SU1725313A1 - Переключающее устройство с защитой - Google Patents

Abstract

Использование: в устр-вах системы автоматики с быстродействующей защитой от перегрузки. Сущность изобретени  - устр-во содержит шину входного сигнала, четыре ограничивающих резистора, два защитных транзистора, два баллас-тных резистора,. оптронный диод и переключающий транзистор. В рабочей цепи устр-ва отсутствует инерционный элемент.Врем  срабатывани  защиты определ етс  только временем срабатывани  оптронного диода. В св зи с этим при перегрузке переключающий транзистор быстро закрываетс . .Т ил.

Description

Изобретение относитс  к электро - технике, в частности к устройствам . системы автоматики с защитой от коротких замыканий нагрузки. ;

Известны переключающие устррйст- ;/ ва с защитой от коротких замыканий нагрузки. Общим дл  этих устройств  вл етс  наличие .переключающего и за-; щитного транзисторов, балластных и ограничивающих резисторов, реле.

Недостатком известных устройств  вл етс  их низка  надежность из-аа ; большой инерционности срабатывани  реле, что приводит к перегреву переключающего транзистора в случае , грузки на -выходе. ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  переключающее устройство с защитой, содержащее переключающий транзистор, эмиттер которого

подключен к шине питани , обмотку ре- ле, один вывод которого подключен к кол- шектору-защитного транзистора,база ко- ;торого через резистор подключена к шине

входного сигнала, нормально разомкнутые контакты реле, причем эмиттер защитного транзистора подключен к эмиттеру переключающего транзистора и к неподвижному контакту нормально разомкнутых контактов реле, подвижный контакт которых соединен с базой переключающего транзистора, коллектор которого подключен к другому выводу обмотки реле.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  надежность, из-за перегрева переключающего транзистора в процессе срабатывани  схемы защиты, так как врем  срабатывани  схемы защиты от перегрузки определ етс  временем

ю ел

GO

со

25

317253

срабатывани  реле, которое на пор док больше времени срабатывани  переключающего транзистора.

Цель изобретени  - повышение надежности путем уменьшени  времени срабатывани  защиты от перегрузки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в переключающее устройство с защитой, содержащее первый защитныйjn и переключающий бипол рные транзисторы , первый и второй ограничивающие резисторы, первый и второй балластные резисторы, причем эмиттер переключающего транзистора подключен к ши- 15 не питани  и эмиттеру первого защитного транзистора, база которого через первый ограничивающий резистор подключена к шине питани  и через первый балластный резистор - к шине входно- 20 го сигнала, а база переключающего транзистора подключена через второй ограничивающий резистор к шине питани  и через второй балластный резистор к шине входного сигнала, введены второй защитный полевой транзистор , третий и четвертый ограничивающие резисторы и оптронный диод-, причем один из выводов четвертого ограничивающего резистора, исток и под- ложка второго защитного транзистора соединены с шиной питани , другой вывод четвертого ограничивающего ре-: зистора и затвор второго защитного транзистора соединены с отрицательным выводом выходной цепи оптронного диода, положительный вывод выходной цепи которого соединен с шиной входного сигнала, а коллектор первого 40 защитного транзистора через третий ограничивающий резистор соединен с положительным выводом входной цепи оптронного диода, отрицательный вы-- : вод входной цепи которого соединен с дз коллектором переключающего транзистора , база которого подключена к сто-; ку второго защитного транзистора.

В предлагаемом устройстве в узле .1 защиты исполнительный элемент выпол- 50 нен на оптронном диоде. Такое ре- ; шение позвол ет уменьшить врем  сра- батывани  схемы защиты от короткого : 1 замыкани , в нагрузке, и как следствие,; сократить врем  закрывани  переклю- с чающего транзистора и уменьшить его динамические потери. Это приводит к

повышению надежности переключающего

35

5

53

n 5 0 0 з

1 50 ; : ; с

35

134

транзистора и повышению надежности устройства в целом, .

Назначение элементов схемы следующее .

Шина входного сигнала предназначена дл  подсоединени  входной цепи к шине нулевого потенциала.

Первый ограничивающий резистор предназначен дл  ограничени  потенциала на базе первого защитного транзистора , первый балластный .резистор дл  ограничени  базового тока первого защитного транзистора, первый защитный транзистор дл  питани  входной цепи оптронного диода, третий ограничивающий резистор дл  ограничени  тока входной цепи оптронного диода, четвертый ограничивающий резистор дл  ограничени  потенциала затвора второго защитного транзистора, оптронный диод служит дл  включени  второго защитного транзистора, второй защитный полевой транзистор предназначен дл  закрывани  переключающего транзистора, втЬрой ограничивающий резистор дл  ограничени  потенци- ала базы переключающего транзистора переключающий транзистор служит дл  ; подачи напр жени  сети посто нного тока на нагрузку.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема переключающего устройства с защитой.

Оно содержит шину 1 входного сиг-, нала, первый ограничивающий резне-1 тор 2, первый балластный резистор 3, первый защитный транзистор 4, третий ограничивающий резистор 5, четвертый ограничивающий резистор 6, оптронный/ диод 7, второй защитный транзистор ; 8, второй балластный резистор 9, вто рой ограничивающий резистор 10, переключающий транзистор 11, нагрузку 12.0 и шину 13 питани .

В представленно м устройстве эмиттер переключающего транзистора 11 подключен к шине 13 питани  и эмиттеру первого защитного транзистора , база которого через первый ограничивающий резистор 2 подключена к шине 13 питани  и через первый балластный резистор 3 - к шине 1 входного сигнала, а база переключающего транзистора 11 подключена через второй ограничивающий резистор 10 к шине . 13 питани  и через второй балласт 10

15

J172531

ный резистор 9 - к шине 1 входного сигнала. Один из выводов четвертого ограничивающего резистора 6, исток и подложка второго защитного тран- , зистора 8 соединены с ШИНОР. 13 питани , другой вывод четвертого ограничивающего резистора 6 и затвор второго защитного транзистора соединены с отрицательным выводом выходной це пи оптронного диода 7, положительный вывод выходной цепи которого соединен с шиной 1 входного сигнала, а коллектор первого защитного транзистора А через третий ограничивающий резистор 5 соединен с положительным выводом ..входной цепи оптронного диода 7, отрицательный вывод входной цепи которого соединен с нагрузкой 12 20 и коллектором переключающего транзистора 11, база которого подключена к стоку второго защитного транзистора.

Устройство выполнено с использованием следующих элементов: резисторы 25 2, 3, 5, 6, 9, Ю типа С2-23, транзистор 4 - типа 2ТЗЮ8А, транзистор 8 типа 2П301А, транзистор 11 типа 2Т830А, оптронный диод 7 типа ЗОД101А, нагрузка 12 в виде реостата РСП1, 30

Переключающее устройство с Защитой работает следующим- образом.

В исходном состо нии при отсутствии входного сигнала первый k и второй 8 защитные и переключающий 11 35 транзисторы закрыты, поскольку первый 3 и второй 9 балластные резисторы и выход оптронного диода 7 не подключены к шине k нулевого потенциала, следовательно, не подаетс  ток на их базы. Напр жение на нагрузке 12 при этом равно нулю, через входную цепь оптронного диода 7 ток не протекает. При подаче входного сигнала шина 1 входного сигнала подключаетс  к шине нулевого потенциала и на базы первого защитного 4 и переключающего 11 транзисторов через первый 3 и второй 9 балластные резисторы подаютс  сигналы, от которых происходит насыщение указанных транзисторов и на нагрузку 1.2 подаетс  напр жение сети, питани . В этом случае напр жени  на коллекторах транзисторов А и 11 практически равны. Входна  . 5i цепь оптронного диода 7 подключена через третий ограничивающий резистор 5 к коллекторам транзисторов.k и |1

45

10

15

72531

, 20

25 А, 30

й

35 й 5i

45

3.-6

и остаетс  обесточенной, при этом через выходную цепь оптронного диода 7 ток не протекает и второй защитный транзистор 8 находитс  в закрытом состо нии. Входна  цепь оптронного диода 7 остаетс  обесточенной также и при незначительных выбросах напр жени  питани  сети, так как напр жени  на коллекторах транзисторов при этом остаютс  одинаковыми.

При коротком замыкании нагрузки 12 напр жение на коллекторе переключающего транзистора 11 станет равным нулю, а на коллекторе первого защитного транзистора 4 сохранитс  прежним , при этом через входную Цепь оптронного диода 7 потечет ток, который вызовет протекание тока в его выходной цепи и соответственно протекание тока затвора защитного транзистора 8. Это приведет к открыванию последнего, закрыванию переключающего транзистора 11 и обесточиванию нагрузки 12. После сн ти  входного сигнала устройство установитс  в исходное состо ние.

При наличии перегрузки срабатывание защиты обеспечиваетс  отключением переключающего транзистора 11 до наступлени  короткого замыкани , тем самым снижа  веро тность выхода последнего из стро . Порог срабатывани  защиты устанавливаетс  соотношением величины третьего ограничивающего резистора 5 и нагрузки 12, измен ющейс  вследствие перегрузки.

Таким образом, в предлагаемом устройстве с защитой в рабочей цепи отсутствует инерционнцй элемент, что позвол ет, уменьшить врем  срабатыва- ;ни  защиты, которое определ етс  в-ре- менем срабатывани  оптронного диода. Это приводит к быстрому закрыванию переключающего транзистора и, как следствие, к повышению надежности устройства.

Предлагаемое переключающее устройство с защитой найдет широкое применение в устройствах систем автоматики , где необходима . надежна  защита от коротких замыканий нагрузки.

Claims (1)

1. Формула изо б р е т е н и  

   Переключающее устройство с защитой , содержащее первый защитный и переключающий бипол рные транзисторы , первый и второй ограничивающие резисторы, первый и второй балластные резисторы, причем эмиттер пере- ключающего транзистора подключен к шине питани  и эмиттеру первого защитного транзистора, база которого через первый ограничивающий резистор подключена к шине питани  и через первый балластный резистор - к шине входного сигнала, а база переключа-j ющего транзистора подключена через второй ограничивающий резистор к шине питани  и через второй балластный резистор - к шине входного сигнала, .отличающее с   тем, что, с целью повышени  надежности путем уменьшени  времени .срабатывани  за- щиты от перегрузки, в него введены второй защитный полевой транзистор, третий и четвертый ограничивающие

   5

   0

   резисторы и оптронный диод, причем один из выводов четвертого ограничивающего резистора, исток и подложка второго защитного транзистора соеди- нены с шиной питани , другой вывод четвертого ограничивающего резистора и затвор второго защитного транзистора соединены с отрицательным выводом выходной цепи оптронного диода, положительный вывод выходной цепи которого соединен с шиной входного сигнала, а, коллектор первого защитного транзистора через третий ограничивающий резистор соединен с положительным выводом входной цепи оптронного диода, отрицательный вывод входной цепи которого соединен с коллектором переключающего транзистора, база которого подключена к стоку второго защитного транзистора.