Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры от превышения напряжения

Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от превышения напряжения предназначено для защиты аппаратуры от воздействия переходных режимов работы первичного источника постоянного напряжения +27В с параметрами переходных режимов: напряжением до 65В длительностью до 0,5 сек, выдаваемых генератором в момент его пуска и кратковременные превышения напряжения в процессе работы до 50В, длительностью до 50 мс, а также для защиты РЭА от воздействия переходных режимов работы иных систем первичного электроснабжения постоянного тока. Устройство защиты РЭА от превышения напряжения автоматически отключает от источника электроснабжения нагрузку с минимальной временной задержкой в момент превышения предельно допустимого для аппаратуры напряжения на время переходного процесса. Устройство защиты радиоэлектроной аппаратуры от превышения напряжения содержит: общую шину; последовательно соединенные входную шину, ключ с управляющим входом и выходную шину; управляющий элемент с двумя входами сравнения напряжений, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а первый вход соединен с входной шиной; пороговый элемент, включенный между вторым входом управляющего элемента и общей шиной.

Устройство защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от превышения напряжения предназначено для защиты аппаратуры специального назначения от воздействия переходных режимов работы первичного источника +27 В, предусмотренных требованиями ГОСТ 19705-89: предельные значения - 65 В длительностью до 0,5 сек подаваемого с генератора напряжения в момент его пуска; кратковременные превышения в процессе работы до 50 В, длительностью до 50 мс, а также для защиты радиоэлектронной аппаратуры от воздействия переходных режимов работы иных систем первичного электроснабжения постоянного тока.

Известно устройство для защиты нагрузки от перенапряжения [1] (Патент 1840216 Устройство для защиты средств связи от импульсных перенапряжений), содержащее блок задержки, пороговый элемент, формирователь импульсов управления, регулирующий и управляющий транзисторы, пороговую стабилитронно-резистивную цепочку, токозадающий и ограничительный резисторы, диодную матрицу. Устройство подключено между источником напряжения и нагрузкой. Устройство позволяет ограничить амплитуду переходного процесса.

Недостатками устройства для защиты нагрузки от перенапряжения [1], является наличие линейного режима работы регулирующего транзистора, что ограничивает применение его при повышенных уровнях проходящей мощности, а также определенная сложность схемотехнического построения.

Целю создания заявляемого устройства является защита РЭА от воздействия напряжения переходного режима в сети электроснабжения с параметрами по ГОСТ 19705-89 или аналогичными, способного привести к отказу аппаратуры.

Это достигается тем, что нагрузка автоматически отключается от источника электроснабжения с минимальной временной задержкой в момент превышения предельно допустимого для аппаратуры напряжения на время переходного процесса.

Устройство защиты радиоэлектроной аппаратуры от превышения напряжения содержит: общую шину; последовательно соединенные входную шину, ключ с управляющим входом и выходную шину; управляющий элемент с двумя входами сравнения напряжений, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а первый вход соединен с входной шиной; пороговый элемент, включенный между вторым входом управляющего элемента и общей шиной.

На чертеже (фиг.1) представлена схема устройства защиты РЭА от превышения напряжения.

Устройство защиты радиоэлектроной аппаратуры от превышения напряжения (фиг.1) содержит: общую шину (1); входную шину (2), ключ (3) с управляющим входом, выходную шину (4); управляющий элемент (5) и пороговый элемент (6). На фиг.1 также показаны источник напряжения 7 и защищаемая аппаратура 8.

Устройство защиты радиоэлектроной аппаратуры от превышения -напряжения в штатном режиме обеспечивает соединение источника напряжения (7) с нагрузкой (8) через ключ (3), находящийся в замкнутом состоянии под действием сигнала с выхода управляющего элемента (5), выполняющего функцию сравнивающего устройства двух напряжений: напряжения на входной шине 2 с напряжением на пороговом элементе (6), уровень которого соответствует максимально-допустимому напряжению для нагрузки 8.

При превышении напряжения на входной шине 2 порогового уровня напряжения, задаваемого пороговым элементом (6), управляющий элемент (5) вырабатывает сигнал на отключение нагрузки, размыкая ключ (3) на время действия переходного режима.

На рисунке фиг.2 приведена схема практической реализации защитного устройства.. Обозначения 1, 2, 3, 4, 5 и 6 соответствуют обозначениям на фиг.1 Ключ 3 состоит из полевого транзистора и стабилитрона, защищающего затвор, управляющий элемент 5 включает в себя р-п-р транзистор, ограничительные резисторы и емкость задержки срабатывания устройства от помеховых перенапряжений, пороговое устройство 6 выполнено на стабилитроне, а так же-входная диодная матрица 9 от переполюсовки входного напряжения.

В схеме фиг.2 применены полевой транзистор IRF5210 с защитным стабилитроном BZX84C 15, пороговый стабилитрон BZX55C33, в управляющем элементе - транзистор 2Т208 с ограничительными резисторами Rl, R2,R3 типа С2-33 и емкостью С типа К10-17, а так же диодная матрица - CPQ40\80,

В конструкции защитного устройства, изготовленной по схеме фиг.1 используются следующие функциональные структуры:

управляющий элемент 5 - сравнивает напряжения входной шины 2 и порогового элемента 6 и при превышении аварийного порога разряжает емкость затвора ключа 3, запирая его. При снятии превышающего напряжения ключ 3 открывается напряжением на затворае от источника входного напряжения.

Испытания патентуемого устройства защиты радиоэлектронной аппаратуры от превышения напряжения соответствующего функциональной схеме фиг.1 и изготовленного по принципиальной схеме фиг.2 проведены в составе изделия, подготовленного для серийного производства, с положительными результатами.

Источники информации

1. Патент 1840216 Устройство для защиты средств связи от импульсных перенапряжений.

2. Патент 2069436 Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения.

Устройство защиты радиоэлектроной аппаратуры от превышения напряжения содержит: общую шину; последовательно соединенные входную шину, ключ с управляющим входом и выходную шину; управляющий элемент с двумя входами сравнения напряжений, выход которого соединен с управляющим входом ключа, а первый вход соединен с входной шиной; пороговый элемент, включенный между вторым входом управляющего элемента и общей шиной.