Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее проходной транзистор, эмиттер которЪго/соединен с плюсовой шиной источника питания, а коллектор с плюсовой шиной нагрузки, усилитель постоянного тока, первый диод, три резистора и конденсатор, последовательно соединенный с четвертым резистором, отличающе вся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, усилитель постоянного тока выполнен в виде компаратора, положительная и,отрицательная шины питания которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питания соответственно , прямой вход компаратора, через первый резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно .соединенные катоданод первого диода, и второй резистор - с базой проходного транзистора , между плюсовой и минусовой шинами источника питания включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверсным входом компаратора , а анод - с минусовой шиной источника питания, при этом (Л коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер - с минусовой ииной источника питания, общая точка упомянутьп: конденсатора и четвертого резистора через катод-анод второго диода подключена к коллексл тору выходного транзистора компарасо тора, вьшод четвертого резистора к плюсовой шине, а вывод конденсатора - к минусовой шине источника питания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(511 Н 02 Н 3 20

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3661 305/24-07 (22) 17. 11.83 (46) 30.05.85. Бюл. Р 20 (72) Н.B. Ермолаев и Н.Г. Алферов (71) Московский .дважды ордена Трудового Красного Знамени прожекторный завод (53) 621.316.722.1.(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 467430, кл. Н 02 Н 3/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 706899, кл. Н 02 Н 3/24, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР к" 907663, кл. Н 02 Н 3/20, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

НАГРУЗКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее проходной транзистор, эмиттер которого, соединен с плюсовой шиной источника питания, а коллектор с плюсовой шиной нагрузки, усилитель постоянного тока, первый диод, три резистора и конденсатор, последовательно соединенный с четвертым резистором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, усилитель постоянного тока выполнен в виде компаратора, положительная и,отри„„SU „„1159101 цательная шины питания которого подключены к плюсовой и минусовой шинам источника питания соответственно, прямой вход компаратора. через первый резистор соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно соединенные катоданод первого диода.и второй резистор — с базой проходного транзистора, между плюсовой и минусовой шинами источника питания включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора и вновь введенного стабилитрона, катод которого соединен с инверсным входом компаратора, а анод — с минусовой шиной источника питания, при этом коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер — с минусовой пикой источника питания, общая точка упомянутьс: конденсатора и четвертого резистора через катод-анод второго диода подключена к коллектору выходного транзистора компаратора, вывод четвертого резистора— к плюсовой шине, а вывод конденсатора — к минусовой шине источника питания.

»s o<

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для зашиты низковольтных потребктелей от аварийных повышений напряжения.источника литания.

Известно устоойство для защиты нагрузки от повышения напряжения источника питания, содержащее защитный транзистор и орган сравнения, состоящий из транзистора, коллектор которого через резистор соединен с шиной источника питания, эмиттер соединен с второй шиной источника питания, а база через резистор подключена к точке соединения туннельного диода и реэистора, причем второй конец резистора подключен к первой шине, а второй кОнец туннельного диода — ко второй шине источника питания; защитный О транзистор включен во вторую шику источника питания коллектором к выходу и эмиттером к источнику питания, а база его через диод соединена с коллектором транзистора органа сравнения Г1 .

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность, низкая точность срабатывания, а также возможность возникновения автоколебмпиЪ при напряжении, близком к порогу срабатывания.

Известно устройство для защиты электроприборов от повышения и понижения напряжения, содержащее исполнительный элемент в виде электро- З5 магнитного реле с блокировкой, нормалько разомкнутые контакты которого включены последовательно с нагрузкой, стабилизатор, выполненный на последовательно соединенных балластном резисторе и стабилитронах, цепочку реэисторного делителя напряжения и конденсатор; устройство также снабжено дополнительным . делителем напряжения, двухполярньич

45 дифференциальным оптроном, вход которого подключен между средними точками стабилитронов и резисторного делителя а Фотодвухбазовый

50 выход оптрона подключен последовательно электромагни.кому реле в средней точке стабилитронов, причем к эмиттеру фотодвухбазового диода подключены конденсатор и срецняя точка дополнительного делителя, образованного резистором, подключенным, к минусу источника питания, и фотореэисторным выходом оптрона, электрически связанным с анодом стабнлитрока и балластным резистором (2 ).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие за счет большого времени включекия электромеханического реле.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для защиты HarpysKB от перенапряжений на выходе источника питания, содержащее проходной транзистор, эмиттер которого соединен с плюсовой шиной источника питания, а коллектор — с плюсовой шиной нагрузки, усилитель постоянного тока, перв 3 диод, три резистора и конденсатор,последовательно соединенный с четвертым резистором (3 ), Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, сложность схемы и низкая надежность.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства.

Цель достигается тем, что усилитель постоянного тока выполнен в виде компаратора, положительная и отоиизтельная шика питания которого подключены к плю;.окой и микусовой шинам источника питания соответственно, прямой вход компаратора. через первый резистор соединен с плюсовой шиной кагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода и второй резистор — с базой проходного транзистора, между плюсовой и минусовой шинами источника питания включена цепь иэ последова-. тельно соединенных третьего резистора и вновь введекного стабилитрона, катод которого соединен с инверсным входом компаратора, а анод — с ми-. нусовой шиной источника питания,при этом коллектор выходного транзистора компаратора соединен с анодом первого диода, а эмиттер — с минусовой шиной источника питания, общая точка упомянутых конденсатора и четвертого резистора через катоданод второго диода подключена к коллектору выходного транзистора компаратора, вывод четвертого резистора — к плюсовой шине, а вывод конденсатора — к минусовой шине источника питания.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для защиты нагрузки от перенапряжений.

1159

Устройство для защиты нагрузки

1 от перенапряжений на выходе источника питания 2 содержит проходной транзистор 3., эмиттер которого соединен с плюсовой шиной источника питания ?, а коллектор — с плюсовой ши-. ной нагрузки 1, усилитель 4 постоянного тока, первый диод 5, первый резистор б, второй резистор 7,третий резистор 8, четвертый резистор 9, fg последовательно соединенный с конденсгтором 10. Усилитель 4 постоянного тока выполнен в вице момпаратора, положительная и отрицательная шины питания которого подключены к плюсовой н минусовой шинам источника питания 2 соответственно, прямой вход компаратора 4 через первый резистор б соединен с плюсовой шиной нагрузки, а через последовательно соединенные катод-анод первого диода 5 и второй резистор 7 — с базой проходного транt зистора 3, между плюсовой н минусовой шинами источника питания 2

25 . включена цепь из последовательно соединенных третьего резистора 8 и вновь введенного стабилитрона

11, катод которого соединен с ин,версным входом компаратора 4, а анод — с минусовой шиной источника питания 2, при этом коллектор К выходного транзистора компаратора 4 соединен с анодом первого диода 5, а эмиттер 3 этого. транзистора — с минусовой шиной источника питания

2, общая точка конден атора 10 и четвертого резистора 9 через катод-анод второго диода !2 подключена к коллектору выходного транзистора компаратора, вывод четвертого резистора 9 — к плюсовой, а вывод

101 4 конденсатора 10 - к минусовой шинам источника питания 2 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника питания 2 транзистор 3 открывается базовым током, протекающим по ре истору 7, диоду 12 и конденсатору 10, емкость которого выбирается таким образом, чтобы эа время заряда успело нарасти опорное напряжение на инверсном входе, компаратора 4 до уровня срабатывания компаратора, после чего конденсатор 10 шунтируется выходным транзистором компаратора 4, а транзистср 3 находится в насыщении и пропускает ток в нагрузку 1. Нри увеличении выходного напряжения источника питания 2. выше опорного напряжения компаратор 4 срабатывает и обрывает протекание базового тока транзистора 3. Высокий потенциал на выходе компаратора 4 исключает повторное срабатывание компаратора нз-эа обратной свяэч на прямой вход через диод S. Восстановление работы схемы происходит после устранения неисправности в источнике питания 2 и его повторного включения. Лри этом разряд конденсатора

10 происходит через резистор 9 и источник питания 2.

Применение компаратора с обратной связью по прямому входу обеспечивает высокое быстродействие устройства и п 1зволяет повысить его надежность вследствие значительного сокращения числа элементов, участвующих в отключении нагрузки.

1159101

Заказ 3602/53

Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель О. Орлов

Редактор О. Колесникова Texpea Jl. Коцвбняк Корректор Е, Сирохман