Устройство для защиты от перегрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ ВТОРС КОМ 247 У 5ение по автоматирных агрегатовного объединения(54) УСТРОЙСГРУЗКИ обре техн но априм илько вано,автомо ки. Це хода схемы защиты н емента 5 задержки п ретьег торого изоальн ет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬФИЯМПРИ ГКНТ СССР(51)5 Н 02 И 3/335 Н 02 Н 7 10 ступлении на первыи вход третьегоэлемента И положительного отпирвющего сигнала и при наличии сигнала наего втором входе с выхода третьегоэлемента И сигнал поступает на базутранзисторного ключа 6, и последнийвключается. Одновременно с этим сигнал поступает на второй вход ограничителя 9 тока, на вход первого элемента И 2. На второй вход первогоэлемента И 2 поступает сигнал с задержкой и с его выхода поступает сигнал на первый вход элемента И 4. Приотсутствии перегрузки по току на второй вход элемента И 4 сигнал не поступает, следовательно, отсутствуетсигнал и на его выходе. При перегрузке пр току происходит шунтированиеперехода база - эмиттер силовоготранзистора 6, и он переходит иэ насыщенного в активное состояние. С, ,1541727 сигнал, который через время Юпоявляется на втором входе второго зле. мента И 2. При наличии сигнала на его первом входе сигнал с его выхофа поступает на приоритетный вход эле 1. мента 8 памяти. Сигнал, поступающи с выхода элемента 8 памятина втор й вход третьего элемента И 3, исчеза т до прихода импульса сброса на втор й вход элемента 8 памяти при отсутст, вии сигнала на его приоритетном вхоИзобретение относится к электронной технике и может быть использова,но, например, в блоках управления автомобильной и тракторной автоматики,Бель изобретения - расширение фун,кциональных возможностей устройствазащиты.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема защиты тран -зисторного ключа от перегрузок потоку.Схема содержит первый элемент 1,задержки, вход которого объединен спервым входом первого элемента И 2 и,подключен к выходу третьего элемента,И 3. Выход первого элемента 1 задержки подключен к второму входу первого,элемента И 2, выход которого подклнчен к первому входу второго элементаИ.4, вход второго элемента 5 задержки,предназначен для подключения к точКесоединения коллектора силового трайЬистора б и нагрузки 7, выход второго 40элемента 5 задержки подключен к второму входу второго элемента И 4, вы-.ход которого подключен к приоритетиому входу элемента 8 памяти, вход эле-.мента 9 ограничения тока силовоготранзистора подключен к общей точкесоединения эмиттера силового транзистора 6 и датчика 10 тока, выходы третьего элемента И 3 и элемента 9 огра"ничения тока силового транзистора 6объединены, являются выходом устройства защиты и подключены к базе ск 6 ового транзистора б, выходы элемент9 ограничения тока и датчика 10 токаподключены к общей шине питания.На схеме обозначено: Бах - входноенапряжение Б 8 их - выходное напряжние; Б- напряжение на нагрузке;Б с 8 р - напряжение сброса,де, Сигнал на выходе третьего элемента И 3 пропадает, что приводит к закрыванию транзистора 6. Исчезает сигнал на первом входе первого элементаИ 2, а следовательно и на первом входе второго элемента И 4, что приводитк пропаданию сигнала на приоритетномвходе элемента 8 памяти. При поступлении на второй вход элемента 8 памяти импульса сброса устройство защитывозвращается в исходное состояние,1 ип,Транзисторный ключ с устройством защиты работает следующим образом.В начальный момент элемент 8 памяти выдает сигнал на второй вход третьего элемента И 3.До прихода на вход устройства защиты положительного управляющего сигнала Б 8 на выходе устройства защиты, соединенного с базой транзистора б, сигнал управления отсутствует, и ток через силовую цепь транзистора б не протекает. Положительный отпирающий сигнал Б 8 поступает на первый вход третьего элемента И 3 и с его выхода попадает на базу транзистора 6, на входы элемента 9 ограничения тока, первого элемента 1 задержки и на первый вход первого элемента И 2, Включается транзистор 6 Величина задержки , первого элемента 1 задержки выбирается в несколько раз больше суммарного времени снижения напряжения на коллекторе открывающегося силовога транзистора и величины задержки 2 элемента 5. Сигнал на выходе пер" вого элемента И 2 отличается от входного сигнала тем, что передний Фронт сдвинут на время.,. При отсутствии перегрузки по току в силовой части транзистора 6 сигналы на выходе второго элемента И 4, а также на выходе элемента 8 памяти отсутствуют,Если в открытом состоянии транзис" торного ключа сопротивление нагрузки 7 уменьшается, то при некотором значении тока в силовой цепи транзистора б напряжение на датчике 10 тока достигает порогового значения срабатывания элемента 9 ограничения токасилового транзистора 6. Вследствиеэтого происходит шунтирование перехода база - эмиттер транзистора б, и он5 15417 переходит из насьщенного в активное состояние, Ток в нагрузке 7 прекращает расти, и дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приводит лишь к перераспределению мощности, выделяемой в нагрузке 7 и на транзисторе 6, напряжение которого увеличивается, При этом через время задержки второго элемента 5 задержки на втором входе второго элемента И 4 появляется сигнал, вследствие чего появляется сигнал на его выходе, который поступает на приоритетный вход элемента 8 памяти. Сигнал, поступающий с выхода элемента 8 памяти на второй вход третьего элемента И 3, исчезает до прихода ипульса сброса 11на второй вход элемента 8 .памяти при отсутствии сигнала на его приоритетном входе. Сиг нал на выходе третьего элемента И 3 пропадает, что приводит к закрыванию транзистора 6. Исчезает сигнал на первом входе первого элемента И 2, а следовательно, и на первом входе вто рого элемента И 4, что приводит к пропаданию сигнала на приоритетном входе элемента 8 памяти. При поступлении на второй вход элемента 8 памяти импульса сброса 11устройство защиты возвращается в йсходное состояние, При длительной перегрузке по току в силовой пепи транзистора 6 и наличии на входе схемы управляющего сигнала Б устройство защиты включает силовой транзистор с частотой,равной частоте импульсов сброса 0досЮр прекращения поступления управляющего сигнала Пна вход схемы. Ллительность импульсов включения силовоготранзистора 6 при перегрузке по токуравняется времени задержки 2, элемента 1. Длительность времени задержкиЯ элемента 5, необходимого для увеличения помехозащищенности устройства защиты, должна быть в несколькораз меньше С.Элемент 9 ограничения тока силового транзистора 6 способствует выходусилового транзистора.из насыщения и позволяет устройству защиты срабатывать при определенном значении тока через нагрузку и уменьшать мощность,выделяемую на транзисторе при перегрузках, Второй элемент 5 задержки позволяет устройству защиты не реагировать на кратковременные скачкитока через нагрузку, возникающие из"за помех в цепи питания нагрузки, и 27 6не приводящих к большим потерям энергии в силовой части транзисторного ключа.Частота следования и длительность импульсов включения силового транзистора 6 при перегрузке по току выбираются из расчета времени, необходимого для возвращения устройства в исходное состояние, необходимой помехоустойчивости и допустимых потерь энергии в силовой пепи транзисторного ключа. Элемент 8 памяти позволяет выключать на необходимое время силовой транзистор 6 при перегрузке по току и возвращать при наличии на входе схемы длительного управляющего сигнала Б устройство защиты в исходное,вх.состояние, благодаря подключению входа элемента 1 задержкифи первого входа первого элемента И 2 к выходу третьего элемента И 3.Таким образом, благодаря рассмотренным конструктивным отличиям, увеличиваются функциональные возможности устройства, что ведет к расширению области применения устройства защиты транзисторного ключа от перегрузки по току,Формула изобретенияУстройство для защиты от перегрузки, содержащее транзисторньп ключ, подключенный через цепь нагрузки и элемент ограничения тока к входным выводам, причем элемент ограничения тока соединен первым входом с выходом узла защиты, первьп элемент задержки и три элемента И, причем вход первого элемента задержки и первый вход первого элемента И объединены, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента И первый вход третьего элемента И является первым входом узла защиты, а выход - выходом узла защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных .возможностей, в него вве дены элемент памяти с приоритетным входом, второй элемент задержки, датчик тока, включенный в силовую цепь, транзисторного ключа, объединен с одним из выводов элемента ограничителя тока и подключен к общему выводу питания, выход узла защиты подключен к базе транзисторного ключа, при этомСоставитель Н.ЦишевскаяТехред Л.СердюковачРедактор Н.Яцола Корректор С.Черни Заказ 287 Тираж 500 Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва Ж-З, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина,10111 11 7 1541727 8вход второго элемента задержки явля- . сбросовым входом узла защиты, а выходЕтся третьим входом узла защиты, а подключен к второму входу третьеговыход соединен с вторым входом второ- элемента И, выход которого соединен сго элемента И выход которого подкюп- общей точкой входов первого элементаУ5чен к приоритетному входу элементазадержки и первого элемента И.памяти, второй вход которого являетея