Устройство для искрозащиты

(19) СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ И ГКНТ СССРИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСК(71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация" (72) А.А. Новиков и А.П. Овсиенко (53) 6213,064.24(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Н 515873, кл. Е 21 Р 5/00, 1972.Авторское свидетельство СССР У 855846, кл. Н 02 Н 9/00, Е 21 Р 5/00, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ИСКРОЗАЩИТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может:быть использовано в отраслях промышленности, в к-рых электрооборудование работает во взрывоопасной атмосфере, например на предприятиях горнои и нефтехимической промышленности. Цель - повышение надежности искрозащиты. Устройство содержит входные 1, 2 и выходные 3, 4 клеммы, к которым подключена нагрузка 5 и цепочка встречно-последовательно соединенных стабилитронов (С) 6 и 7. Иежду входными и выходными клеммами включены диоды 8 и 9, параллельно которым выводами эмиттеров и коллекторов включены силовые Т 10, 11. Выводы коллекторов и эмиттеров Т 12, 13, между которыми включены цепочки 14, 15 из последовательно соединенных резисторов 16 (17) и С 18 (19), включены параллельно переходам эмиттер-база соответственно Т 10 и 11, коллекторы которых через цепочки 20, 21 из соединенных последовательно резистора иЛ3 151 С подключены к базам Т 12 и 13, а через резисторы 22 и 23 - к точкам соединения резисторов и С цепочек 14 и 15; При работе в номинальном режиме ток течет через нагрузку 5 по цепи: диод 8 (9) и открытый силовой Т 11 (10), находящийся в насьпцении. При этом С в цепочках 20 и 21 закрыты и управляющий ток Т 12 и 13 отсутствует, При перегрузке или коротком замыкании в нагрузке Т 12 (13) открывается из-за пробоя С в цепоч 1436ке 20 (21) . При этом Т 10 (11) закрывается, отключая нагрузку от источника питания. В случае аварийного повышения входного напряжения нагрузка отключается аналогично. Предложенное включение Т 12 (13) и цепочек 20 (21) обеспечивает положительную обратную связь при отключении Т 10 (11), что приводит к форсированному и надежному отключению нагрузки от источника питания при аварийных режимах. 2 ил,30 Изобретение относится к электротехнике и может бьггь использованов отраслях промышленности, где возможно образование взрывчатых пылеи газовоздушных смесей, например длясоздания искробезопасных цепей освещения на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности. 25Целью изобретения является повышение надежности искрозащиты.На фиг, 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющиеработу устройства,Устройство содержит входные выводы 1 и 2 и выходные выводы 3 и 4,к которым подключена нагрузка 5 ицепь встречно-последовательно соединенных стабилитронов 6 и 7, Иеждувходными и выходными выводами последовательно включены диоды 8 и 9, параллельно которым выводами эмиттерови коллекторов включены транзисторы10 и 11 типа п - р - и, причеманоды диодов и эмиттеры транзисторовподключены к входным выводам. Выводы коллекторов и эмиттеров транзисторов 12 и 13 типа и - р - п, между 45которыми включены цепочки 14 и 15,каждая из которых состоит из последовательно соединенных резистора16 (17) и стабилитрона 18 (19), подключены параллельно переходам эмиттер-база соответственно транзисторов10 и 11, коллекторы которых черезцепочки 20 и 21 из соединенных последовательно резистора и стабилитрона.соединены соответственно с базамитранзисторов 12 и 13, а через резисторы 22 и 23 - с точками соединениярезисторов и стабилитронов соответственно цепочек 15 и 14, причем полярность включения стабилитронов вовсех ранее упомянутых резисторнодиодных цепях такова, что анодамиони подключены к входным цепям, акатодами - к выходным.Устройство работает следующим образом.При работе. устройства в номинальном режиме напряжение питания(йиг. 2 а) вызывает протекание основного тока (кривая 1 на Аиг. 2 с) через нагрузку по цепи: диод 8 (или 9)и открытый силовой транзистор 11(или 10). Сигнал управления транзистором 11 (или 10) Ьормируется настабилитроне 19 (или 18), которыйподключается к источнику питаниячерез диод 8 (или 9) и резистор 22(или 23)Параметры резисторов 22и 23 и стабилитронов 19 и 18 выбираются таким образом, чтобы при допус-,тимых изменениях напряжения источника питания стабилитроны находилисьв режиме стабилизации напряжения,что обеспечивает стабильный базовыйток транзисторов 11 и 10, определяемьп сопротивлением резисторов 17и 16. Так как силовые транзисторы10 и 11 находятся в режиме насыщеения, падение напряжения на них незначительно (кривая 1 на Аиг, 2 Ь).и недостаточно для пробоя стабилитронов в цепочках 20 и 21, управляющийток транзисторов 12 и 13 отсутствует и они находятся в закрытом состоянии,При перегрузке или коротком замьгкании цепи нагрузки резко возрастаетколлекторный ток транзистора 10(или 11) (кривая 2 на Фиг. 2 с), аего базовьп ток остается на прежнемзаданном уровне, поэтому транзистор5 15114переходит в активный режим работы,что приводит к увеличению падениянапряжения на его коллектор-эмиттерном переходе П(кривая 2 на фиг. 2 Ь).5При достижении напряжения на упомянутом переходе, достаточного дляпробоя стабилитрона, в цепочках 20(или 21) (моменты с, и г , кривая 2на фиг, 2 Ь) появляется ток управления транзистором 12 (или 13) и оноткрывается, шунтируя при этом переход база-эмиттер транзистора 10(или 11). который закрывается, отключая нагрузку от источника питания,а напряжение на нем возрастает донапряжения источника питания,В случае аварийного повышения напряжения источника питания коллекторный ток силового транзистора 10 20(или 11) и падение напряжения на немтакже возрастают, что приводит кпоследовательному открыванию транзистора 12 (или 13), запиранию транзистора 10 (или 11) и отключению нагрузки 5 от источника питания,Включение транзисторов 12 и 13 ицепочек 20 и 21 согласно схеме нафиг. 1 обеспечивает положительнуюобратную связь при отключении тран- . 30зисторов 10 и 11, что приводит кнадежному форсированному отключениюнагрузки 5 от источника питания приаварийных режимах, Кроме того, приаварийных режимах устройство подключает нагрузку к источнику питаниятолько при снижении напряжения питания ниже напряжения пробоя стабилитронов в цепочках 20 и 21 (момент йи 7 на фиг, 2),40Таким образом, при длительномаварийном режиме отключение нагрузкиот источника питания происходит впромежутке времени г. - 1 (или Т 41 6) В зависимости от тока В нагруэ 45ке и в дальнейшем в течение почтичетверти периода питающего напряжения, т,е. в течение времени й - Сз(или й-), нагрузка будет отключена от источника питания, что обес"50печивает благоприятные условия длярассеивания выделяемой энергии,С увеличением перегрузки время нахождения нагрузки под напряжением, уменьшается, а время ее отключенногосостояния увеличивается, что стабилизирует энергию коммутационного раз 36 6 ряда и повышает величину допустимой искробезопасцой мощности.Формула изобретенияУстройство искрозащиты, содержащее первый резистор, первый диод, анод которого соединен с первой входной, а катод - с первой выходной клеммами, второй диод анод которого соединен с второй входной, а катод - с второй выходной клеммами, два транзистора, эмиттеры которых подключены соответственно к первой и второй входным клеммам, а коллекторы - к первой и второй выходным клеммам, между которыми включены два соединенные встречно-последовательно, стабилитрона, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности искрозащиты, оно дополнительно содержит четыре цепочки из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, второй резистор, третий и четвертый транзисторы, причем в первой и второй цепочках катод стабилитрона соединен с одним из выводов резистора, анод стабилитрона первой цепочки соединен с первой входной клеммой, анод стабилитрана второй цепочки соединен с второй входной клеммой, а в третьей и четвертой цепочках анод стабилитронасоединен. с одним из выводов резистора, .катод стабилитрона третьей цепочки подключены к первой выходнойклемме, катод стабилитрона четвертой цепочки подключен к второй выходнойклемме, коллекторы третьего и четвертого транзисторов подключены соответственно к базам первого и второгостранзистора и к другим выводам резисторов первой и второй цепочек, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены соответственно с первой и второй входными клеммами, а базы этих транзисторов подключены к другим выводам резисторов третьей и четвертой цепочек, первый резис,тор, включен между первой выходнойклеммой и объединенными выводами стабилитрона и резистора второй цепочки, а второй резистор включен между второй выходной клеммой и объепиненными выводами стабилитрона и резистора первой цепочки.1511436 Р 2 Составитель Г. НунупаровТехред А.Кравчук .Корре Редактор Малец е оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин Заказ 5877/36 Тираж 410 Подпис ноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5