RU171059U1

RU171059U1 - Residual Current Device

Info

Publication number: RU171059U1
Application number: RU2016147114U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Беляков; Олег Николаевич Бурцев; Юлия Васильевна Воронина; Анатолий Александрович Рейсман
Original assignee: Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод"
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Полезная модель относится к области электронной техники и может быть использована в коммутируемых источниках питания для защиты от перегрузок по току устройств электропитания, а также для защиты от перегрузок по напряжению подключаемой нагрузки.Технический результат направлен на обеспечение защиты устройств электропитания от перегрузки по току как в момент включения питания нагрузки, так и в установившемся состоянии, а также на обеспечение защиты подключаемой нагрузки от перенапряжения.Технический результат достигается тем, что устройство защитного отключения содержит измерительный преобразователь, соединенные с ним токоограничитель, шунтирующий коммутатор и первый двухпороговый компаратор, а также второй двухпороговый компаратор. Кроме этого, оно содержит входной коммутатор, первый блокиратор, устройство включения, второй блокиратор и реле времени. При этом входом устройства является первый вход входного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом устройства включения, а выход подключен к входу измерительного преобразователя. Первый выход измерительного преобразователя соединен с входом токоограничителя и с первым входом шунтирующего коммутатора, а второй его выход соединен с первым входом первого двухпорогового компаратора. Выход токоограничителя является выходом устройства и соединен с выходом шунтирующего коммутатора и с первым входом второго двухпорогового компаратора. Второй вход второго двухпорогового компаратора соединен с общим выводом устройства. Первый выход второго двухпорогового компаратора соединен со вторым входом шунтирующего коммутатора, второй выход подключен ко второму входу первого двухпорогового компаратора, третий выход соединен с входом первого блокиратора, выход которого подключен к третьему входу первого двухпорогового компаратора, четвертый выход второго двухпорогового компаратора является выходом сигнала исправности. Первый выход первого двухпорогового компаратора соединен с первым входом устройства включения, второй выход соединен с входом второго блокиратора, выход которого подключен ко второму входу устройства включения, а третий его выход соединен с входом реле времени. При этом первый выход реле времени соединен с четвертым входом первого двухпорогового компаратора, а второй его выход подключен к третьему входу устройства включения. Четвертый вход устройства включения является входом сигнала внешнего запуска.The utility model relates to the field of electronic technology and can be used in switched power supplies to protect against overload currents of power supply devices, as well as to protect against overloads by voltage of the connected load. The technical result is aimed at ensuring protection of power supply devices against current overload as at time power supply of the load, and in steady state, as well as to ensure the protection of the connected load from overvoltage. The technical result is achieved by the fact that The protective shutdown device comprises a measuring transducer, a current limiter connected thereto, a shunt switch and a first two-threshold comparator, as well as a second two-threshold comparator. In addition, it contains an input switch, a first blocker, a switching device, a second blocker and a time relay. In this case, the input of the device is the first input of the input switch, the second input of which is connected to the output of the switching device, and the output is connected to the input of the measuring transducer. The first output of the measuring transducer is connected to the input of the current limiter and to the first input of the shunt switch, and its second output is connected to the first input of the first two-threshold comparator. The output of the current limiter is the output of the device and is connected to the output of the shunt switch and to the first input of the second two-threshold comparator. The second input of the second two-threshold comparator is connected to the common output of the device. The first output of the second two-threshold comparator is connected to the second input of the bypass switch, the second output is connected to the second input of the first two-threshold comparator, the third output is connected to the input of the first blocker, the output of which is connected to the third input of the first two-threshold comparator, and the fourth output of the second two-threshold comparator is an output of the health signal. The first output of the first two-threshold comparator is connected to the first input of the switching device, the second output is connected to the input of the second blocker, the output of which is connected to the second input of the switching device, and its third output is connected to the input of the time relay. In this case, the first output of the time relay is connected to the fourth input of the first two-threshold comparator, and its second output is connected to the third input of the switching device. The fourth input of the switching device is the input of the external trigger signal.

Description

Полезная модель относится к области электронной техники и может быть использована в коммутируемых источниках питания для защиты от перегрузок по току устройств электропитания, а также для защиты от перегрузок по напряжению подключаемой нагрузки.The utility model relates to the field of electronic technology and can be used in switched power sources to protect against overcurrent of power supply devices, as well as to protect against overload by voltage of the connected load.

Известен коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току (Патент РФ №2335843, МПК: Н03К 17/08, Н02Н 9/02, опубликован 10.10.2008), содержащий датчик тока, электронный ключ, выполненный по схеме двухтактного повторителя, который подает питание в блок нагрузки. Кроме этого, он содержит апериодическое звено, транзистор и диод, включенный последовательно с база-эмиттерным переходом указанного транзистора, которые включены в цепь управления электронного ключа в виде электронного шунта. Выходным сигналом электронного ключа при превышении нагрузки выше заданной обеспечивается управление электронным шунтом, который в свою очередь обеспечивает прерывание тока через нагрузку.Known voltage switch with protection against overcurrent (RF Patent No. 2355843, IPC: Н03К 17/08, Н02Н 9/02, published 10.10.2008), containing a current sensor, an electronic key, made according to the push-pull repeater circuit, which supplies power to load unit. In addition, it contains an aperiodic link, a transistor and a diode connected in series with the base-emitter junction of the indicated transistor, which are included in the electronic key control circuit in the form of an electronic shunt. The output signal of the electronic key when the load is higher than the specified value provides control of the electronic shunt, which in turn provides interruption of the current through the load.

В качестве прототипа для заявляемого технического решения выбрано устройство автоматического повторного включения (Патент РФ №2272347, МПК: Н02Н 3/06, H01H 47/10, опубликован 20.03.2006) для защиты устройств электропитания от превышения токов нагрузки предельно допустимых значений. Устройство содержит резистор, выполняющий функцию токоограничителя, первый и второй измерительные преобразователи, коммутатор с функцией шунтирования резистора, входной и выходной выводы, общий вывод, первый и второй компараторы, первый и второй задатчики опорных уровней, RS-триггер.As a prototype for the claimed technical solution, an automatic restart device was selected (RF Patent No. 2272347, IPC: Н02Н 3/06, H01H 47/10, published March 20, 2006) to protect power devices from exceeding load currents of maximum permissible values. The device contains a resistor that performs the function of a current limiter, first and second measuring transducers, a switch with a function of shunting the resistor, input and output terminals, a common terminal, first and second comparators, first and second reference level switches, and a RS-trigger.

Техническая проблема, решаемая созданием данной полезной модели, заключается в невозможности обеспечения известными устройствами защиты от перегрузки по току в момент включения (при наличии высокого пускового тока), а также защиты подключаемой нагрузки от перенапряжения, например, в случае выхода из строя устройства электропитания.The technical problem solved by the creation of this utility model is the impossibility of the known devices to protect against overcurrent at the time of switching on (in the presence of a high inrush current), as well as to protect the connected load from overvoltage, for example, in case of failure of the power supply device.

Технический результат направлен на обеспечение защиты устройств электропитания от перегрузки по току как в момент включения питания нагрузки, так и в установившемся состоянии, а также на обеспечение защиты подключаемой нагрузки от перенапряжения.The technical result is aimed at ensuring the protection of power supply devices against overcurrent both at the time of switching on the power supply of the load and in the steady state, as well as providing protection of the connected load from overvoltage.

Технический результат достигается тем, что устройство защитного отключения содержит измерительный преобразователь, соединенные с ним токоограничитель, шунтирующий коммутатор и первый двухпороговый компаратор, а также второй двухпороговый компаратор. Кроме этого, оно содержит входной коммутатор, первый блокиратор, устройство включения, второй блокиратор и реле времени. При этом входом устройства является первый вход входного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом устройства включения, а выход подключен к входу измерительного преобразователя. Первый выход измерительного преобразователя соединен с входом токоограничителя и с первым входом шунтирующего коммутатора, а второй его выход соединен с первым входом первого двухпорогового компаратора. Выход токоограничителя является выходом устройства и соединен с выходом шунтирующего коммутатора и с первым входом второго двухпорогового компаратора. Второй вход второго двухпорогового компаратора соединен с общим выводом устройства. Первый выход второго двухпорогового компаратора соединен со вторым входом шунтирующего коммутатора, второй выход подключен ко второму входу первого двухпорогового компаратора, третий выход соединен с входом первого блокиратора, выход которого подключен к третьему входу первого двухпорогового компаратора, четвертый выход второго двухпорогового компаратора является выходом сигнала исправности. Первый выход первого двухпорогового компаратора соединен с первым входом устройства включения, второй выход соединен с входом второго блокиратора, выход которого подключен ко второму входу устройства включения, а третий его выход соединен с входом реле времени. При этом первый выход реле времени соединен с четвертым входом первого двухпорогового компаратора, а второй его выход подключен к третьему входу устройства включения. Четвертый вход устройства включения является входом сигнала внешнего запуска.The technical result is achieved by the fact that the residual current device comprises a measuring transducer, a current limiter connected thereto, a shunt switch and a first two-threshold comparator, as well as a second two-threshold comparator. In addition, it contains an input switch, a first blocker, a switching device, a second blocker and a time relay. In this case, the input of the device is the first input of the input switch, the second input of which is connected to the output of the switching device, and the output is connected to the input of the measuring transducer. The first output of the measuring transducer is connected to the input of the current limiter and to the first input of the shunt switch, and its second output is connected to the first input of the first two-threshold comparator. The output of the current limiter is the output of the device and is connected to the output of the shunt switch and to the first input of the second two-threshold comparator. The second input of the second two-threshold comparator is connected to the common output of the device. The first output of the second two-threshold comparator is connected to the second input of the shunt switch, the second output is connected to the second input of the first two-threshold comparator, the third output is connected to the input of the first blocker, the output of which is connected to the third input of the first two-threshold comparator, and the fourth output of the second two-threshold comparator is an output of the health signal. The first output of the first two-threshold comparator is connected to the first input of the switching device, the second output is connected to the input of the second blocker, the output of which is connected to the second input of the switching device, and its third output is connected to the input of the time relay. In this case, the first output of the time relay is connected to the fourth input of the first two-threshold comparator, and its second output is connected to the third input of the switching device. The fourth input of the switching device is the input of the external trigger signal.

Предлагаемое устройство защитного отключения представляет собой комбинацию коммутатора напряжения с функцией ограничения пускового тока и самовосстанавливающегося электронного предохранителя с функцией защиты от перегрузки по току и перенапряжению. При этом устройство выполнено в виде четырехполюсника с возможностью подключения к его входу устройства электропитания, например стабилизатора напряжения постоянного тока, а к его выходу блока нагрузки.The proposed residual current circuit breaker is a combination of a voltage switch with an inrush current limiting function and a self-healing electronic fuse with an overcurrent and overvoltage protection function. At the same time, the device is made in the form of a four-terminal device with the possibility of connecting a power supply device, for example, a DC voltage stabilizer, to its input, and a load block to its output.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком, на котором представлена функциональная схема устройства защитного отключения.The essence of the claimed utility model is illustrated in the figure, which shows the functional diagram of the protective shutdown device.

Устройство защитного отключения содержит входной коммутатор (ВК) 1, измерительный преобразователь (ИП) 2, токоограничитель (ТО) 3, шунтирующий коммутатор (ШК) 4, первый двухпороговый компаратор (ДПК1) 5, второй двухпороговый компаратор (ДПК2) 6, первый блокиратор (Б1) 7, устройство включения (УВ) 8, второй блокиратор (Б2) 9 и реле времени (РВ) 10.The residual current device contains an input switch (VK) 1, a measuring transducer (IP) 2, a current limiter (TO) 3, a shunt switch (ШК) 4, a first two-threshold comparator (DPK1) 5, a second two-threshold comparator (DPK2) 6, the first blocker ( B1) 7, a switch-on device (HC) 8, a second lock (B2) 9 and a time relay (PB) 10.

Входом устройства является первый вход ВК 1, второй вход которого соединен с выходом УВ 8, а выход подключен к входу ИП 2. Первый выход ИП 2 соединен с входом ТО 3 и с первым входом ШК 4, а второй его выход соединен с первым входом ДПК1 5. Выход ТО 3 является выходом устройства и соединен с выходом ШК 4 и с первым входом ДПК2 6. Второй вход ДПК2 6 соединен с общим выводом устройства. Первый выход ДПК2 6 соединен со вторым входом ШК 4, второй выход подключен ко второму входу ДПК1 5, третий выход соединен с входом Б1 7, выход которого подключен к третьему входу ДПК1 5, а четвертый его выход является выходом сигнала исправности (ИСПР). Первый выход ДПК1 5 соединен с первым входом УВ 8, второй выход соединен с входом Б2 9, выход которого подключен ко второму входу УВ 8, а третий его выход соединен с входом РВ 10. При этом первый выход РВ 10 соединен с четвертым входом ДПК1 5, а второй его выход подключен к третьему входу УВ 8. Четвертый вход УВ 8 является входом сигнала внешнего запуска (ВЗ).The input of the device is the first input of VK 1, the second input of which is connected to the output of HC 8, and the output is connected to the input of IP 2. The first output of IP 2 is connected to the input of MOT 3 and to the first input of ШК 4, and its second output is connected to the first input of DPK1 5. The output of TO 3 is the output of the device and is connected to the output of the ShK 4 and to the first input of DPK2 6. The second input of DPK2 6 is connected to the common output of the device. The first output of DPK2 6 is connected to the second input of ШК 4, the second output is connected to the second input of DPK1 5, the third output is connected to the input Б1 7, the output of which is connected to the third input of DPK1 5, and its fourth output is an output of a service signal (ISPR). The first output of DPK1 5 is connected to the first input of UV 8, the second output is connected to input B2 9, the output of which is connected to the second input of UV 8, and its third output is connected to the input of PB 10. Moreover, the first output of PB 10 is connected to the fourth input of DPK1 5 and its second output is connected to the third input of HC 8. The fourth input of HC 8 is the input of the external trigger signal (OT).

Кроме этого, устройство защитного отключения выполнено с возможностью подключения к его входу стабилизатора напряжения постоянного тока (СНПТ) 11, а к его выходу блока нагрузки (БН) 12. При этом питание самого СНПТ 11 может осуществляться как от источника постоянного напряжения, так и от источника переменного напряжения.In addition, the protective shutdown device is configured to connect a DC voltage stabilizer (DCS) 11 to its input, and a load block (BN) 12 to its output. In this case, the power supply of the DCS 11 itself can be carried out either from a constant voltage source or from AC voltage source.

Рассмотрим работу устройства защитного отключения в нормальном режиме, а также при осуществлении защиты СНПТ 11 от перегрузки по току (ограничение пускового тока, защита от короткого замыкания) и при осуществлении защиты БН 12 по перенапряжению.Consider the operation of the residual current circuit breaker in normal mode, as well as in the protection of SNPT 11 against current overload (inrush current limitation, protection against short circuit) and in the implementation of BN 12 overvoltage protection.

Работа устройства в нормальном режиме.The device is operating in normal mode.

Запуск устройства осуществляется с помощью УВ 8 по сигналу «ВЗ» внешнего запуска, поступающему на его четвертый вход. При этом по сигналу с выхода УВ 8 включается ВК 1. Ток от плюсового выхода СНПТ 11 поступает на вход устройства и далее протекает через ВК 1, ИП 2, ТО 3, затем с выхода устройства проходит через БН 12, после чего поступает через общий вывод обратно к минусовому выводу СНПТ 11. В момент включения устройства (на время действия переходных процессов) работа ДПК1 5 заблокирована при помощи Б1 7, а ШК 4 выключен. Значение плавно нарастающего напряжения Uвых на выходе устройства поступает на первый и второй входы ДПК2 6 (положительный потенциал выходного напряжения с выхода ТО 3 и отрицательный - с общего вывода). Как только значение Uвых устанавливается больше значения первого порогового напряжения Uпор₁, но меньше значения второго порогового напряжения Uпор₂ (Uпор₁<Uвых<Uпор₂), ДПК2 6 с первого выхода выдает сигнал на включение ШК 4, который в свою очередь шунтирует ТО 3. При этом ток протекает от СНПТ 11 к БН 12 практически без ограничения, а ДПК2 6 формирует и выдает со своего четвертого выхода сигнал исправности «ИСПР», сигнализирующий о нормальной работе устройства защитного отключения, а также подключенных к нему СНПТ 11 и БН 12. Также с третьего выхода ДПК2 6 подается сигнал на вход Б1 7, который снимает блокировку с ДПК1 5. При протекании тока от СНПТ 11 к БН 12 со второго выхода ИП 2 на первый вход ДПК1 5 подается сигнал, посредством которого происходит мониторинг тока нагрузки.The device is launched using HC 8 by the signal "OT" external start, arriving at its fourth input. In this case, according to the signal from the output of HC 8, VK 1 is turned on. The current from the positive output of the SNPT 11 is supplied to the input of the device and then flows through VK 1, SP 2, TO 3, then from the output of the device passes through BN 12, after which it passes through the common output back to the negative output of SNPT 11. At the moment the device is turned on (for the duration of the transient processes), the work of DPK1 5 is blocked by B1 7, and CC 4 is turned off. The value of the smoothly increasing voltage Uout at the output of the device is supplied to the first and second inputs of DPK2 6 (the positive potential of the output voltage from the output TO 3 and negative - from the common output). As soon as the value of Uout is set higher than the value of the first threshold voltage Ustore ₁ , but less than the value of the second threshold voltage Ustore ₂ (Ustore ₁ <Uout <Ustore ₂ ), DPK2 6 from the first output gives a signal to turn on ШК 4, which in turn shifts TO 3 In this case, the current flows from SNPT 11 to BN 12 with virtually no restriction, and DPK2 6 generates and issues from its fourth output a service signal "ISPR", signaling the normal operation of the residual current circuit breaker, as well as the connected SNPT 11 and BN 12. Also from the third exit DPK2 6 sends a signal to input B1 7, which removes the lock from DPK1 5. When current flows from SNPT 11 to BN 12 from the second output of IP 2, a signal is applied to the first input of DPK1 5, through which the load current is monitored.

Работа устройства при возникновении перегрузки по току (в момент включения или в случае короткого замыкания).The operation of the device in the event of an overcurrent (at the time of switching on or in the event of a short circuit).

При увеличении тока, протекающего через ИП 2, до критического значения напряжение на его втором выходе превышает уровень первого порогового напряжения Uпор₁ установленный в ДПК1 5. При этом ДПК1 5 срабатывает, и с его соответствующих выходов сигналы о превышении током предельно допустимого значения подаются сразу на три узла: на первый вход УВ 8, на вход Б2 9 и на вход РВ 10. УВ 8 выключает ВК 1 (устанавливается режим «защелки»), при этом Б2 9 удерживает УВ 8 в состоянии, обеспечивающем разомкнутое состояние контактов ВК 1. При пропадании напряжения на выходе устройства защитного отключения при разомкнутых контактах ВК 1 срабатывает также ДПК2 6, так как значение напряжения Uвых на выходе устройства становится ниже значения его первого порогового напряжения Uпор₁. Сигнал со второго выхода ДПК2 6 подается на второй вход ДПК1 5, с третьего выхода которого на РВ 10 поступает сигнал, по которому РВ 10 формирует временной интервал, по истечении которого происходит автоматический перезапуск устройства защитного отключения путем разблокировки УВ 8 и снятия режима «защелки» с ВК 1. Разблокировка УВ 8 происходит по сигналу, поступающему на его третий вход со второго выхода РВ 10, при этом с первого выхода РВ 10 на четвертый вход ДПК1 5 поступает сигнал, по которому ДПК1 5 возвращается в исходное состояние, предшествующее состоянию при перегрузке по току. При наличии на четвертом входе УВ 8 сигнала «ВЗ» устройство перезапускается - замыкаются контакты ВК 1 и устройство автоматически приводится в рабочее состояние (СНПТ 11 через устройство защитного отключения соединяется с БН 12). Если причина срабатывания защиты по току не устранена, то происходит периодическое отключение и включение устройства (с частотой, безопасной для работы СНПТ 11).With an increase in the current flowing through IP 2 to a critical value, the voltage at its second output exceeds the level of the first threshold voltage Upor ₁ set in DPK1 5. In this case, DPK1 5 is triggered, and from its corresponding outputs signals that the current exceeds the maximum permissible value are sent immediately to three nodes: to the first input of HC 8, to the input of B2 9 and to the input of PB 10. The HC 8 turns off VK 1 (the “latch” mode is set), while B2 9 holds the HC 8 in a state that provides the open state of the VK 1 contacts. power failure the output of the protective shutdown device with open contacts VK 1 also triggers DPK2 6, since the value of the voltage Uout at the output of the device becomes lower than the value of its first threshold voltage Upor ₁ . The signal from the second output of DPK2 6 is fed to the second input of DPK1 5, from the third output of which DP 10 receives a signal, according to which PB 10 forms a time interval, after which the protective shutdown device automatically restarts by unlocking the UV 8 and removing the “latch” mode with VK 1. Unlocking of HC 8 takes place according to the signal arriving at its third input from the second output of PB 10, while from the first output of PB 10 to the fourth input of DPK1 5, a signal is received by which DPK1 5 returns to its original state, preceding e state at overcurrent. If there is a “VZ” signal at the fourth input of HC 8, the device restarts - VK 1 contacts close and the device is automatically put into operation (SNPT 11 is connected to BN 12 through the protective shutdown device). If the cause of the current protection tripping is not eliminated, then the device is periodically turned off and on (with a frequency safe for operation of SNPT 11).

Работа устройства в режиме перенапряжения.The device operates in overvoltage mode.

В случае увеличения напряжения на выходе устройства до уровня второго порогового напряжения Uпор₂, установленного в ДПК2 6 (режим перенапряжения, например выход из строя СНПТ 11), последний срабатывает. При этом сигнал «ИСПР» на четвертом выходе ДПК2 6, сигнализирующий об исправном состоянии устройства защитного отключения, а также подключенных к нему СНПТ 11 и БН 12, изменяется на инверсный, а ШК 4, шунтирующий до этого ТО 3, размыкает свои контакты (выключается). Сигнал со второго выхода ДПК2 6 с уровнем напряжения, превышающим уровень второго порогового напряжения Unop2, установленный в ДПК1 5, подается на второй вход последнего, что приводит к его срабатыванию. С соответствующих выходов ДПК1 5 соответствующие сигналы подаются на три узла: на первый вход УВ 8, на вход Б2 9 и на вход РВ 10. УВ 8 выключает ВК 1, а Б2 9 удерживает УВ 8 в состоянии, обеспечивающем разомкнутое состояние контактов ВК 1. При пропадании напряжения на выходе устройства защитного отключения при разомкнутых контактах ВК 1 с третьего выхода ДПК1 5 на вход РВ 10 поступает сигнал, по которому РВ 10 формирует временной интервал, по истечении которого происходит автоматический перезапуск устройства путем разблокировки УВ 8 и снятия режима «защелки» с ВК 1. Разблокировка УВ 8 происходит по сигналу, поступающему на его третий вход со второго выхода РВ 10, при этом с первого выхода РВ 10 на четвертый вход ДПК1 5 поступает сигнал, по которому ДПК1 5 возвращается в исходное состояние, предшествующее состоянию при перенапряжении. При наличии на четвертом входе УВ 8 сигнала «ВЗ» устройство перезапускается и автоматически приводится в рабочее состояние - замыкаются контакты ВК 1. Если причина срабатывания защиты по перенапряжению не устранена, то происходит периодическое отключение и включение устройства (с частотой, безопасной для работы БН 12).In the case of an increase in the voltage at the output of the device to the level of the second threshold voltage Uпор ₂ , set in DPK2 6 (overvoltage mode, for example, failure of SNPT 11), the latter is triggered. At the same time, the ISPR signal at the fourth output of DPK2 6, signaling the working condition of the residual current circuit breaker, as well as the SNPT 11 and BN 12 connected to it, changes to inverse, and the CC 4 shunting TO 3 before that opens its contacts (it turns off ) The signal from the second output of DPK2 6 with a voltage level exceeding the level of the second threshold voltage Unop2, set in DPK1 5, is fed to the second input of the latter, which leads to its operation. From the corresponding outputs of DPK1 5, the corresponding signals are fed to three nodes: to the first input of UV 8, to input B2 9 and to input RV 10. UV 8 turns VK 1 off, and B2 9 holds UV 8 in a state that provides the open state of VK 1 contacts. If the voltage at the output of the protective shutdown device with open contacts VK 1 from the third output of the DPK1 5 is lost, a signal is received at the input of the RV 10, according to which the RV 10 forms a time interval, after which the device automatically restarts by unlocking the UV 8 and removing the “protect Christmas tree "with VK 1. Unlocking of HC 8 takes place according to the signal arriving at its third input from the second output of PB 10, while from the first output of PB 10 to the fourth input of DPK1 5, a signal is received by which DPK1 5 returns to its previous state during overvoltage. If there is a “VZ” signal at the fourth input of UV 8, the device restarts and is automatically put into operation — VK 1 contacts close. If the cause of the overvoltage protection has not been eliminated, the device is periodically turned off and on (with a frequency safe for BN 12 operation) )

Индивидуальное электропитание устройства защитного отключения может быть осуществлено от служебного источника питания.Individual power supply to the residual current circuit breaker can be provided from an auxiliary power source.

Для подтверждения возможности реализации технического решения был изготовлен опытный образец устройства защитного отключения. В данном устройстве защитного отключения в качестве ВК 1 и ШК 4 использованы оптоэлектронные коммутаторы PVG612A (IR), агрегатированные по пять штук для расширения диапазона защиты по току нагрузки (соединенные последовательно по входам и параллельно по выходам). ТО 3 выполнен на мощном изолированном резисторе С5-47, ИП 2 выполнен на низкоомном резисторе WSR50100FEA 0,01Ом±1% и специализированном операционном усилителе MAX4080TAUA. ДПК1 5 реализован на мониторе напряжения MAX8212MJA с программируемым порогом срабатывания и внутренним термокомпенсированным источником опорного напряжения 15 В. ДПК2 6 выполнен на двух прецизионных стабилитронах LM431 в режиме термокомпенсированного компаратора (пороги срабатывания задаются внешними резистивными делителями). Б1 7 представляет собой ключ на полевом транзисторе IRFL110, управляемом оптореле PVG612A, который в отрытом состоянии блокирует третий вход ДПК1 5. УВ 8 представляет собой ключ с функциями блокировки и разблокировки по двум входам на оптореле PVG612A. Б2 9 представляет собой ключ на оптореле PVG612A. В качестве РВ 10 применена схема на базе прецизионного стабилитрона параллельного типа LM431 в режиме компаратора.To confirm the feasibility of implementing the technical solution, a prototype of a residual current device was manufactured. In this protective shutdown device, the PVG612A (IR) optoelectronic switches are used as VK 1 and ShK 4, aggregated in five pieces to expand the protection range for the load current (connected in series at the inputs and in parallel at the outputs). TO 3 is performed on a powerful isolated resistor C5-47, IP 2 is performed on a low-resistance resistor WSR50100FEA 0.01 Ohm ± 1% and a specialized operational amplifier MAX4080TAUA. DPK1 5 is implemented on a voltage monitor MAX8212MJA with a programmable threshold and an internal thermally compensated reference voltage source of 15 V. DPK2 6 is made on two precision zener diodes LM431 in the thermocompensated comparator mode (thresholds are set by external resistive dividers). B1 7 is a key on an IRFL110 field effect transistor controlled by the PVG612A opto-coupler, which in the open state blocks the third input of DPK1 5. UV 8 is a key with two-input locking and unlocking functions on the PVG612A opto-coupler. B2 9 is a key on the PVG612A optocoupler. As RV 10, a circuit based on a precision parallel zener diode LM431 in the comparator mode was used.

Таким образом, предлагаемое устройство защитного отключения обеспечивает защиту устройств электропитания от перегрузок по току как в момент включения за счет ограничения пускового тока, так и в установившемся состоянии, а также обеспечивает защиту подключаемой нагрузки от перенапряжения за счет плавного нарастания напряжения на выходе устройства при включении питания.Thus, the proposed protective shutdown device protects the power supply devices against overcurrent both at the time of switching on due to the limitation of the starting current and in the steady state, and also provides protection of the connected load from overvoltage due to a smooth increase in voltage at the output of the device when the power is turned on .

Claims

A residual current device containing a measuring transducer, a current limiter connected thereto, a shunt switch and a first two-threshold comparator, as well as a second two-threshold comparator, characterized in that in addition it contains an input switch, a first blocker, a switching device, a second blocker and a timer, this input of the device is the first input of the input switch, the second input of which is connected to the output of the switching device, and the output is connected to the input of the measuring transducer When eating, the first output of the measuring transducer is connected to the input of the current limiter and to the first input of the shunt switch, and its second output is connected to the first input of the first two-threshold comparator, the output of the current limiter is the output of the device and connected to the output of the bypass switch and the first input of the second two-threshold comparator, the second input the second two-threshold comparator is connected to the common output of the device, the first output of the second two-threshold comparator is connected to the second input of the bypass comm tator, the second output is connected to the second input of the first two-threshold comparator, the third output is connected to the input of the first blocker, the output of which is connected to the third input of the first two-threshold comparator, the fourth output of the second two-threshold comparator is a signal of health, the first output of the first two-threshold comparator is connected to the first input of the device switching, the second output is connected to the input of the second blocker, the output of which is connected to the second input of the switching device, and its third output is is dined with the input of the time relay, while the first output of the time relay is connected to the fourth input of the first two-threshold comparator, and its second output is connected to the third input of the switching device, the fourth input of the switching device is the input of the external trigger signal.