SU1159101A1

SU1159101A1 - Device for overvoltage protection of load

Info

Publication number: SU1159101A1
Application number: SU833661305A
Authority: SU
Inventors: Николай Борисович Ермолаев; Николай Георгиевич Алферов
Original assignee: Московский Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Прожекторный Завод
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-05-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее проходной транзистор, эмиттер которЪго/соединен с плюсовой шиной источника питани , а коллектор с плюсовой шиной нагрузки, усилитель посто нного тока, первый диод, три резистора и конденсатор, последовательно соединенный с четвертым резистором, отличающе вс тем, что, с целью повышени быстродействи и надежности, усилитель посто нного тока выполнен в виде компаратора, положительна и,отрицательна шины питани которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питани соответственно , пр мой вход компаратора, через первый резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно .соединенные катоданод первого диода, и второй резистор - с базой проходного транзистора , между плюсовой и минусовой шинами источника питани включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверсным входом компаратора , а анод - с минусовой шиной источника питани , при этом (Л коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер - с минусовой ииной источника питани , обща точка упом нутьп: конденсатора и четвертого резистора через катод-анод второго диода подключена к коллексл тору выходного транзистора компарасо тора, вьшод четвертого резистора к плюсовой шине, а вывод конденсатора - к минусовой шине источника питани .A DEVICE FOR PROTECTION OF OVERVOLTAGE LOAD, containing a pass-through transistor, the emitter of which is connected to the plus bus of the power source, and the collector with the plus bus of the load, the DC amplifier, the first diode, three resistors and a capacitor connected in series with the fourth resistor, all the same that, in order to increase speed and reliability, the DC amplifier is designed as a comparator, the positive and negative bus of which is connected to the positive and negative buses of the source power supply, respectively, the direct input of the comparator, through the first resistor is connected to the positive bus load, and through the serially connected cathode of the first diode, and the second resistor to the base of the pass-through transistor; between the positive and negative power supply buses, the circuit of the third resistor is connected and the newly introduced Zener diode, the cathode of which is connected to the inverted input of the comparator, and the anode to the negative bus of the power supply, wherein (L collector of the comparator output transistor with The first diode is connected to the anode, and the emitter is connected to the negative source of power, the common point is the capacitor and the fourth resistor through the cathode-anode of the second diode connected to the collector of the output transistor of the comparator, the output of the fourth resistor to the positive bus, and the output of the capacitor to minus power supply bus.

Description

II

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл зашиты низковольтных потребителей от аварийных повышений напр жени ,источника питани .The invention relates to electrical engineering and is intended for the protection of low-voltage consumers from emergency power surges, a power source.

Известно устройство дл зашиты нагрузки от повьпиаии напр жени источника питани , содержащее защитный транзистор и орган сра мени , состо щий из транзистора, коллектор которого через резистор соединен Q шиной источника питани эмиттер соединен с второй шиной источника питани , а база через резистор подключена к точке соепинени туннельного диода и резистор причем второй конец резистора подключен к первой шине, а второй конец туннельного диода - ко второ шине источника питани ; защитный транзистор включен во вторую шину источника питани коллектором к выходу и эмиттером к источнику питаний , а база его через диод соединена с коллектором транзистора органа сравнени L1Т.A device for protecting the voltage from a power supply voltage is known, which contains a protective transistor and a surge body consisting of a transistor whose collector is connected via a resistor by a Q power supply bus to an emitter connected to a second power supply bus, and the base is connected to a pinpoint through a resistor a tunnel diode and a resistor, with the second end of the resistor connected to the first bus and the second end of the tunnel diode to the second power supply bus; the protective transistor is connected to the second bus of the power source by the collector to the output and by the emitter to the power supply, and its base is connected via a diode to the collector of the comparison transistor L1Т.

Недостатком этого устройства вл етс низка псмехозащищенность , низка точность срабатывани , а также возможность возникновени автоколеба1тй при напр жении близком к порогу срабатывани .A disadvantage of this device is low mechanical immunity, low accuracy of operation, as well as the possibility of auto-oscillations at a voltage close to the threshold.

Известно устройство дл защиты электроприборов от повышени и понижени напр жени , содержащее исполнительный элемент в виде электрмагнитного реле с. блокировкой, нормально разомкнутые контакты которого включены последовательно с нагрузкой, стабилизатор, выполненньй на последовательно соединенных балластном резисторе и стабилитронах , цепочку резисторного делител напр жени и конденсатор; устройство также снабжено дополнительным делителем напр жени , двухпол рным дифференпиальньвч оптроном, вход которого подключен между средними точками стабилитронов и резисторного делител а фотодвухбазовый выход оптрона подключен последовательно электромагни.ному реле в средней точке стабилитронов, причем к эмиттеру фотодвухбазового диода подключены конденсатор и средн точка дополнительного делител , образованного резистором, подключенным к минусу источника питани , и фоторезисторным выходом A device for protecting electrical devices against increasing and decreasing voltage is known, which contains an actuating element in the form of an electromagnetic relay. a blocking, normally open contacts of which are connected in series with the load, a stabilizer, made on series-connected ballast resistor and zener diodes, a chain of resistor voltage divider and a capacitor; device is also provided with an additional voltage divider, dvuhpol molecular differenpialnvch photocoupler whose input is connected between the midpoints of Zener diodes and the resistor divider and fotodvuhbazovy output optocoupler connected in series elektromagni.nomu relay midpoint Zener diodes, and the emitter fotodvuhbazovogo diode connected capacitor and the average point of the additional divider formed by a resistor connected to the minus of the power supply and a photoresistor output

591012591012

оптрона, электрически св занным с анодом стабилитрона и балластным резистором i2J,an optocoupler electrically connected to the anode of the zener diode and the i2J ballast resistor,

Недостатком этого устройства 5 вл етс низкое быстродействие за счет большого времени включени электромеханического реле.A disadvantage of this device 5 is the low speed performance due to the long activation time of the electromechanical relay.

Наиболее близким техническим ретением к данному вл етс устрой 0 ство дл защиты нагрузки от перенапр жений на выходе источника питаии , содержащее проХодной транзистор , эмиттер которого соединен с п;по(..овой гаиной источника питани , и а коллектор - с тшюсовой шиной нагрузки, усилитель посто нного тока, перв :1 диод, три резистора и конденсатор,последовательно соедине н1 . с четвертым резистором З J. 20 Недостатком этого устройстваThe closest technical development to this is a device for protecting the load from overvoltages at the output of the power source, which contains a transistor, the emitter of which is connected to n; to (.. the main power supply wand, and the collector - to DC amplifier, first: 1 diode, three resistors and a capacitor, are connected in series with the fourth resistor Z J. 20 The disadvantage of this device

вл етс низкое быстродействие, сложность схемы и низка надежность.is low speed, circuit complexity and low reliability.

Цель изобретени - повьппение быстродействи и надежности устройства.The purpose of the invention is to improve the speed and reliability of the device.

Цель достигаетс тем, что усилитель посто нного ТОКИ выполнен в виде компаратора, положительна и отоицательна шина питани которого подключены к плюсовой и минусовой гоинам источника гп1тани соответственно , пр мой вход компаратора через первьп1 резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода и второй резистор - с базой проходного транзистора, между плюсовой и минусовой шинами источника . питани включена цепь из последователько соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверс :ым входом компаратора, а анод - с ми- нусовой шиной источника питани ,при этом коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер - с минусовой шиной источника питани ,обща точка упом нутых конденсатора и четвертого резистора через катоданод второго диода подключена к коллектору выходного транзистора компаратора , вывод четвертого резистора - к ллюсовой шине, а вывод конденсатора - к минусовой иине источника питани .The goal is achieved by the fact that the DC power amplifier is made in the form of a comparator, the positive and positive power supply bus of which is connected to the plus and minus goins of the gp1tani source, respectively, the comparator's direct input is connected to the plus load bus through the first comparator and through the serially connected cathode-anode the first diode and the second resistor - with the base of the pass-through transistor, between the plus and minus buses of the source. power supply included a circuit from a series of connected third resistor and a newly introduced Zener diode, the cathode of which is connected to the inverse of the comparator, and the anode to the minus bus of the power source, while the collector of the comparator output transistor is connected to the anode of the first diode, and the emitter is connected to the negative power supply busbar, the common point of the mentioned capacitor and the fourth resistor is connected via a cathode of the second diode to the collector of the comparator output transistor, the output of the fourth resistor is connected to the lusovaya bus, and the output of the capacitor to the negative input power source.

На чертеже представлена принципиальна Схема устройства дл защиты нагрузки от перенапр жений. Устройство дл защиты нагрузки 1 от перенапр жений на выходе исто ника питани 2 содержит проходной транзистор 3., эмиттер которого со динен с плюсовой вгиной источника п тани 2, а коллектор - с плюсовой ной нагрузки 1, усилитель 4 посто ного тока, первый диод 5, первый резистор 6, второй резистор 7,трет резистор &, четвертый резистор 9, последовательно соединенньй с конденсгтором 10, Усилитель 4 посто н ного тока выполнен в виде компарат ра, положительна и отрицательна шины питани которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питани 2 соответственно, пр мой вход компаратора 4 через первь{й резистор 6 соединен с плюсо воК шиной-нагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода 5 и второй резистор 7 - с базой проходного транзгистора 3, между плюсовой и минусо вой шинами источника питани 2 включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора 8 и вновь введенного стабилитрона 11, катод которого соединен с ин|Версным входом компаратора 4, а анод - с минусовой шиной источника питани 2, при зтом коллектор К выходного транзистора к паратора соединен с анодом первого диода 5, а эмиттер Э этого транзистора - с минусовой шиной источника питани 2, обща точка конденсатора 10 и четвертого резистора 9 через катод-айод второго диода 12 подключена к коллектору выходного транзи тора компаратора, вывод четвертого разистора 9 - к пл совой, а вывод ксмденсатора 10 - к минусовой шинам источника питани 2 соответственно . Устройство работает следующим образом. При подаче напр жени от источника питани 2 транзистор 3 открываетс базовьм током, протекающим по ptjHCTOpy 7, диоду 12 и конденсатору 10, емкость которого выбираетс таким образом, чтобы за врем зар да успело нарасти опорное напр жение на инверсном входе , компаратора 4 до уровн срабатывани компаратора, после чего конденсатор 10 шунтируетс выходным транзистором компаратора 4, а транзистор 3 находитс в насыщении и пропускает ток в нагрузку 1. При увеличении выходного напр жени источника питани 2 выше опорного йада жени компаратор 4 срабатьгаает и обрывает протекание базового тока транзистора 3. Высокий потенциал на выходе компаратора 4 исключает повторное срабатывание компаратора обратной св зи на пр мой вход через диод 5. Восстановление работысхемы происходит после устранени неисправности в источнике питани 2 и его повторного включени . При этом разр д конденсатора 10 происходит через резистор 9 и источник питани 2. Применение компаратора с об- . ратной св зью по пр мому входу обеспечивает высокое быстродействие устройства и ппзвол ет повысить его надежность вследствие значительного сокращени числа элементов, участвующих в отключении нагрузки.The drawing shows a schematic diagram of a device for protecting a load against overvoltages. A device for protecting the load 1 from overvoltages at the output of the power source 2 contains a pass-through transistor 3., the emitter of which is connected to the positive lead of the power source 2, and the collector - from the positive load 1, the amplifier 4 DC, the first diode 5 , the first resistor 6, the second resistor 7, the tert resistor &, the fourth resistor 9, connected in series with the condenser 10, the DC amplifier 4 is designed as a comparator, the positive and negative power bus of which is connected to the plus and minus buses of the source n 2, respectively, the direct input of the comparator 4 through the first {resistor 6 is connected to the positive-voltage bus-load, and through the cathode-anode of the first diode 5 and the second resistor 7 serially connected to the base of the transistor 3, between positive and negative buses power supply 2 includes a circuit of a third resistor 8 connected in series and a newly introduced Zener diode 11, the cathode of which is connected to the Comparator 4 input, and the anode to the negative power supply bus 2, while the collector K of the output transistor to the parator connected to the anode of the first diode 5, and the emitter E of this transistor - to the minus bus of the power source 2, the common point of the capacitor 10 and the fourth resistor 9 through the cathode-id of the second diode 12 is connected to the collector of the comparator output transistor, the output of the fourth resistor 9 - to PL owl, and the output of the sensor 10 to the negative power supply bus 2, respectively. The device works as follows. When a voltage is applied from the power source 2, the transistor 3 is opened by the base current flowing through ptjHCTOpy 7, diode 12 and capacitor 10, the capacitance of which is chosen so that the reference voltage at the inverse of the charging voltage of the comparator 4 rises the comparator, after which the capacitor 10 is bridged by the output transistor of the comparator 4, and the transistor 3 is in saturation and transmits current to the load 1. When the output voltage of the power supply 2 rises above the reference voltage, the comparator 4 operates It pulls and terminates the flow of the base current of the transistor 3. The high potential at the output of the comparator 4 eliminates the repeated operation of the feedback comparator to the direct input through the diode 5. The recovery of the circuit occurs after eliminating the fault in the power supply 2 and re-enabling it. In this case, the discharge of the capacitor 10 occurs through a resistor 9 and a power source 2. The use of a comparator with ob-. By means of a forward linking connection, the device provides high speed of the device and allows to increase its reliability due to a significant reduction in the number of elements involved in disconnecting the load.

Claims

DEVICE: FOR PROTECTING LOADS FROM OVERVOLTAGES, containing a pass-through transistor, the emitter of which is connected to the plus bus of the power supply, and the collector to the plus bus of the load, a DC amplifier, the first diode, three resistors and a capacitor connected in series with the fourth resistor, different the fact that, in order to improve performance and reliability, the DC amplifier is made in the form of a comparator, the positive and negative power buses of which are connected to the plus and minus buses of the pi source Accordingly, the direct input of the comparator, through the first resistor is connected to the positive bus' of the load, and through the cathode of the first diode connected in series, and the second resistor - to the base of the transistor, between the positive and negative buses of the power supply, a circuit is connected from the third resistor connected in series and again introduced zener diode, the cathode of which is connected to the inverse input of the comparator, and the anode is connected to the negative bus of the power source, while the collector of the output transistor of the comparator is connected to the anode the first diode, and the emitter with the minus • source of the power supply, the common point of the mentioned capacitor and the fourth resistor is connected to the collector of the output transistor of the comparator through the cathode-anode of the second diode, the output of the fourth resistor to the positive bus, and the output of the capacitor to the negative bus of the power source.

I0I6SII ns>

! eleven