SU1377838A1

SU1377838A1 - Device for protecting load

Info

Publication number: SU1377838A1
Application number: SU853999770A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Худорожков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2704
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1988-02-28

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , В частности к устройствам защиты первичных и вторичньк источников питани от перегрузки по току. Цель изобретени - повьппение экономичности и упрощение путем снижени потребл емого тока в измерительной цепи. Это достигаетс тем, что за счет введени резистора 15, делител на резисторах 17, 18 и компаратора 4 устройство приобрело свойство контролировать состо ние цепи нагрузки, т.е. при перегрузках по току-отключить цепь нагрузки от источника, а при восстановлении цепи нагрузки автоматически подключить цепь нагрузки к источнику, 2 илоThe invention relates to electrical engineering, in particular to devices for protecting primary and secondary power sources against overcurrent. The purpose of the invention is to increase efficiency and simplify by reducing the consumed current in the measuring circuit. This is achieved by the fact that by introducing a resistor 15, a divider on resistors 17, 18, and a comparator 4, the device acquired the property of monitoring the state of the load circuit, i.e. in case of overcurrent, disconnect the load circuit from the source, and when restoring the load circuit, automatically connect the load circuit to the source, 2

Description

-f оUnum-f oUnum

1515

-CZb-CZb

r«r "

о about

++

-O-I-O-I

J9J9

СОWITH

0000

ооoo

Фиг,1Fig, 1

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам защиты первичных и вторичных источников питани от перегрузки по току в режиме автоматического слежени за состо нием цепи нагрузкиоThe invention relates to electrical engineering, in particular, to protection devices of primary and secondary power sources against overcurrent in the mode of automatic monitoring of the state of the load circuit.

Цель изобретени - повьшение эко- номично сти и упрощение путем снижени потребл емого тока в измеритель- ной цепиThe purpose of the invention is to increase the economy and simplify it by reducing the current consumed in the measuring circuit.

На фиг о 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг„2 - вариант устройства с реагирзтощим органом на транзисторе.Fig about 1 presents a functional diagram of the device; Fig 2 is a variant of the device with a transistor reacting organ.

Согласно фиг,1 параллельно входным шинам 1 и 2 устройства подсоединены шинами питани первый компаратор 3 и второй компаратор АО Выход компаратора 3 подсоединен к входу ис- полнйтельного узла (базе транзистора 5) через резистор 6„ Коллектор транзистора подсоединен к обмотке реле 7, контакт 8 которого коммутирует силовую шину 1 (э-то может быть ре гули- рующий транзистор стабилизатора, может быть npocjTo коммутирующий транзистор блока защиты - как показано пунктиром ). Вхо ды первого компаратора подсоединены к входам датчика 9 тока через плечи измерительного моста, выполненного на резисторах 10 - 13 Одни выводы плеч подсоединены к датчику тока, выполненному в виде преобразовател , включенного в общую шину, вторые выводы подсоединены к выходу второго компаратора 4. Между одним вьшодом измерительного моста и общей шиной включен конде нсатор 14,According to FIG. 1, parallel to the input buses 1 and 2 of the device are connected to the power buses the first comparator 3 and the second comparator AO. The output of the comparator 3 is connected to the input of the executive node (base of transistor 5) through a resistor 6 "The collector of the transistor is connected to the winding of the relay 7, pin 8 of which the power bus 1 commutes (the control transistor of the stabilizer may be an e-something, the switching protection transistor of the protection unit may be an npocjTo - as indicated by the dotted line). The inputs of the first comparator are connected to the inputs of current sensor 9 through the shoulders of the measuring bridge, made on resistors 10–13. Some terminals of the shoulders are connected to the current sensor, made in the form of a converter connected to the common bus, the second terminals are connected to the output of the second comparator 4. Between one The indicator of the measuring bridge and the common bus are connected to the condenser 14,

Между входам 1 и выходным fBetween inputs 1 and output f

зажимами устройства подсоединен резитор 15, обща точка которого с цепью нагрузки 16 подсоединена к первому неинвертирующему входу компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу делител из резисторов 17 и 18, включенного между шинами питани дифференциального усилител и компаратора .device terminals are connected to a resistor 15, a common point of which with a load circuit 16 is connected to the first non-inverting input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the divider of resistors 17 and 18 connected between the power buses of the differential amplifier and the comparator.

Второй вариант,, когда повьшаетс надежность однозначной работы крмпа- рато ра 3 (показано пунктиром), делитель включен между ВЬЕКОДОМ компаратора 3 и входом рбщей шиныь Кроме того, пунктиром показано включение параметрического стабилизатора между входньми зажимами устройства при условии, что „ (входное напр же- ние) не стабилизированое Кроме того, The second option, when reliability of unambiguous operation of compressor 3 (shown by a dotted line) is increased, a divider is connected between the output of comparator 3 and the busbar input. In addition, the dotted line shows the inclusion of a parametric stabilizer between the device's input terminals, provided that (input input - ni) not stabilized additionally

fo fo

1515

20 25 30 r 20 25 30 r

00

5five

Q 5 Q 5

первый вход компаратора 4 подсоединен к выходному зажиму 1 через резистор 19 (при работе устройства в услови х изменени температуры окружающей среды резистор 19 обеспечивает термостабильность порога срабатывани компаратора и сопротивлениеThe first input of the comparator 4 is connected to the output terminal 1 through a resistor 19 (when the device operates under conditions of changing ambient temperature, the resistor 19 provides the thermal stability of the comparator response threshold and the resistance

его должно равн тьс R,Q ) it must be equal to R, Q)

К 15 16 K 15 16

Делитель из резисторов )7 и 18 можно включать как показано в двух вариантах , только первьш вариант может привести к тому, что компаратор успеет въщать сигнал на включение реле 7, но при анализе состо ни цепи нагрузки компаратор выдает команду на выключение этого реле и схема займет состо ние контрол потребл емого тока нагрузкой.A divider of resistors 7 and 18 can be turned on as shown in two options, only the first option can lead to the comparator having time to turn on the signal to turn on relay 7, but when analyzing the state of the load circuit, the comparator issues a command to turn off this relay and the circuit will take state of control of current consumption by the load.

Блок защиты функционирует следующим образом.The protection unit operates as follows.

При подаче U, на клеммы 1 и 2 на нагрузку 16 через размыкающий контакт 8 реле 7 поступает напр жение и , При нормальной нагрузке ток от источника питани достигает такого -значени , что, проход по датчику тока 9, он создает падение напр жени такого уровн , что компаратор (дифференциальный усилитель)3 формирует на своем выходе уровень напр жени , близкий к нулю и транзистор 5 закрыт, так как на инвертирующем входе усилител 3 напр жение положительной пол рности Bbmie, чем на неинвертирующем . Делитель из резисто - ров 10 и 11 подключен к выходу компаратора 4, который и выдает положительное напр жение на этот делитель, так как на его неинвертирующем входе напр жение выше, чем на инвертирующем ,- В случае подсоединени делител из резисторов 17 и 18 к выходу усилител 3, тем более напр жение низкое и компаратор сразу занимает положение , когда у него на выходе положительное напр жение, Б случае перегрузки по току на датчике 9 тока выдел етс напр жение, обеспечивающее опрокидывание дифференциального усилител , так как здесь он используетс в режиме порогового элемента, т.е. Rgg g. I и на его выходе по вл етс положительное напр жение, которое обеспечивает базовый ток транзистора 5 через резистор 6, транзистор 5 открываетс , коммутиру обмотку реле 7 (либо коммутирующий транзистор) кWhen U is applied, terminals 1 and 2 to the load 16 through the disconnecting contact 8 of relay 7 receive voltage and, Under normal load, the current from the power source reaches such a value that, passing through the current sensor 9, it creates a voltage drop of this level that the comparator (differential amplifier) 3 forms at its output a voltage level close to zero and the transistor 5 is closed, since the inverting input of the amplifier 3 has a positive polarity Bbmie than non-inverting. A divider from resistors 10 and 11 is connected to the output of comparator 4, which outputs a positive voltage to this divider, since its non-inverting input has a higher voltage than the inverting input. - In the case of connecting the divider from resistors 17 and 18 to the output the amplifier 3, the more low the voltage and the comparator immediately takes the position when it has a positive voltage at the output. In the case of overcurrent, the voltage on the current sensor 9 is released, which causes the differential amplifier to overturn. uets threshold element in operation, i.e. Rgg g. I and its output appears positive voltage, which provides the base current of the transistor 5 through the resistor 6, the transistor 5 opens, switching the winding of the relay 7 (or the switching transistor) to

общей шине Реле срабатывает, отсоедин входную клемму от выходной в силовой шине контактом 8, и резистор 15 включаетс в режим контрол состони цепи нагрузки, образу с этой цепью делитель. На делитель из резисторов 17 и 18 подаетс положительное напр жение и, если на резисторе 18 напр жение выше, чем на цепи нагруз- ки 16, то компаратор 4 имеет на своем выходе напр жение, близкое к нулю что и удерживает усилитель 3 в состонии , обеспечивающем обесточивание цепи нагрузкио При изменении сопротивлени цепи нагрузки в сторону его увеличени , т.е при восстановлении цепи нагрузки до нармального состо ни , напр жение на цепи-нагрузки 16 превьш1ает уровень напр жени на резисторе 18 и компаратор 4 опрокидываетс , принима первоначальное со - сто ние. Усилитель 3 также принимает первоначальное состо ние, реле 7 замыкает контакт 8, подава ток в цепь нагрузки. Конденсатор 14 установлен дл того, чтобы обеспечить более надежное удержание усилител в опрокинутом состо нии при перегрузках в начальный момент, чтобы прошел полный процесс опрокидывани компараторовcommon bus The relay is triggered by disconnecting the input terminal from the output bus in the power bus by pin 8, and the resistor 15 switches on to the control of the state of the load circuit, forming a divider with this circuit. The divider of resistors 17 and 18 is supplied with a positive voltage and, if the voltage across the resistor 18 is higher than the load circuit 16, then the comparator 4 has at its output a voltage close to zero, which keeps the amplifier 3 in state, ensuring de-energization of the load circuit. When the load circuit resistance changes in the direction of its increase, i.e. when the load circuit recovers to a normal state, the voltage on the load circuit 16 exceeds the voltage level on the resistor 18 and the comparator 4 tilts, taking the original o stand. Amplifier 3 also assumes the initial state, relay 7 closes contact 8, applying current to the load circuit. The capacitor 14 is installed in order to provide a more reliable retention of the amplifier in the upturned state in case of overloads at the initial moment, so that the comparators are completely overturned.

На фиго 2 источник питани подсоединен к входным зажимам 1 и 2о Цепь нагрузки 16 включена между шинами питани через замкнутый контакт 8 реле 7 и датчик тока 9. Реле подсоединено между шинами питани через регирующий орган - транзистор 5, вход которого подсоединен к выходу датчика тока и одновременно к выходу компаратора 4 через резисторы 20 и 21 соответственно.In FIG 2, the power source is connected to the input terminals 1 and 2o. A load circuit 16 is connected between the power buses through the closed contact 8 of the relay 7 and the current sensor 9. The relay is connected between the power buses through the registering element — the transistor 5, whose input is connected to the output of the current sensor and simultaneously to the output of the comparator 4 through the resistors 20 and 21, respectively.

Входами компаратор подсоединен одним неинвертирующим к делителю- из резисторов 17 и 18, включенного межд шинами питани компаратора, вторым инвертирующим - к общей точке цепи нагрузки и добавочногорезистора 15 через резистор 19, Добавочный резистор включен параллельно замкнутому , контакту ВоThe inputs of the comparator are connected by one non-inverting to the divider - from resistors 17 and 18, connected between the comparator power buses, the second inverting - to the common point of the load circuit and the additional resistor 15 through a resistor 19, the additional resistor is connected in parallel to the closed contact

Схема функционирует следзшщим образомThe scheme works in the following way.

При подаче U „ на входные зажимы 1 и 2 пол рность может быть разной , т.е, + может подаватьс как на зажим 1, а минус - на зажим 2, и наоборот. При этом ток цепи нагруз When supplying U "to the input terminals 1 and 2, the polarity may be different, i.e., + may be applied both to terminal 1 and minus to terminal 2, and vice versa. In this case, the current circuit load

5five

Q 5Q 5

ки 16 идет через замкнутый контакт 8 реле 7 и датчик 9 тока Компаратор 4 на выходе имеет пониженньй потенциал, так как на входе - напр жение по амплитуде вьш1е, чем на входе +,Ki 16 goes through the closed contact 8 of the relay 7 and the current sensor 9. The comparator 4 has a low potential at the output, since the input voltage is in amplitude higher than the input +,

Транзистор 5 закрыт, так как, с датчика 9 тока выходной сигнал недостаточен дл открьгоани транзистора 5. Реле 7 обесточено. При возникновении перегрузки.по току датчика 9 выдает сигнал, который открывает транзисто1 5, и реле 7 обесточивает цепь нагрузки 16, размыка контакт В,, Так как при этом напр жение на нагрузке 16 становитс меньше, чем на резисторе 19, то на выходе компаратора напр жение увеличиваетс до уровн , при котором базовый ток транзистора 5Transistor 5 is closed because, from current sensor 9, the output signal is insufficient to open transistor 5. Relay 7 is de-energized. When an overload occurs. According to the current of sensor 9, it generates a signal that opens transistor1 5, and relay 7 de-energizes load circuit 16, opening contact B,. Since the voltage on load 16 becomes less than that of resistor 19, the comparator output the voltage increases to the level at which the base current of the transistor 5

0 обеспечивает удержание транзистора в открытом состо нии и реле 7 удерживает контакт 8 в разомкнутом со-; сто ниио0 ensures that the transistor is held in the open state and the relay 7 holds the contact 8 in the open state; one hundred nio

Устройство находитс в дежурном режиме, когда ток идет по резистору 19, цепи нагрузки 16 и датчику тока 9 о Этот режим будет сохран тьс до тех пор пока, цепь нагрузки 16 не вернетс в исходное состо ниеThe device is in standby mode when current is flowing through resistor 19, load circuit 16 and current sensor 9 o. This mode will be maintained until load circuit 16 returns to its original state.

0 Компаратор контролирует напр жение иа входе - и входе +, При0 The comparator controls the voltage at the input and at the input +, At

возвращении цепи нагрузки в исходное состо ние напр жение на входе - становитс по амплитуде вьше, чем на входе +, и компаратор, опрокидыва сь , снижает выходное напр жение до уровн , когда транзистор закрываетс , при этом обмотка реле 7 обесточиваетс и контакт 8, замыка сь, подает в цепь нагрузки 16 ток от источника питани .returning the load circuit to its original state, the input voltage becomes higher in amplitude than input +, and the comparator, overturning, reduces the output voltage to the level when the transistor closes, and the winding of the relay 7 de-energizes contact 8, closure Subscribe to the load circuit 16 with a current from the power source.

Пол рность Unjfr ие обозначена, не показаны и электроды транзистора, так как в зависимости от пол рности .. питани транзистор может иметь проводимость р-п-р или п-р-п типаThe polarity is not indicated, and the electrodes of the transistor are not shown either, since depending on the polarity .. the power transistor may have a conductivity of pnp or pnp type

При подаче на вход 1 питани + транзистор 5 будет иметь проводимость п-р-п типа, в цепи коллектора которого включена обмотка реле 7When applied to the input 1, the power supply + transistor 5 will have a pn-type conductance, in the collector circuit of which the winding of the relay 7 is turned on

При подаче на вход 1 - транзистор 5 будет иметь проэоди- мость р-п-р типа, в коллекторе которого включена обмотка реле 7When applied to the input 1, the transistor 5 will have a pnp of the type, in the collector of which the winding of the relay 7 is turned on

Дл снижени потреблени выходного тока компаратора резистор 20 замен ют диодомоTo reduce the consumption of the output current of the comparator, the resistor 20 is replaced by a diode

Настройку устройства провод т делителем из резисторов I7 и 18 приThe device is tuned by a divider of resistors I7 and 18 when

обесточенной нагрузке с номинальным , сопротивлением; транзистор 5 должен быть выключен, а при изменении в цепи нагрузки в сторону уменьшени сопротивлени транзистор 5 должен быть включен.de-energized load with nominal resistance; transistor 5 must be turned off, and when changing in the load circuit in the direction of decreasing resistance, transistor 5 must be turned on.

Claims

When using a switching or regulating transistor instead of a relay, the transistor is locked because the base of the transistor is switched to the common bus by the transistor 5. The device can also operate with a current sensor connected to the power bus, the Amplifier and the comparator in this case include but the measuring diagonal of the bridge and the output of the divider are connected to the corresponding inputs. The proposed device can also be implemented on a pnp type transistor. The transistor of the reacting element of FIG. 2 can be connected to the current sensor and through the diode, connected instead of the resistor 20, in the forward direction.

. Device to protect the load, containing the input and output terminals.

and,

2

a switching element with leads for connection to the power bus, a reacting element made on the compressor whose inputs are connected to a current converter with terminals for connection in series with the load circuit through a half-arm measuring bridge, one of which has leads for connecting to the power bus and an output connected to the input of the actuating unit, characterized in that, in order to increase efficiency and simplification by reducing the consumed current in the measuring circuit, a second comparator is introduced, additional and a resistor divider, said resistor connected in parallel with the switching element, one terminal of a second comparator connected to the output terminal of the power circuit, and vtorm connected to the output of the divider, connected between the power terminals tires, and the output of the second comparator is connected to the free vvodu poluplecha second measuring bridge. sixteen

1lfi