Устройство искрозащиты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 701941 А 1 Р 9/00, Н 02 Н 7/00 1)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ударсти науч- титута 4 ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ворошиловградский филиал Госвенного проектно-конструкторскогоно-исследовательского инс(57) Изобретение относится к электроснабжению угольной, химической и других отраслей промышленности, где возможнообразование взрывчатых пыле- и газовоздушных смесей, и может быть использованопри создании искробезопасных цепей управления, контроля, сигнализации и связи,освещения, Цель изобретения - повышение искробезопасной мощности. Цель достигается введением в устройство силовых транзисторов 10 и 11, зашунтированных диодами 8 и 9 в обратном направлении и включенных между входными и выходными клеммами. Также введено два управляющих транзистора 14 и 15, шунтирующих управляющие переходы транзисторов 10 и 11, Два резистора 12 и 13 - датчики тока, включенные в змиттерную цепь силовых транзисторов и реагирующие на изменение тока нагрузки. Устройство позволяет стабилизировать выходную мощность на нагрузке 5 при передаче как сигналов синусоидальной, так и прямоугольной формы, повышающей величину искробезопасной мощности. В аварийных ситуациях устройство отключает источник питания от нагрузки и автоматически подключает его при снижении амплитуды питающих импульсов до нуля при исчезновении аварийной ситуации. 2 ил,Изобретение относи.гся к электротехни- ром мощность на нагрузке 5 выше искробеке и может быть использовано для питания эопасной, длительность открытого состояэлектрических цепей во взрывоопасных ния транзистора 10 регулируется ссредах на предприятиях горной, нефтехи- помощью транзистора 14, В момент времемической и газовой промышленности, 5 ни "О" (фиг,2,в) конденсатор 22 начнет заряЦепь изобретения повь шение искро- жаться по кривой А, а транзистор 10 открытбезопасной мощности, и через него протекает ток нагрузки, ПриНа фиг,1 изображена электрическая этом на нагрузке буде напряжение Оясхема предлагаемого устройства; на фиг,2- (фиг.2,с), В момент времени "3" конденсаторвременные диаграммы саооты устройства. 10 22 зарядится до напряжения срабатыванияустройство содержит входные клеммы стабилитрона цепочки 20 и транзистор 141 и 2 и выходные клею:,ы 3 и 4, к которым откроется, закрывая при этом транзисторподключена нагрузка 5 и цепь встречно-по 10. Ток в нагрузке прекращается и напряжеследовательно соединеннь х стабилитоонов ние на выходе устройства исчезает(фиг.2,с),6 и 7, Между входньц.и клеммам последо Конденсатор 23 в этот оен разряжен довательно включены диоды 8 .,9, эашунтиро- уровня напряжения на диоде 2 д, Когда пованные силовьчли;ранзисторэми 10 и 11 лярность входного сигнала изменится наи - р-п-типа, поичем аноды диодов 8 и 9 под- противоположную, откроется транзистор 11Оключены к входным клеммам непосредст- и начнет заряжаться конденсатор 23 довенно, а эмиттеры гранзисторов 10 и 11 - 20 уровня пробоя стабилитрона цепочки 21через резлстооы 12 и ",3, Транзисторы 14 и (фиг.2,в),15 шунтируют переходы эми-тер-база тран- Б этот момент времени транзистор 15зисторов 10 и 11 и резисгоры 12 и 13, пои- открывается, шунтируя эмиттер-базовыйчем коллекторы гранзисторов 14 и 15 переход транзистора 11, и он закрываетсясоединены соответ:геенно с базами тран (фиг,2,с), Таким образом, на нагрузке форэисторов 10 и 11 и через резисторы 16 и 17 мируется сигнал длительностью тщ, мень - с выходнь;ми клеммами 4 и 3, Цепочки шей, чем длительность входного сигнала, а18-1 состоят из последовэтельно соеди- между положительным и отрлцательнымненных резистора и стабнпитрона, причем импульсами напряжения на нагрузке возницепочки 18 и 19 соединены соответственно 30 кает пауза то 1, во время которой происходиткатодами стабилитро .ов с выходными деионизавия плазмы взрывоопасной смеси,клеммами 3 и 4, а резис горами - с базами При увеличении входного сигналатранзисторов 14 и 15 и анодами стабилит- (фиг.2,а) до величины 02 конденсатор 22 варанов цепочек 20 и 21, резисторы которых чинает заряжаться до уровня пробоя стабисоединены с выходнь:ми клеммами 3 и 4. 35 лизатора цспочки 20 за более короткииКонденсаторы 22 и 23 подключены парал- промежуток времени (фиг.2,в) и транзисторлельно диодам 24 и 25, аноды которых сое будет закрываться раньше, формируядинены соответственно с первой и второй при этом сигнал на нагрузке длительностьювходными клеммагли, э катоды - с точкой тоз, меньшей, чем 101(фиг,2,с), а пауза межсоединения катода стабилитрона и резиста. 40 ду импульсами увеличится, Такое автоматира цепочек 20 и 21, ;еское регулирование длительностиУстройство работает сгедуюшим абра- импульсов и пауз приводит к тому, что средзом, няя искробезопасная мощность до опредеПри поцаче на входные клеммы 1 и 2 ленного уровня повышения входного(фиг,1) сигналов прямоугольной формы оп сигнала будет постоянной величиной,ределенной амплитудпри которой на нэ- При увеличении тока на рузки вышее 5 выделяется искробвзопасная предельной величины, определяемой усло 12мощность, транэистооы 10 и 11, поочередно виями искробезопасности, на резисторахоткрываясь при определен;.ой полярности (13) увеличивается падение напряжения довходного сигнала, пропускают этот сигнал 50 уровня срабатывания стабилитронов в цеполностью(без формирования паузы) на на- почах 18 (19) и через эмиттер-базовые пегрузку 5. При этом сигнал управления тран- реходы транзистороь 14 (15) будетзисторами 10 (1,) организуется по цепи протекать ток. Транзисторы 14 (15), открыдиод 9 , резистор 16 (17), база-эмиттер вачсь, шунтируют эмиттер-базовые перехотранэистсра 10 (11), резистор 12 (13), а ток 55 ды транзисторов 10 (11), которые.нагрузки протекает по цепи диод 9 (8), на- закрываясь,отключаютнагрузкуотисточнигрузка 5, транзистор 10 (11), резистор 12 ка пита,ощего напряжения.При аварийном снижении сопротивлеВ случае повь шенин амплитуды входно- ния нагрузки игпи повышении амплит,ды пиго сигнала до уровня, , (: г,,. ня И (фи-.",э), при кото- тающего напряжения отключение нагрузкиот источника происходит в момент появления аварийного режима и до конца полупериода питающего напряжения нагрузка будет отключена, что обеспечивает в этот промежуток времени безыскровую комму тацию на выходе устройства и благоприятные условия для рассеивания выделенной ранее коммутационной энергии. Все это повышает величину допустимой искробезопасной мощности, 10Таким образом, предлагаемое устройство существенным образом отличается от известного тем, что исключается зависимость уставки тока отсечки от коэффициента усиления транзисторов (ток базы 15 выбирается из расчета минимального коэффициента усиления данного типа транзистора и необходимого номинального тока нагрузки), Ток отсечки зависит только от разброса величины сопротивления резисто ров-датчиков 12 (13) тока в цепи эмиттера силового транзистора, что позволяет увеличить искробезопасную мощность.Устройство стабилизирует энергию импульса при изменении напряжения питания 25 как при синусоидальной форме сигнала, так и при прямоугольной. повышающей допустимую величину искробезопасной мощности.Таким образом, повышение искробезо пасной мощности по сравнению с известным устройством достигается также за счет того, что можно увеличить уставку по току отсечки за счет введения паузы между импульсами выходного напряжения, которая 35 автоматически регулируется в зависимости от тока нагрузки и амплитуды входного напряжения.Формула изобретения40Устоойство искрозащиты, содержащее два резистора, первые выводы которых соединены соответственно с второй и первой входными клеммами, 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, четыре цепочки из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, первые две из которых соединены катодами стабилитронов соответственно с первой и второй выходными клеммами, четыре транзистора п - р - п-проводимости. первые два из которых коллекторами соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами, а базами - с коллекторами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых соединены соответственно с первой и втооой входными клеммами, а базы - с резисторами первой и второй цепочек, два встречно-последовательно соединенных стабилитрона, катодами соединенных соответственно с первой и второй выходными клеммами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности, в него введены третий и четвертый диоды, два конденсатора и третий и четвертый оезисторы, при этом аноды указанных диодов соединены соответственно с первыми выводами первого и второго резистооов и конденсаторов, а катоды - с другими выводами конденсаторов и точками соединения катода стабилитрона и резистора третьей и четвертой цепочек, в которых аноды стабилитоонов соединены соответственно с базами третьего и четвертого транзисторов.другие выводь резисторов этих цепочек - с второй и первой выходными клеммами и первыми выводами.и третьего и четвертого резисторов, другие выводы которых соединены соответственн з с базами первого и второго транзисторов, а вторые выводы первого и второго резисторов подключены к эмиттерам соответственно первого и второго транзисторов.1701941Йг.Составитель К, ШиланРедактор Н, Кобылянская Техред М.Уоргентал Корректор Н, Ревская Заказ 4522 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101