RU2069436C1

RU2069436C1 - Arrangement for protecting powered devices against overvoltage

Info

Publication number: RU2069436C1
Application number: RU93039266A
Authority: RU
Inventors: Т.И. Галактионова; Л.Г. Галактионов; В.Л. Тандилова; Г.Л. Галактионов; М.Л. Галактионов
Original assignee: Галактионова Тамара Ивановна; Галактионов Лев Григорьевич
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention relates to arrangements powering radioelectronic facilities. Arrangement of invention has delay unit, threshold element, control pulse former, control transistors, threshold stabilitron-resistor ladder, current- determining driving resistors, and diode matrix. Arrangement is connected between voltage source and load and makes it possible to restrict amplitude of transitory process in specified limits. EFFECT: increased reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиолокационных станциях, телевизионных и других системах, содержащих электронные (полупроводниковые) приборы, формирующие сигналы для сопрягаемых с ними устройств, в которых напряжения переходных процессов могут превышать предельно-допустимые величины для электронных приборов, например, при подаче сигналов с электронных приборов на электроды электроннолучевых трубок, генераторных ламп и других приборов. The invention relates to electrical engineering and can be used in radar stations, television and other systems containing electronic (semiconductor) devices that generate signals for paired devices in which transient voltages may exceed the maximum permissible values for electronic devices, for example, when applying signals from electronic devices to the electrodes of cathode ray tubes, generator lamps, and other devices.

Известно устройство для защиты нагрузки от ограничения напряжения, содержащее пороговый блок, формирователь импульсов управления, шунтирующей нагрузку цепью, выполненной на инвертирующем каскаде и дифференцирующей цепи [1]
Однако, известное устройство не обеспечивает надежную защиту от напряжения переходного процесса, поскольку действие шунтирующей цепи является кратковременным и определяется коротким импульсом дифференцирующей цепи.A device for protecting the load from voltage limitation, containing a threshold block, a pulse shaper control, shunting the load by a circuit made on an inverting stage and a differentiating circuit [1]
However, the known device does not provide reliable protection against transient voltage, since the action of the shunt circuit is short-term and is determined by the short pulse of the differentiating circuit.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для защиты нагрузки от перенапряжения, содержащее элемент задержки, пороговый блок, формирователь импульсов управления, цепь шунтирования нагрузки, при этом элемент задержки включен между входом и выходом устройства защиты, выход устройства защиты подключен к входу порогового блока, выходом устройства защиты является цепь шунтирования нагрузки, а формирователь управляющих импульсов включен между выходом порогового блока и управляющим входом цепи шунтирования нагрузки [2]
Недостатком этого устройства является то, что величина напряжения, до которой снижается амплитуда напряжения переходного процесса, не фиксируется, т.е. не определена, так как шунтирующая цепь известных устройств выполнена в виде ключа на транзисторе. Следовательно, вышеуказанная величина может выходить за пределы минимально допустимой величины напряжения для ряда электронных устройств, что недопустимо для их функционирования. Это соответственно ограничивает сферу использования известных устройств.The closest in technical essence to the claimed is a device for protecting the load from overvoltage, containing a delay element, a threshold block, a control pulse shaper, a load shunt circuit, while the delay element is connected between the input and output of the protection device, the output of the protection device is connected to the input of the threshold block , the output of the protection device is a load shunt circuit, and a control pulse shaper is connected between the output of the threshold block and the control input of the shunt circuit i load [2]
The disadvantage of this device is that the voltage value to which the voltage amplitude of the transient decreases is not fixed, i.e. not defined, since the shunt circuit of known devices is made in the form of a key on a transistor. Therefore, the above value may go beyond the minimum allowable voltage for a number of electronic devices, which is unacceptable for their operation. This accordingly limits the scope of use of known devices.

Задачей изобретения является расширение области применения путем ограничения амплитуды переходного процесса в заданных пределах. The objective of the invention is to expand the scope by limiting the amplitude of the transient process within specified limits.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для защиты нагрузки от перенапряжения, содержащее элемент задержки, вход которого является входным выводом и подключен через пороговый блок к входу формирователя импульсов управления, согласно изобретению, в него введены регулирующий и управляющий транзисторы, пороговая стабилитронно-резистивная цепочка, токозадающий и ограничительный резисторы и диодная матрица из двух диодов, объединенные электроды одной полярности которых подключены в прямом включении через ограничительный резистор к выходу формирователя импульсов управления, а другие электроды соответственно первого диода к коллектору регулирующего транзистора, являющемуся выходным выводом, а второго одновременно к эмиттеру управляющего транзистора и через токозадающий резистор к общей шине, к которой подсоединен вывод стабилитрона пороговой стабилитронно-резистивной цепочки, выход которой соединен с базой управляющего транзистора, а резистивный вывод
одновременно с выходом элемента задержки и с эмиттером регулирующего транзистора, база которого подключена к коллектору управляющего транзистора.The problem is solved in that in a device for protecting the load from overvoltage, containing a delay element, the input of which is an input terminal and connected through a threshold block to the input of a control pulse shaper, according to the invention, control and control transistors, a threshold zener diode resistance circuit are introduced into it , current-limiting and limiting resistors and a diode matrix of two diodes, the combined electrodes of the same polarity of which are connected in direct connection through the limiting rubber side to the output of the control pulse shaper, and other electrodes, respectively, of the first diode to the collector of the control transistor, which is the output terminal, and the second simultaneously to the emitter of the control transistor and through the current-setting resistor to a common bus to which the output of the zener diode is connected to a threshold zener diode circuit, the output of which connected to the base of the control transistor, and the resistive output
simultaneously with the output of the delay element and with the emitter of the control transistor, the base of which is connected to the collector of the control transistor.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства для защиты нагрузки от перенапряжения. The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device for protecting the load from overvoltage.

Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения содержит элемент 1 задержки, вход которого является входным выводом и подключен через пороговый блок 2 ко входу формирователя 3 импульсов управления, введены регулирующий 4 и управляющий 5 транзисторы, пороговая стабилитронно-резистивная цепочка 6, токозадающий 7 и ограничительный 8 резисторы и диодная матрица 9 из двух диодов 10 и 11, аноды которых объединены и подключены через ограничительный резистор 8 к выходу формирователя импульсов управления, а катоды, соответственно, первого диода 10 к коллектору регулирующего транзистора 4, являющемуся выходным выводом, а второго 11 одновременно к эмиттеру управляющего транзистора 5 и через токозадающий резистор 8 к общей шине, к которой подсоединен вывод стабилитрона пороговой стабилитронно-резистивной цепочки 6, выход которой соединен с базой управляющего транзистора 5, а резистивный вывод одновременно с выходом элемента задержки и с эмиттером регулирующего транзистора 4, база которого подключена к коллектору управляющего транзистора 4. A device for protecting the load from overvoltage contains a delay element 1, the input of which is an input output and connected through a threshold block 2 to the input of a control pulse shaper 3, control transistors 4 and 5 are introduced, a threshold zener diode circuit 6, a pickup 7 and a limit 8 resistors and a diode array 9 of two diodes 10 and 11, the anodes of which are combined and connected through a limiting resistor 8 to the output of the control pulse former, and the cathodes, respectively, of the first diode 10 to to the regulator transistor 4, which is the output terminal, and the second 11 simultaneously to the emitter of the control transistor 5 and through the current-setting resistor 8 to a common bus to which the zener diode output of the threshold zener-resistive circuit 6 is connected, the output of which is connected to the base of the control transistor 5, and the resistive output simultaneously with the output of the delay element and with the emitter of the control transistor 4, the base of which is connected to the collector of the control transistor 4.

Устройство для защиты нагрузки от перенапряжения работает следующим образом. A device for protecting the load from overvoltage is as follows.

При поступлении напряжения переходного процесса на входе устройства на выходе формирователя 3 импульсов управления присутствует сигнал нулевого (порядка) уровня, который через резистор 8 поступает в диодную матрицу 9, и диоды 10 и 11 оказываются в обратном включении и, соответственно, эмиттер управляющего транзистора 5 отключен от выхода устройства. Через резистор 7 протекает ток, который поддерживает регулирующий транзистор 4 в режиме глубокого насыщения и этим обеспечивается подача напряжения на электронную нагрузку. Upon receipt of the transient voltage at the input of the device at the output of the driver 3 of the control pulses there is a signal of the zero (order) level, which through the resistor 8 enters the diode matrix 9, and the diodes 10 and 11 are turned back on and, accordingly, the emitter of the control transistor 5 is turned off from the output of the device. A current flows through the resistor 7, which supports the control transistor 4 in the deep saturation mode, and this ensures the supply of voltage to the electronic load.

На возникновение напряжения переходного процесса, превышающего заданную величину, реагирует пороговый блок 2, вырабатывающий сигнал запуска формирователя 3 импульсов управления, который, в свою очередь, формирует импульс управления, во время действия которого диоды 10 и 11 оказываются включенными в прямом включении, т.е. открытыми, и соответственно эмиттер управляющего транзистора 5 подключенным к выходу устройства через них. На выходе устройства устанавливается напряжение, равное напряжению на эмиттере управляющего транзистора, которое определяется опорным напряжением, поступающим с пороговой стабилитронно-резистивной цепочки 6. A threshold block 2 responds to the occurrence of a transient voltage exceeding a predetermined value, which generates a trigger signal for the driver 3 of the control pulses, which, in turn, generates a control pulse, during which diodes 10 and 11 turn on directly, i.e. . open, and accordingly the emitter of the control transistor 5 is connected to the output of the device through them. The output of the device sets the voltage equal to the voltage at the emitter of the control transistor, which is determined by the reference voltage coming from the threshold zener diode resistor circuit 6.

Напряжение переходного процесса задерживается элементом 1 задержки и к моменту поступления на время воздействия его на подключенное к выходу устройство защиты электронной нагрузки последняя оказывается под напряжением, равным напряжению на эмиттере управляющего транзистора 5, а остальная часть амплитуды переходного процесса падает на регулирующем транзисторе 4, который работает в это время в линейном режиме. The transient voltage is delayed by the delay element 1, and by the time it is exposed to the electronic load protection device connected to the output, the last one turns out to be under voltage equal to the voltage on the emitter of the control transistor 5, and the rest of the transient amplitude drops on the control transistor 4, which operates at this time in linear mode.

Таким образом, величина напряжения на электронной нагрузке в течение действия амплитуды переходного процесса фиксируется в определенных пределах, допустимых для подключенного электронного устройства. Thus, the magnitude of the voltage at the electronic load during the action of the amplitude of the transient is fixed within certain limits, acceptable for the connected electronic device.

Claims

A device for protecting the load from overvoltage, containing a delay element, the input of which is an input terminal and connected through a threshold block to the input of a control pulse shaper, characterized in that it is equipped with control and control transistors, a threshold zener diode resistor circuit, current-determining and limiting resistors and a diode a matrix of two diodes, the combined electrodes of the same polarity are connected in direct connection through a limiting resistor to the output of the pulse shaper s of control, and other electrodes, respectively, of the first diode to the collector of the control transistor, which is the output terminal, and the second simultaneously to the emitter of the control transistor and through a lead-in resistor to a common bus to which the output of the zener diode is connected to a threshold zener diode circuit, the output of which is connected to the base of the control transistor, and the resistive output simultaneously with the output of the delay element and with the emitter of the regulating transistor, the base of which is connected to the collector of the control nzistora.