Способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке и устройство для его осуществления

.8) Н,Н,ые пре2, с.4 аб азова ельа ракс Про ации 118. а емь Об ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБ(56) Моин В . С ., Лаптевзированные транзисторнтели. М.: Энергия, 197Кирсей В.Я., Гулыйтек И.ф. Устройство заного запуска ВИП с бесторным входом. - В сб.миниатюризации и унифиМ.: МДНТП, 1979, с.116(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В НАГРУЗКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1.Способ защиты источника вторичного электропитания от короткихзамыканий в нагрузке, заключающийсяв том,. что выделяют напряжение, пропорциональное току нагрузки, сравнивают его с заданным значением ипри превышении выделенным напряжением заданного формируют сигнал на отключение источника вторичного электропитания от сети, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты, послевыключения источника вторичного элек тропитания формируют дополнительноенапряжение, подают его в цепь нагрузки, получают напряжение, прьпорциональное току короткого замыканияв нагрузке, сравнивают его с опорным и при уменьшении этого напряжения ниже опорного включают источниквторичного электропитания. 2. Устройство для защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, снабженного блоком управления, содержащее первый датчик тока, включенный на выходе источника вторичного электропитания, параллельно первому датчику тока подключены последовательно соединенные туннельный диод и первичная обмотка импульснбго трансформатора, вторйчная обмотка которого предназначена для соединения с первым входом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем что с целью повыше- Э Фа ния эффективности защиты, введены 19 разделительный диод, ключевой элемент, второй датчик тока, пороговый элемент, генератор импульсов, триггер, два конденсатора и мостовой выпрямителв, причем выход генератора импульсов подключен к входу триггера, прямой и инверсный выходы которого через первый и второй конденсаторы подклю- фф чены к входу мостового выпрямителя, выход которого через последовательно . 1 Я соединенные второй датчик тока и клю Ь чевой элемент подключен к вторичной ОЕ 1 обмотке импульсного трансформатора, ф выход второго датчика тока через пороговый элемент предназначен для подключения к второму входу блока управления, управляющий вход ключевого элемента предназначен для подключения к первому выходу блока управления, а разделительный диод включен между вторичной обмоткой импульсного трансформатора и первым входом блока управления. ;3.аюлича о Устройство по п. 2, о т ю щ е е с я тем: чт1185487 вход генератора импульсов предназначен для соединения свторым выходом блока управления. 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты источников вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке.Целью изобретения является повышение эффективности защиты источникавторичного электропитания от короткихзамыканий в нагрузке.На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ,Устройство содержит разделительный трансформатор 1 и регулирующийэлемент 2 с блоком управления 3, вклю.ценные в цепь первичной обмотки трансформатора 1, при этом вторичная обмотка через выпрямитель 4 и первыйдатчик тока 5 подключена к нагрузке 6,причем параллельно первому датчикутока 5 подключены последовательносоединенные туннельный диод 7 и первичная обмотка 8 импульсного транс -форматора 9, вторичная обмотка 10которого соединена с первым входомблока управления 3. Устройство такжеснабжено разделительным диодом 11,порогов 6 м элементом 12, последовательно включенными генератором импульсов13, триггером 14, конденсаторами 15и 16, мостовым выпрямителем 17, вторым датчиком тока 18 и ключевым элементом 19, а блок управления 3 имеетпервый выход 20, соединенный с управляющим входом ключевого элемента 19,и второй вход 21, подключенный черезпороговый элемент 12 к второму датчику тока 18, причем ключевой элемент19 соединен с вторичной обмоткой 10импульсного трансформатора 9, а меж-.ду первым входом блока управления 3и вторичной обмоткой 10 импульсноготрансформатора 9 включен разделительный диод 11. Кроме того, блок управ-,ления 3 имеет второй выход 22, соеди 4, Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый датчик тока содержит последовательно соединенные резистор и диод, включенный в прямом направлении. 2ненный с генератором импульсов 13.Датчик тока 5 содержит последовательно соединенные резистор 23 и диод 24,включенный в прямом направлении по 5 отношению к току нагрузки.При воздействии дестабилизирующихфакторов регулирующий элемент 2 поддействием блока управления 3 изменяет напряжение в цепи первичной обмот О ки разделительного трансформатора 1таким образом, чтобы напряжение нанагрузке,Ь, поступающее через выпрямитель 4 и датчик тока 5 от вторич -ной обмотки разделительного трансфор матора 1, оставалось неизменным.При коротком замыкании в нагрузке6 увеличивается ток, потребляемыйот выпрямителя 4 и, следовательно,падение напряжения на датчике тока 20 5, Это напряжение, пропорциональноевеличине тока нагрузки, приложенок цепи, содержащей туннельный диод7 и первичную обмотку 8 импульсноготрансформатора 9.25 Когда оно превысит заданное значение, возникают управляющие импульсы в цепи туннельный диод 7 - перваяобмотка 8 импульсного трансформатора9.30 Эти управляющие импульсы передают.ся во вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9. Полярностьих такова, что разделительный диод11 открыт и они поступают в блок З 5 управления 3, который закрывает регулирующий элемент 2 и источник вторичного. электропитания выключается,Напряжение, поступающее в нагрузку6 от выпрямителя 4, уменьшается до о нуля. Кроме того, на выходе 20 блокауправления 3 и на управляющем входеключевого элемента 19 появляется отпирающее напряжение. Ключевой элемент 19 замыкается и 4 на вторичную обмотку 10 импульсного трансформатора 9 через датчик 18поступают импульсы напряжения, генерируемые генератором 13 и преобразованные триггером 14, конденсаторами 15 и 16, выпрямителем 17. Приэтом полярность напряжения на вторичной обмотке 10 импульсного трансформатора 9 обратная по отношению куправляющим импульсам, передаваемымиз первичной обмотки 8 до выключениявторичного источника питания, и разделительный диод 11 закрыт. Требуемая полярность этого напряжения обеспечивается соответствующим включением выхода выпрямителя 1, а конденсаторы 15 и 16 осуществляют гальваническое разделение между входом выпрямителя 17 и выходами (прямым иинверсным) триггера 14. На первичной обмотке 8 импульсного трансформатора 9 наводится напряжение, полярность которого такова, что по цепи обмотка 8 - выпрямитель 4 - короткозамкнутая нагрузка 6 - обмотка 8 протекает ток. При этом на датчике 18 выделяется напряжение, пропорциональное току короткого замыкания в . нагрузке 6, которое сравнивается с напряжением опорного источника. До тех пор, пока не устранено короткое замыкание в нагрузке 6, источник выключен.После устранения короткого замыкания изменяется напряжение на датчике 18 и пороговый элемент 12 через блок управления 3 открывает регулирующий элемент 2, включается источник вторичного электропитания, напряжение с выпрямителя 4 через датчик тока 5 поступает в нагрузку 6. Кроме того, пропадает напряжение на выходе 20 блока управления 3 и ключевой элемент 19 размыкается.Таким образом, реализуется способ защиты источника вторичного электропитания от коротких замыканий в нагрузке, при котором происходит автоматическое включение источника толькопосле устранения короткого замыкания,что повышает эффективность защиты,так как устраняются переходные процессы в источнике и в питающей сети, а также электромагнитные помехи. При этом импульсный трансформатор используется одновременно для передачи информации о наличии короткого замыкания, управляющих импульсов в блоке управления и выключении источника, а также для получения и передачи информации об устранении короткого замыкания в нагрузке и включения источника.В рассмотренном варианте реализации способа защиты генератор импульсов 13 генерирует импульсы напряжения как при включенном, так и при выключенном источнике. Если выход 22 блока управления соединить с генератором импульсов 13, последний включается только при выключении источника из-за короткого замыкания в нагрузке, а при включенном источнике генератор импульсов 13 выключен, При этом повышается КПД и эффективность защиты.Датчик тока 5 в устройстве реализации способа защиты может быть выполнен по любой иэ известных схем, например может использоваться резистивный датчик. Величина резистора датчика тока, как правило, имеет малую величину для того, чтобы КПД источника был достаточно высоким.Поэтому через резистор датчика тока протекает сравнительно большой ток от обмотки 8 импульсного трансформатора 9, когда источник выключен, а ключевой элемент 19 замкнут. При выполне. нии датчика тока 5 в виде последовательного соединения резистора 23 и диода 24 этот ток равен нулю, так как для него диод 24 включен в непроводящем направлении, что также повышает эффективность защиты. Причем диод 24 по отношению к току нагрузки включен в проводящем направлении, а падение напряжения на нем от тока нагрузки используется как .часть напряжения, пропорционального величине тока нагрузки и используемого для сравнения с заданным значением.1185487 Составитель О.Мещерякова Текред И,Кузьма, Корректор Е.Рошко Редактор А,Гулько Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная, 4 Заказ 6385/53 Тираж 619 , Подписное ВН 1 ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5