Переключающее устройство с защитой

09) (11) СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1/569 1)5 Н 02 Н 3/29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСА ВТОРСНОМУСВИДЕТЕ(54) ПЕРЕКЛО 4 А 10 ЦЩИТОЙ ОЙСТВО С ЗА" у 1Изобретение относится к электро-:. подключен к шинепитания, обмотку ретехнике, в частности к устройствам .: 1 ле, один вывод которого подключен к колсистемы автоматики с защитой от ко" лекторузац 1 итноготранзистора,база ко- ф; ротких замыканий нагрузки,: торого через резистор подключена к шине с)Известны переключающие устройст" ., входного сигнала, нормально разомкнува с защитой от коротких замыканий. :тые контакты реле, причем эмиттер СЛ нагрузки. Общим для этих устройств защитного транзистора подключен .к СЬ:1 является. наличие .переключающего и за . эмиттеру переключающего транзистора фщитного транзисторов, балластных и . . и к неподвижному контакту нормально 1 ф ограничивающих резисторов, реле. : разомкнутых контактов реле, подвижНедостатком известных устрейсТвный контакт которых соединен с базойявляется их низкая надежность из за переключающего транзистора, коллектор большой инерционности срабатывания которого подключен к другому выводУ реле, что приводит к перегреву пере". обмотки реле. ,фь ключаащего транзистора в случае пере-.грузки на выходе. Недостатком этого устройства явля- а,Наиболее близким по технической ется низкая. надежность. из-эа перегре.сущности к предлагаемому изобрете- ва переключающего .транзистора в пронию является переключающее устройст- цессе срабатывания схемы защиты, такво с защитой, содержащее переклю"как время срабатывания схемы защитычающий транзис ор, эмиттер которого от перегрузки определяется временем т(53) 621.316,722,1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР й 547755,: кл. с 05 Р 1/569, 1977.Авторское свидетельство СССР Ю 972950, кл. С 05 Р 1/569, 1981.(57) Использование: в устр-вах системы автоматики с быстродействующейзащитой от перегрузки, Сущность изобретения - устр-во. содержит шину вход;ного сигнала, четыре ограничивающихрезистора, два защитных транзистора,два балластных.резистора, оптронныйдиод и переключающий транзистор, Врабочей цепи устр-ва отсутствуетинерционный элемент; Время срабатывания защиты определяется только временем срабатывания оптронного диода.В связи с этим при. перегрузке переключающий транзистор бйстро закрывается 1 ил.3172531 срабатывания реле, которое на порядок больше времени срабатывания переключающего транзистора.Цель изобретения - повышение на 5 дежности путем уменьшения времени срабатывания защиты от перегрузки.Поставленная цель достигается тем, что в переклюцающее устройство с защитой, содержащее первый защитный 10 и переклюцающий биполярные транзисторы, первый и второй ограничивающие резисторы, первый и второй балластные резисторы, причем эмиттер переключающего транзистора подключен к ши не питания и эмиттеру первого защитного транзистора, база которого через первый ограничивающий резистор под ключена к шине питания и через первый балластный резистор - к шине входно го сигнала, а база переключающего транзистора подключена через второй ограничивающий резистор к шине питания и через второй балластный резистор к шине входного сигнала, введены второй защитный полевой транзистор, третий и четвертый ограничивающие резисторы и оптронный диод причем один из выводов четвертого ограничивающего резистора, исток и подложка второго защитного транзистора соединены с шиной питания, другой вывод четвертого ограничивающего резистора и затвор второго защитного транзистора соединены с отрицательным выводом выходной цепи оптронного диода, положительный вывод выходной цепи которого соединен с шиной входного сигнала, а коллектор первого 40 защитного транзистора через третий ограничивающий резистор соединен с положительным выводом входной цепи оптронного диода, отрицательный вывод входной цепи которого соединен с ,45 коллектором переключающего транзистора, база которого подключена к сто- ку второго защитного транзистора.В предлагаемом устройстве в узле защиты исполнительный элемент выполнен на оптронном диоде. Такое решение позволяет уменьшить время срабатыванйя схемы зашиты от короткого замыкания. в нагрузке, и как следствие сократить время закрывания переключающего транзистора и уменьшить его. динамицеские потери. Это приводит к 1повышению надежности переключающвго транзистора и повышению надежностиустройства в целом.Назначение элементов схемы следующее.Шина входного сигнала предназначена для подсоединения входной цепик шине нулевого потенциала.Первый ограничивающий. резисторпредназначен для ограничения потенциала на базе первого защитного транзистора, первый балластный резистордля ограничения базового тока первого защитного транзистора, первый защитный транзистор для питания входной цепи оптронного диода, третийограницивающий резистор для ограниче"ния тока входной цепи оптронногодиода, четвертый ограничивающий резистор для ограничения потенциала затвора второго защитного транзистора,оптронный диод служит для включениявторого защитного транзистора, второй защитный полевой транзистор предназначен для закрывания переключаю-.щего транзистора, втьрой ограничивающий резистор для ограничения потенциала базы переключающего транзистора,переключающий транзистор служит дляподачи напряжения сети постоянноготока на нагрузку.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема переключающего устройства с защитой.Оно содержит шину 1 входного сигнала, первый ограничивающий резис"тор 2, первый балластный резистор 3,первый защитный транзистор 1, третийограничивающий резистор 5, четвертыйограничивающий резистор 6, оптронный,диод 7, второй защитный транзистор8, второй балластный резистор 9, второй ограничивающий резистор 10, переключающий транзистор 11, нагрузку 12и шину 13 питания,В представленном устройстве эмиттер переключающего транзистора 11 подключен к шине 13 питания и эмит- . теру первого защитного транзисторабаза которого через первый ограничивающий резистор 2 подключена к шине 13 питания и через первый балластный резистор 3 - к шине 1 вход" ного сигнала, а база переключающего транзистора 11 подключена через вто.- рой ограничивающий резистор 10 к шине 13 питания и через второй балластный резистор 9 - к шине 1 входного сигнала. Один иэ выводов четвертого ограничивающего резистора 6; исток и подложка второго защитного тран 5 зистора 8 соединены с шино". 13 питания, другой вывод четвертого ограничивающего резистора 6 и затвор второго защитного транзистора соединеныс отрицательным выводом выходной цепи оптронного диода 7, положительный вывод выходНой цепи которого соединен с шиной 1 входного сигнала, аколлектор первого защитного транэис"тора 4 через третий ограничивающий15резистор 5 соединен с положительнымвыводом . входной цепи оптронного дио- да 7, отрицательный вывод входной цепи которог 9 соединен с нагрузкой 12и коллектором переключающего транзистора 11, база которого подключена кстоку второго защитного транзистора.Устройство выполнено с использованием следующих элементов; резисторы. 25 2, 3, 5, 6, 9, 10 типа С 2-23, транзистор 4 - типа 2 Т 3108 А, транзистор8 типа 2 П 301 Л, транзистор 11 типа2 Т 83 ОА, оптронный диод 7 типа 30 Д 101 А,нагрузка 12 в виде реостата РСП 1, 30Переключающее устройство с защитой работает следующим образом.В исходном состоянии при отсутст"вии входного сигнала первый 4 и второй 8 защитные и переключающий 11 з 5транзисторы закрыты, поскольку первый3 и второй 9 балластные резисторы и . выход оптронного диода 7 не подклю-чены к шине 4 нулевого потенциала, следовательно, не подается ток на их 4базы. Напряжение на нагрузке 12 при этом равно нулю, через входную цепь оптронного диода 7 ток не протекает. При подаче входного сигнала шина 1 входного сигнала подключается к ши-45 не нулевого потенциала и на базы . первопо защитного 4 и переключающего 11 транзисторов через первый 3 и второй 9 балластные резисторы подаются сигналы, от которых происходит 5 . насыщение. укаэанных транзисторов и. на нагрузку 12 подается напряжение сети питания. В этом случае напряжения на коллекторах транзисторов 4 и 11.практически равны. Входная .5 цепь оптронного диода 7 подключена через третий ограничивающий резистор 5 к коллекторам транзисторов 4 и 11 и остается обесточенной, при этом через выходную цепь оптронного диода 7 ток не протекает и второй защитный транзистор 8 находится в закрытом состоянии. Входная цепь оптройного диода 7 остается обесточенной также и при незначительных выбросах напряжения питаний сети, так как напряжения на коллекторах транзисторов при этом остаатся одинаковыми.При коротком замыкании нагрузки 12 напряжение на коллекторе переключающего транзистора 11 станет равным нулю, а на коллекторе первого защитного транзистора 4 сохранится прежним, при этом через .входную Цепь оптронного диода 7 потечет ток, который вызовет протекание тока в его выходной цепи и соответственно протекание тока затвора защитного транзистора 8, Это приведет к открыванию последнего, закрывайию переключающего транзистора 11 и обесточиванию нагрузки 12. После снятия входного сигнала устройство установится в исходное состояние.При наличии перегрузки срабатывание защиты обеспечивается отключением переключающего транзистора 11 до наступления короткого замыкания тем самым снижаявероятность выхода последнего из строя. Порог срабатывания защиты устанавливается соотношением величины третьего ограничивающего резистора 5 и нагрузки 12, изменяющейся вследствие перегрузки.Таким образом, в предлагаемом уст ройстве с защитой в рабочей цепи отсутствует инерционный элемент, чтопозволяет, уменьшить время срабатыва-. ния защиты, которое определяется временем срабатывания оптронного диода. Это приводит к быстрому закрыванию переключающего транзистора 4 и, как следствие, к повьшению надежности устройства.Предлагаемое переключающее устройство с защитой найдет широкое применение в устройствах систем автоматики, где необходима, надежная защита от коротких замыканий нагрузки. Формула изобретенияПереключающее устройство с защитой, содержащее первый защитный и переключающий биполярные транзисто717 ры, первый и второй ограничивающие резисторы, первый и второй балластные резисторы, причем эмиттер переключающего транзистора подключен к шине питания и эмиттеру первого защитного транзистора, база которого через первый ограничивающий резистор подклоцена к шине питания и через первый балластный резистор - к шине входного сигнала, а база переключа-,ющего транзистора подключена через второй ограничивающий резистор к шине. питания и через второй балластный резистор " к шине входного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, цто, с целью повышения надежности путем уменьшения времени .срабатывания защиты от перегрузки, в него введейы второй защитный полевой транзистор, третий и четвертый ограничивающие 25313 Составитель ТЯятецкаяедактор С.патрушева . Техред А,Кравчук орректор А.Обруч е ае т а аа Е в а в Ю Е Ев Е Й в а фв а м е а в одписноеоткрытиям при ГКНТ ССС, д, 4/5тй ее но изобретениям -35, Раушская на мбинат 1 пвтент", г,Ужгород, ул. Гагарина, 10 кий роизводственно-иэда Заказ 1181 Тираж НИИПИ Государственного коиите 113035, Москварезисторы и оптронный диод, причемодин из выводов четвертого ограничивающего резистора, исток и подложкавторого защитного транзистора соединены с шиной питания, другой вывод четвертого ограничивающего резистора изатвор второго защитного транзисторасоединены с отрицательным выводом вы ходной цепи оптронного диода, положительный вывод выходной цепи которогосоединен с шиной входного сигнала, а,коллектор первого защитного транзистора через третий ограничивающий ре5 зистор соединен с положительным выводом входной цепи оптронного диода,отрицательный вывод входНой цепи которого соединен с коллектором переключающего траНзистора, база которого подключена к стоку второго защит"ного транзистора.