SU1767607A1

SU1767607A1 - Electronic key protective device

Info

Publication number: SU1767607A1
Application number: SU904887307A
Authority: SU
Inventors: Олег Леонидович Сидорович; Виктор Николаевич Габрильчук
Original assignee: Львовский Научно-Исследовательский Радиотехнический Институт
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-10-07

Description

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для защиты полупроводниковы/коммутирующих устройство в электроприводе, электротехнологии и источниках питания радиоаппаратуры.The invention relates to electronics and can be used to protect a semiconductor / switching device in an electric drive, electrical technology and power supplies of radio equipment.

Известно устройство для защиты электронного ключа, содержащее шунтирующую цепь на последовательно соединенных токоограничительном резисторе и ключевом элементе, подсоединенном параллельно электронному ключу, источник управляющего сигнала, выходкоторого зашунтирован вспомогательным ключом и предназначен для подключения к входу электронного ключа, й пороговый элемент, вход которого предназначен для подключения параллельно электронному ключу, а выход подключен к входу вспомогательного ключа, выход источника управляющего сигнала подключён к входу ключевого элемента шунтирующей цепи. .A device for protecting an electronic key, comprising a shunt circuit on a series-connected current-limiting resistor and a key element connected in parallel with the electronic key, a control signal source, the output of which is shunted with an auxiliary key and is designed to connect to the input of the electronic key, the threshold element, the input of which is designed to connect parallel to the electronic key, and the output is connected to the auxiliary key input, the output of the control signal source by connected to the input of the key element of the shunt circuit. .

Недостатки известного устройства для защиты электронного ключа - малая надежность и низкий КПД при перегрузках и коротких замыканиях, возникающих после пуска устройства в результате выхода ключа в активный режим,'при котором'возникают потери электроэнергии и тепловыделение.The disadvantages of the known device for protecting the electronic key are its low reliability and low efficiency during overloads and short circuits arising after the device is started as a result of the key entering the active mode, which causes energy losses and heat generation.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД устройства при перегрузках и при коротком замыкании. Для повышения надежности и КПД устройства в него введены новые элементы, а именно: узел задержки, дополнительный пороговый элемент, ключевой элемент, компаратор напряжения. дополнительный резистор и их связи.The purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device during overloads and during short circuits. To increase the reliability and efficiency of the device, new elements have been introduced into it, namely: delay unit, additional threshold element, key element, voltage comparator. additional resistor and their connection.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства защиты электронного ключа.The drawing shows a circuit diagram of a device for protecting an electronic key.

Устройство содержит ключ 1, шунтирующую цепь 2 на последовательно соединенных токоогранйчитёльном резисторе 3 и ключевом элементе 4, вход которого зашунтирован резистором Бушину 6 управления, резисторы 7, 8 , вспомогательный ключ 9, пороговый элемент 10, состоящий из стабилитрона 11 и резисторов 12,13, нагрузку 14, шину 15 питания, узел 16 задержки; дополнительный пороговый элемент 17, ключевой _t элемент 18, компаратор 19 напряжения и дополнительный резистор. 20.The device contains a key 1, a shunt circuit 2 on a series-connected current-limiting resistor 3 and a key element 4, the input of which is shunted by a Bushin resistor 6, resistors 7, 8, an auxiliary key 9, a threshold element 10, consisting of a zener diode 11 and resistors 12,13, load 14, power bus 15, delay unit 16; an additional threshold element 17, a key _t element 18, a voltage comparator 19 and an additional resistor. 20.

Ключ 1 зашунтирован шунтирующей цепью 2 на последовательно соединенных токоограничительном резисторе 3 и ключевом элементе 4, вход которого зашунтирован резистором 5. К шине 6 управления подсоединены первые выводы резисторов 7, 8 и вход узла 16 задержки. Второй вывод резистора 7 соединён с управляющим входом шунтирующей цепи, второй вывод рези15 стора 8 подключен к управляющему входу ключа 1 и коллектору вспомогательного ключа 9, эмиттер которого подключен к общему шине, к которой также подключены первый вывод резистора 13, порогового элемента 10, эмиттер ключа 1, общий провод узла задержки, эмиттер дополнительного порогового элемента. Выход узла задержки соединен с входом порогового элемента, 10 выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 18, вход которого соединен с выходом ключа 1, а выход - с измерительным входом компаратора 19 напряжения, выход которого через резистор 20 подключен к базе транзистора 9, второму выводу резистора 13 и первому выводу резистора 12, второй вывод которого подключен к аноду стабилитрона 11 порогового элемента 10, выход которого соединен с выходом ключа 1 и первым выводом нагрузки 14, второй вывод которой подключен к шине 15 питания..The key 1 is shunted by a shunt circuit 2 on a series-connected current-limiting resistor 3 and a key element 4, the input of which is shunted by a resistor 5. The first conclusions of resistors 7, 8 and the input of the delay unit 16 are connected to the control bus 6. The second terminal of the resistor 7 is connected to the control input of the shunt circuit, the second terminal of the resistor 8 is connected to the control input of the key 1 and the collector of the auxiliary key 9, the emitter of which is connected to the common bus, to which the first output of the resistor 13, the threshold element 10, the emitter of the key is also connected 1, the common wire of the delay node, the emitter of the additional threshold element. The output of the delay node is connected to the input of the threshold element, 10 the output of which is connected to the control input of the key element 18, the input of which is connected to the output of the key 1, and the output to the measuring input of the voltage comparator 19, the output of which is connected through the resistor 20 to the base of the transistor 9, the second the output of the resistor 13 and the first output of the resistor 12, the second output of which is connected to the anode of the zener diode 11 of the threshold element 10, the output of which is connected to the output of the key 1 and the first output of the load 14, the second output of which is connected to the power bus 15. .

Устройство работает следующим образом. При отсутствии отпирающего сигнала ключ 1 и ключевой элемент 4 заперты, нагрузка 14 отключена от источника 15 питания, ключевой элемент 18 также заперт, и на выходе компаратора напряжения 19 присутствует сигнал низкого уровня, напряжение на ключе 1 и на включенном параллельно ему пороговом элементе 10 равно напряжению питания. При этом через стабилитрон 11 протекает ток, создающий на резисторе 13 падение напряжения. Это напряжение подается на базу транзистора 9 и удерживает его в открытом состоянии. Таким образом, транзистор 9 шунтирует вход ключа 1 и тем самым препятствует прохождению на него отпирающего сигнала с управляющей шины 6, ключ 1 остается в запертом состоянии, а открывается трназистор 4 и подключает нагрузку 14 через токоограничивающий резистор 3 к общей шине. Напряжение на ключе 1 и пороговом элементе 10 при этом уменьшается и его величина определяется величиной сопротивления нагрузки 14 и ограничивающего резистора 3. Если величина сопротивления нагрузки 14 больше допустимой, напряжение на выходе порогового элемента становится недостаточным для поддержания транзистора 9 в отпертом состоянии, транзистор 9 закрывается, что приводит к отпиранию ключа 1, который подключает нагрузку к источнику 15 питания. В то же самое время, при поступлении отпирающего сигнала на управляющую шину 6 начинает заряжаться накопительный конденсатор узла 16 задержки. Кактолько напряжение на накопительном конденсаторе'станет выше порога срабатывания порогового элемента 17, он отпирается и отпирает ключевой элемент 18. Параметры RC-цепочки узла 16 задержки, определяющие время задержки включения порогового элемента 17 и ключевого элемента 18, выбирают большим времени выхода инерционной нагрузки на режим, т.е. пороговый элемент 17 и ключевой элемент 18 включаются после выхода ключа 1 в насыщение. Напряжение насыщения ключа 1 через ключевой элемент 18 поступает на измерительный вход компаратора 19. Напряжение выбирают большим напряжения насыщения ключа 1, но меньшим напряжения срабатывания порогового элементаThe device operates as follows. In the absence of a unlocking signal, the key 1 and the key element 4 are locked, the load 14 is disconnected from the power supply 15, the key element 18 is also locked, and a low level signal is present at the output of the voltage comparator 19, the voltage on the key 1 and on the threshold element 10 parallel to it is supply voltage. In this case, a current flows through the zener diode 11, which creates a voltage drop on the resistor 13. This voltage is applied to the base of the transistor 9 and keeps it open. Thus, the transistor 9 bypasses the input of the key 1 and thereby prevents the passage of the unlocking signal from the control bus 6, the key 1 remains in the locked state, and the transistor 4 opens and connects the load 14 through the current-limiting resistor 3 to the common bus. The voltage on the key 1 and the threshold element 10 decreases and its value is determined by the value of the load resistance 14 and the limiting resistor 3. If the value of the load resistance 14 is more than acceptable, the voltage at the output of the threshold element becomes insufficient to maintain the transistor 9 in the unlocked state, the transistor 9 closes , which leads to the unlocking of the key 1, which connects the load to the power source 15. At the same time, upon receipt of the unlocking signal on the control bus 6, the storage capacitor of the delay unit 16 starts charging. As soon as the voltage at the storage capacitor rises above the threshold of the threshold element 17, it is unlocked and unlocks the key element 18. The parameters of the RC circuit of the delay unit 16, which determine the delay time for switching on the threshold element 17 and the key element 18, choose the time for the inertial load to go to the mode , i.e. the threshold element 17 and the key element 18 are turned on after the key 1 is saturated. The saturation voltage of the key 1 through the key element 18 is supplied to the measuring input of the comparator 19. The voltage is chosen higher than the saturation voltage of the key 1, but lower than the voltage of the threshold element

10. На выходе компаратора параметры сигнала не меняются. Выходной сигнал остается таким же, как и до подачи управляющего сигнала на управляющую шину 6, т.е. низкого уровня. Транзистор 9 закрыт, ключ 1 открыт.10. At the output of the comparator, the signal parameters do not change. The output signal remains the same as before the supply of the control signal to the control bus 6, i.e. low level. The transistor 9 is closed, the key 1 is open.

Если в процессе работы устройства происходит перегрузка или короткое замыкание, напряжение на ключе 1 начинает возрастать. Величина перегрузки может быть такой, что напряжение на ключе 1 оказывается меньше напряжения срабатывания порогового элемента 10, но как только оно превысит Uon, компаратор 19 срабатывает, и на его выходе появляется положительный потенциал, который через резистор 20 создает на резисторе 13 падение напряжения, отпирающее транзистор 9. Транзистор 9 шунтируе! вход ключа 1, последний закрывается, и напряжение источника питания распределяется между пониженным сопротивлением нагрузки, резистором 3 и ключом 4, который открывается в результате запирания ключа 1. В режиме перегрузки ток определяется величиной сопротивления 3. При снятии перегрузки напряжение на измерительном входе компаратора напряжения становится меньше Uon, и компаратор 19 возвращается в исходное состояние, запирая транзистор 9, а значит, транзистор 1 открывается.If during the operation of the device an overload or short circuit occurs, the voltage on the key 1 begins to increase. The magnitude of the overload can be such that the voltage on the key 1 is less than the voltage of the threshold element 10, but as soon as it exceeds Uon, the comparator 19 is activated, and a positive potential appears at its output, which through the resistor 20 creates a voltage drop across the resistor 13, which unlocks transistor 9. Transistor 9 bypass! the input of key 1, the last one closes, and the voltage of the power source is distributed between the reduced load resistance, resistor 3 and key 4, which opens as a result of locking key 1. In overload mode, the current is determined by the value of resistance 3. When the overload is removed, the voltage at the measuring input of the voltage comparator becomes less than Uon, and the comparator 19 returns to its original state, locking transistor 9, which means that transistor 1 opens.

Claims

Claim

Device to protect electronic? key containing a shunt circuit, you- | complete on a series-connected current-limiting resistor and a 'key element and designed to: connect in parallel with the electronic key, the source of the control signal, | the output of which is bypassed with an auxiliary key and is intended for connecting _; communication with the electronic key input, and the 'threshold element, the input of which is intended for -' is started to be connected in parallel with the electronic key, and the output is connected to the auxiliary key input, the source output; a control signal connected to the input i of the key element of the shunt circuit, characterized in that in order to ¹ to improve reliability and efficiency of the device at overloads and short circuits, it entered the delay unit comprising serially connected storage capacitor and a resistor, a further threshold element comprising a zener diode, a transistor and a resistor, a key element including a transistor, the base-emitter junction of which is shunted by a resistor, a voltage comparator and an additional resistor, the output being the source of the control signal is connected to the free output of the resistor of the delay node, the connection point of the resistor and the capacitor of the delay node through the zener diode of the additional threshold element is connected to the control input of the transistor of the additional threshold element, the output of the transistor through the resistor is connected to the controlled input of the key element, the input of which is designed to connect to the output electronic key, and the output is to the measuring input of the voltage comparator, the output of which is through an additional resistor connected to the control input of the auxiliary key.