Искробезопасный источник питания

(51) 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ асной мощности пргрузок с большойтока. Устройствои дополнительный 2/24-03 кробе электро атность тан 90. Бюл. У 20-производственн сково держит выпря сновн объедисредствАвтоматдан ю и выпурных маши Б.М.Киричен(57) Изобретени технике и может тносится к электровано И ыть испол лектропитания аппара экю сре- ческой сплуатируемои в дах предприятий промышленности,зрывоопасн рной и хими ь - повышен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научнопение по соавтоматиэацигормаш(72) А.П.ЕфА,В.Бахмут3) 621.316) Авторс1227819,мители, узел 3 искрозащиты, генератор импульсов 15 и устройство 23плавного ввода, С подачей напряженияна вход конденсатор 27 плавно заряжается через резисторы (Р) 31,32 донапряжения стабилизации стабилитрона28 за время, определяемое постояннойвремени Р 32. Коллекторный ток транзистора (Т) 30 также плавно возрастает от нуля до значения, заданногопараметрами стабилитрона 28 и Р 29,Стабилитрон 28, Т 30 и Р 29 образуют дстабилизатор тока, ограничивающийток через стабилитрон 33 и Р 35. Приплавном нарастании коллекторного токаТ 30 напряжение на Р 35 и базе Т 4 Сплавно нарастает, последний открывается, обеспечивая плавное нарастание1567798 О 35 тока и напряжения на нагрузке 5. При перегрузке или коротком замыкании выхода источника напряжение на измерительном Р 12 возрастает, тиристорный оптрон 13 открывается и закрывает Т 4. Напряжение на выходе источник н то: через Р 12 исчезают, но опгрон 13 удерживается в открытом сос.1:.ии за счет токов цепей управления Т 21 и 24Открывающийся оптрон 3 переводит Т 21 и 24 в состояние Изобретение относится к электротехнике и может быть.использовано для электропитания аппаратуры, эксплуатируемой во взрывоопасных средах, предприятий горной и химическойпромышленности.Целью изобретения является повышение искробезопасной мощности при 25электропитании нагрузок с большойкратностью пускового тока.На чертеже изображено предлагаемоеустройство,Устройство содержит основной 1 идополнительный 2 выпрямители, узел 3искрозащиты на первом транзисторе 4,коллектор которого подключен к первому выводу основного выпрямителя 1,эмиттер транзистора 4 подключен кпервому выводу нагрузки 5 (лампы накаливания фары), база транзистора 4подключена к коллектору четвертоготранзистора 6 и через первый диод 7коллектору третьего транзистора 8, 40эмиттер которого подключен к первомувыводу дросселя 9, второй вывод которого подключен к второму выводунагрузки 5 и эмиттеру транзистора 6,база которого через восьмой резистор10 соединена с первым выводом дросселя 9, второй вывод которого черездевятый резистор 11 соединен с базойтранзистора 8, эмиттер которого соединен с первым выводом второго резис 50тора 12 и первым выводом тиристорного оптрона 13, второй вывод которогосоединен с вторым выводом основноговыпрямителя 1, вторым выводом резистора 12 и третьим выводом тиристорного оптрона 13, четвертый вывод которого через второй диод 14 соединен сбазой транзистора 4, генератор 15импульсов, собранный на пятом траннасыщения. Открытый Т 24 разряжаетконденсатор 27 и закрывает Т 21, подготавливая устройство к повторномувключению. При аварийном отключениинагрузки Т 6 открывается импульсомс дросселя 9, а Т 4 закрывается, предотвращая искрение в месте обрыва, Соединение базы Т 6 через Р 10 с эмиттером Т 8 и наоборот увеличивает чувствительность защиты и величину .искробезопасной мощности. 1 ил,зисторе 16, эмиттер которого соединен с первым выводом третьего резистора 17 и первым выводом первого конденсатора 18, второй вывод которого соединен с четвертым выходом тиристорного оптрона 13 и через третий диод 19 и четвертый резистор 20 - с базой шестого транзистора 21, коллектор которого соединен с вторым выводом резистора 17, а змиттер - с коллектором транзистора 4 и через резистор 22 с одной из баз транзистора 16, вторая база которого соединена с вторым выводом основного выпрямителя 1, устройство плавного ввода 23, собранное на седьмом транзисторе 24, база которого через пятый резистор 25 и четвертый диод 26 соединена с четвертым выводом тиристорного оптрона 13, а эмиттер транзистора 24 соединен с первым выводом второго конденсатора 27, первым выводом первого стабилитрона 28, первым выводом дополнительного выпрямителя 2, первым выводом первого резистора 29, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора 30, база которого соединена с вторым выводом стабилитрона 28, коллектором транзистора24, через шестой резистор 31 с вторым выводом конденсатора 27, а через резистор 32 - с вторым выводом основного выпрямителя, и второй стабилитрон 33, конденсатор 34, резистор 35, причем первый вывод последнего соединен с базой транзистора 4, второй вывод - с эмиттером транзистора 6 и первым выводом стабилитрона 33, третий вывод резистора 35 соединен свторым выводом стабилитрона 33, коллектором транзистора 30 и первым выводом конденсатора 34, второй вывод5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 а 55 которого соединен с вторым выводом основного выпрямителя 1.Устройство работает следующим образом.С подачей напряжения на вход источника питания конденсатор 27 плавно заряжается через резисторы 31, 32 до напряжения стабилизации стабилитрона 28 за время, определяемое постоянной времени К 32 С 27, при этом коллекторный ток транзистора 30 также плавно возрастает от нуля до значения, заданного параметрами стабилитрона 28 и резистора 29. На транзисторе 30, стабилитроне 28 и резисторах 29, 30 выполнен стабилизатор тока, ограничивающий ток через стаби литрон 33 и резистор 35.При плавном нарастании коллектор- ного тока транзистора 30 напряжение на резисторе 35, а следовательно, и на базе транзистора 4 плавно нарастает, и транзистор 4 также плавно открывается, отчего ток и напряжение на нагрузке 5 также плавно нарастают, разогревая нить лампы накаливания фары. Время плавного нарастания напряжения на нагрузке 5 выбрано таким, чтобы обеспечить разогрев лампы и вывести ее в нормальный режим рабаФы. Стабилизация напряжения на базе транзистора 4 стабилитроном 33 позволяет при повышении напряжения питающей сети ограничить напряжение на необходимом уровне, устанавливаемом резистором 35.При перегрузке или коротком замыкании выхода источника напряжение на измерительном резисторе 12 возрастает, тиристорный оптрон 13 открывается и закрывает транзистор 4, подключая его базу через раэвяэывающий диод 14 к минусовому выводу основного выпрямителя 1.Напряжение на выходе источника и ток через резистор 12 исчезают. Но тиристорный оптрон 13 удерживается в открытом состоянии за счет токов цепей управления транзисторов 21 и 24, которые подключаются к аноду тиристор оптрона 13 через развязывающие диоды 19 и 26 оответственно. Открывающийся оптрон открывает транзисторы 21 и 24, переводя их из режима отсечки в режим насьпцения.Открытый транзистор 24 разряжает времязадающий конденсатор 27 через резистор 21 и закрывает транзистор 31, подготавливая таким образом устройство к повторному включению с плавным изменением напряжения на нагрузке, т.е. к исходному состоянию.Открытый транзистор 21 образуетцепь заряда конденсатора 18 через резистор 17 и открытый тиристор оптрона13, Конденсатор 18 медленно заряжается от основного выпрямителя 1 до напряжения срабатывания однопереходноготранзистора 16 за время, определяемое постоянной времени К 17 С 18, Однопереходный транзистор открывается,и напряжение конденсатора 18 обратной полярности прикладывается к открытому тиристору оптопары 13 и закрывает егоПри этом закрываются транзисторы 21 и 24, конденсатор 27 начинает плавно заряжаться и т.д., какописано вьппе. Если перегрузка или короткое замыкание выхода источника неустранены, то весь процесс работыустройства в режиме перегрузки иликороткого замыкания повторяется мно"гократно до устранения перегрузкиили короткого замыкания. В режиме перегрузки или короткого замыкания устройство может находиться неограниченно долго, т.е. до устранения перегрузки или короткого замыкания, послечего устройство выходит на нормальныйрежим.При аварийном отключении нагрузки(обрыв жилы питания фары) транзистор6 открывается энергией дросселя 9, запасенной во время работы фары, а транзистор 4 полностью закрывается, предупреждая появление опасной искры в месте разрыва питающей жилы. Время отсутствия напряжения на выходе источника определяется временем разряда предварительно запасенной энергии дросселя 9 через резистор 10 и эмиттерный переход транзистора 6 и временем зарядаконденсатора 34 коллекторным током транзистора 30. После разряда дросселя 9 транзистор 6 закрывается, конденсатор 34 плавно заряжается коллекторным током транзистора 30, транзистор 4 плавно открывается, и на выходе источника появляется напряжение.При подключении нагрузки 5 к выходным контактам источника, находящимся под напряжением, транзистор 8 кратковременно открывается, разряжая конденсатор 34 и закрывая транзистор 4. Напряжение на выходе кратковре-.менно исчезает, транзистор 8 закрывается, и напряжение на нагрузкенарастает за счет заряда конденсатора 34. Таким образом, при коммутациях в цепи нагрузки 5 схема искрозащиты по скорости изменения токанагрузки кратковременно отключает источник от нагрузки 5, предупреждаяпоявление разряда на месте разрывапитающей жилы.Включение транзисторов 6 и 8 происходит через резисторы 1 О и 11 вотличие от прототипа, где включениеэтих транзисторов осуществляется через резистор и диод, что уменьшаетчувствительность искрозащиты эа счетпадения на диодеУменьшение чувствительности искрозащиты равносильноуменьшению искробеэопасности мощноси,Введение транзистора 21 в цепьзаряда конденсатора 18 генератора 15исключает работу его при закрытомтиристоре оптрона 13, так как сопротивление закрытого транзистора значительно больше, чем сопротивлениеутечек однопереходного транзистора,и конденсатор 18 разряжен. Это позволило построить однокаскадную схему 30защиты по току (тиристор оптрона 13через диод 14 соединен с базой управляемого транзистора 4).Соединение базы транзистора 6 через резистор 10 с змиттером транзистора 8 и наоборот увеличивает чувствительность защиты с индуктивным датчиком за счет исключения диода вовходной цепи транзисторов 6,8, чтопозволило увеличить величину искробезопасной мощности.Данный источник питания обеспечивает электропитание фар с лампой накаливания А 24-55-50 (мощность 55 Вт,суммарная мощность двух каналов 45110 Вт) для проходческих машин, чтопозволяет повысить безопасность применения систем рсвещения в шахтныхусловиях.Данный искробезопасный источникпозволяет питать фару стабилизированным напряжением, обеспечивает искробеэопасные параметры, что позволяетповысить безопасность применения систем освещения в шахтных условиях. формула изобретения Искробеэопасный источник питания,содержащий основной и дополнительныйвыпрямители, первый транзистор, коллектор которого подключен к положительному выводу основного выпрямителя, а эмиттер соединен с первым выводом нагрузки, второй транзистор, эмиттер которого соединен с одним из выводов первого резистора, третий ичетвертый транзисторы, эмиттеры которых соединены между собой через дроссель, соединенный с отрицательнойшиной основного выпрямителя последовательно с вторым резистором, параллельно которому подсоединен светодиодтиристорного оптрона, пятый транзистор, к эмиттеру которого подключеныодин из выводов третьего резистораи первого конденсатора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности приэлектропитании нагрузок с большойкратностью, пускового тока, он снабжен двумя транзисторами, двумя стабилитронами, четырьмя диодами, шестьюрезисторами и вторым конденсатором,причем коллектор третьего транзистора соединен с базой первого транзистора через первый диод, анод тиристора тиристорного оптрона соединен сбазой первого транзистора через второй диод, другой вывод третьего резистора подключен к коллектору шестого транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору первого транзистора, база шестого транзистора черезчетвертый резистор и третий диод соединена с анодом тиристора тиристорного оптрона, другим выводом первогоконденсатора и одним иэ выводов четвертого диода, другой вывод которогочерез пятый резистор подключен к базеседьмого транзистора, эмиттер которого соединен с катодом первого стабилитрона, первым выводом второго конденсатора, другим выводом первого резистора и положительным выводом дополнительного выпрямителя, коллекторседьмого транзистора подключен к аноду первого стабилитрона, базе второго транзистора и через шестой резистор к второму вь:воду второго конденсатора, коллектор второго транзистора подключен к катоду второго стабилытрона и первому выводу седьмого резистора, второй вывод которого соединен с анодом второго стабилитронй,эмиттером четвертого транзистора ивторым выводом нагрузки, подвижныйкон.акт седьмого резистора соединенСоставитель Г,НунупаровТехред Л,Сердюкова Редактор М.Циткина Корректор Э,Лончакова Заказ 1311 Тирам 374 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина,101 9 1567798 1 Ос базой первого транзистора, а база тьего транзистора, база которого чечетвертого транзистора через восьмой рез девятый резистор соединена с змит резистор соединена с эмиттером тре- тером четвертого транзистора.