Устройство для защиты и контроля напряжения выходных сигналов электронных цепей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111 53246 Союз Советских Социалистических Республик) М. Ел.- "Н 02 Н 308 1841670 0 Государственный номит Совета .минстрое ССС ло делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобрстення ностранцыГендрых и Ростислав (ЧССР) данскь нек Долежал(71) Заявитель Иностранное нреднрня 1 неВызкумны устав математицких стр(ЧССР) Изобретение щиты и контрол электронных це их перегрузки,Известна защ вующих плавки включены по цепи. помощью быстродеист дохранителей, которь ательно защищаемо ледо 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛО тносится к устроиствам зая выходных сигналов мощных ей с целью предотвращения Недостатком такои защиты является медленное отключение, так что до сгорания предохранителя может произойти пробойтранзисторов 1,Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для защиты и контроля напряжения выходных сигналов электронных цепей, содержащее источник питания с несколькими входами, к которому через коммутирующие элементы подключены электронные цепи и зап 1 итный блок, реагирующий на падение напряжения за счет протекания тока по нему 2,Недостаток этой защиты состоит в том, что последовательно между источником питания и защищаемым элементом включен блок, который ухудшает свойства источника.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и скорости отключения устройства для защиты и контроля напряжения И КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ выходных сигналов электронных цепеи, в особенности для контроля по меньшей мере двух последовательностей импульсных сигналов.Это достигается тем, что защитный блок со держит соединенные последовательно общийлогический элемент, элемент формирования и задержки и исполнительный элемент, причем входы защитного блока подключены параллельно к входам электронных цепей, а выход 1 О защитного блока - к коммутирующему элементу.На фиг. 1 приведена блок-схема цепи защиты; на фиг. 2 - пример конкретной схемы цени защиты импульсного усилителя.15 Контролируемое и защищаемоеустройство 1(фиг. 1) подключено ко входам защитного блока, который содержит логический элемент 2, оценивающий и различающий сигналы с выходов защищаемого устройства 1. В случае, ес лн но меньшей мере на одном из выходов защищаемого устройства 1 появляется недопустимый сигнал, на выходе логического элемента 2 появляется сигнал неисправности, который подводится к элементу формирования и 25 задержки 3 (э 1 от элемент может отсутствовать), Выход элемента формирования и задержки 3 подключен к исполнительному элемег)тх 4, который воздействует на коммутиру5321 3ющпй элемент 5. Коммутирующий элемент 5 соединен с источником питания 6 защищаемого устройства 1. С выходов защищаемого устройства 1 снимаются сочетания напряжений импульсных сигналов, которые подводятся к логическому элементу 2 для оценки. Логический элемент 2 определяет, являются ли импульсные сигналы на всех выходах защищаемого устройства 1 допустимыми или недопустпмымн, В случае, если на выходах защищаемого устройства появляется по меньшей морс один недопустимый сигнал, логический элемент 2 выдает сигнал неисправности в элемент формирования и задержки 3, который формирует сигнал неисправности, поступающий с выхода логического элемента 2 в энергетическом и временном отношении.Исполнительный элемент 4 формирует сигнал с выхода логического элемента 2 в отношении мощности (или же выходной сигнал элемента формирования и задержки 3), так чтобы он мог быть обработан в коммутирующем элементе 5. Задача коммутирующего элемента 5 состоит в том, чтобы возможно быстрее отключить источник питания 6 защищаемого устройства 1. Защищаемое устройство 1 при этом переводится в нерабочее состояние так, что возникшая неисправность не может вызвать его повреждения.На фиг. 2 приведен пример конкретной схемы цепи контроля и защиты в соединении с элементом формирования и задержки, Защищаемое устройство 1 представлят собой мостовую схему на четырех мощных транзисторах 7 - 10 выходного каскада импульсного сервоусилителя (не показан). Необходимо, чтобы не были одновременно включены (открыты) или первый мощный транзистор 7 и третий мощный транзистор 8, или второй мощный транзистор 9 и одновременно четвертый мощный транзистор 10 мостовой схемы. В случае появления такого состояния на первом и на втором выходе контролируемого устройства 1 (в данном случае импульсного сервоусилителя) появляются недопустимые сигналы, которые логический элемент 2 по своему выходу выдает, как сигнал неисправности.И наоборот, допустимым состоянием является, когда одновременно открыты или первый мощный транзистор 7 и четвертый мощный транзистор 10 мостовой схемы, или второй мощный транзистор 9 и одновременно третий мощный транзистор 8. На первом и втором выходе 11, 12 мостовой схемы выходного каскада импульсного сервоусилителя, который представляет контролируемое и защищаемое устройство 1, таким образом контролируются уровни напряжения. Сочетание напряжений импульсных сигналов по этим двум выходам подводится к логическому элементу 2. Они одновременно представляют вход схемы контроля и защиты.Логический элемент 2, оценивающий допустимые и недопустимые состояния, состоит из первого и второго транзисторов 13, 14, че 5 1 О 15 20 25 зз 35 40 45 50 55 ао 46тырех диодов 15 - 18, резисторов 19, 20. Диоды 15 - 18 предотвращают недопустимые напряжения на первом и втором транзисторах 13, 14 логического элемента 2 (возможно выполнение и по другой схеме).Логический элемент 2 выполняет в этом случае следующую логическую функциюу -= аб+абгде а - верхний уровень импульса на первомвходе логического элемента 2;а - нижний уровень импульса на первомвходе логического элемента 2;б - верхний уровень импульса на второмвходе логического элемента 2;б - нижний уровень импульса на второмвходе логического элемента 2;д - выходное напряжение на третьем резисторе 21, подключенном на выходе логического элемента 2.Интегрирующая цепочка элемента формирования и задержки, состоящая из первого резистора 22 и из первого конденсатора 23, производит задержку времени и устранение нежелательных пиков напряжения в элементе формирования и задержки 3, если они проникают через логический элемент 2. На выходе интегрирующей цепочки включен транзистор 24 элемента формирования и задержки 3, коллектор транзистора запитывается от стабилизатора напряжения, состоящего из диода Зенера 25 и резистора 26. Этот стабилизатор вместе с резистором 27 и конденсатором 28 цепи формирования и задержки 3 устраняет появляющиеся в напряжении питания пики. Диод 29 цепи формирования и задержки 3 предотвращает появление недопустимых напряжений на транзисторе 24. Коллектор транзистора 24 соединен с управляющим электродом тиристора 30, который является исполнительной цепью 4 (исполнительная цепь мо жет быть, например, дополнена усилителем). Коммутирующий элемент образован цепьк: анод - катод тиристора 30 (она может быть выполнена и в другом варианте). Коммутирующий элемент 5, анод - катод тиристора 30 при своем коротком замыкании вызывает отключение автомата защиты, который является составной частью источника питания защищаемого устройства 1. Тиристор 30 замыкает питающее напряжение накоротко, и за счет этого сгорает предохранитель или срабатывает автомат защиты питающего напряжения. Скорость срабатывания защиты при этом уже не определяется сравнительно большим временем срабатывания автомата защиты или предохранителя, а определяется сравнительно малым временем поджига тиристора ТУ и выбором элементов задержки цепи формирования и задержки 3. Таким образом, получается быстрая реакция всей схемы защиты, а именно порядка десятков микросекунд.Жесткость источника питания не ухудшается какими-либо последовательными элементами, Логический элемент 2 в зависимости от5321461 требований к защищаемому устройству может быть модифицирован. Коммутирующая цепь в соответствии с особыми требованиями к источнику питания защищаемого устройства может быть также модифицирована.Изобретение может быть использовано в счетно-решающей технике и автоматике, в особенности в случае электронного включе- НИЯ МОЩНЫХ ЭЛСМСНТОВ. Формула изобретения Устройство для защиты и контроля напряжения выходных сш палов электронных цепей, содержащее источник питания с несколькими выходамн) и которому через коммутирующие элементы подключены электронные цепи и защитный блок, отличающееся тем,что, с целью повышения помехоустойчивостии скорости отключения, защитный блок содержит соединенные последовательно общий ло 5 гический элемент, элемент формирования изадержки и исполнительный элемент, причемвходы защитного блока подключены параллельно к входам электронных цепей, а выходзанитного блока - к коммутирующему эле 10 менту,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. В. Л. Лндреев, В. Л. Фабрикант. Релейнаязащита распределенных электрических сетей,15 изд. Высшая школа, 1965 г5 - 2.2. Лвт. свид. СССР316150, М. Кл. Н 02 Н7 10, 1970 г. (прототип).