резистора 7 делителя напряжения, второй вывод которого подключен к затвору транзисторного ключа 8, ко второму выводу верхнего резистора 6 делителя напряжения и коллектору управляющего транзистора 3, база которого подключена ко второму выводу резистора 4 обратной связи и первому выводу RC цепи временной задержки 5, второй вывод которой подключен к аноду шунтирующего диода 9, стоку транзисторного ключа 8 и первому выводу дросселя 10, второй вывод которого подключен к выводу «минус» конденсатора нагрузки 11.
Устройство ограничения пускового и рабочего тока нагрузки работает следующим образом. При включении источника питания 1 на затвор транзисторного ключа 8 через резисторный делитель напряжения 6,7 поступает отпирающее напряжение, после чего по цепи (датчик тока 2, исток-сток транзистора 8, дроссель 10) начинает протекать ток нагрузки 11; на датчике тока 2 за счет индуктивности дросселя 10 плавно нарастает напряжение до величины, достаточной, для отпирания транзистора 3, который при срабатывании шунтирует переход исток-затвор транзисторного ключа 8, обеспечивая его запирание, при этом накопленная в дросселе энергия через диод 9 разряжается в цепь нагрузки 11. После прерывания тока, протекающего через датчик тока 2 и снижения напряжения на базе транзистора 3, последний переходит в режим отсечки, при этом на затвор транзисторного ключа 8 через делитель напряжения 6,7 вновь поступает отпирающее напряжение, и процесс протекания тока в нагрузку повторяется. Для задержки момента запирания транзистора 3 и частичной компенсации сигнала прерывистого тока в цепи датчика тока 2, на базу транзистора 3 с дросселя 10 через RC цепь временной задержки 5 заведена обратная связь, которая обеспечивает колебательный процесс в контуре выходного фильтра. Таким образом, при превышении номинального тока нагрузки 11 в момент заряда конденсатора 11 или неисправности аппаратуры потребителя формируется импульсный режим работы транзисторного ключа 8, и устройство переходит в режим частотно-токового ограничения. После завершения переходного процесса при номинальном токе нагрузки напряжение на датчике тока 2 не достигает величины, достаточной для отпирания транзистора 3, поэтому транзисторный ключ 8 постоянно находится в открытом состоянии.
На фиг.2 приведены осциллограммы сигнала с датчика тока 2 (линия 2) и напряжения исток-сток транзисторного ключа 8 (линия 1) в режиме превышения номинального тока в момент заряда конденсатора нагрузки при включении источника напряжения 1.
На фиг.3 приведены осциллограммы сигнала с датчика тока 2 (линия 2) и напряжения исток-сток транзисторного ключа 8 (линия 1) в режиме превышения номинального тока при неисправности аппаратуры потребителя.
В соответствии с вольт-амперной характеристикой биполярного транзистора, величина напряжения эмиттер-база, достаточная для отпирания транзистора 3 может находиться в пределах 0,6÷0.7В, что позволяет путем подбора резистора 2 задавать ток ограничения с точностью 15-20%.
Для аппаратуры аэрокосмического применения нормируется пусковой ток по цепям питания, который не должен превышать трехкратной величины номинального тока потребления. Таким образом, техническим результатом заявленного изобретения является упрощение электрической схемы ограничителя тока, которая с большим запасом обеспечивает заданные требования по погрешности ограничения пускового тока в цепях питания аппаратуры.
Данное изобретение предназначено для применения в аппаратуре, разрабатываемой АО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнева» в качестве входного фильтра и ограничителя пускового тока вторичных источников питания.
Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.
Claims (1)
- Устройство ограничения пускового и рабочего тока нагрузки, содержащее источник напряжения постоянного тока, транзисторный ключ со схемой управления, состоящей из управляющего транзистора, датчика тока, резистора обратной связи, RC цепи временной задержки, фильтра, состоящего из дросселя с шунтирующим диодом и конденсатора нагрузки, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит верхний и нижний резисторы делителя напряжения, источник напряжения постоянного тока шиной «плюс» подключён к первому выводу верхнего резистора делителя напряжения, катоду шунтирующего диода и выводу «плюс» конденсатора нагрузки, а шиной «минус» подключён к эмиттеру управляющего транзистора и первому выводу датчика тока, второй вывод которого подключён к первому выводу резистора обратной связи, истоку транзисторного ключа, первому выводу нижнего резистора делителя напряжения, второй вывод которого подключён к затвору транзисторного ключа, ко второму выводу верхнего резистора делителя напряжения и коллектору управляющего транзистора, база которого подключена ко второму выводу резистора обратной связи и первому выводу RC цепи временной задержки, второй вывод которой подключён к аноду шунтирующего диода, стоку транзисторного ключа и первому выводу дросселя, второй вывод которого подключён к выводу «минус» конденсатора нагрузки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021132679A RU2771289C1 (ru) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Устройство ограничения пускового и рабочего тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021132679A RU2771289C1 (ru) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Устройство ограничения пускового и рабочего тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771289C1 true RU2771289C1 (ru) | 2022-04-29 |
Family
ID=81458777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021132679A RU2771289C1 (ru) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | Устройство ограничения пускового и рабочего тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2771289C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009606C1 (ru) * | 1992-05-28 | 1994-03-15 | Коновалов Сергей Иванович | Устройство ограничения зарядного тока для сетевого источника питания |
US5640080A (en) * | 1994-07-29 | 1997-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Secondary battery charger |
RU2289879C1 (ru) * | 2005-07-06 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" | Инвертор с защитой входа от перегрузок по току |
WO2008067321A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Universal Supercapacitors Llc | Method of charging double electric layer electrochemical capacitors |
RU2588051C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки |
-
2021
- 2021-11-10 RU RU2021132679A patent/RU2771289C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009606C1 (ru) * | 1992-05-28 | 1994-03-15 | Коновалов Сергей Иванович | Устройство ограничения зарядного тока для сетевого источника питания |
US5640080A (en) * | 1994-07-29 | 1997-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Secondary battery charger |
RU2289879C1 (ru) * | 2005-07-06 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" | Инвертор с защитой входа от перегрузок по току |
WO2008067321A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Universal Supercapacitors Llc | Method of charging double electric layer electrochemical capacitors |
RU2588051C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9837917B1 (en) | X-cap. discharge method for flyback converter | |
EP0371928B1 (en) | Protection of power converters from voltage spikes | |
CN103414322B (zh) | 一种控制电路、开关变换器及其控制方法 | |
KR100544265B1 (ko) | Ac/dc 컨버터 및 이를 이용한 전원 시스템 | |
JP6814219B2 (ja) | スイッチング電源装置および半導体装置 | |
CN114167771A (zh) | 用于ac-dc控制器的输出驱动控制电路 | |
RU2771289C1 (ru) | Устройство ограничения пускового и рабочего тока | |
CN112532021A (zh) | 输入并联输出串联的多变换器开关电源 | |
US7054174B2 (en) | Series power switch bridge having the ability of automatic voltage-sharing | |
RU220217U1 (ru) | Блок питания с токовым входом | |
SU470799A1 (ru) | Тиристорный стабилизатор напр жени | |
RU2773097C1 (ru) | Импульсный регулятор тока | |
Jian et al. | Design of short-circuit protection circuit for half bridge topology switching power supply | |
SU1700542A1 (ru) | Релейно импульсный стабилизатор посто нного напр жени | |
US20190393781A1 (en) | Voltage step-down converter | |
Song et al. | An Externally Adjustable Overcurrent Protection Circuit for High-Current DC-DC Converters | |
SU1169108A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени | |
CN114552962A (zh) | 一种过流保护电路及开关电源 | |
SU1091289A1 (ru) | Стабилизированный преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
RU2094936C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в постоянное | |
KR950009769Y1 (ko) | 단일전원 회로용 전자식 대전류 스위치의 보호회로 | |
SU1345283A1 (ru) | Устройство дл защиты цепей посто нного тока от изменени напр жени | |
CN117748417A (zh) | 一种保护电路、电子设备及升压变换器的保护方法 | |
SU1273903A1 (ru) | Стабилизатор посто нного напр жени | |
RU2076443C1 (ru) | Однотактный стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения |