Устройство для защиты нагрузки от изменения питающего напряжения

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИК 9) С 11) 1) 4 Н 02 Н 320, 5(0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ-лы,1 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ереванси проектныйных систем уп(56) Авторско801172, клАвторское680101, кл Бюл.23 кий научно-исслед институт автом равления городом тваиатрян, Э. А. жян и Ж. А. Бала 25 (088.8) е свидетельство С Н 02 Н 3/20, 198 свидетельство ССС Н 02 Н 5/00, 197(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА 1 ЦИТЪ НАГРУЗКИ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности и точности срабатывания защиты. Это достигается тем, что при отклонении напряжения на нагрузке 1 выше задаваемого предела напряжение на аноде диода 26, снимаемое с резисторного делителя напряжения 7, становится больше напряжения, приложенного к эмиттеру транзистора 9, Открывается диод 26, в результате увеличивается базовый и коллекторный токи транзистора 9, а базовый и коллекторный токи транзистора 11 уменьшаются и повышается напряжение на его коллекторе. Это приводит в действие положительную обратную связь, в результате чего происходит отключение электропитания., 1 з. и. фИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания электронной аппаратуры.Цель изобретения - повышение надежности, точности срабатывания защиты и быстродействия.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.Устройство для защиты нагрузки 1 от изменения напряжения источника 2 питания содержит цепочку 3 опорного напряжения, состоящую из последовательно соединешнях первого резистора 4 и первого стабилитрона 5, анод которого соединен с отрицательным выводом источника питания, первый 6 и второй 7 резисторные делители напряжения, первыми выводами подклкчепцые к отрицательному выводу источ сика питания, реагирующий орган 8, выполцс иный на первом транзисторе ,), коллехгор которого соединен с первым выводом второго резистора 10, втором транзисторе 11, коллектор которого соединен с первым выводом третьего резистора 12, третьем транзисторе 13, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника пцтапи, втором стабилитроне 14, конденсаторе 15, четвертом резисторе 16, первым выводом соединенном с базой первого транзистора, пятом 7 и шестом 18 резисторах, и исполнительный орган 19, силовой коммутирукь щий элемент 20 которого, выполненнцц на четвертом транзисторе, включен в цепь питания нагрузки между положительным вцволом источника питания и положительным выводом питания нагрузки, а входы 21 и 22 исполнительного органа подключены к выходам 23 и 24 реагирующего органа, первый диод 25, катодом соединенный со средней точкой первого делителя напряжения, а анодом -- с коллектором первого и с базой второго транзисторов реагирующего органа 8, второй диод 26, анод которого соединен со средней точкой второго делителя напряжения, а катодс базой первого и с коллектором третьего трацзисторов реагирующего органа 8, и гив тий диод 27, анод которого соедицс.ц с отрицательным выводом источника питашгн, а катод - с базой трстьего транзистора 13 и с первым выводом конденсатора 15, второй вывод которого через пятый резистор 7 соединен с катодом второго стабилитрона 14 и с вторыми выводами первого, второго и третьего резисторов и с первым выводом шестого резистора 18, вторым выводом соединенного с положительным взсводом источника питания, анод второго стабилитроца 4 соединен с отрицательным выводом источника питания, второй вывод четвертого резистора 6 соеднцсп с коллс к. тором второго транзистора 11, служащим плюсовым выходом реагирующего органа, эммитеры первого и второго транзисторов соединены со средней точкой цепочки 3 5 1 О 5 20 2. .30 3.3 40 41 50 опорного напряжения, служащей минусовым выходом реагирующего органа, при этом вторые выводы первого и второго делителей напряжения соединены с положительным выводом питания нагрузки, а отрицательный вывод питания нагрузки соединен с отрицательным выводом источника питания непосредственно.В исполнительном органе имеется силовой коммутирующий элемент, выполненный на четвертом транзисторе 20, эмиттер которого соединен с положительным выводом источника питания, коллектор - с положительным выводом питания нагрузки, а база - с коллектором пятого транзистора 28, эмиттер которого через анод-катод четвертого диода 29 соединен с эмиттером шестого транзистора 30, служащим минусовым входом исполнительного органа 19, плюсовым входом которого служит первый вывод седьмого резистора 31, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора 30, Кроме того, имеется духступенчатый делитель 32 напряжения с двумя средними точками, первая средняя точка которого со стороны отрицательного вывода источника питания соединена с базой пятого транзистора 28, вторая средняя точка - с коллек 1 ором гпестого транзистора 30. Плюсовой 23 и минусовой 24 выходы реагирующего органа соединены каждый соответственно с плк)совым 2 и минусовым 22 входами исполнительного органа.Устройство подготавливается к работе следующим образом, После включения источника 2 питания в рабочем режиме стабилизатора резисторные делители 6 и 7 напряжения настраивают так, чтобы диоды 25 и 26 и первый ключевой транзистор 9 были заперты напряжением, приложенным к эмиттерам транзисторов 9 и 11, при этом второй транзистор 11 отперт базовым током, задаваемым резистором 10.П роизводят настройку минимального уровня напряжения срабатывания защиты.1 ля этого на выходе стабилизатора устанавливают минимальное значение напряжения срабатывания защиты. Подбором величис ц сопротивлений резисторного делителя 6 с а катоде диода 25 устанавливают напряжение меньше положительного напряжения, приложенного через резистор 10 к базе транзистораили к аноду диода 25. В результате открывается диод 25, уменьшается базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора1, повышается напряжение на его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь, заключающуюся в том, что через резистор 16 увеличивается базовый и, соответственно, коллекторные токи транзистора 9, Открытый транзистор 9, шунтируя своим коллекторно-эмиттерным переходом базаэыхГтерссцй переход транзистора 11, приводит сго к запиранию и повышению напряжения на его коллекторе, 1319137Таким образом, просходит лавинообразный процесс, заканчивающийся полным отпиранием транзистора 9 и запиранием транзистора 11, в результате чего с выходов 23 и 24 реагирующего органа 8 на входы 21 и 22 исполнительного органа 19 поступает одиночный скачкообразный сигнал (аварийный сигнал) определенного уровня, задаваемого резистором 12, на отключение электропитания от нагрузки. Аварийный сигнал поступает на база-эмиттерный переход транзистора 30 исполнительного органа. В результате открывается транзистор 30, который шунтирует базовый ток транзистора 28, задаваемый резисторным делителем 32, при этом запираются транзисторы 28 и силовой коммутирующий элемент 20, и подача электропитания от источника 2 прекращается. Сброс защиты и повторное включение осуществляется переключением источника 2.Перед включением на выходе стабилизатора устанавливают максимальное зцаче. ние напряжения срабатывания защиты. Производят настройку максимального уровня напряжения срабатывания защиты. Подбором величины сопротивлений резисторного делителя 7 на аноде диода 26 устанавливают положительное напряжение, превышающее напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора 9. В результате через стабилитрон 5 открывается диод 26, из-за чего увеличивается базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора 9, соответственно уменьшаются базовый и коллекторный токи транзистора 11, повышается напряжение на его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь, Далее процесс опрокидывания транзисторов 9 и 11 и отключение электропитания происходит в описанной выгце последовательности. Переключателем источ ника 2 производят сброс защиты. Повторное включение осуществляют в номинальном (рабочем) режиме стабилизатора.Устройство работает следующим образом.При отклонении напряжения на нагрузке 1 ниже задаваемого допустимого предела положительное напряжение на катоде диода 25, снимаемое с резисторного делителя 6 напряжения, становится меньше положительного напряжения, приложенного через резистор 1 О к базе транзистора 11 или к аноду диода 25, открывается диод 25, из-за чего уменьшаются базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора 11, повышается напряжение ца его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь, заключающуюся в том, что через резистор 16 увеличивается базовый и, соответственно, кол.",скторцый токи транзистора 9. Открытый транзистор 9, шунтируя своим коллекторцо-эмиттерным переходом база-эмиттерцый переход транзистора 11, приводит его к запиранию и повышению15 ру транзистора 9, открывается диод 26,Форлггг,га изобретения 45 50 55 20 25 30 5 40 напряжения на его коллекторе. Таким образом, просходит лавинообразный процесс, заканчивающийся полным отпиранием транзистора 9 и запиранием транзистора 1, в результате чего на входы 21 и 22 исполнительного органа поступает одиночный скачкообразный сигнал определенного уровня на отключение электропитация от нагрузки.При отклонении напряжения на нагрузке 1 выше задаваемого допустимого предела положительное напряжение на аноде диода 26, снимаемое с резисторного делителя 7 напряжения, становится больше положительного напряжения, приложенного к эмиттеиз-за чего увеличиваются базовый и, соответственно, коллекторный токи транзистора 9, соответственно уменьшаются базовый ц коллскторный токи транзистора 11, повышается напряжение ца его коллекторе, что приводит в действие положительную обратную связь. Далее процесс опрокидывания транзисторов 9 ц 11 и отключение электропитания происходит в изложенной выше последовательности.Предлагаемое устройство обеспечивает возможность настройки схемы защиты в достаточно узком диапазоне между уровнями напряжений срабатывания максимальцой и минимальной защит и взаимоцезавцсимость настройки уровней срабатывания. При неисправностях во вторичных источниках электропитания напряжение ограничивается ца установленном уровне срабатывания зашиты, предохраняя аппаратуру также от кратковременного превышения напряжения электропитания. В схеме устройства об) ьедицсны функции контроля ц запоминания сигнала цеисправности, что дает возможность вместо электромагнитного реле использовать бес конта ктное отключающее устройство. По сравнению с базовым устройство имеет более высокую надежность, быстродействие и точность срабатывания, что увеличивает срок службы электронной аппаратуры.. Устройство для защиты нагрузки от изменения питающего напряжения, содержащее цепочку опорного напряжения, состоящую из последовательно соединенных первого резистора ц первого стабилитрона, анод которого сосдицсц с отрицательным выводом источника питания, первый и второй резцсторцые делители напряжения, первыми выводами подключенные к отрицательному выводу источника питания, реагирующий орган, выполненный ца первом транзисторе, коллекгор которого соединен с первым выводом второго резистора, втором транзисторее, коллектор которого соединен с пс рвым выводом третьего резистора, третьем трац1319137 Составитель О. ОрловРедактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗа к аз 252/49 Ти раж о8 ПодписноеВНИИПИ Росударствеииого комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5роизводствеипо-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зисторе, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питания, втором стабилитроне, конденсаторе, четвертом резисторе, первым выводом соединенном с базой первого транзистора, пятом и шестом резисторах, и исполнительный орган, силовой коммутирующий элемент которого включен в цепь питания нагрузки между положительным выводом источника питания и положительным выводом питания нагрузки, а входы исполнительного органа подключены к 10 выходам реагирующего органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности срабатывания защиты, в реагирующий орган введены первый диод, катодом соединенный со средней точкой первого делителя напряжения, а анодом - с кол лектором первого транзистора и с базой второго, второй диод, анод которого соединен со средней точкой второго делителя напряжения, а катод - с базой первого транзистора и с коллектором третьего, и третий диод, анод которого соединен с отрицательным выводом источника питания, а катод - с базой третьего транзистора и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого через пятый резистор соединен с катодом второго стабилитрона, с 25 вторыми выводами первого, второго и третьего резисторов и с первым выводом шестого резистора, вторым выводом соединенного с положительным выводом источника питания, анод второго стабилитрона соединен с отрицательным выводом источника 30 питания, второй вывод четвертого резистора соединен с коллектором второго транзистора, служащим плюсовым выходом реагирующего органа, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены со средней точкой упомянутой цепочки опорного напряжения, служащей минусовым выходом реагирующего органа, при этом вторые выводы первого и второго делителей напряжения соединены с положительным выводом питания нагрузки, отрицательный вывод питания которой соединен с отрицательным выводом источника питания непосредственно. 2. Устройство, по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, силовой коммутирующий элемент исполнительного органа выполнен в виде четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с положительным выводом источника питания, коллектор - с положительным выводом питания нагрузки, а база - с коллектором пятого транзистора, эмиттер которого через анод-катод четвертого диода соединен с эмиттером шестого транзистора, служащим минусовым входом исполнительного органа, плюсовым входом которого служит первый вывод седьмого резистора, второй вывод которого соединен с базой шестого транзистора, в исполнительный орган введен включенный между выводами источника питания двухступенчатый делитель напряжения с двумя средними точками, первая средняя точка которого со стороны отрицательного вывода источника питания соединена с базой пятого транзистора, а вторая средняя точка - с коллектором шестого транзистора, при этом плюсовой и минусовой выходы реагирующего органа соединены каждый соответственно с плюсовым и минусовым входами исполнительного органа.