SU1697063A1

SU1697063A1 - Sparkproof secondary power supply

Info

Publication number: SU1697063A1
Application number: SU894768083A
Authority: SU
Inventors: Борис Мефодиевич Кириченко; Алексей Викторович Бахмут; Валерий Петрович Диденко
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани радиоэлектронной аппаратуры , эксплуатируемой во взрывоопасных средах. Цель - повышение надежности работы . Устройство содержит бипол рный транзистор 1, вспомогательный источник 2 напр жени посто нного тока, резистор 3, оптрон 4, шунтирующий тиристор 5, бипол рный транзистор 6, резистивный датчик 7 тока, резистор 8, бипол рный транзистор 9, диоды 10, 11, дроссель 12, пусковой конденсатор 13, резисторы 14 15 диоды 16, 17, стабилитрон 18, диоды 19, 20, узел восстановлени рабочего режима с входным каскадом на однопереходном транзисторе 21, зар дным резистором 22, вспомогательным бипол рным транзистором 23 и выходным конденсатором 24 При перегрузке по току сигналом с датчика 7 срабатывает оптрон 4 и включает тиристор 5, обеспечивающий закрытие транзистора 1 В случае коммутации нагрузки под действием ЭДС дроссел 12 открываетс один из транзисторов 6, 9 и также вызывает закрытие транзистора 1, осуществл защиту по скорости изменени тока При пробое транзистора 1 происходит шунтирование выходной цепи источника открывшимс тиристором 5 с последующим перегоранием предохранител в первичном источнике электропитани . 1 ил. сл о ю 4 О О Сл) The invention relates to electrical engineering, in particular to sources of secondary power supply for electronic equipment operated in explosive atmospheres. The goal is to increase the reliability of work. The device contains a bipolar transistor 1, auxiliary source 2 of DC voltage, resistor 3, optocoupler 4, shunt thyristor 5, bipolar transistor 6, resistive current sensor 7, resistor 8, bipolar transistor 9, diodes 10, 11, choke 12, starting capacitor 13, resistors 14 15 diodes 16, 17, zener diode 18, diodes 19, 20, operating mode restoration node with an input cascade at a single junction transistor 21, a charging resistor 22, an auxiliary bipolar transistor 23 and an output capacitor 24 When overloaded current signal From the sensor 7, the optocoupler 4 is triggered and the thyristor 5 is turned on, ensuring the closure of transistor 1 In the case of a load switching under the action of an emf of droplets 12, one of the transistors 6, 9 opens and also causes the transistor 1 to close, protecting the current changing speed. shunting the output circuit of the source with an open thyristor 5 followed by the blown fuse in the primary power source. 1 il. sl o y 4 O O Sl)

Description

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани при реализации электропитани в системах автоматики, телемеханики и св зи, эксплуатируемых во взрывоопасных средах на предпри ти х горной, химической, нефт ной и других отраслей промышленности.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the implementation of power supply in automation systems, telemechanics and communications, operated in explosive environments in the enterprises of the mining, chemical, petroleum and other industries.

Цель изобретени - повышение надежности работы.The purpose of the invention is to increase the reliability of work.

На чертеже представлена приципиаль- на электрическа схема искробезопасного источника вторичного электропитани .The drawing shows the principle of the electrical circuit of an intrinsically safe source of secondary power supply.

Источник содержит первый бипол рный транзистор 1, вспомогательный источ- ник2 напр жени посто нного тока, первый резистор 3, оптрон А, шунтирующий тиристор 5, второй бипол рный транзистор 6, резистивный датчик 7 тока, второй резистор 8, третий бипол рный транзистор 9,гпервй 10 и второй 11 диоды, дроссель 12, пусковой конденсатор 13, третий 14 и четвертый 15 резисторы, третий 16 и четвертый 17 диоды, стабилитрон 18, п тый 19 и шестоЯ 20 диоды , узел восстановлени рабочего режима с входным каскадом на однопереходном транзисторе 21, зар дным резистором 22, вспомогательным бипол рным транзистором 23 и выходным конденсатором 24, На схеме отмечены также выводы 25, 26 дл подключени снабженого предохранителем первичного источника электропитани и выводы 27, 28 дл подключени нагрузки,The source contains the first bipolar transistor 1, the auxiliary source 2 of the DC voltage, the first resistor 3, the optocoupler A, the shunt thyristor 5, the second bipolar transistor 6, the resistive current sensor 7, the second resistor 8, the third bipolar transistor 9, gpervy 10 and second 11 diodes, choke 12, starting capacitor 13, third 14 and fourth 15 resistors, third 16 and fourth 17 diodes, zener diode 18, fifth 19 and sixth diodes, operating condition recovery unit with an input cascade on a single junction transistor 21 the charging resistor 22 mogatelnym bipolar transistor 23 and output capacitor 24, Scheme marked as terminals 25, 26 for connecting the fuse primary supply source and the power supply terminals 27, 28 for connecting a load,

Коллекторно-эмиттерный переход бипол рного транзистора 1 включен между выводами 25, 27. Один из полюсов (отрицательный ) вспомогательного источника 2 напр жени посто нного тока подключен к эмиттеру бипол рного транзистора 1, а другой полюс (положительный) через последовательно включенные резистор 3 и пусковой конденсатор 13 - к объединенным первым выводам резистивного датчика 7 тока и дроссел 12. Светодиод оптрона 4 включен в выходную цепь резистивного датчика 7 тока. Входной каскад на однопереходном транзисторе 21 узла восстановлени рабочего режима включен между выводами 25, 26, первый вывод выходного конденсатора 24 подключен к первому электроду (аноду) фототиристора оптрона 4, а второй вывод через зар дный резистор 22, вспомогательный бипол рный транзистор 23 и через один из эммитерно-базовых переходов однопереходного транзистора 21 - соответственно к выводам 25 и 26. Эмиттеры бипол рных транзисторов 6 и 9 соединены соответственно с первым и вторым выводами дроссел 12, а базы через резистор 8 - одна к другой. Диоды 10 и 11 включены параллельно эмиттерно-базовымThe collector-emitter junction of the bipolar transistor 1 is connected between the pins 25, 27. One of the poles (negative) of the auxiliary source 2 of the DC voltage is connected to the emitter of the bipolar transistor 1, and the other pole (positive) through the series-connected resistor 3 and the starting the capacitor 13 is connected to the combined first terminals of the resistive current sensor 7 and the throttle 12. The LED of the optocoupler 4 is connected to the output circuit of the resistive current sensor 7. An input stage at the unijunction transistor 21 of the operating mode recovery node is connected between the terminals 25, 26, the first output of the output capacitor 24 is connected to the first electrode (anode) of the photo thyristor optocoupler 4, and the second output through the charging resistor 22, the auxiliary bipolar transistor 23 and through one from the emitter-base transitions of the unijunction transistor 21, respectively to pins 25 and 26. The emitters of bipolar transistors 6 and 9 are connected respectively to the first and second pins of drossel 12, and the bases through the resistor 8 are one to each other d. Diodes 10 and 11 are connected in parallel with the emitter-base

переходам соответственно бипол рных транзисторов б и 9.transitions, respectively, bipolar transistors b and 9.

Диод 16 включен между выводом 27 и коллектором бипол рного транзистора 9.A diode 16 is connected between the terminal 27 and the collector of the bipolar transistor 9.

Стабилитрон 18 и шунтирующий тиристор 5 включены последовательно между базой бипол рного транзистора 1 и выводом 26. Объединенные электроды стабилитрона 18 и шунтирующего тиристора 5 (соответствен0 но катод и анод) подключены к коллектору бипол рного транзистора 9 и первому выводу резистора 14, второй вывод которого соединен с объединенными выводами резистора 3 и пускового конденсатора 13 иZener diode 18 and shunt thyristor 5 are connected in series between the base of bipolar transistor 1 and output 26. The combined electrodes of Zener diode 18 and shunt thyristor 5 (respectively, the cathode and anode) are connected to the collector of bipolar transistor 9 and the first output of resistor 14, the second output of which is connected with the combined pins of the resistor 3 and the starting capacitor 13 and

5 через диод 17с первым электродом (анодом) фототиристора оптрона 4. Диод 19 включен между первым выводом резистора 14 и коллектором бипол рного транзистора 6, диод 20 - между катодом и управл ющим5 through the diode 17c with the first electrode (anode) of the photothyristor of the optocoupler 4. A diode 19 is connected between the first terminal of the resistor 14 and the collector of the bipolar transistor 6, the diode 20 between the cathode and the control

0 электродом шунтирующего тиристора 5, соединенным с вторым электродом (катодом) фототиристора оптрона 4, резистор 15 - между эмиттером и базой бипол рного транзистора 1. Вторые выводы резистивно5 го датчика 7 тока и дроссел 12 соединены соответственно с выводами 26 и 28.0 by the shunt thyristor 5 electrode connected to the second electrode (cathode) of the photo thyristor of the optocoupler 4, the resistor 15 is between the emitter and the base of the bipolar transistor 1. The second terminals of the resistive current sensor 7 and the throttle 12 are connected respectively to pins 26 and 28.

Источник работает следующим образом ,The source works as follows

С подключением первичного источникаWith the connection of the primary source

0 электропитани к выводам 25, 26 и открытием транзистора 1 на выводы 27, 28 поступает напр жение посто нного тока, подаваемого далее в нагрузку.0 the power supply to the terminals 25, 26 and the opening of the transistor 1 to the terminals 27, 28 receive the voltage of the direct current supplied further to the load.

При увеличении тока нагрузки до вели5 чины уставки падением напр жени на ре- зистивном датчике 7 тока срабатывает оптрон 4, включа свой фототиристор. В результате током вспомогательного источника 2 через резистор 3, диод 17 и фототиристорAs the load current increases to the value of the set point, the voltage drops on the resistive current sensor 7 triggered the optocoupler 4, including its photo thyristor. As a result, the current of the auxiliary source 2 through the resistor 3, the diode 17 and the photothyristor

0 оптрона 4 осуществл етс включение тиристора 5 и, как следствие, закрытие транзистора 1. При этом транзистор 23 узла восстановлени рабочего режима оказываетс открытым и конденсатор через рези5 стор 22 и переход: управл ющий электрод - катод тиристора 5 зар жаетс до напр жени отпирани транзистора 21. Транзистор 23 обеспечивает исключение паразитных колебаний в данном функциональном узле0 of the optocoupler 4, the thyristor 5 is turned on and, as a result, the transistor 1 is closed. At the same time, the operating-mode restoration transistor 23 is open and the capacitor through the resistor 5 and the transition: the control electrode - the cathode of the thyristor 5 is charged before unlocking the transistor 21. Transistor 23 provides the elimination of parasitic oscillations in this functional node.

0 при закрытом оптроне 4. После отпирани транзистора 21 конденсатор 24 током разр да запирает фототиристор оптрона 4, а также тиристор 5 по цепи с резистором 14 и диодом 17. Далее начинаетс зар д конден5 сатора 13 через резистор 3, и выходное напр жение на выходе устройства нарастает по экспоненте, осуществл плавную защиту нагрузки.0 when the optocoupler is closed 4. After the transistor 21 is unlocked, the capacitor 24 is discharged by the discharge current locks the photo thyristor of the optocoupler 4, as well as the thyristor 5 along a circuit with a resistor 14 and a diode 17. Next, the charge of the capacitor 13 through the resistor 3 begins device increases exponentially, implemented a smooth load protection.

В рабочем диапазоне токовых нагрузок при их коммутации на дросселе 12 наводитс ЭДС, котора открывает транзисторы 6 или 9. При этом выходна цепь источника шунтируетс через диод 16, транзистор 1 закрываетс с помощью стабилитрона 18 и нагрузка обесточиваетс . В случае подключени нагрузки на дросселе 12 наводитс ЭДС с положительным знаком на аноде диода 11 и в результате через диод 11 и резистор 8 открываетс транзистор 6. При отключении нагрузки пол рность ЭДС на дросселе 12 измен етс на противоположную и через диод 10 и резистор 8 открываетс транзистор 9. Таким образом, в устройстве имеет место искрозащита, т.е. защита по скорости изменени тока. Врем отключенного состо ни источника определ етс временем разр да дроссел 12 через резистор 8 и временем зар да конденсатора 13 через резистор 3In the operating range of the current loads, when they are switched, an emf is induced on the inductor 12, which opens the transistors 6 or 9. In this case, the output circuit of the source is shunted through diode 16, transistor 1 is closed using Zener diode 18 and the load is de-energized. When a load is connected, the emf with a positive sign on the anode of diode 11 is induced on the choke 12, and as a result, the transistor 6 opens through diode 11 and resistor 8. When the load is disconnected, the polarity of the electromotive force on the choke 12 is reversed and through diode 10 and resistor 8 opens the transistor 9. Thus, in the device is spark protection, i.e. current speed protection. The off time of the source is determined by the discharge time of the throttles 12 through the resistor 8 and the charging time of the capacitor 13 through the resistor 3

В аварийном режиме при пробое транзистора 1 происходит открытие транзистора 6, Повышенный ток, протекающий через диоды 16, 19, коллекторно-эмштерный переход транзистора 6 и резистивный датчик 7 тока, включает оптрон 4. Последний обеспечивает включение тиристора 5. В итоге при пробое транзистора 1 осуществл етс шунтирование выходной цепи данного источника через диод 16 и тиристор 5, что вызывает перегорание предохранител в первичном источнике электропитани . Ток кого замыкани определ етс пр мыми сопротивлени ми диода 26, тиристора 5, а также сопротивлением резистивного датчика 7 тока и активным сопротивлением дроссел 12. За врем перегорани предохранител ток через диод 1 б и тиристор 5 не превышает 2/3 их допустимых значений.In emergency mode, when transistor 1 is broken, transistor 6 is opened, the increased current flowing through diodes 16, 19, collector-emster junction of transistor 6 and resistive current sensor 7, turns on the optocoupler 4. The latter ensures that the thyristor 5 is turned on the output circuit of this source is shunted through diode 16 and thyristor 5, which causes the fuse to blow in the primary power supply. The current of the circuit is determined by the direct resistance of the diode 26, thyristor 5, as well as the resistance of the resistive current sensor 7 and the active resistance of the throttle 12. During the safety fuse blown, the current through the diode 1 b and the thyristor 5 does not exceed 2/3 of their allowable values.

Реализаци защитного отключени источника при пробое транзистора 1 предопредел ет повышенную эксплуатационную надежность описываемого источника.The implementation of the protective disconnection of the source during the breakdown of the transistor 1 predetermines the increased operational reliability of the described source.

Claims

Claims of Invention An intrinsically safe source of secondary power supply containing a first bipolar transistor whose collector-emitter junction is connected between the first terminals for connecting a primary power supply equipped with a fuse and a load, an auxiliary source of direct current voltage one of whose poles is connected to the avHrrepy of the first a bipolar transistor, and the other pole through a series-connected first resistor and starting capacitor - to the bulk first

to the terminals of a resistive current sensor and throttles, an optoon whose LED is connected to the output circuit of a resistive current sensor, an operating mode restoration node with an input stage on a single junction transistor connected between the terminals for connecting the primary power supply and the output capacitor whose first output is connected to

the first phototiristor electrode of the optocoupler, and the second output through the charging circuit and through one of the emitter-base junctions of the single junction transistor, respectively, to the first and second terminals

for connecting the primary power supply, the second and third bipolar transistors, the emitters of which are connected respectively to the first and second leads of the drossel, and the base through the second

resistor - with each other, the first and SECOND diodes connected in parallel with the emitter-base junctions of the second and third bipolar transistors, respectively, the third diode connected between the first output to connect the load and the collector of the third bipolar transistor, the third and fourth resistors, the fourth and fifth diodes, a second pin for connecting a to a load, characterized in that

in order to increase reliability in operation, a zener diode, a shunt thyristor, and a sixth diode are inserted into it, with the zener diode and the shunt thyristor connected successively between the base of the first

a bipolar transistor and a second output for connecting the primary power supply, the combined Zener diode and shunt thyristor electrodes are connected to the collector of the third bipolar transistor and the first output of the third resistor, the second output of which is connected to the combined terminals of the first resistor and the starting capacitor and through the fourth diode with the first electrode

optocoupler photothyristor, fifth diode connected between the first output of the third resistor and the collector of the second bipolar transistor, the sixth diode between the cathode and the control electrode of the shunt

a thyristor connected to the second phototiristor electrode of the optocoupler, the fourth resistor is between the emitter and the base of the first bipolar transistor, and the second terminals of the resistive current sensor and the throttle are connected to the second terminals to connect respectively the primary power source and load