Устройство для защиты нагрузки

(21) (22) 4-0 У. 8 жков5 (088,8)свидетельство СССРС 05 Г 1/58, 1981,идетельство СССР05 Г 1/58, 1984. ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ осится к электр устроиствамричных исто ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ (57) Изобретение отн технике, в частности защиты первичных и в ников питания от перегрузки по току. Цель изобретения - повьппение экономичности и упрощение путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи. Это достигается тем, что за счет введения резистора 15, делителя на резисторах 17, 18 и компаратора 4 устройство приобрело свойство контролировать состояние цепи нагрузки, т,е, при перегрузках по току.отключить цепь нагрузки от источника, а нри восстановлении цепи нагрузки автоматически подключить цепь нагрузки к источнику. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамзащиты первичных и вторичных источников питания от перегрузки по току врежиме автоматического слежения эасостоянием цепи нагрузки,Цель изобретения - повышение экономичности и упрощение путем снижения потребляемого тока в измерительной цепи.На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - вариант устройства с реагирующим органом на транзисторе. 15Согласно фиг.1 параллельно входным шинам 1 и 2 устройства подсоединены шинами питания первый компаратор 3 и второй компаратор 4, Выходкомпаратора 3 подсоединен к входу исполнительного узла (базе транзистора5) через резистор 6, Коллектор транзистора подсоединен к .обмотке реле 7,контакт 8 которого коммутирует силовую шину 1 (это может быть регулирующий транзистор стабилизатора, может быть просто коммутирующий транзистор блока защиты - как показано пунктиром ). Входы первого компаратораподсоединены к входам датчика 9 тока 30через плечи измерительного моста, выполненного на резисторах 10 - 13,Одни выводы плеч подсоединены к датчику тока, выполненному в виде преобразователя, включенного в общую шину, З 5вторые выводы подсоединены к выходувторого компаратора 4, Между однимвыводом измерительного моста и общейшиной включен конденсатор 14;Между входным 1 и выходным "+" 40зажимами устройства подсоединен резистор 15, общая точка которого с цепьюнагрузки 16 подсоединена к первомунеинвертирующему входу компаратора,второй вход которого подсоединен квыходу делителя из резисторов 17 и18, включенного между шинами питаниядифференциального усилителя и компаратора.Второй вариант,. когда повышаетсянадежность однозначной работы компаратора 3 (показано пунктиром), делитель включен между выходом компаратора 3 и входом общей шины, Крометого, пунктиром. показано включениепараметрического стабилизатора междувходными зажимами устройства приусловии, что Ои (входиое напряжение) не стабилизировано. Кроме того,первый вход компаратора 4 подсоединен к выходному зажиму "1" через резистор 19 (при работе устройства в условиях изменения температуры окружающей среды резистор 19 обеспечивает термостабильность порога срабатывания компаратора и сопротивлениеК с Й 16его должно равняться В ="),5 1 БДелитель из резисторов 17 и 18 можно включать как показано в двух вариантах, только первый вариант может привести к тому, что компаратор успеет выдать сигнал на включение реле 7, но при анализе состояния цепи нагрузки компаратор выдает команду на выключение этого реле и схема займет состояние контроля потребляемого тока нагрузкой.Блок защиты функционирует следующим образом.При подаче О на клеммы 1 и 2на нагрузку 16 через размыкающий контакт 8 реле 7 поступает напряжениеО , При нормальной нагрузке токот источника питания достигает такого значения, что, проходя по датчикутока 9, он создает падение напряжения такого уровня, что компаратор (дифференциальный усилитель)3 формирует на своем выходе уровень напряжения, близкий к нулю и транзистор 5 закрыт, так как на инвертирующем входе усилителя 3 напряжение положительной полярности выше, чем на неинвертирующем, Делитель иэ резисто- ров 1 О и 11 подключен к выходу компаратора 4, который и выдает положительное напряжение на этот делитель, так как на его неинвертирующем входе напряжение выше, чем на инвертирующем В случае подсоединения делителяиз резисторов 17 и 18 к выходу усилителя 3, тем более напряжение низкое и компаратор сразу занимает положение, когда у него на выходе положительное напряжение, В случае лерегрузки по току на датчике 9 тока выделяется напряжение, обеспечивающееопрокидывание дифференциального усилителя, так как здесь он используется в режиме порогового элемента, т.е,В 0 . - ью, и на его выходе появляется положительное напряжение, которое обеспечивает базовый ток транзистора 5 через резистор 6, транзистор 5 от" крывается, коммутируя обмотку реле 7 (либо коммутирующий транзистор) кобщей шине, Реле срабатывает, отсоединяя входную клемму от выходной всиловой шине контактом 8, и резистор15 включается в режим контроля состояния цепи нагрузки, образуя с этой5цепью делитель. На делитель из резисторов 17 и 18 подается положительноенапряжение и, если на резисторе 18напряжение вьппе, чем на цепи нагрузки 16, то компаратор 4 имеет на своем выходе напряжение, близкое к нулю,что и удерживает усилитель 3 в состоянии, обеспечивающем обесточивание цепи нагрузки. При изменении сопротивления цепи нагрузки в сторону егоувеличения, т.е. при восстановлениицепи нагрузки до нармального состояния, напряжение на цепи, нагрузки 16превьппает уровень напряжения на резисторе 18 и компаратор 4 опрокидывается, принимая первоначальное состояние. Усилитель 3 также принимаетпервоначальное состояние, реле 7 замыкает контакт 8, подавая ток в цепь 25нагрузки. Конденсатор 14 установлендля того, чтобы обеспечить более надежное удержание усилителя в опрокинутом состоянии при перегрузках вначальный момент, чтобы прошел полный процесс опрокидывания компараторов.На фиг.2 источник питания подсоединен к входным зажимам 1 и 2. Цепьнагрузки 16 включена между шинамипитания через замкнутый контакт 835реле 7 и датчик тока 9. Реле подсоединено между шинами питания через реагирующий орган - транзистор 5, входкоторого подсоединен к выходу датчика тока и одновременно к выходу компаратора 4 через резисторы 20 и 21соответственно.Входами компаратор подсоединенодним неинвертирующим к делителю изрезисторов 17 и 18, включенного междушинами питания компаратора, вторыминвертирующим - к общей точке цепинагрузки и добавочного резистора 15через резистор 19, Добавочный резистор включен параллельно замкнутому50контакту 8,Схема функционирует следующим образом."При подаче О , на входные зажимы 1 и 2 полярность может быть раз 55ч 11 1нои , т , е , + может подаваться какна зажим 1, а минус "-" на зажим 2,и наоборот, При этом ток цепи нагрузки 16 идет через замкнутый контакт 8реле 7 и датчик 9 тока. Компаратор 4на выходе имеет пониженный потенциал1так как на входе - напряжение поамплитуде вьппе, чем на входе "+ .Транзистор 5 закрыт, так как с датчика 9 тока выходной сигнал недостаточен для открывания транзистора 5.Реле 7 обесточено. При возникновенииперегрузки по току датчика 9 выдаетсигнал, который открывает транзистор5, и реле 7 обесточивает цепь нагрузки 16, размыкая контакт 8. Так какпри этом напряжение на нагрузке 1 бстановится меньше, чем на резисторе9, то на выходе компаратора напряжение увеличивается до уровня, прикотором базовый ток транзистора 5обеспечивает удержание транзисторав открытом состоянии и реле 7 удерживает контакт 8 в разомкнутом со= .стоянии,Устройство находится в дежурномрежиме, когда ток идет по резистору19, цепи нагрузки 16 и датчику тока9. Этот режим будет сохраняться дотех пор пока, цепь нагрузки 16 невернется в исходное состояние.Компаратор контролирует напряжение на входе "-" и входе "+1. Привозвращении цепи нагрузки в исходноесостояние напряжение на входестановится по амплитуде вьппе, чем наи ивходе + , и компаратор, опрокидываясь, снижает выходное напряжение доуровня, когда транзистор закрывается, при этом обмотка реле 7 обесточивается и контакт 8, замыкаясь, пода"ет в цепь нагрузки 16 ток от источника питания .Полярность О не обозначена, непоказаны и электроды транзистора,так как в зависимости от полярностипитания транзистор может иметь проводимость р-и"р или и"р-и типа.При подаче на вход 1 питания "+"транзистор 5 будет иметь проводимостьи"р-.п типа, в цели коллектора которого включена обмотка реле 7,При подаче на вход 1 питания "-"транзистор 5 будет иметь проводимость р-и-р типа, в коллекторе которого включена обмотка реле 7.Для снижения потребления выходного тока компаратора резистор 20 заменяют диодом.Настройку устройства проводят делителем из резисторов 17 и 18 приСоставитель Т,ЩегРедактор М,Келемеш Техред М,Дидык а Корректор В,Бутя 6 аказ 873/45 ТирВНИИПИ Госудпо делам35, Москва,Подписно ета СССР рственного комизобретений и о-35, Раушская ткрытии наб., д, 4/ изводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул,Проектная,5 137783обесточенной нагрузке с номинальнымсопротивлением, транзистор 5 долженбыть выключен, а при изменении в цепинагрузки в сторону уменьшения сопро 5тивления транзистор 5 должен бытьвключен,При применении вместо реле коммутирующего или регулирующего транзисторатранзистор запирается, так как базатранзистора коммутируется к общей шине транзистором 5. Устройство можетфункционировать и с датчиком тока,включенным в силовую шину. Усилительи компаратор в этом случае включаются по этой же схеме, но измерительная диагональ моста и выход делителяподсоединяются на соответствующиевходы. Предложенное устройство можетвыполняться и на транзисторе р-и"р 20типа, Транзистор реагирующего элемен-.та фиг.2 может подсоединяться к датчику тока и через диор, включенный вместорезистора 20, в прямом направлении.Формула изобретения 25Устройство для защиты нагрузки,содержащее входные и выходные зажимы,коммутирующий элемент с выводами дляподключения в силовую шину, реагирующий орган, выполненный на компараторе,входы которого подсоединены к преобразователю тока с клеммами для включения последовательно с цепью нагрузки через полуплечи измерительногомоста, одно из которых имеет выводыдля подсоединения к шине питания, авыход подсоединен к входу исполни"тельного узла, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышенияэкономичности и упрощения путемснижения потребляемого тока в измерительной цепи, введены второй компаратор, дополнительный резистор иделитель, причем резистор включенпараллельно коммутирующему элементу,второй компаратор одним выводом подсоединен к выходному зажиму силовойцепи, а вторьи подключен к выходуделителя, выводами подключаемый между шинами питания, а выход второгокомпаратора подключен к свободномувыводу второго полуплеча измерительного моста,