RU2259624C1 - Load protection against supply voltage spikes and short circuits - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering and power electronics.

SUBSTANCE: proposed device has series-connected switch and first thermocouple. Second thermocouple is connected in series with voltage regulator diode. This circuit is connected to output terminals of device used for load connection. Thermocouples are mechanically coupled with switch. Second thermocouple is chosen so that it operates in advance of voltage regulator diode breakdown.

EFFECT: enhanced reliability.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в силовой электронике.The invention relates to electrical engineering and can be used in power electronics.

Широко известное устройство /1/ защиты потребителя содержит стабилитрон, включенный параллельно выходу. Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает защиты от коротких замыканий.The well-known device / 1 / consumer protection contains a zener diode connected in parallel with the output. The disadvantage of this device is that it does not provide protection against short circuits.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является устройство защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий, содержащее последовательно соединенные выключатель и термоэлемент, включенный между входным и выходным выводом, стабилитрон одним выводом соединенный с объединенными вторыми входным и выходным выводами. Недостаток устройства состоит в относительно низкой надежности, что проявляется в режиме мощных перенапряжений, когда стабилитрон переходит из режима ограничения в режим закорачивания (пробой). При этом может создаться ситуация, в которой стабилитрон перейдет далее в режим разрыва цепи ранее, чем это произойдет с выключателем. В таком случае на нагрузку будет подано опасное повышенное напряжение, что может вызвать ее повреждение.The closest in technical essence and the achieved results is a consumer protection device against voltage surges and short circuits, containing a series-connected switch and a thermocouple connected between the input and output terminals, a zener diode connected to the combined second input and output terminals. The disadvantage of the device is its relatively low reliability, which manifests itself in the mode of powerful overvoltage, when the zener diode switches from the limiting mode to the short-circuiting mode (breakdown). In this case, a situation may arise in which the zener diode goes further into the mode of open circuit earlier than this happens with the switch. In this case, a dangerous overvoltage will be applied to the load, which may cause damage to it.

Целью изобретения является повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.

Поставленная цель достигается за счет того, что второй вывод стабилитрона через второй термоэлемент подключен к первому выходному выводу, а управляющий выход второго термоэлемента связан с приводом выключателя.The goal is achieved due to the fact that the second output of the zener diode through the second thermocouple is connected to the first output terminal, and the control output of the second thermocouple is connected to the drive of the switch.

На фиг.1 приведена схема устройства для цепей постоянного и переменного токов. Устройство содержит последовательно включенные выключатель 1 и первый термоэлемент 2. Последовательно со стабилитроном 3 включен второй термоэлемент 4. Эта цепь подключена к выходным зажимам устройства, служащим для присоединения нагрузки. В устройстве используется стабилитрон 3 любого типа (симметричный или несимметричный), а на фиг.1 показан симметричный. Термоэлементы 2 и 4 механически связаны с выключателем 1. На фиг.2 по п.2 формулы последовательно со стабилитроном 3 включен второй контакт 5 выключателя. На фиг.3 параллельно выходу включен конденсатор 6.Figure 1 shows a diagram of a device for DC and AC circuits. The device contains a series-connected switch 1 and a first thermocouple 2. In series with a zener diode 3, a second thermocouple 4. is connected. This circuit is connected to the output terminals of the device, which serve to connect the load. The device uses a zener diode 3 of any type (symmetric or asymmetric), and figure 1 shows a symmetric one. Thermocouples 2 and 4 are mechanically connected to the switch 1. In figure 2 according to claim 2 of the formula, the second contact 5 of the switch is connected in series with the zener diode 3. In Fig. 3, a capacitor 6 is connected in parallel with the output.

Устройства работают следующим образом.Devices work as follows.

При нормальной работе напряжение поступает от сети через выключатель 1 и термоэлемент 2 на нагрузку. При появлении в сети напряжения, превышающего уровень срабатывания стабилитрона 3, последний переходит в режим ограничения напряжения и пропускает через себя ток, ограничивая напряжение на нагрузке. При очень больших перенапряжениях стабилитрон 3 может перейти в режим теплового пробоя, то есть он повреждается, что нежелательно. В предложенных устройствах это не происходит. Второй термоэлемент 4 выбирается таким образом, что он срабатывает раньше, чем пробьется стабилитрон 3. Это достигается соответствующим подбором характеристик. При срабатывании второго термоэлемента 4 отключается выключатель 1, отключая нагрузку. С целью упрощения на фиг.2 используется двухполюсный выключатель. При этом желательно, чтобы второй контакт 5 имел запаздывание на отключение по отношению к первому контакту 1. На фиг.3 конденсатор 6 предназначен для снятия перенапряжений при отключении.During normal operation, voltage is supplied from the network through switch 1 and thermocouple 2 to the load. When a voltage appears in the network that exceeds the triggering level of the Zener diode 3, the latter goes into voltage limiting mode and passes current through itself, limiting the voltage at the load. At very large overvoltages, the Zener diode 3 can go into thermal breakdown mode, that is, it is damaged, which is undesirable. In the proposed devices, this does not happen. The second thermocouple 4 is selected in such a way that it is activated before the zener diode 3 breaks through. This is achieved by an appropriate selection of characteristics. When the second thermocouple 4 is triggered, switch 1 is turned off, disconnecting the load. In order to simplify, a bipolar switch is used in FIG. In this case, it is desirable that the second contact 5 has a lag on shutdown with respect to the first contact 1. In figure 3, the capacitor 6 is designed to relieve overvoltage during shutdown.

Источники информации:Sources of information:

1. Колосов В.А. Электропитание стационарной радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Радио и связь, 1992, стр.111.1. Kolosov V.A. Power supply of stationary electronic equipment. - M.: Radio and Communications, 1992, p. 111.

2. Черепанов В.П., Хрулев А.К., Блудов И.П. Электронные приборы для защиты радиоэлектронной аппаратуры от электрических перегрузок. - М.: Радио и связь, 1994, стр.42, рис.101.2. Cherepanov V.P., Khrulev A.K., Bludov I.P. Electronic devices to protect electronic equipment from electrical overloads. - M.: Radio and Communications, 1994, p. 42, Fig. 101.

Claims (1)

Устройство для защиты потребителя от всплесков напряжения и коротких замыканий, содержащее цепь из последовательно соединенных выключателя и термоэлемента, включенную между входным и выходным выводом устройства, стабилитрон, одним выводом соединенный с объединенными вторыми входным и выходным выводами устройства, отличающееся тем, что второй вывод стабилитрона через второй термоэлемент подключен к первому выходному выводу устройства, управляющий выход второго термоэлемента связан с приводом выключателя, причем второй термоэлемент выбирается таким образом, что он срабатывает раньше, чем пробьется стабилитрон.A device for protecting the consumer from surges and short circuits, comprising a circuit from a series-connected switch and a thermocouple connected between the input and output terminals of the device, a zener diode connected to the combined second input and output terminals of the device, characterized in that the second output of the zener diode through the second thermocouple is connected to the first output terminal of the device, the control output of the second thermocouple is connected to the drive of the switch, the second thermocouple is selected in such a way that it is triggered before the zener diode breaks through.

Images