Коммутирующее устройство

(19) 111) 6766 ВСЕ ЫЪ";Ъ1 ) 11И 1 цу 1ЫЛЯП Еу,Чlц ОП И БРЕТЕНИ т льс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к импуной технике и может быть использоно в устройствах автоматики. Цельизобретения - автоматическое вклюние коммутирующего устройства послустранения фактора перегрузки или 1) 4 Н 03 К 17/08 17/60 роткого замыкания нагрузки. При возникновении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке ключевой элемент 1 работает в режиме импульсного ограничения тока. Если короткое заьыкание сохраняется, ключевой элементвыключается, при этом включается токостабилизирующий элемент 15. После устранения перегрузки или короткого замыкания на выходе устройства от тока, задаваемого токостабилиэирующим элементом 15, появляется напряжение, достаточное для срабатывания порогового интегрирующего элемента 13, после чего токостабилизирующий элемент 15 выключается а ключевой эле 1О мент 1 включается. 1 ил. еИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики.Цель изобретения - автоматическое включение после устранения фактора перегрузки или короткого замыкания нагрузки.На чертеже изображена принципиальная схема коммутирующего устройства.Устройство содержит ключевой элемент 1, выполненный в виде одиночного или составного транзистора, датчик 2 тока, транзистор 3 защиты, токоограничивающий резистор 4, дроссель 5, первый 6 и второй 7 диоды, пороговый элемент 8 (цепь из нескольких диодов или стабилитрон), формирователь 9 импульса запуска, элемент ИНЕ 10, формирователь 11 синхроимпульсов, элемент ИЛИ 12, пороговый интегрирующий элемент 13, элемент 14 запрета, управляемый токостабилизирующий элемент 15 (на чертеже представлен один из вариантов выполнения) 25 шину 16 питания, общую шину 17, шину 18 управления, выходную шину 19, нагрузку 20.Первый вывод ключевого элемента 1 соединен через датчик 2 тока с шиной 16 питания, с которой соединен первый вывод формирователя 9 импульса запуска и эмиттер транзистора 3 защиты, база которого соединена с выходом датчика 2 тока и с первым выводом поро 35 гового элемента 8. Коллектор транзистора 3 соединен с первым выводом токоограничивающего резистора 4 и с управляющим выводом ключевого элементавторои вывод котороо седе че рез первый диод 6 с общей шиной 17, через второй диод 7 - с вторым выводом порогового элемента 8, с первым выводом формирователя 11 синхроимпульсов, а через дроссель 5 - с выходной шиной 19, Второй вывод формирователя 11 соединен с общей шиной 17. Первый вход элемента И-НЕ 10, который подключен относительно общей шины 17, соединен с шиной 18 управления. Второй вход элемента И-НЕ 1 О соединен с50 выходом элемента ИЛИ 12. Выход элемента И-НЕ 1 О соединен с вторым выводом резистора 4. Первый вход элемента ИЛИ 12 соединен с выходом формирователя 9 импульса запуска, а второи55 вход - с выходом порогового интегрирующего элемента 13, вход которого относительно общей шины 17 соединен с выходной шиной 19. Управляемый токостабилизирующий элемент 15 включен между шинами 16 и 19. Прямой вход элемента 14 запрета соединен с шиной 18 управления, запрещающий вход - с выходом элемента ИЛИ 12, а выход - с управляющим входом токостабилизирующего элемента 15.Устройство работает следующим образом.При подключенных к шинам 16 и 19 относительно общей шины 17 источника питания (в указанной на чертеже полярности) и нагрузки 20 включение ключевого элементаобеспечивается подачей на управляющую шину 18 сигнала управления, При этом сначала происходит включение формирователя 9 импульса запуска, с выхода которого на первый вход элемента ИЛИ 12 поступает сигнал, соответствующий 1 , с определенной длительностью, сформированной формирователем 9. Сигнал "1" поступает на второй вход элемента ИНЕ 10, на первом входе которого присутствует также сигналс управляющей шины 18. С выхода элемента 10 сигнал, соответствующий "0", обеспечивает включение ключевого элемента 1 в момент появления ближайшего узкого импульса от формирователя 11 синхроимпульсов, запирающего транзистор 3. После включения ключевого элемента 1 запертое состояние транзистора 3 будет обеспечено шунтирующим воздействием на его эмиттерный переход открытых ключевого элемента 1 и диода 7.Лалее в зависимости от параметров динамической нагрузки возможны два режима работы устройства: без ограничения тока и с ограничением выходного тока.В первом режиме на выходе устройства появляется напряжение, которое поступает на вход элемента 13, вследствие чего с некоторой задержкой на второй вход элемента ИЛИ 12 поступает сигнал, соответствующий 1, что вызывает поддержание на втором входе элемента И-НЕ 10 сигнала, соответствующего "1", даже после окончания действия импульса с выхода формирователя 9. Следовательно, для нормального функционирования длительность импульса с выхода формирователя 9 должна быть соответственно больше длительности задержки с элемента 13.Логическая 11" на запрещающем входе элемента 14 запрета обеспечиваетс его выхода сигнал 1 , вследствиечего токостабилизирующий элемент 15выключен,Во втором режиме с ограничениемпускового тока, что характерно длядинамической нагрузки, ток после первого включения ключевого элемента 1достигает через некоторое время (зависимое от параметров нагрузки) порогового значения, вследствие чегоначинается процесс включения транзистора 3 защиты и соответствующий про 15цесс включения ключевого элемента 1,на котором увеличивающееся напряжение обеспечивает запирание диода 7и отпирание порогового элемента 8.При этом несмотря на то, что сигналс датчика 2 тока уменьшается, поддержание открытого состояния транзистора 3 обеспечивается формирователем11 через элемент 8, вследствие чегоключевой элемент 1 полностью выключается, и это состояние поддерживается до появления узкого очередного импульса с выхода формирователя 11 синхроимпульсов,В цепи дросселя 5 и нагрузки 20после выключения элемента 1 происходит спад тока через диод 6. Этот процесс длится до тех пор, пока с формирователя 11 не поступит очередной узкий импульс, обеспечивающий запирание транзистора 3 защиты и, следовательно, включение ключевого элемента1. Далее процессы включения-выключения повторяются, если условия дляроста тока сохранены, тем самым40обеспечивается импульсная отсечкапускового тока. Частота формирователя 11 синхроимпульсов связана с парасметрами схемы и требуемыми значениямитоков в нагрузке 20.45В режиме сильной перегрузки по току или короткого замыкания в нагрузке, или на выходной шине устройстваработа ключевого элемента 1 первоначально имеет импульсный характер дотех пор, пока вселдствие снижениянапряжения на выходе пороговый интегрирующий элемент 13 не выработает насвоем выходе сигнал 0 , поступающийна второй вход элемента ИЛИ 12. Приэтом на первом входе уже присутству"ет аналогичный сигнал. Это приводитк появлению 0на втором входе элемента И-НЕ 1 О и на запирающем входе элемента 14 запрета, При этом воздействием 1" с выхода элемента О обеспечивается выключение ключевого элемента 1, а воздействием 10с выхода элемента 14 - включение токостабилизирующего элемента 15, который обеспечивает заданный минимально необходимый ток на выходной шине устройства. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока существует короткое замыкание. При этом ключевой элемент 1 полностью выключен.После устранения короткого замыкания на сопротивлении нагрузки 20 от тока, задаваемого токостабилизирующим элементом 15, выделяется некоторое напряжение, достаточное, чтобы пороговый интегрирующий элемент 13 выработал на своем выходе сигнал "1", на втором входе элемента И-НЕ 10 и на запрещающем входе элемента 14 запрета, вследствие чего обеспечатся условия для включения ключевого элемента 1 и выключения токостабилизирующего элемента 15. Устройство вернется к первоначальному режиму работы.Таким образом, введение дополнительных элементов и их связей обеспечивает режим автоматического восстановления работы устройства после устранения короткого замыкания на выходе. При этом в режиме короткого замыкания устройство не является источником импульсных помех, так как ключевой элемент полностью выключен.Формула изобретенияКоммутирующее устройство, содержащее ключевой элемент, датчик тока,отранзистор защиты, токоограничивающий резистор, дроссель, два диода, пороговый элемент, формирователь импульса запуска, элементы И-НЕ, ИЛИ, формирователь синхроимпульсов, пороговый интегрирующий элемент, первый вывод ключевого элемента через датчик тока соединен с шиной питания, с которой соединены первый вывод формирователя импульса запуска и эмиттер транзистора защиты, база которого соединена с выходом датчика тока и первым выводом порогового элемента, а коллектор - с первым выводом токо- ограничивающего резистора и управляющим выводом ключевого элемента, второй вывод которого соединен через первый диод с общей шиной, через втоСоставитель Г,ТерешинаТехред М. Ходанич Корректор А.Обручар Редактор Е.Копча Заказ 3206/53 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4. 5 14 рой диод - с вторым выводом порогового элемента и с выходом формирователя синхроимпульсов, а через дроссель - с выходной шиной, первый вход элемента И-НЕ, который включен относительно общей шины, соединен с управляющей шиной, второй вход - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульса запуска, вход которого соединен с управляющей шиной, выход элемента И-НЕ соединен с вторым выводом токоограничивающего резистора, второй вход элемента ИЛИсоединен с выходом порогового интегрирующего эле 06766 6мента, вход которого относительнообщей шины соединен с выходной шиной,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью автоматического включения после устранения фактора перегрузки иликороткого замыкания нагрузки, в неговведены элемент запрета и управляемый токостабилизирующий элемент, который включен между входной и выходной шинами, прямой вход элемента запрета соединен с управляющей шиной,запрещающий вход - с выходом элемента ИЛИ и с вторым выходом элементаИ-НЕ, а выход - с управляющим входомтокостабилизирующего элемента.