[go: up one dir, main page]

RU2622893C1 - Electronic fuse - Google Patents

Electronic fuse Download PDF

Info

Publication number
RU2622893C1
RU2622893C1 RU2016126798A RU2016126798A RU2622893C1 RU 2622893 C1 RU2622893 C1 RU 2622893C1 RU 2016126798 A RU2016126798 A RU 2016126798A RU 2016126798 A RU2016126798 A RU 2016126798A RU 2622893 C1 RU2622893 C1 RU 2622893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
diode
cathode
terminal
output
Prior art date
Application number
RU2016126798A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Борисович Егоров
Константин Сергеевич Кирсанов
Игорь Владимирович Цетлин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2016126798A priority Critical patent/RU2622893C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622893C1 publication Critical patent/RU2622893C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/10Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: electronic fuse contains an NPN-type transistor, the first and second PNP-type transistors, an optoelectronic relay, the first and second diodes, a voltage regulator diode, a condenser, eight resistors, a positive and negative power supply terminals and an output terminal. The base of the NPN-type transistor is connected to the first outputs of the first resistor, to the condenser and to the second resistor. The second outputs of the condenser and the second resistor are interconnected and connected to the negative power supply terminal and to the emitter of the same transistor, which collector is connected to the first output of the third resistor. The emitters of the first and second PNP-type transistors are interconnected and connected to the first outputs of the fourth and fifth resistors, to the anode of the control LED of the optoelectronic relay and to the cathode of the first diode, which anode is connected to the positive power supply terminal and via the power switch of the optoelectronic relay to the output terminal and anode of the second diode 6, which cathode is connected to the first output of the sixth resistor, which second output is connected to the second outputs of the third and fourth resistors and to the base of the first PNP-type transistor, which collector is connected to the cathode of the control LED of the optoelectronic relay, to the second output of the first resistor and to the collector of the second PNP-type transistor, which base is connected to the second output of the fifth resistor and to the cathode of the voltage regulator diode, which anode is connected to the first outputs of the seventh and eighth resistors, which second outputs are connected to the cathode of the second diode and negative power supply terminal.
EFFECT: expansion of the functionality and application area, increase in speed of overcurrent protection response.
1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам защиты нагрузок и силовых цепей вторичных источников питания от перегрузок и коротких замыканий по току, от переполюсовки и превышения входного напряжения.The invention relates to devices for protecting loads and power circuits of secondary power supplies from overloads and short circuits, against reverse polarity and excess input voltage.

Известно защитное реле (см. патент РФ №2524171, «Защитное реле», Саракава X., Янангихаси Ю., Маехара X., Танака Т., Суга Н., Суто И., опубликовано 27.07.2014), содержащее входную цепь, блок срабатывания и защитное реле. Входная цепь включает в себя средство переключения, резисторы деления напряжения, оптрон, подключенный через выходную цепь к блоку срабатывания, и средство регулировки порогового напряжения, соединённое с резисторами деления напряжения.A protective relay is known (see RF patent No. 2524171, “Protective relay”, Sarakawa X., Yangangihashi Yu., Maihara X., Tanaka T., Suga N., Suto I., published July 27, 2014), containing an input circuit, actuation unit and protective relay. The input circuit includes switching means, voltage division resistors, an optocoupler connected through the output circuit to the actuation unit, and threshold voltage adjustment means connected to voltage division resistors.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности и, соответственно, ограниченная область применения, так как отсутствуют функции защиты нагрузки от переполюсовки входного напряжения и от перегрузок и коротких замыканий по току.The disadvantage of this device is its limited functionality and, accordingly, a limited scope, since there are no functions to protect the load from polarity reversal of the input voltage and from overloads and short circuits.

Известен электронный предохранитель (см. патент РФ №2398335, «Электронный предохранитель», Коновалов Д.В., опубликовано 27.08.2010), содержащий положительную и отрицательную клеммы для подведения питания к нагрузке, биполярный и полевой транзисторы, четыре резистора, при этом положительная клемма подключена к первому выводу первого резистора, первому выводу третьего резистора, отрицательная клемма подключена ко второму выводу второго резистора, к эмиттеру биполярного транзистора и к истоку полевого транзистора, второй вывод первого резистора подключен к первому выводу четвёртого резистора, к первому выводу второго резистора и к базе биполярного транзистора, второй вывод третьего резистора подключен к коллектору биполярного транзистора и к затвору полевого транзистора, сток которого подключен ко второму выводу четвёртого резистора. Электронный предохранитель дополнительно содержит стабилитрон для ограничения максимального напряжения затвор-исток полевого транзистора, подключенного анодом к истоку полевого транзистора, а катодом к затвору полевого транзистора. Электронный предохранитель дополнительно содержит конденсатор, расположенный между отрицательной клеммой и первым выводом второго резистора. Биполярный транзистор выполнен в виде NPN-типа.Known electronic fuse (see RF patent No. 2398335, "Electronic fuse", Konovalov D.V., published 08.27.2010), containing positive and negative terminals for supplying power to the load, bipolar and field-effect transistors, four resistors, while positive the terminal is connected to the first terminal of the first resistor, the first terminal of the third resistor, the negative terminal is connected to the second terminal of the second resistor, to the emitter of the bipolar transistor and to the source of the field-effect transistor, the second terminal of the first resistor connected to the first terminal of the fourth resistor, to the first terminal of the second resistor and to the base of the bipolar transistor, the second terminal of the third resistor is connected to the collector of the bipolar transistor and to the gate of the field effect transistor, the drain of which is connected to the second terminal of the fourth resistor. The electronic fuse further comprises a zener diode to limit the maximum gate-source voltage of the field-effect transistor connected by the anode to the source of the field-effect transistor, and by the cathode to the gate of the field-effect transistor. The electronic fuse further comprises a capacitor located between the negative terminal and the first terminal of the second resistor. The bipolar transistor is made in the form of an NPN type.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности и, соответственно, ограниченная область применения, так как отсутствуют функции защиты нагрузки от переполюсовки и превышения входного напряжения. Кроме того, использование конденсатора обеспечивает отсутствие сбоя при включении полевого транзистора в случае его перегрузки пусковым током нагрузки, но при этом снижает быстродействие электронного предохранителя при защите от превышения тока нагрузки, возникающего после завершения переходного процесса включения питания.The disadvantage of this device is its limited functionality and, accordingly, a limited scope, since there are no functions to protect the load from polarity reversal and excess input voltage. In addition, the use of a capacitor ensures that there is no malfunction when the field effect transistor is turned on if it is overloaded with an inrush load current, but at the same time it reduces the electronic fuse performance when protecting against exceeding the load current that occurs after the end of the transient power-on process.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.The above device is the closest in technical essence to the claimed device and therefore is selected as a prototype.

Решаемой технической задачей является создание электронного предохранителя с расширенными функциональными возможностями и областью применения, а также с повышенным быстродействием защиты от перегрузок по току.The technical problem to be solved is the creation of an electronic fuse with enhanced functionality and scope, as well as with increased speed protection against overcurrents.

Для достижения технического результата в электронный предохранитель, содержащий транзистор NPN-типа, база которого соединена с первыми выводами первого резистора, конденсатора и второго резистора, вторые выводы конденсатора и второго резистора объединены между собой и подключены к минусовой клемме питания и к эмиттеру этого же транзистора, коллектор которого соединён с первым выводом третьего резистора, стабилитрон, плюсовую клемму питания, выходную клемму и четвёртый резистор, дополнительно введены оптоэлектронное реле, первый и второй диоды, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы и первый и второй транзисторы PNP-типа, эмиттеры которых объединены между собой и подключены к первым выводам четвёртого и пятого резисторов, к аноду управляющего светодиода оптоэлектронного реле и к катоду первого диода, анод которого подключен к плюсовой клемме питания и через силовой ключ оптоэлектронного реле к выходной клемме и аноду второго диода, катод которого соединён с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединён со вторыми выводами третьего и четвёртого резисторов и с базой первого транзистора PNP-типа, коллектор которого соединён с катодом управляющего светодиода оптоэлектронного реле, со вторым выводом первого резистора и с коллектором второго транзистора PNP-типа, база которого соединена со вторым выводом пятого резистора и с катодом стабилитрона, анод которого соединён с первыми выводами седьмого и восьмого резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с катодом второго диода и минусовой клеммой питания.To achieve a technical result, an electronic fuse containing an NPN-type transistor, the base of which is connected to the first terminals of the first resistor, capacitor and second resistor, the second terminals of the capacitor and second resistor are interconnected and connected to the negative power terminal and to the emitter of the same transistor, whose collector is connected to the first output of the third resistor, a zener diode, a positive power terminal, an output terminal and a fourth resistor, an optoelectronic relay, the first and second ohms diodes, fifth, sixth, seventh and eighth resistors and first and second PNP-type transistors, the emitters of which are interconnected and connected to the first terminals of the fourth and fifth resistors, to the anode of the control LED of the optoelectronic relay and to the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the positive power terminal and through the power switch of the optoelectronic relay to the output terminal and anode of the second diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the sixth resistor, the second terminal of which is connected to the second terminals of the third and fourth and with the base of the first PNP-type transistor, the collector of which is connected to the cathode of the control LED of the optoelectronic relay, with the second output of the first resistor and with the collector of the second PNP-type transistor, whose base is connected to the second terminal of the fifth resistor and with the zener diode cathode, the anode of which is connected with the first terminals of the seventh and eighth resistors, the second terminals of which are connected respectively to the cathode of the second diode and the negative power terminal.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности и область применения за счёт введения функций защиты от переполюсовки и превышения входного напряжения. Кроме того, указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить быстродействие защиты от перегрузок по току за счёт введения пусковой части схемы защиты (транзистор NPN-типа и второй резистор) и перенесения конденсатора из дежурной части схемы защиты (первый транзистор PNP-типа, третий, четвёртый и пятый резисторы и второй диод) в пусковую часть. При этом второй диод обеспечивает компенсацию падения напряжения на первом диоде и защиту нагрузки от высокого напряжения при превышении входного напряжения, которое поступает через первый диод, базо-эмиттерный переход первого транзистора PNP-типа и четвёртый резистор на катод второго диода.The specified set of essential features allows you to expand the functionality and scope by introducing the functions of protection against reverse polarity and excess input voltage. In addition, this set of essential features allows to increase the speed of protection against overcurrent due to the introduction of the starting part of the protection circuit (NPN type transistor and the second resistor) and the transfer of the capacitor from the on-board part of the protection circuit (the first PNP type transistor, the third, fourth and fifth resistors and second diode) in the starting part. In this case, the second diode provides compensation for the voltage drop across the first diode and protects the load from high voltage when exceeding the input voltage that is supplied through the first diode, the base-emitter junction of the first PNP type transistor and the fourth resistor to the cathode of the second diode.

На фиг. 1 приведена схема электронного предохранителя.In FIG. 1 is a diagram of an electronic fuse.

Электронный предохранитель содержит транзистор NPN-типа 1, первый 2 и второй 3 транзисторы PNP-типа, оптоэлектронное реле 4, первый 5 и второй 6 диоды, стабилитрон 7, конденсатор 8, восемь резисторов 9-16, плюсовую 17 и минусовую 18 клеммы питания и выходную клемму 19. База транзистора NPN-типа 1 соединена с первыми выводами первого резистора 9, конденсатора 8 и второго резистора 10. Вторые выводы конденсатора 8 и второго резистора 10 объединены между собой и подключены к минусовой клемме питания 18 и к эмиттеру этого же транзистора 1, коллектор которого соединён с первым выводом третьего резистора 11. Эмиттеры первого 2 и второго 3 транзисторов PNP-типа объединены между собой и подключены к первым выводам четвёртого 12 и пятого 13 резисторов, к аноду управляющего светодиода оптоэлектронного реле 4 и к катоду первого диода 5, анод которого подключен к плюсовой клемме питания 17 и через силовой ключ оптоэлектронного реле 4 к выходной клемме 19 и аноду второго диода 6, катод которого соединён с первым выводом шестого резистора 14, второй вывод которого соединён со вторыми выводами третьего 11 и четвёртого 12 резисторов и с базой первого транзистора PNP-типа 2, коллектор которого соединён с катодом управляющего светодиода оптоэлектронного реле 4, со вторым выводом первого резистора 9 и с коллектором второго транзистора PNP-типа 3, база которого соединена со вторым выводом пятого резистора 13 и с катодом стабилитрона 7, анод которого соединён с первыми выводами седьмого 15 и восьмого 16 резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с катодом второго диода 6 и минусовой клеммой питания 18.The electronic fuse contains an NPN-type transistor 1, first 2 and second 3 PNP-type transistors, optoelectronic relay 4, first 5 and second 6 diodes, zener diode 7, capacitor 8, eight resistors 9-16, plus 17 and minus 18 power terminals and output terminal 19. The base of the NPN-type transistor 1 is connected to the first terminals of the first resistor 9, the capacitor 8 and the second resistor 10. The second terminals of the capacitor 8 and the second resistor 10 are connected to each other and connected to the negative power terminal 18 and to the emitter of the same transistor 1 whose collector is connected n with the first output of the third resistor 11. The emitters of the first 2 and second 3 PNP type transistors are interconnected and connected to the first terminals of the fourth 12 and fifth 13 resistors, to the anode of the control LED of the optoelectronic relay 4 and to the cathode of the first diode 5, the anode of which is connected to the positive power terminal 17 and through the power switch of the optoelectronic relay 4 to the output terminal 19 and the anode of the second diode 6, the cathode of which is connected to the first terminal of the sixth resistor 14, the second terminal of which is connected to the second terminals of the third 11 and fourth 12 res and with the base of the first PNP-type 2 transistor, the collector of which is connected to the cathode of the control LED of the optoelectronic relay 4, with the second output of the first resistor 9 and with the collector of the second PNP-type 3 transistor, whose base is connected to the second output of the fifth resistor 13 and with the cathode a zener diode 7, the anode of which is connected to the first terminals of the seventh 15 and eighth 16 resistors, the second terminals of which are connected respectively to the cathode of the second diode 6 and the negative power terminal 18.

Электронный предохранитель (см. Фиг. 1) работает следующим образом.Electronic fuse (see Fig. 1) operates as follows.

Нагрузка подключается к выходной 19 и минусовой 18 клеммам устройства. Напряжение питания прикладывается к плюсовой 17 и минусовой 18 клеммам. В первый момент после подачи напряжения питания конденсатор 8 разряжен. Протекает ток с плюсовой клеммы 17 через первый диод 5, светодиод оптоэлектронного реле 4, первый резистор 9 и конденсатор 8 на минусовую клемму 18. Этим током открывается силовой ключ оптоэлектронного реле 4 и заряжается конденсатор 8. Одновременно током, протекающим через силовой ключ оптоэлектронного реле 4, заряжается ёмкость в цепи питания нагрузки. Номиналы первого резистора 9 и конденсатора 8 выбираются такими, чтобы ёмкость нагрузки зарядилась раньше, чем напряжение на конденсаторе 8 достигнет порога открывания транзистора NPN-типа 1. Когда указанный транзистор откроется, схема защиты от превышения тока нагрузки, выполненная на первом транзисторе PNP-типа 2, переводится из выключенного состояния в дежурный режим. Таким образом парируется ложное срабатывание электронного предохранителя от пускового тока, возникающего в процессе заряда ёмкости нагрузки. Если в нагрузке имеется короткое замыкание между шинами питания или ток нагрузки превышает пороговое значение по иной причине, то после включения питания силовой ключ оптоэлектронного реле 4 выдерживает ток короткого замыкания, пока не откроется транзистора NPN-типа 1 и не сработает схема защиты от превышения тока нагрузки. Для этого силовой ключ оптоэлектронного реле 4 должен допускать достаточно большой ток в импульсном режиме.The load is connected to the output 19 and minus 18 terminals of the device. The supply voltage is applied to the plus 17 and minus 18 terminals. At the first moment after applying the supply voltage, the capacitor 8 is discharged. Current flows from the positive terminal 17 through the first diode 5, the LED of the optoelectronic relay 4, the first resistor 9 and the capacitor 8 to the negative terminal 18. This current opens the power switch of the optoelectronic relay 4 and charges the capacitor 8. At the same time, the current flowing through the power switch of the optoelectronic relay 4 , the capacity in the load power circuit is charging. The values of the first resistor 9 and capacitor 8 are selected so that the load capacitance is charged before the voltage across the capacitor 8 reaches the opening threshold of the NPN type 1 transistor. When the specified transistor opens, the overcurrent protection circuit performed on the first PNP type 2 transistor , is transferred from the off state to standby mode. Thus, the false operation of the electronic fuse against inrush current arising in the process of charging the load capacitance is countered. If the load has a short circuit between the supply lines or the load current exceeds the threshold value for another reason, then after turning on the power, the power switch of the optoelectronic relay 4 withstands the short circuit current until the NPN-type 1 transistor opens and the protection circuit against overload current trips . For this, the power switch of the optoelectronic relay 4 must allow a sufficiently large current in the pulse mode.

В случае переполюсовки напряжения, прикладываемого к плюсовой 17 и минусовой 18 клеммам, например из-за ошибки оператора, первый диод 5 заперт и на нём падает практически всё приложенное напряжение. Лишь незначительная часть указанного напряжения, обусловленная током утечки первого диода 5, падает на цепочке из последовательно соединённых четвёртого 12, шестого 14, седьмого 15 и восьмого 16 резисторов. Это защищает от пробоя обратным напряжением p-n-переходы эмиттеров всех транзисторов и управляющего светодиода оптоэлектронного реле 4. Силовой ключ оптоэлектронного реле 4 закрыт и нагрузка обесточена.In the case of polarity reversal of the voltage applied to the plus 17 and minus 18 terminals, for example, due to an operator error, the first diode 5 is locked and almost all the applied voltage drops on it. Only a small part of the indicated voltage, due to the leakage current of the first diode 5, falls on a chain of fourth, 12th, 6th 14th, 7th 15th and 8th 16 resistors connected in series. This protects the p-n junctions of the emitters of all transistors and the control LED of the optoelectronic relay 4 against breakdown by reverse voltage. The power switch of the optoelectronic relay 4 is closed and the load is de-energized.

Схема защиты от превышения тока нагрузки работает следующим образом. Датчиком тока, преобразующим ток нагрузки в напряжение, служит сопротивление открытого силового ключа оптоэлектронного реле 4. Указанное напряжение прикладывается через первый диод 5 к эмиттеру а через второй диод 6 и шестой резистор 14 к базе первого транзистора PNP-типа 2. Между базой и эмиттером указанного транзистора присутствует некоторое напряжение, определяемое резистивным делителем напряжения, одно плечо которого составлено шестым 14 и четвёртым 12 резисторами, а второе плечо образовано третьим резистором 11. Пока ток нагрузки меньше заданного порогового значения, это напряжение меньше порога открывания первого транзистора PNP-типа 2, но с ростом тока нагрузки оно увеличивается и при достижении током нагрузки порогового значения достигает порога открывания первого транзистора PNP-типа 2, который, открываясь, шунтирует управляющий светодиод оптоэлектронного реле 4, силовой ключ которого при этом закрывается, отключая нагрузку от источника питания. Напряжение на нагрузке падает, второй диод 6 закрывается, ток через шестой резистор 14 прекращается, что приводит к увеличению напряжения между базой и эмиттером первого транзистора PNP-типа 2. Таким образом, второй диод 6 и шестой резистор 14 образуют положительную обратную связь, превращающую выключение электронного предохранителя в лавинообразный процесс. Это важно ввиду того, что силовой ключ оптоэлектронного реле 4 должен находиться только в открытом или закрытом состоянии. «Зависание» его в полуоткрытом (полузакрытом) состоянии привело бы его к перегреву и выходу из строя. Следует отметить, что падение напряжения на первом диоде 5 компенсируется таким же падением напряжения на втором диоде 6, что уменьшает их влияние на стабильность порога срабатывания схемы защиты от превышения тока нагрузки.The protection circuit against overload current works as follows. The current sensor that converts the load current to voltage is the resistance of the open power switch of the optoelectronic relay 4. The specified voltage is applied through the first diode 5 to the emitter and through the second diode 6 and the sixth resistor 14 to the base of the first PNP-type transistor 2. Between the base and emitter of the specified there is some voltage in the transistor, determined by a resistive voltage divider, one arm of which is made up of the sixth 14 and the fourth 12 resistors, and the second arm is formed by the third resistor 11. While the load current is less of the given threshold value, this voltage is less than the opening threshold of the first PNP type 2 transistor, but with increasing load current it increases and when the load current reaches the threshold value, it reaches the opening threshold of the first PNP type 2 transistor, which, when opened, shunts the control LED of optoelectronic relay 4 , the power switch of which is thus closed, disconnecting the load from the power source. The voltage at the load drops, the second diode 6 closes, the current through the sixth resistor 14 stops, which leads to an increase in voltage between the base and emitter of the first PNP-type transistor 2. Thus, the second diode 6 and the sixth resistor 14 form a positive feedback, turning off electronic fuse in an avalanche-like process. This is important in view of the fact that the power switch of the optoelectronic relay 4 should only be in the open or closed state. “Hanging” it in a half-open (half-closed) state would lead him to overheating and failure. It should be noted that the voltage drop at the first diode 5 is compensated by the same voltage drop at the second diode 6, which reduces their effect on the stability of the threshold of the protection circuit from overcurrent load.

Схема защиты от превышения напряжения на нагрузке работает следующим образом. Если напряжение на нагрузке не превышает заданного порога, стабилитрон 7 закрыт. С повышением напряжения нагрузки стабилитрон 7 открывается и начинает увеличиваться ток через пятый 13 и восьмой 16 резисторы. Когда напряжение на пятом резисторе 13 достигнет порога открывания второго транзистора PNP-типа 3, он откроется и зашунтирует управляющий светодиод оптоэлектронного реле 4, силовой ключ которого при этом закрывается, отключая нагрузку от источника питания. Напряжение на нагрузке падает, второй диод 6 закрывается, ток через седьмой резистор 15 прекращается, напряжение на восьмом резисторе 16 уменьшается, что приводит к увеличению напряжения между базой и эмиттером второго транзистора PNP-типа 3. Таким образом, второй диод 6 и седьмой резистор 15 образуют положительную обратную связь, превращающую выключение электронного предохранителя в лавинообразный процесс. При достижении напряжения между плюсовой 17 и минусовой 18 клеммами предельно допустимого значения, напряжение на восьмом резисторе 16 будет меньше этого значения на величину, равную сумме напряжений на первом диоде 5, р-n-переходе эмиттера второго транзистора PNP-типа 3 и стабилитроне 7. От указанного напряжения нагрузку защищает запертый второй диод 6. Восьмой резистор 16 должен быть рассчитан на мощность, которая на нём выделяется в указанном режиме.The protection circuit against overvoltage at the load works as follows. If the voltage at the load does not exceed a predetermined threshold, the zener diode 7 is closed. With increasing load voltage, the zener diode 7 opens and the current begins to increase through the fifth 13 and eighth 16 resistors. When the voltage at the fifth resistor 13 reaches the opening threshold of the second PNP-type 3 transistor, it opens and shunts the control LED of the optoelectronic relay 4, the power switch of which is closed, disconnecting the load from the power source. The voltage at the load drops, the second diode 6 closes, the current through the seventh resistor 15 stops, the voltage at the eighth resistor 16 decreases, which leads to an increase in voltage between the base and emitter of the second PNP-type transistor 3. Thus, the second diode 6 and the seventh resistor 15 form a positive feedback that turns off the electronic fuse in an avalanche-like process. When the voltage between the plus 17 and minus 18 terminals reaches the maximum permissible value, the voltage on the eighth resistor 16 will be less than this value by an amount equal to the sum of the voltages on the first diode 5, pn junction of the emitter of the second PNP type 3 transistor and zener diode 7. The locked second diode 6 protects the load from the indicated voltage. The eighth resistor 16 must be designed for the power that is allocated to it in the indicated mode.

Первый 2 и второй 3 транзисторы PNP-типа имеют общую нагрузку и включены по схеме «Монтажное ИЛИ». Такая структура схемы открыта для наращивания функциональных возможностей путём наращивания количества входов схемы «Монтажное ИЛИ» и подключения к ним других датчиков (датчик температуры, датчик ионизирующего излучения и т.п.).The first 2 and second 3 PNP-type transistors have a common load and are connected according to the “Mounting OR” scheme. Such a structure of the circuit is open for increasing functional capabilities by increasing the number of inputs of the “Mounting OR” circuit and connecting other sensors to it (temperature sensor, ionizing radiation sensor, etc.).

Проведено макетирование электронного предохранителя с использованием оптоэлектронного реле PVG612A, транзисторов 2Т3108А и 2Т3117А, диодов 2Д510А, стабилитрона 2С210Ц и резисторов С2-33Н. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.The electronic fuse was prototyped using the PVG612A optoelectronic relay, 2T3108A and 2T3117A transistors, 2D510A diodes, 2C210C zener diode and C2-33N resistors. Tests of the layout confirmed the operability of the claimed device and its practical value.

Claims (1)

Электронный предохранитель, содержащий транзистор NPN-типа, база которого соединена с первыми выводами первого резистора, конденсатора и второго резистора, вторые выводы конденсатора и второго резистора объединены между собой и подключены к минусовой клемме питания и к эмиттеру этого же транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом третьего резистора, стабилитрон, плюсовую клемму питания, выходную клемму и четвертый резистор, отличающийся тем, что дополнительно введены оптоэлектронное реле, первый и второй диоды, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы и первый и второй транзисторы PNP-типа, эмиттеры которых объединены между собой и подключены к первым выводам четвертого и пятого резисторов, к аноду управляющего светодиода оптоэлектронного реле и к катоду первого диода, анод которого подключен к плюсовой клемме питания и через силовой ключ оптоэлектронного реле к выходной клемме и аноду второго диода, катод которого соединен с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен со вторыми выводами третьего и четвертого резисторов и с базой первого транзистора PNP-типа, коллектор которого соединен с катодом управляющего светодиода оптоэлектронного реле, со вторым выводом первого резистора и с коллектором второго транзистора PNP-типа, база которого соединена со вторым выводом пятого резистора и с катодом стабилитрона, анод которого соединен с первыми выводами седьмого и восьмого резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с катодом второго диода и минусовой клеммой питания.An electronic fuse containing an NPN-type transistor, the base of which is connected to the first terminals of the first resistor, capacitor and second resistor, the second terminals of the capacitor and second resistor are interconnected and connected to the negative power terminal and to the emitter of the same transistor, the collector of which is connected to the first the output of the third resistor, a zener diode, a positive power terminal, an output terminal and a fourth resistor, characterized in that the optoelectronic relay, the first and second diodes, the fifth, the pole are additionally introduced oh, seventh and eighth resistors and first and second PNP-type transistors, the emitters of which are interconnected and connected to the first terminals of the fourth and fifth resistors, to the anode of the control LED of the optoelectronic relay and to the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the positive power terminal and through the power switch of the optoelectronic relay to the output terminal and the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the sixth resistor, the second terminal of which is connected to the second terminals of the third and fourth resistors and to the base the first PNP type transistor, the collector of which is connected to the cathode of the control LED of the optoelectronic relay, with the second output of the first resistor and the collector of the second PNP type transistor, whose base is connected to the second terminal of the fifth resistor and the zener diode cathode, the anode of which is connected to the first terminals of the seventh and the eighth resistor, the second terminals of which are connected respectively to the cathode of the second diode and the negative power terminal.
RU2016126798A 2016-07-04 2016-07-04 Electronic fuse RU2622893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126798A RU2622893C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Electronic fuse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126798A RU2622893C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Electronic fuse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622893C1 true RU2622893C1 (en) 2017-06-21

Family

ID=59241270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126798A RU2622893C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Electronic fuse

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622893C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194201U1 (en) * 2019-06-03 2019-12-03 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов" DEVICE FOR PROTECTION AGAINST AN UNAUTHORIZED SUPPLY OF VOLTAGE TO ELECTRICAL INSTRUMENT

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381296A (en) * 1992-11-16 1995-01-10 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Short circuit limiting protector
RU2398335C1 (en) * 2009-06-18 2010-08-27 Дмитрий Викторович Коновалов Electronic safety device
RU2524171C2 (en) * 2009-11-30 2014-07-27 Кабусики Кайся Тосиба Safety relay

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381296A (en) * 1992-11-16 1995-01-10 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Short circuit limiting protector
RU2398335C1 (en) * 2009-06-18 2010-08-27 Дмитрий Викторович Коновалов Electronic safety device
RU2524171C2 (en) * 2009-11-30 2014-07-27 Кабусики Кайся Тосиба Safety relay

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194201U1 (en) * 2019-06-03 2019-12-03 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт командных приборов" DEVICE FOR PROTECTION AGAINST AN UNAUTHORIZED SUPPLY OF VOLTAGE TO ELECTRICAL INSTRUMENT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7408755B1 (en) Advanced inrush/transient current limit and overload/short circuit protection method and apparatus for DC voltage power supply
US6181541B1 (en) Transistor-PTC circuit protection devices
US6118641A (en) Overcurrent protection device
US10270240B2 (en) Surge protective device with abnormal overvoltage protection
CN106329898B (en) Quick discharge circuit and discharge method for soft start circuit
US6067219A (en) Power cut-off device
WO2022111240A1 (en) Control circuit for intelligent low-side power switch, and chip
WO2016060541A1 (en) Overvoltage protection
JPH061941B2 (en) Telephone subscriber loop overvoltage protection circuit
US8300373B2 (en) Voltage triggered transient blocking unit
CN112134257A (en) Short-circuit protection circuit of direct-current power supply
CN108512191B (en) Surge protection circuit, electronic equipment and surge protection method of circuit
EP0593588B1 (en) Circuit protection arrangement
RU2622893C1 (en) Electronic fuse
US20200014192A1 (en) Control of a power transistor with a drive circuit
US3303386A (en) Transient overvoltage and overload protection circuit
RU2360358C1 (en) Electronic relay with transformer isolation and protection from current overload
CN113644876A (en) Photovoltaic power generation system and photovoltaic module's protection circuit
US12155376B2 (en) Driver discharge circuit
WO2015109357A1 (en) Phase cutting controlled dimmer arrangement with over-current protection when powering a lamp
GB2404505A (en) Temperature-dependent switching circuit
RU2690838C1 (en) Protective device
US20240396325A1 (en) Disable circuit for a current inrush limiter
CN217956683U (en) Power protection circuit and vehicle-mounted electronic equipment comprising same
RU2795284C1 (en) Voltage stabilizer