RU2690838C1 - Защитное устройство - Google Patents
Защитное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690838C1 RU2690838C1 RU2018133049A RU2018133049A RU2690838C1 RU 2690838 C1 RU2690838 C1 RU 2690838C1 RU 2018133049 A RU2018133049 A RU 2018133049A RU 2018133049 A RU2018133049 A RU 2018133049A RU 2690838 C1 RU2690838 C1 RU 2690838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- field
- transistor
- gate
- output
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и области применения, а также повышение надежности работы. Защитное устройство содержит нагрузку, первый полевой транзистор, сток которого соединен с первым входом питания, затвор через первый резистор соединен со вторым входом питания, а исток соединен с первым выводом второго резистора и через первый стабилитрон - с точкой соединения первого резистора и затвора первого полевого транзистора. Дополнительно введены второй полевой транзистор, биполярный транзистор, второй стабилитрон, диод, третий, четвертый и пятый резисторы, первый вывод последнего из которых соединен со вторым выводом второго резистора и базой биполярного транзистора, эмиттер которого соединен с истоками первого и второго полевых транзисторов, а коллектор - с затвором второго полевого транзистора, сток которого соединен с одним выводом нагрузки и через последовательно соединенные третий резистор и диод со вторым выводом пятого резистора, соединенного через второй стабилитрон со вторым входом питания и другим выводом нагрузки, затвор второго полевого транзистора соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен ко второму входу питания непосредственно или через последовательно соединенные светодиод и выключатель. 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам защиты нагрузок и силовых цепей вторичных источников питания от переполюсовки и превышения напряжения.
Известно защитное реле (см. патент РФ №2524171, «Защитное реле», Саракава X., Янангихаси Ю., Маехара X., Танака Т., Суга Н., Суто И., опубликовано 27.07.2014), содержащее входную цепь, блок срабатывания и защитное реле. Входная цепь включает в себя средство переключения, резисторы деления напряжения, оптрон, подключенный через выходную цепь к блоку срабатывания, и средство регулировки порогового напряжения, соединенное с резисторами деления напряжения.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности и, соответственно, ограниченная область применения, так как отсутствует функция защиты нагрузки от переполюсовки входного напряжения
Известно устройство защиты от перенапряжения и переполюсовки (см. патент РФ №26698 на полезную модель «Устройство защиты от перенапряжения и переполюсовки», Бендрышев Ю.Н., Переярченков А.П., Сидоров Ю.А., опубликовано 10.12.2002), содержащее последовательно включенный в цепь питания балластный резистор и стабилитрон в обратном включении, подключенный параллельно нагрузке. Между источником питания и балластным резистором включен нормально открытый электронный ключ, выполненный в виде биполярного транзистора в инверсном включении и с предельно допустимым значением напряжения коллектор-база, превышающим значение напряжения обратной полярности, коллектор которого соединен с первым выходом источника питания, эмиттер через балластный резистор соединен с первым входом нагрузки, а база через токоограничивающий резистор соединена со вторым выходом источника питания и со вторым входом нагрузки.
Недостатком данного устройства являются большие потери мощности на балластном резисторе и биполярном транзисторе при большом токе нагрузки.
Известно защитное устройство на полевом транзисторе (см. журнал «Радио» №2, 2007 г., - М: «ИД Медиа-Пресс», 2007 - с. 50. рис. 2), содержащее полевой транзистор, сток которого соединен с одним входом питания, а исток - с одним выводом нагрузки, другой вывод которой через выключатель соединен с другим входом питания, который через первый резистор подключен к затвору полевого транзистора, который через параллельно включенные стабилитрон и второй резистор соединен с истоком полевого транзистора.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности и, соответственно, ограниченная область применения, так как отсутствует функция защиты нагрузки от перенапряжения. Другим недостатком данного устройства является низкая надежность, что связано с подгоранием контактов выключателя при большом токе нагрузки.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Решаемой технической задачей является создание защитного устройства с расширенными функциональными возможностями и областью применения, а также с повышенной надежностью работы.
Для достижения технического результата в защитное устройство, содержащее нагрузку, первый полевой транзистор, сток которого соединен с первым входом питания, затвор через первый резистор соединен со вторым входом питания, а исток соединен с первым выводом второго резистора и через первый стабилитрон - с точкой соединения первого резистора и затвора первого полевого транзистора, новым является то, что дополнительно введены второй полевой транзистор, биполярный транзистор, второй стабилитрон, диод, третий, четвертый и пятый резисторы, первый вывод последнего из которых соединен со вторым выводом второго резистора и базой биполярного транзистора, эмиттер которого соединен с истоками первого и второго полевых транзисторов, а коллектор - с затвором второго полевого транзистора, сток которого соединен с одним выводом нагрузки и, через последовательно соединенные третий резистор и диод, - со вторым выводом пятого резистора, соединенного через второй стабилитрон со вторым входом питания и другим выводом нагрузки, затвор второго полевого транзистора соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен ко второму входу питания непосредственно или через последовательно соединенные светодиод и выключатель.
Указанная совокупность существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности и область применения за счет введения функций защиты от превышения входного напряжения. Кроме того, указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить надежность работы устройства в ручном режиме управления с помощью выключателя, так как большой ток нагрузки коммутируется с помощью второго полевого транзистора, а через контакты выключателя протекает ток управления, ограниченный сопротивлением четвертого резистора. Светодиод повышает удобство пользования защитным устройством в ручном режиме управления, индицируя состояние перенапряжения.
На фиг. 1 приведена схема защитного устройства, работающего в автоматическом режиме (без участия человека), на фиг. 2 - схема защитного устройства, работающего в режиме ручного управления.
Защитное устройство содержит нагрузку 1, первый полевой транзистор 2, сток которого соединен с первым входом питания 3, затвор через первый резистор 4 соединен со вторым входом питания 5, а исток соединен с первым выводом второго резистора 6 и через первый стабилитрон 7 - с точкой соединения первого резистора 4 и затвора первого полевого транзистора 2, второй полевой транзистор 8, биполярный транзистор 9, второй стабилитрон 10, диод 11, третий 12, четвертый 13 и пятый 14 резисторы. Первый вывод пятого резистора 14 соединен со вторым выводом второго резистора 6 и базой биполярного транзистора 9, эмиттер которого соединен с истоками первого 2 и второго 3 полевых транзисторов, а коллектор - с затвором второго полевого транзистора 8, сток которого соединен с одним выводом нагрузки 1 и, через последовательно соединенные третий резистор 12 и диод 11, - со вторым выводом пятого резистора 14, соединенного через второй стабилитрон 13 со вторым входом питания 5 и другим выводом нагрузки 1, затвор второго полевого транзистора 8 соединен с первым выводом четвертого резистора 13, второй вывод которого подключен к входу питания 5 непосредственно или через последовательно соединенные светодиод 15 и выключатель 16.
Защитное устройство (см. Фиг. 1) работает следующим образом.
Правильное подключение питания следующее: плюс подключается к первому входу питания 3, а минус - ко второму входу 5. Если питание подключено к устройству неправильно, то положительный потенциал со второго входа 5 через резистор 4 поступит на затвор транзистора 2, а через р-n переход стабилитрона 7 - на исток транзистора 2. Таким образом на затворе напряжение будет выше, чем на истоке, примерно на 0, 5 В. Этим напряжением транзистор 2 будет закрыт и встроенный в транзистор диод благодаря инверсному включению транзистора 2 также будет закрыт.Ток в нагрузку 1 не пойдет. При применении устройства в режиме ручного управления состояние переполюсовки может быть проиндицировано дополнительной цепью индикации, показанной на фиг. 2 пунктиром.
При правильном подключении устройства к источнику питания на исток транзистора 2 через встроенный в него диод поступит положительный потенциал напряжения, а на затвор через резистор 4 поступит отрицательный потенциал, и транзистор 2 откроется, подключив напряжение питания к следующему каскаду схемы. Указанное напряжение будет через резистор 13 приложено между истоком и затвором транзистора 8 и откроет его. Через резистор 12, диод 11 и стабилитрон 10 потечет ток, который создаст на стабилитроне 10 опорное напряжение. Разница между входным и опорным напряжениями через делитель на резисторах 6 и 14 будет приложена к базо-эмиттерному переходу транзистора 9.
Если входное напряжение ниже заданного уровня, то транзистор 9 останется закрытым, а транзистор 8 - открытым, и через него напряжение питания поступит на нагрузку 1.
Если входное напряжение выше заданного уровня, то транзистор 9 откроется и закроет транзистор 8. При этом положительная обратная связь через резистор 12 и диод 11 сделает процесс выключения лавинообразным. Диод 11 предотвратит попадание напряжения с коллектора открытого транзистора 9 в нагрузку 1. При снижении напряжения питания ниже другого уровня, расположенного под заданным уровнем транзистор 9 закроется, а транзистор 8 откроется. Благодаря положительной обратной связи процесс открывания также будет лавинообразным.
При применении устройства в режиме ручного управления (см. фиг 2) транзистор 8 будет оставаться закрытым до тех пор, пока не будут замкнуты контакты включателя 16. Замыкание контактов выключателя 16 будет означать включение питания нагрузки. При этом затвор транзистора 8 окажется соединенным через резистор 13, светодиод 15 и замкнутые контакты выключателя 16 с отрицательным входом питания 5. Далее схема будет работать также, как описано выше. При срабатывании защиты от превышения напряжения через открытый транзистор 9 резистор 13, светодиод 15 и выключатель 16 будет протекать ток, под воздействием которого светодиод 15 будет светиться, индицируя режим перенапряжения. При отсутствии перенапряжения транзистор 9 будет закрыт, ток через светодиод 15 будет близок к нулю и светодиод светиться не будет.
При включении питания нагрузки 1 выброс тока, обусловленный зарядом емкости нагрузки, будет протекать через канал транзистора 8, который для этого должен быть достаточно мощным. Через выключатель 16 при этом будет протекать небольшой ток управления, что обеспечит долговечность его работы выключателя.
Проведено макетирование защитного устройства с использованием полевых транзисторов IRF4905, биполярного транзистора 2Т3108А, диода 2Д510А, стабилитронов 2С212Ц (первый стабилитрон) и 2С139В (второй стабилитрон) и резисторов С2-33Н. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.
Claims (1)
- Защитное устройство, содержащее нагрузку, первый полевой транзистор, сток которого соединен с первым входом питания, затвор через первый резистор соединен со вторым входом питания, а исток соединен с первым выводом второго резистора и через первый стабилитрон - с точкой соединения первого резистора и затвора первого полевого транзистора, отличающееся тем, что дополнительно введены второй полевой транзистор, биполярный транзистор, второй стабилитрон, диод, третий, четвертый и пятый резисторы, первый вывод последнего из которых соединен со вторым выводом второго резистора и базой биполярного транзистора, эмиттер которого соединен с истоками первого и второго полевых транзисторов, а коллектор - с затвором второго полевого транзистора, сток которого соединен с одним выводом нагрузки и через последовательно соединенные третий резистор и диод со вторым выводом пятого резистора, соединенного через второй стабилитрон со вторым входом питания и другим выводом нагрузки, затвор второго полевого транзистора соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен ко второму входу питания непосредственно или через последовательно соединенные светодиод и выключатель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133049A RU2690838C1 (ru) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | Защитное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133049A RU2690838C1 (ru) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | Защитное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690838C1 true RU2690838C1 (ru) | 2019-06-06 |
Family
ID=67037430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133049A RU2690838C1 (ru) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | Защитное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690838C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202520U1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" | Многофункциональный универсальный контроллер автоматики теплоснабжения |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2095906C1 (ru) * | 1996-07-23 | 1997-11-10 | Виталий Николаевич Кресяк | Устройство для защиты потребителя от перенапряжений в сетях переменного тока |
RU26698U1 (ru) * | 2002-07-24 | 2002-12-10 | ОАО Калужский завод "Автоприбор" | Устройство защиты от перенапряжения и переполюсовки |
WO2011065536A1 (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | 株式会社 東芝 | 保護継電器 |
-
2018
- 2018-09-17 RU RU2018133049A patent/RU2690838C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2095906C1 (ru) * | 1996-07-23 | 1997-11-10 | Виталий Николаевич Кресяк | Устройство для защиты потребителя от перенапряжений в сетях переменного тока |
RU26698U1 (ru) * | 2002-07-24 | 2002-12-10 | ОАО Калужский завод "Автоприбор" | Устройство защиты от перенапряжения и переполюсовки |
WO2011065536A1 (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | 株式会社 東芝 | 保護継電器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
С.Зорин, Защитное устройство на полевом транзисторе, "Радио", 2007, N2, с.50, рис.2. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202520U1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" | Многофункциональный универсальный контроллер автоматики теплоснабжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5087871A (en) | Power supply with inrush current limiter | |
US4429339A (en) | AC Transistor switch with overcurrent protection | |
US10476496B2 (en) | Drive circuit and power module including the same | |
US9324530B2 (en) | Circuit for protecting against reverse polarity | |
CN106100008B (zh) | 电池装置以及电池装置的制造方法 | |
RU2690838C1 (ru) | Защитное устройство | |
KR20140104378A (ko) | 스위치 회로, 반도체 장치 및 배터리 장치 | |
CN111525538A (zh) | 一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路 | |
RU2286592C1 (ru) | Стабилизатор постоянного напряжения | |
EP0593588B1 (en) | Circuit protection arrangement | |
RU189075U1 (ru) | Устройство резервного электропитания | |
US4347561A (en) | Alternating current to direct current power supply | |
CN108512191B (zh) | 浪涌保护电路、电子设备及电路的浪涌防护方法 | |
RU2487392C2 (ru) | Резервированный стабилизатор напряжения на мдп-транзисторах | |
GB2404504A (en) | Battery charger with automatic switch-off | |
KR101659088B1 (ko) | Led 전원 장치 | |
RU2622893C1 (ru) | Электронный предохранитель | |
CN211958763U (zh) | 一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路 | |
SU748630A1 (ru) | Устройство дл защиты электроустановки от перегрузки | |
RU191699U1 (ru) | Устройство резервного электропитания | |
RU2795284C1 (ru) | Стабилизатор напряжения | |
RU2195061C1 (ru) | Промежуточное реле | |
RU2685694C1 (ru) | Ключ переменного тока | |
SU826315A1 (ru) | Стабилизатор напряжения постоянного тока 1 | |
SU1576966A1 (ru) | Устройство дл защиты от перенапр жений нагрузки, подключаемой к источнику питани |