SU974358A1 - Устройство электронной защиты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты стабилизированных источников питани  Известно устройство комплексной электронной защиты стабилизатора напр жени , содержащее включенные последовательно в выходную шину стабилизатора регулирующий транзистор и датчик тока, транзистор защиты, эмит тер которого подключен к выходу стабилизатора , база через первый резистор - к эмиттеру регулирующего транзистора и через последовательно соединенные второй резистор и стабилитрон - к общей шине, а между коллект ( iOM и базой транзистора защиты включен конденсатор, дифференциальный усилитель (ДУ) на двух транзисторах в цепи эмиттеров которых включен ток питающий каскад с токостабилизирующим транзистором, и подключенный к источнику опорного напр жени , подсоединенного через кнопку к входным зажимам стабилизатора напр жени , делитель опорного напр жени , подключенный средней точкой к первому входу ДУ, делитель выходк ого напр жени  стабилизатора, подключенный средней точкой ко второму входу ДУ, и блокирующий транзистор, соединенный базой через делитель с первым выходом ДУ, эмиттером - с общей шиной, а коллектором подключенный к базе регулирующего транзистора и через последовательно соединенные диод и третий резистор к коллектору .транзистора защиты, причем их обща  точка (анод диода) соединен с базой токостабилизирующего транзистора 1. Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности  вл етс  устройство комплексной электронной защиты ВИП, содержащее стабилизатор напр жени , подключенный своим входом к выходу источника питани , имеющим общую шину с стаби397 лизатором напр жени , источник опорного напр жени , подсоединенный своим входом к выходу источника питани  а выходом - к первому входу ДУ,датчик то КЗ, включенный последовательно в силовую шину стабилизатора напр жени  и делитель выходного напр жени , включенный параллельно выходным выводам , а средней точкой соединенный с вторым входом дифференциального усилител  2. Недостатками устройства  вл ютс , прежде всего, низкое быстродействие срабатывани  устройства за1циты при, как правило, медленном изменении уров н  контролируемого ппараметра стабилизатора напр жени  и особенно в случае корЪткого замыкани  на выходе стабилизатора. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и надежности работы устройства электронной защиты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство электронной защиты введены эмиттерный повторитель, цепь импульсного смещени  и триггер, подсоединенный своим выходом через резистор к третьему входу дифференциаль ного усилител , первым входом - парал лельно к датчику тока, а вторым входом - к выходу эмиттерного повторител , подсоединенного к защитному входу стабилизатора напр жени , а вход эмит терного повторител  через разв зывающие диоды подключен к выходам дифференциального усилител , цепь импульс ного смещени , выполненна  в виде последовательно включенным конденсато ра, зашунтированного резистором, и ди ода, подсоединена входом к выходу источника питани , а выходом - к третье му входу дифференциального усилител . На чертеже представлена принципиальна  схема устройства электронной защцты. Устройство содержит имеющие общую шину стабилизатор напр жени  1 (СИ) с импульсным или непрерывным регулированием , источник питани  2, к одному выходу которого подключен стабилизатор напр жени  1, дифференциальный усилитель 3 (ДУ) имеющий три входа и два выхода, подключенный через кноп ку к другому выходу источника питани  2, источник опорного напр жени , состо щий из последовательно включенных резистора 5 и стабилитрона 6, и подключенный входом через кнопку А к плюсу источника питани  2, а выходомк первому входу ДУ 3. делительвыходного напр жени  7, подключенный своими концами к нагрузке 8, а средней точкой - ко второму входу ДУ 3, цепь подачи импульснрго смещени  9 на вход ДУ 3, состо щую из последовательно включеннь1х конденсатора 19, зашунтированного резистором 11 и диода 12 и подключенную с одной стороны через кнопку Ц к плюсу источника питани , а с другой - к третьему входу ДУ 3, датчик тока 13, подключенный между плюсом стабилизатора напр жени  1 и нагрузкой 8, триггер 1, выпопненный на транзисторах 15 и 1б разного типа проводимости и последовательно включенных резисторах 17 и 18, присоединенных между коллектором транзистора 15 и.общей шиной, а средней точкой - к базе транзистора 16, резистора 19, подключенным между коллектором транзистора 16 и базой транзистора 15, потенциометра 20, присоединенным своими концами к нагрузке 8,- а средней точкой - к базе транзистора 15, цепи эмиттерного смещени  транзистора 15, состо чщей из последовательно включенных резистора 21, присоединенного к общей шине, и диода 22, анодом подключенного к плюсу стабилизатора напр жени  1, а средней точкой - к эмиттеру транзистора 15, один выход триггера (коллектор транзистора 16) присоединен через резистор 23 к третьему входу ДУ 3, а первый вход триггера It .(анод диода 22 - потенциометр 20) подключен параллельно к датчику тока 13, эмиттерный повторитель на транзисторе 2Ц, коллектором подключенный к источнику питани  2 через кнопку j, входом - к выходам ДУ 3 через разв зывающие диоды 25 и 26 с эмиттером присоединенной к входу хзащиты стабилизатора напр жени  1 и через резистор 27 - ко второ му входу триггера I база транзистора 16, Устройство защиты работает следующим образом. В исходном состо нии кнопка k замкнута , на первый вход ДУ 3 поступает опорное напр жение со стабилитрона 6, а на второй вход ДУ 3 - контролируемое напр жение с нагрузки 8 через делитель выходного напр жени  7- На третий вход ДУ 3 подаетс  некоторый положительный уровень напр жени  с

нагрузки 8 через потенциометр 20 и резисторы 19, 23, так как в исходном состо нии транзисторы 15 и 16 триггера 1 наход тс  в закрытом состо нии за счет подачи отрицательного смещени  в эмиттер транзистора 15 р-п-р типа проводимости. На выходах ДУ 3 имеетс  низкий положительный уровень напр жени , который не может перевести транзистор- 16 триггера 14 в открытое состо ние (через разв зывающие диоды 25 и 26 и эмиттерный .повторитель на транзисторе 24). Низкий уровень положительного напр жени , снимаемый с эмиттера транзистора 24, не выключает стабилизатор напр жени  1 по защитному входу.

При уменьшении выходного напр жени  стабилизатора напр жени  1 до минимально допустимого уровн  напр жение на одном из выходов ДУ 3 повы-. шаетс  и поступает через диод 25 или 26 на базу транзистора Д и далее через резистор 27 на второй вход триггера 14 (база транзистора 16). При .достижении сигналом уровн  порога .срабатывани  триггера 14 по второму ;входу последний срабатывает, транзис|торы 15 и 16 переход т во включенное {состо ние. При этом низкое коллектор|ное напр жение насыщени  транзистора 1б поступает на третий вход ДУ 3 его токопитающий каскад запираетс  и на выходах ДУ 3 по вл етс  высокий уровень напр жени . Таким образом, осуществл етс  нелинейна  положительна  обратна  св зь с одновременным запоминанием высокого уровн  напр жени  на выходах ДУ 3 за счет транзистора 16 триггера 14. Одновременно сигнал высокого уровн , снимаемый с эмиттерного повторител , выключает стабилизатор напр жени  1 по защитному входу и последний снимает напр жение с нагрузки 8. Это состо ние срабатывани  устройства электронной защиты может продолжатьс  неограниченное врем , пока поступает питание на ДУ 3, поскольку заперт его токопитающий каскад. Дл  возврата устройства электронной защиты в исходное состо ние необходимо с помощью кнопки 4 обесточить на некоторое врем  ДУ 3 и эмиттерный повторитель на транзисторе 24 и затем вновь подать напр жение с источника питани  2.

При увеличении выходного напр жени  стабилизатора напр жени  1 до

максимально допустимого уровн  напр жени  на одном из выходов ДУ 3 повышаетс  и поступает через соответствующий диод 25 или 2б на базу транзистора 24 и далее через резистор 27

на второй вход триггера 14 (базу транзистора 16). В дальнейшем процесс срабатывани  устройства электронной защиты происходит аналогично предыдущему случаю.

В случае расту1чей перегрузки по току стабилизатора напр жени  1 или короткому замыканию на нагрузке 8 напр жение , снимаемое с датчика тока

13, увеличиваетс . При достижении напр жением на датчике тока 13 порогового уровн  срабатывани  триггера 14 по первому входу транзисторы 15 и 16 последнего переход т во включен|ное состо ние и весь дальнейший провесе функционировани  схемы устройст ва электронной защиты происходит аналогично уже рассмотренным случа м. Одновременно в случае короткого замыкани  на нагрузке 8 дифференциальный усилитель 3 дополнительно реагирует и на снижение выходного напр жени  стабилизатора напр жени  1, т. е. устройство электронной защиты в этом случае  вл етс  как бы резервированным и таким образом обладает повышенной надежностью . Потенциометром 20 регулируетс  пороговый уровень срабатывани  - триггера ,14 по первому входу и

тем самым регулируетс  величина предельно допустимого тока (ток перегрузки стабилизатора напр же (НИЯ) ..

Цепь импульсного смещени  9, состо ща  из последовательно включенных конденсатора 10, зашунтированного резистором 11, и диода 12 применена дл  исключени  возможности срабатывани  устройства электронной

защиты при включении источника питйни  2 в сеть, В момент включени  источника питани  2 в сеть перепад положительного напр жени  через нормально замкнутую кнопку 4, конденсатор 10 и диод 12 поступает на третий вход ДУ 3. Конденсатор 10 зар жа сь поддерживает ток токопитающего каскада ДУ 3 на врем  установлени  номинального выходного напр жени  стабилизатора 1. В установившемс  режиме зар женный конденсатор 10 не оказывает вли ни  на смещение по третьему входу ДУ 3.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № , кл, G 05 F 1/58, 1975.

2.Вопросы радиоэлектроники. Сери  общетехническа . 1977i № 12, с. 13 4-136.