SU744829A2 - Устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапр жений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам защиты электрических цепей от перегрузок по току и входных перена пр жений и может быть использовано дл  защиты источников питани , содержащих стабилизаторы напр жени , или транзисторных электронных устройств в целом.

По основному авт.св. № 542288 известно устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапр жений , содержащее транзисторы разного типа проводимости, включенные по схеме триггера, одно из плеч которого используетс  как ключевой транзистор, а другое - как сравнивающий транзистор, ограничительный диод, шунтирующий цепь база-эмиттер сравнивающего транзистора, запоминающую емкость и генератор тока на транзисторе, база сравнивающего транзистора подключена к коллектору ключевого транзистора и соединена диодом с эмиттером, подключенным к запоминающей емкости, шунтирующей генератор тока на транзисторе.

Недостатком известного устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности и недостаточна  надежность . С помощью этого устройства можно защищать от входных перенапр жений только такие электрические цепи, ток потреблени  которых или линейно увеличиваетс  при увеличении входного напр жени , или увеличиваетс  быстрее, чем при линейном законе. Это объ сн етс  тем, что, в силу принципа своего действи , устройство защиты при повышении на10 пр жени  сработает только в том случае , если повышение напр жени  вызовет увеличение тока потреблени  до уровн  срабатывани  ключевого транзистора .

15

Кроме того, происход щее увеличение напр жени  на переходе эмиттерколлектор транзистора генера.тора тока, работающего практически при напр жении, равном входному, и

20 практически полное входное напр жение , по вл ющеес  на переходе эмиттер-коллектор ключевого транзистора, также снижают надежность защитного устройства.

25

Большинство электрических цепей имеют не посто нный во времени ток потреблени , а измен ющийс  по величине из-за наличи  в своем составе нагрузок,включающихс  под напр 30 жение в определенные моменты времени . При этом устройство защиты должно настраиватьс  на значение тока срабатывани , несколько превышающего суммарное значение тока потреблени  электрической цепи при обесточенной нагрузке и тока потреблени  включающейс  нагрузки. В противном случае устройство защиты дл  таких электрических цепей непригодно из-за ложных срабатываний устройства защиты и ненормальной работы защищаемой электрической цепи.

Поскольку перегрузка по току произойти в любой момент времени как при одном значении тока потреблени , так и при другом, то пренше, че произойдет срабатывание устройства защиты, может произойти перегрузка п току электрической цепи.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что э устройстве защиты электрических цепей от перегрузок и пере: напр жений по авт.ев, t 542288 к опорным элементам генератора тока на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база которого подключена к .дополнительному вь ходу защищаемой электрической цепи, а последовательно с ключевым тра зистором и источником питани  вклрэчен пороговый элемент.

Принципиальна  электрическа  схема изобретени  приведена на чертеже.

Устройство содержит ключевой транзистор 1, сравнивающий транзистор 2, ограничивающий диод 3, запоминающий конденсатор 4, генератор тока на транзисторе 5 с опорныг.-1и элементами стабилитронами 6, резистор 7, задающий режим работы стабилитронов б, резистор 8, с помощью которого устанавливаетс  ток эмиттера транзистора 5, резистор 9, стабилизирую ций режим работы ключевого транзистора 1 резистор 10, способствующий отпиранию транзисторов 1 и 2 после перегрузки , резисторы 11 и 12, задающие режим дополнительного ключевого транзистора 13, дополнительный ключевой транзистор 13 и порох овый элемент 14

В нормальном режиме работы ключевой транзистор 1 и сравнивающий тран&ИСТОР 2 открыты, пороговый элемент 14 находитс  в выключенном состо нии Генератор тока на транзисторе 5 задает ток базы ключевого транзистора 1 через сравнивающий транзистор 2 Величина тока генератора тока на транзисторе 1 зависит от транзистора 13, который может находитьс  либо во включенном, либо в выключенном состо нии. Управление этим транзистором производитс  таким образом, что при увеличении тока, потребл емого электрической цепью, он выключаетс ,,

а при уменьшении - включаетс  и шунтирует часть опорных элементов, уменьша  величину тока источника. Таким образом производитс  автоматическа  перестройка величины тока источника в зависимости от величины тока потреблени , резистором 8 подстраиваетс  величина тока генератора , а также степень насыщени  и порог выключени  транзистора 1. Запоминающий конденсатор 4 зар жен через ограничивающий диод 3. Напр жение на выходе равно разности входного напр л ени  и напр жени  насыщени  ключевого транзистора 1.

Уменьшение сопротивлени  нагрузки может произойти либо при большем, либо при меньшем токе потреблени  защищаемой электрической цепи. В любом случае из-за работы дополнительного ключевого транзистора 13 поддерживаетс  небольша  разность между неличиной тока в точке выключени  транзистора 1 и током потреблени , напр жение на ключевом транзисторе увеличиваетс , приближа сь к порогу,, при переходе через который возникает лавинный процесс запирани  транзисторе 1. Изменение напр жени  на запоминающем конденсаторе 4 отстает во времени от уменьшени  напр жени  на базе сравнивающего транз стора 2, Это приводит к ускоренному запиранию транзистора 1.

За счет слежени  настройки величины тока источника тока, сле,цовательно , и величины тока в точке выключени  ключевого транзистора 1 за током потреблени  палгрузкой возрастает надежность защиты устройства сопротивлени  нагрузки или коротком замыкании на выходе.

При повышении входного напр жени  дг же если не происходит увеличение тока нагрузки, пороговый блок, срабатыва , оказываетс  подключенным через малое сопрстивление насыщенного перехода эмиттер-коллектор ключевого транзистор), 1 к источнику входного напр жени - Вследствие этого ток порогового элемента и ключевого транзистора резко увеличиваетс , что вызывает лавинообразный процесс его запирани , аналогичный описанному выше. Напр жение источника питани  разделитс  между пороговым элементом и переходом эмиттер-коллектор члючевого транзистора 1,

При устранении перегрэузки по току транзистор 1 автоматически переходит Б режим насыщени , так как на базу сравнивающего транзистора подаетс  напр жение через резистор 10. Возврат схемы защиты в исходное состо ние после устранбжи  входного перенапр жени  зависит от типа примененного порогового элемента. Если в качестве порогового элемента применен стабилитрон, устройство зашиты

также автоматически переходит в режим насыщени , как и после устранени  перегрузки по току.

Использование описанного устройства позвол ет повысить надежность работы электронных устройств.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство защиты электрических цепей от перегрузок и перенапр жений

   по авт. св. 542288,

   отличающеес  тем, что, с целью расшире ,ни  функциональных возможностей и .повышени  надежности защиты, к опорным элементам генератора тока на транзисторе подключен переход эмиттер-коллектор дополнительного ключевого транзистора, база которого подключена к дополнительному выходу защищаемой электрической цепи, а последовательно с Ключевым транзистором и источником питани  включен пороговый элемент.

   f