Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл защиты источников питани посто-, нного тока от перегрузок и коротких замыканий. Известен способ защиту от перетрузок и коротких замыканий, например способ ограничени (стабилизации) тока перегрузки путем уменьшени напр жени питани на нагрузке til Однако он не обеспечивает полного отключени , напр жени питани , в результате чего в режиме перегрузки или короткого замыкани от источника питани потребл етс значительна мощность , превышающа мощность, потребл емую в нормальном режиме работы tl1 Известен способ защиты от перегрузок и коротких замыканий источника питани посто нного тока, заключающийс в том, что при воздействии определенной перегрузки по току или короткого замыкани напр жение питани полностью отключают от нагрузки. В схеме происходит лавинообразной режим переключени из одного устойчивого состо ни - вкгйоченного, в другое устойчивое состо ние - выключенное. После исчезновени перегрузки или короткого замыкани повторное включение осуществл ют следующим образом: сна- чала выключают, а затем рновь включают напр жение питани . Устройство дл защиты от перегрузок и коротких замыканий источника питани посто нного тока, реализующее способ, содержит датчик-тока (используют дл этой .цегм низкоомный резистор или регулирующий транаистор) и последовательно соединенный с ним регулирующий транзистор, пороговый усилитель посто нного тока, подключенный входом к датчику тока, а, вь1ходоЯ - к входу релейной схемы управлени выключением регулирующего транзистора t2J Недостатком способа вл етс наличие бросков тока, значительно превы399 шающих заданный ток срабатывани защиты устройства на врем отключени при воздействии короткого замыкани , так как переключение из одного устойчивого состо ни - включенного, в дру гое устойчивое состо ние - выключенное , длитс определенный отрезок времени , в течение которого через регулирующий транзистор устройства проходит значительный неуправл емый ток короткого замыкани . Недостатком способа вл етс также плоха помехозащищенность, так как кратковременные импульсные помехи по напр жению питани и по току могут со здать на датчике тока броски напр жени , привод щие к срабатыванию порогового усилител и релейной схемы и выкт)чению напр жени питани . Поэтому дл увеличени помехозащищенности в устройство ввод т конденсаторы, уве личивающие его инерционность, что в конечном итоге приводит к увеличению времени отключени , а соответственно и длительности бросков тока при воздействии короткого замыкани . Недостатком способа вл етс также большой ток включени , вызванный зар дом конденсаторов на выходе устройства (при активно-емкостной нагруз ке). Так как на датчике тока по вл етс бросок напр жени , то может сработать защита устройства. Поэтому в устройство ввод т специальные конденсаторы , которые отключают пороговый усилитель и релейную схему устройства на врем воздействи тока включени . Это оп ть приводит к увеличению времени отключени и длительности бросков тока при воздействии короткого замыкани . Целью изобретени вл етс исключение бросков тока за врем отключени , увеличение помехозащищенности и ограничение тока включени . Эта цель достигаетс тем, что согласно способу защиты от перегрузок и коротких замыканий, основанному на отключении напр жени питани от нагрузки при достижении определенного тока перегрузки, в начальный момент воздействи перегрузки или короткого замыкани перед отключением предвари тельно стабилизируют ток перегрузки путем уменьшени напр жени питани на нагрузке до задаваемого порогового уровн отключени . 3 В устройстве дл осуществлени способа защиты от перегрузок и коротких замыканий, содержащем датчик тока и последовательно соединенный с ним регулирующий транзистор, пороговый усилитель посто нного тока на транзисторе, подключенном переходом эмиттер-база через диод источника опорного напр жени к датчику тока, и релейную цепь управлени регулирующим транзистором, транзистор порогового усилител посто нного тока подкгночен эмиттером к выходному выводу и датчику тока, коллектором - к эмиттеру и резистору в цепи эмиттера транзистора управл емого стабилизатора тока в цепи базового смещени регулирующего транзистора, базой - через диод, включенный в пр мом направлении, и последовательно соединенный с ним резистор релейной цепи с выходные выводом и коллектором регулирующего транзистора, при этом средн точка диода и резистора релейной цепи соединена через конденсатор с входным выводом и эмиттером транзистора порогового усилител посто нного тока. На чертеже представлена электрическа схема устройства дл осуществлени способа защиты от перегрузок и коротких замыкании источника питани посто нного тока. В .минусовую шину источника питани включен резистор 1 датчика тока и соединенный последовательно с ним регулирующий составной транзистор 2 типа п-р-п. Пороговый усилитель посто нного тока на транзисторе 3 типа п-р-п подсоединен эмиттером к минусовой шине питани и резистору 1 датчика тока , базовый - через последовательно соединенные резисторы t и 5 к средней точке подстроечного резистора 6, подключенного параллельно диоду 7 источника опорного Напр жени , и коллектором - к эмиттеру транзистора 8 типа р-п-р управл емого стабилизатора тока и резистору 9 в цепи его эмиттера . Катод диода 7 соединен с общей точкой соединени резистора 1, эмитг тера регулирующего составного транзистора 2 и анода стабилитрона 10, а его анод через балластный 11 соединен с катодом стабилитрона 10, резистором 12, подключенным другим выводом к базе транзистора 8, и балластным резистором 13 подключенным другим выводом к плюсовой шине питани . Коллектор транзистора 8 управл емого стабилизатора тока соединен с базой регулирующего составного транзистора 2, а его .база через резистор 1Л подсоединена к эмиттеру регулирующего составного транзистора 2. Коллектор регулирующего составного транзистора 2 соединен через резистор 15с анодом диода 16 релейной цепи, подсоединенным катодом через резистор kк базе транзистора 3 порогового усилител посто нного тока, и с конденсатором 17 подключенным другим выводом к общей точке соединени минусовой шины питани , эмиттеру транзистоpa 3и, резистору 1 датчика тока. Устройство работает следующим образом . При включении напр жени питани через резистор I на базу транзистора 8 управл емого стабилизатора тока поступает отрицательное напр жение, которое открывает транзистор 8 и регулирующий составной транзистор 2. В этот момент релейна цепь (резистор . 15 и диод 16) отключена, так как напр жение на конденсаторе 17 равно нулю и Диод 16 закрыт обратным напр жением , что искЛочает ложное срабатывание защиты устройства от тока включени . Тэк как напр жение на резисторе 12 в базовой цепи транзистора 8 при Любых изменени х напр жени питани поддерживаетс стабильным с помощью стабилитрона 10,, к которому подключен делитель на резисторах 12 и 1, то ток коллектора транзистора 8 и ток базы регулирующего составного транзистора 2 также стабилен, а его величина определ етс сопротивлением резистора 9 в цепи эмиттера транзистора 8. Ток базы регулирующего составного транзистора 2 устанавливаетс Гакой величины, чтобы этот транзистор находилс в режиме насыщени . В начальный момент после включени через резистор 1 датчика тока и регулирующего составного транзистора 2 протекает ток включени (ток зар да конденсаторов фильтра). Когда напр жение на резисторе 1 достигнет в сумме с напр жением на верхнем плече делител на резисторе 6 величины, достаточной дл отпирани транзистора 3 порогового усилител посто нного тока, то последний открываетс . Ток коллектора транзистора 3 увеличивает напр жение на резисторе 9 и ток коллектора транзистора 8 управл емого стабилизатора тока уменьшаетс . В результате, регулирующий составной транзистор 2 вцходит из насыщени , напр жение на выходе уменьшаетс и происходит ограничение тока включени на уровне, равном заданному току перегрузки срабатывани защиты. Затем устанавливаетс нормальный режим работы устройства, при котором . регулирующий составной транзистор 2 находитс в режиме насыщени , транзистор 3 порогового усилител посто нного тока закрыт, так как сумма наг пр жений на резисторе 1 датчика тока и верхнем плече делител на резисторе 6 меньше напр жени , необходимого дл отпирани транзистора 3, релей на цепь отключена, так как диод 16 релейной цепи закрыт обратным напр жением , равным разности напр жени на верхнем плече делител ид резисторе 6 и напр жени насыщени регулиругацего составного транзистора 2. Опорное напр жение на диоде 7 стабильно и не зависит от изменени напр жени питани , так как балластный резистор 11 подключен к параметрическому стабилизатору на стабилитроне 10. Ток срабатывани защиты устанавливаетс с помощью подстроечиого резистора 6, измен сумму напр жений на резисторе 1 датчика тока и верхнем плече де,лител на резисторе 6. Улучшение помехозащищенности объ сн етс тем, что помехи по входу и выходу устройства привод т только к кратковременному выходу регулирующего составного транзистора 2 из режима. насыщени , исключа ложное срабатывание защиты устройства . I При воздействии на выходе устройства перегрузки по току, равной установленному с помощью резистора 6 току срабатывани защиты, сумма напр жений на резисторе 1 датчика тока и верхнем плече делител на резисторе 6 открывает транзистор 3. В результате уменьшаетс ток коллектора транзистора 8 и регулирующий составной транзистор 2 выходит из насыщени . При дальнейшем уменьшении сопротивлени нагрузки ток перегрузки поддерживаетс стабильным за счет того, что увеличиваетс напр жение на регулирующем составном транзисторе. Когда напр жение на диоде 16 (равное разнос-, ти напр жений на регулирующем составном транзисторе 2 и.на верхнем плечеThe invention relates to electrical engineering and can be used to protect DC power supplies from overloads and short circuits. A known method of protection against overloads and short circuits, for example, a method of limiting (stabilizing) the overload current by reducing the supply voltage on the load til However, it does not completely shut down the supply voltage, resulting in an overload or short circuit from the power source consumes significant power exceeding the power consumed in normal operation tl1 A method of protection against overloads and short circuits of a DC power source is known, which consists in When exposed to a certain overcurrent or short circuit, the supply voltage is completely disconnected from the load. In the circuit, an avalanche-like switching mode occurs from one steady state - on, into another steady state - off. After the disappearance of the overload or short circuit, the re-activation is carried out as follows: first, turn off and then turn on the supply voltage again. A device for protection against overloads and short circuits of a DC power source, implementing the method, contains a sensor current (a low-resistance resistor or a regulating transistor is used for this Cegm) and a control transistor connected in series with it, a threshold DC amplifier connected by input to current sensor, a, bw - to the input of the relay control circuit for switching off the regulating transistor t2J The disadvantage of this method is the presence of current surges, significantly exceeding 309 of the specified current triggered Protection device for trip time when exposed to a short circuit, since switching from one steady state - included in Drew Goa steady state - off, lasts for a certain period of time, during which through the control transistor device extends significant uncontrolled emy short-circuit current. The disadvantage of this method is also poor noise immunity, since short-term impulse noise on the supply voltage and on the current can generate voltage surges on the current sensor, leading to triggering of the threshold amplifier and relay circuit and power supply release. Therefore, in order to increase the noise immunity, capacitors are introduced into the device, which increase its inertia, which ultimately leads to an increase in the disconnection time and, accordingly, the duration of current surges under the effect of a short circuit. The disadvantage of this method is also a high switching current caused by the charging of capacitors at the output of the device (with active-capacitive load). Since a voltage surge occurs on the current sensor, protection of the device may be triggered. Therefore, special capacitors are introduced into the device, which disconnect the threshold amplifier and the relay circuit of the device for the duration of the on-current action. This again leads to an increase in the tripping time and the duration of the inrush current when subjected to a short circuit. The aim of the invention is to eliminate current surges during a shutdown time, increase noise immunity and limit the switching current. This goal is achieved by the fact that, according to the method of protection against overloads and short circuits, based on disconnecting the supply voltage from the load when a certain overload current is reached, at the initial moment the overload or short circuit condition before the disconnection preliminarily stabilizes the overload current by reducing the supply voltage load to the specified threshold level of shutdown. 3 In an apparatus for carrying out an overload and short circuit protection method comprising a current sensor and a control transistor connected in series with it, a threshold DC amplifier on a transistor connected by an emitter-base junction through a voltage source diode to the current sensor, and a relay circuit control transistor, the transistor of the threshold DC amplifier is connected by the emitter to the output terminal and the current sensor, the collector to the emitter and the resistor in the emitter circuit transistor a controllable current regulator in the base bias of the regulating transistor, a base through a diode connected in the forward direction, and a resistor of the relay circuit connected in series with the output terminal and collector of the regulating transistor, while the middle point of the diode and the resistor of the relay circuit is connected through a capacitor with an input terminal and an emitter of the transistor of the threshold amplifier dc. The drawing shows the electrical circuit of the device for carrying out the method of protection against overloads and short circuits of the DC power source. A power sensor resistor 1 and a n-type regulating composite transistor 2 connected in series with it are connected to the minus power supply bus. A threshold DC amplifier on a pn-type transistor 3 is connected by an emitter to a negative power bus and a current sensor resistor 1, the base through resistor t and 5 connected in series to a midpoint of a trimming resistor 6 connected in parallel to a reference voltage diode 7 , and the collector - to the emitter of the transistor 8 of the ppn type of controlled current regulator and resistor 9 in its emitter circuit. The cathode of the diode 7 is connected to the common connection point of resistor 1, the emitter of the regulating composite transistor 2 and the anode of the Zener diode 10, and its anode is connected through a ballast 11 to the cathode of Zener diode 10, a resistor 12 connected to a different terminal to the base of the transistor 8, and a ballast resistor 13 connected other output to the positive power bus. The collector of the transistor 8 of the controlled current regulator is connected to the base of the regulating composite transistor 2, and its base is connected via a resistor 1L to the emitter of the regulating composite transistor 2. The collector of the regulating composite transistor 2 is connected via resistor 15 with the anode of the diode 16 of the relay circuit connected to the cathode through resistor kk the base of the transistor 3 of the threshold DC amplifier, and with the capacitor 17 connected by another pin to the common connection point of the negative power bus, the emitter of the transistor 3i, cut a current sensor 1 The device works as follows. When the supply voltage is turned on through the resistor I, the base of the transistor 8 of the controlled current regulator receives a negative voltage, which opens the transistor 8 and regulates the composite transistor 2. At this moment, the relay circuit (resistor 15 and diode 16) is disconnected because the voltage on the capacitor 17 is zero and the diode 16 is closed by reverse voltage, which causes a false actuation of the protection of the device against the turn-on current. Tack as the voltage across the resistor 12 in the base circuit of the transistor 8 When any change in supply voltage is kept stable by using the Zener diode 10, to which the divider is connected to the resistors 12 and 1, the collector current of the transistor 8 and the base current of the regulating composite transistor 2 are also is stable, and its value is determined by the resistance of the resistor 9 in the emitter circuit of the transistor 8. The base current of the regulating composite transistor 2 is set to the same value as the transistor in the saturation mode. At the initial moment, after switching on, a switch-on current (filter capacitor charge current) flows through the current sensor resistor 1 and the regulating composite transistor 2. When the voltage across the resistor 1, in combination with the voltage on the upper arm of the divider on the resistor 6, reaches a value sufficient to unlock the transistor 3 of the threshold amplifier of the direct current, the latter opens. The collector current of transistor 3 increases the voltage across resistor 9 and the collector current of transistor 8 of the controlled current regulator decreases. As a result, the regulating composite transistor 2 comes out of saturation, the output voltage decreases, and the switching current is limited to a level equal to the predetermined overload current of the protection operation. Then the normal operation of the device is established, in which. The controlling composite transistor 2 is in saturation mode, the transistor 3 of the threshold DC amplifier is closed, because the sum of the voltage on the current sensor resistor 1 and the upper arm of the divider on resistor 6 is less than the voltage required to unlock the transistor 3, the relay to the circuit is off because the diode 16 of the relay circuit is closed by a reverse voltage equal to the difference of the voltage on the upper arm of the divider ID resistor 6 and the saturation voltage of the regulating composite transistor 2. The reference voltage on the diode 7 is stable and not It depends on the power supply voltage change, since the ballast resistor 11 is connected to the parametric stabilizer on the Zener diode 10. The protection actuation current is set using the trimming resistor 6, changing the sum of the voltages on the current sensor resistor 1 and the upper arm de, on the resistor 6. Improvement noise immunity is due to the fact that the interference on the input and output of the device leads only to a short-term output of the regulating composite transistor 2 from the mode. saturation, eliminating the false operation of the protection device. I When exposed to an overcurrent device output equal to the protection response current set by the resistor 6, the sum of the voltages on the current sensor resistor 1 and the upper arm of the divider on the resistor 6 opens the transistor 3. As a result, the collector current of the transistor 8 and the regulating composite transistor are reduced 2 is out of saturation. With a further decrease in the load resistance, the overload current is kept stable by increasing the voltage across the control compound transistor. When the voltage on the diode 16 (equal to the voltage spacing on the regulating composite transistor 2 and on the upper arm
делител на резисторе 5) достигнет уровн , равного пр мому напр жению через диод, то последний открываетс . Cлeдoвateлbнo, транзистор 2 вл етс дл релейной цепи датчиком напр жени Напр жение на регулирующем составном транзисторе 2, при котором срабатывает релейна цепь, можно регулировать путем замены диода 16 стабистором или стабилитроном с более высоким напр жением стабилизации. Через резистор 15 открытый диод 16 и резистор 4 на базу транзистора 3 подаетс положительное напр жение, увеличивающее его ток коллектора. Соответственно, увеличиваетс напр жение на резисторе 9 и ток коллектора транзистора 8 уменьшаетс , увеличива напр жение на транзисторе 2. Через релейную цепь (элементы Т5 и 16} на базу транзистора 3 подаетс еще большее положительное напр жение, увеличивающее его ток коллектора. Происходит лавинообразный процесс переключени устройства из одного устойчивого состо ни , когда регулирующий составной транзистор 2 открыт, в другое устойчивое состо ние , когда этот, транзистор закрыт, и на выходе устройства напр жение становитс равным нулю.- В выключенном состо нии конденсатор 17 быстоо разр жаетс через-диод 16, резистор k и переход база-эмиттер транзистора 3. После чего устройство готово дл повторного включени . Вк/ очение устройства возможно после сн ти напр жени питани и повторной его подачи.when the divider on the resistor 5) reaches a level equal to the direct voltage across the diode, the latter opens. Wiring, transistor 2 is for a relay circuit voltage sensor The voltage on the regulating compound transistor 2, at which the relay circuit operates, can be adjusted by replacing the diode 16 with a stabilizer or a zener diode with a higher stabilization voltage. Through the resistor 15, an open diode 16 and a resistor 4 to the base of the transistor 3 are supplied with a positive voltage, increasing its collector current. Accordingly, the voltage across the resistor 9 increases and the collector current of transistor 8 decreases, increasing the voltage on transistor 2. Through the relay circuit (elements T5 and 16} an even greater positive voltage is applied to the base of transistor 3, increasing its collector current. An avalanche-like process occurs switching the device from one steady state, when the regulating composite transistor 2 is open, to another stable state, when this transistor is closed, and at the output of the device the voltage becomes zero In the off state, the capacitor 17 is quickly discharged through the diode 16, the resistor k and the base-emitter junction of the transistor 3. After that, the device is ready for restarting. The device is on / off after the supply voltage is removed and re-applied.
При воздействии на выходе устройства короткого замыкани на врем отключени , определ емого временем переключени устройства, оно работает в режиме стабилизации (ограничени ) тока перегрузки и броски тока не будут отсутствовать..When exposed to a device's output short-circuit time, determined by the switching time of the device, it operates in the stabilization mode (limitation) of the overload current and current surges will not be absent.