Устройство электронной защиты

)М, Кд, С 05 Г 1/ Ьвудврственый коиите елаи изабретеинй и открытиЯ Боллетень4 убликовано 1) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННОЙ ЗАЦИТЬ Наиболустройствявляетсятронной збилизаторсвоим вхопитания,дложенном сущности ким к пр хническо тво комп ИП, соде е бл по т трой екснои элекжащее стаия, подключенныиоду источНикабщую шину с стабинапр ом к ме и Изобретение относится к электроехнике и предназначено для защиты табилизированных источников питания,Известно устройство комплексной электронной защиты стабилизатора напряжения, содержащее включенные последовательно в выходную шину стабилизатора регулирующий транзистор и датчик тока, транзистор защиты, эмиттер которого подключен к выходу стабилизатора, база через первый резистор - к эмиттеру регулирующего транзистора и через последовательно соединенные второй резистор и стабилитрон - к общей шине, а между коллектором и базой транзистора защиты включен конденсатор, дифференциальный усилитель (ДУ) на двух транзисторах в цепи эмиттеров которых включен токого питающий каскад с токостабилизирующим транзистором; и подключенный к источнику опорного напряжения, подсоединенного через кнопку к входным зажимам стабилизатора напряжения,делитель опорного напряжения, подключенный средней точкой к первому входу ДУ, делитель выходного напряжениястабилизатора, подключенный среднейточкой ко второму входу ДУ, и блокирующий транзистор, соединенный базойчерез делитель с первым выходом ДУ,эмиттером - с общей шиной, а коллектором подключенный к базе регулирующего транзистора и через последовательно соединенные диод и третийрезистор к коллектору .транзисторазащиты, причем их общая точка (аноддиода) соединен с базой токостабилизирующего транзистора Г 1).лиэатором напряжения, источник опорного напряжения, подсоединенный своим входом к выходу источника питания,а выходом - к первому входу ДУ,датчик то-ка, вклюценный последовательно в силовую шину стабилизатора напряженияи делитель выходного напряжения,включенный параллельно выходным выводам, а средней точкой соединенный свторым входом диФФеренциапьного усилителя21,Недостатками устройства являются,прежде всего, низкое быстродействиесрабатывания устройства защиты при,как правило, медленном изменении уров-ня контролируемого 1 параметра стабилизатора напряжения и особенно в случае короткого замыкания на выходестабилизатора.Целью изобретения является повыше- уоние быстродействия и надежности работы устройства электронной защиты.Поставленная цель достигается тем,что в устройство электронной защитывведены эмиттерный повторитель, цепь 25импульсного смещения и триггер, подсоединенный своим выходом через резистор к третьему входу диФференциального усилителя, первым входом - параллельно к датчику тока, а вторым входом - к выходу эмиттерного повторите-ля, подсоединенного к защитному входустабилизатора напряжения а вход эмиттерного повторителя через развязывающие диоды подключен к выходам диФФеренциального усилителя, цепь импульсного смещения, выполненная в видепоследовательно включенным конденсатора, зашунтированного резистором, и ди-.ода, подсоединенв входом к выходу ис- цточника питания, а выходом - к третьему входу диФФеренциального усилителя,На чертеже представлена принципиальная схема устройства электронной5 защиты.Устройство содержит имеющие общую шину стабилизатор напряжения 1 (СН) с импульсным или непрерывным регулированием, источник питания 2, к одному выходу которого подключен стабилиэа О тор напряжения 1, диФФеренциальный усилитель 3 (ДУ), имеющий три входа и два выхода, подключенный через кнопку 4 к другому выходу источника питания 2, источник опорного напряжения, 5 состоящий из последовательно включенных резистора 5 и стабилитрона 6, и подключенный входом через кнопку 4 к фплюсу источника питания 2, а выходомк первому входу ДУ 3, делитель выходного напряжения 7, подключенный своими концами к нагрузке 8, а средней точкой - ко второму входу ДУ 3, цепь подачи импульсного смещения 9 на вход ДУ 3, состоящую из последовательно включенных конденсатора 10, зашунтированного резистором 11 и диода 12 и подключенную с одной стороны через кнопку 4 к плюсу источника питания, а с другой - к третьему входу ДУ 3, датчик тока 13, подключенный между плюсом стабилизатора напряжения 1 и нагрузкой 8, триггер 14, выпоненный на транзисторах 15 и 16 разного типа проводимости и последовательно включенных резисторах 17 и 18, присоединенных между коллектором транзистора 15 и, общей шиной, а средней точкой - к базе транзистора 16, резистора 19, подключенным между коллектором транзистора 16 и базой транзистора 15, потенциометра 20, присоединенным своими концами к нагрузке 8, а средней точкой - к базе транзистора 15, цепи эмиттерного смещения транзистора 15, состоящей из последовательно включенных резистора 21, присоединенного к общей шине, и диода 22, анодом подключенного к плюсу стабилизатора напряжения 1, а средней точкой - к эмиттеру транзистора 15, один выход триггера 14 коллектор транзистора 16) присоединен через резистор 23 к третьему входу ДУ 3 а первый вход триггера 14 анод диода 22 - потенциометр 20 ) подключен параллельно к датчику тока 13, эмиттерный повторитель на транзисторе 24 коллек. тором подключенный к источнику питания 2 через кнопку 4, входом - к выходам ДУ 3 через развяэывающие диоды 25 и 26 с эмиттером присоединенной к входу защиты стабилизатора напряжения 1 и через резистор 27 - ко второму входу триггера 14 база транзистора 16. Устройство защиты работает следующим образом.В исходном состоянии кнопка 4 замкнута, на первый вход ДУ 3 поступает опорное напряжение со стабилитрона 6, а на второй вход ДУ 3 - контролируемое напряжение с нагрузки 8 через делитель выходного напряжения 7. На третий вход ДУ 3 подается некоторый положительный уровень напряжения с5 9743нагрузки 8 через потенциометр 20 ирезисторы 19, 23, так как в исходном состоянии транзисторы 15 и 16триггера 14 находятся в закрытом состоянии за счет подачи отрицательного смещения в эмиттер транзистора 15р-и-р типа проводимости. На выходахДУ 3 имеется низкий положительныйуровень напряжения, который не можетперевести транзистор триггера 1 В14 в открытое состояние (через развязывающие диоды 25 и 26 и эмиттерный ,повторитель на транзисторе 24). Низкий уровень положительного напряжения, снимаемый с эмиттера транзистора 24, не выключает стабилизатор напряжения 1 по защитному входу.При уменьшении выходного напряжения стабилизатора напряжения 1 до минимально допустимого уровня напря жение на одном из выходов ДУ 3 повы-, шается и поступает через диод 25 или 26 на базу транзистора 4 и далее через резистор 27 на второй 1 вход триггера 14 база транзистора 16). При 2 У достижении сигналом уровня порога срабатывания триггера 14 по второму ;входу последний срабатывает, транзисторы 15 и 16 переходят во включенное .состояние. При этом низкое коллектор ное напряжение насыщения транзистора 16 поступает на третий вход ДУ 3, его токопитающий каскад запирается и на выходах ДУ 3 появляется высокий уровень напряжения. Таким образом, осуществляется нелинейная положительная обратная связь с одновременным запоминанием высокого уровня напряже" ния на выходах ДУ 3 за счет транзистора 16 триггера 14. Одновременно о сигнал высокого уровня, снимаемый с эмиттерного повторителя, выключает стабилизатор напряжения 1 по защитному входу и последний снимает напряжение с нагрузки 8, Это состояние срабатывания устройства электронной защиты может продолжаться неограниченное время, пока поступает питание на ДУ 3, поскольку заперт его токо- питающий каскад. Для возврата устройства электронной защиты в исходное состояние необходимо с помощью кнопки 4 обесточить на некоторое вре. мя ДУ 3 и эмиттерный повторитель на транзисторе 24 и затем вновь подать напряжение с источника питания 2. При увеличении выходного напряжения стабилизатора напряжения 1 до 58 6максимально допустимого уровня напряжения на одном из выходов ДУ 3 повышается и поступает через соответствующий диод 25 или 26 на базу транзистора 24 и далее через резистор 27на второй вход триггера 14 базу транзистора 16). В дальнейшем процесссрабатывания устройства электроннойзащиты происходит аналогично предыдущему случаю,В случае растущей перегрузки потоку стабилизатора напряжения 1 иликороткому замыканию на нагрузке 8 напряжение, снимаемое с датчика тока13, увеличивается. При достижениинапряжением на датчике тока 13 порогового уровня срабатывания триггера14 по первому входу транзисторы 15 и16 последнего переходят во включен 1 ное состояние ивесь дальнейший процесс Функционирования схемы устройства электронной защиты происходит аналогично уже рассмотренным случаям.Одновременно в случае короткого замыкания на нагрузке 8 дифференциальныйусилитель 3 дополнительно реагирует ина снижение выходного напряжения стабилизатора напряжения 1, т. е. устройство электронной защиты в этом случае является как бы резервированным итаким образом обладает повышенной надежностью. Потенциометром 20 регулируется пороговый уровень срабатывания триггера .14 по первому входу итем самым регулируется величинапредельно допустимого тока (токперегрузки стабилизатора напряжения),Цепь импульсного смещения 9, состоящая из последовательно включенных конденсатора 10, зааунтированногорезистором 11, и:диода 12 применена для исключения возможности срабатывания устройства электронной защиты при включении источника питЬ- ния 2 в сеть. В момент включения источника питания 2 в сеть перепад положительного напряжения через нормально замкнутую кнопку 4, конденсатор 10 и диод 12 поступает на третий вход ДУ 3, Конденсатор 10 варяжаясь поддерживает ток токопитающего каскада ДУ 3 на время установления номинального выходного напряжения стабилизатора 1. В установившемся режиме заряженный конденсатор 10 не оказывает влияния на смещение по третьему входу ДУ 3.Устройство электронной защиты, содержащее стабилизатор напряжения, подключенный своим входом к выходу источника питания, имеющим общую шину с стабилизатором напряжения, источник опорного напряжения, подсоединенный своим входом к выходу источника питания, а выходом - к первому входу 16 дифференциального усилителя, датчик тока, включенный последовательно в силовую шину стабилизатора напряжения и делитель выходного напряжения, включенный параллельно выходным выво-дам, а средней точкой соединенный с вторым входом дифференциального уси-, лителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, в него вве гО дены эмиттерный повторитель, цепь импульсного смещения и триггер, подсоединенный своим выходом через ре 58 8зистор к третьему входу дифференциального усилителя, первым входом - параллельно-к датчику тока, а вторымвходом - к выходу эмиттерного повторителя, подсоединенного к защитномувходу стабилизатора напряжения, авход эмиттерного повторителя черезразвязывающие диоды подключен к выходам дифференциального-усилителя,цепь импульсного смещения, выполненная в виде последоватепьно включенного конденсатора, зашунтированногорезистором, и диода, подсоединенавходом к выходу источника питания,а выходом - к третьему входу диффере,циального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРН 546871, кл, 6 05 Г 1/58, 1975.2." Вопросы радиоэлектроники". Серия общетехническая. 1977, М 12,с. 134-136.