SU1712948A2

SU1712948A2 - Device for protection of electric circuits

Info

Publication number: SU1712948A2
Application number: SU904827052A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Новинский
Original assignee: Научно-исследовательский институт авиационного оборудования
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в средствахэлектропитани в качестве устройства защиты электрических цепей от к.з. и перегрузок. Цель - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. В устройство введены диод, резистор и конденсатор, причем параллельно соединенные резистор с конденсатором включены между отрицательным выводом источника вспомогательного напр жени и катодом диода, анод которого подключен к выходу датчика тока. При включении емкостной нагрузки обеспечиваетс плавное нарастание напр жени на входе порогового элемента. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in electrical power as a device for protecting electrical circuits from short-circuit. and overloads. The goal is enhanced functionality and increased reliability. A diode, a resistor and a capacitor are inserted into the device, and a parallel-connected resistor with a capacitor is connected between the negative terminal of the auxiliary voltage source and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the output of the current sensor. When the capacitive load is switched on, a smooth increase in the voltage at the input of the threshold element is ensured. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в средствах электропитани в качестве устройства защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок.The invention relates to electrical engineering and can be used in electrical power tools as a device for protecting electrical circuits against short circuits and overloads.

Известнр устройство, содержащее ключевой исполнительный элемент, включенный последовательно с датчиком тока, пороговый элемент, блок включени и блок отключени исполнительного элемента, выходом включенный параллельно управл ющим входам исполнительного элемента, а также блок подгрузки, Г1ричем управл ющий вход транзистора блока включени через разделительный конденсатор подключен к резисторному делителю напр жени , включенному параллельно входным выводам, а также к соединенным последовательно резистору, выходной цепи транзистора и управл ющим входам исполнительного элемента, при этом обща точка резистора и упом нутого транзистора через ограничительный резистор св зана с выходом порогового элемента, посредством которого вход транзистора блока отключени св зан с датчиком тока, кроме того, управл ющий вход исполнительного элемента через резистор подключен к источнику вспомогательного напр жени , а параллельно силовой цепи исполнительного элемента включена входна цепь первого транзистора блока подгрузки, выходной цепью подключенного к входным выводам через ограничительный резистор, параллельно которому входной цепью включен второй транзистор блока подгрузки, выходной цепью подключенный через балластный резистор к выходным выводам.A known device containing a key actuator connected in series with a current sensor, a threshold element, an activation unit and an actuator disconnection unit, output connected in parallel to the control inputs of the actuating element, as well as a load unit, where the control input of the enable transistor of the isolation unit is connected to a resistor voltage divider connected in parallel to the input pins, as well as to a resistor connected in series, an output transistor circuit ora and control inputs of the actuator, while the common point of the resistor and the transistor through the limiting resistor is connected to the output of the threshold element through which the input of the transistor of the disconnecting unit is connected to the current sensor, in addition, the control input of the actuating element is connected through the resistor to the auxiliary voltage source, and the input circuit of the first transistor of the load unit connected to the output terminals It is through a limiting resistor, which parallel input circuit block included podgruzki second transistor, the output circuit is connected through a ballast resistor to the output terminals.

Недостатком устройства вл етс требование установлени повышенного порога срабатыва,ни , в случае, если нагрузка имеет емкостный характер, поскольку, подключение нагрузки к сети сопровождаетс броском тока, который может вызывать нежелательное срабатывание устройства защиты .The drawback of the device is the requirement to set a higher threshold to operate, or in case the load is capacitive in nature, since connecting the load to the network is accompanied by an inrush current, which can cause undesired operation of the protection device.

Установление повышенного порога дл .исключени ложных срабатываний приводит , в свою очередь, к снижению надежности устройства и повышенной опасности дл защищаемой аппаратуры.The establishment of an increased threshold for the elimination of false positives, in turn, leads to a decrease in the reliability of the device and an increased danger to the protected equipment.

Целью,изобретени вл етс расширение функциональных возможностей и повышение надежности.The purpose of the invention is to enhance the functionality and increase reliability.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство защиты электрических цепей введены диод, резистори конденсатор, причем параллельно соединенные резистор с конденсатором включены между отрицательным выводом источника вспомогательного напр жени и катодом диода, анод которого подключен к выходу датчика тока.The goal is achieved by inserting a diode, a resistor capacitor, into the electrical circuit protection device, with a parallel-connected resistor with a capacitor connected between the negative terminal of the auxiliary voltage source and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the current sensor output.

Св зь выхода датчика тока с отрицательным выводом источника вспомогательного напр жени через введенную RCD цепь обеспечивает плавное нарастание напр жени на входе порогового элемента при включении.The connection of the current sensor output with a negative output of an auxiliary voltage source through an RCD input circuit ensures a smooth increase in the voltage at the input of the threshold element when turned on.

Диод после зар да конденсатора преп тствует его обратному разр ду на входную цепь порогового элемента при возможных случайных спадах напр жени внутреннего источника.The diode after charging the capacitor prevents its reverse discharge to the input circuit of the threshold element with possible random drops in the voltage of the internal source.

Тем самым исключаютс ложные срабатывани устройства защиты и может быть более точно выставлен порог отключени , т.е. устройство обладает повышенными функциональными возможност ми и надежностью , что позвол ет использовать его дл защиты нагрузки с вно емкостным характером .Thereby, false alarms of the protection device are eliminated and the trip threshold can be more accurately set, i.e. The device has increased functionality and reliability, which allows it to be used to protect the load with an explicit capacitive character.

На чертеже приведена схема устройства защиты электрических цепей.The drawing shows the scheme of protection of electrical circuits.

Устройство содержит ключевой исполнительный элемент 1, датчик 2 тока, подключенный последовательно к входным выводам 3, выводы 4 дл подключени нагрузки , пороговый элемент 5, блок 6 отключени , блок 7 включени , блок 8 подгрузки с балластным резистором 9, дополнительные диод 10, резистор 11 и конденсатор 12. The device contains a key actuator 1, a current sensor 2 connected in series to the input terminals 3, a terminal 4 for connecting a load, a threshold element 5, a disconnecting unit 6, a switching on unit 7, a loading unit 8 with a ballast resistor 9, an additional diode 10, a resistor 11 and capacitor 12.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Подключение источника напр жени к входным выводам 3 вызывает протекание тока зар да конденсатор по цепи базы транзистора блока включени 7, который отпираетс и включает транзистор исполнительного элемента 1.Connecting a voltage source to the input terminals 3 causes the charge current to flow to the capacitor along the base circuit of the transistor of the switch-on unit 7, which opens and turns on the transistor of the actuator 1.

Длительность импульсного включающего сигнала на входе исполнительного элемента 1 определ етс посто нной времени зар да конденсатора блока 7 включени и устанавливаетс большей времени включени защищаемой нагрузки.The duration of the pulsed switching signal at the input of the actuator 1 is determined by the constant charging time of the capacitor of the switch-on unit 7 and is set to longer the turn-on time of the protected load.

Замыкание ключа исполнительного элемента 1 вызывает по вление напр жени на выходных выводах- 4 и нагрузке. В случае емкостного характера нагрузки датчик 5 тока вырабатывает сигнал повышенного уровн , который шунтируетс конденсатором 12 через диод 10 на возрастающее по абсолютной величине вспомогательное напр жение -Е. При этом, нарастание входного сигнала порогового элемента 5 осуществл етс плавно в течение времени нарастани вспомогательных напр жений +Е, чему приблизительно соответствует врем включени нагрузки. После включени нагрузки устанавливаютс ее номинальный ток и входное напр жение порогового элемента 5. Диод 10 преп тствует разр ду конденсатора 12 на входную цепь порогового элемента 5, чем предотвращаетс существенное вли ние введенной цепи на работу устройства и исключаютс его ложные срабатывани при возможных случайных спадах напр жений ±Е. После включени нагрузки поддержание транзистора исполнительного элемента 1 во включенном состо нии обеспечиваетс св зью его входа посредством резистора с вспомогательным источником напр жени +Е. На выходе порогового элемента 5 формируетс сигнал отрицательной пол рности , который запирает транзистор блока 6 отключени , несмотр на воздействие смещени потенциала его базы от плюсового входного вывода 3 посредством ограничительных резисторов. Блок 6 отключени находитс в состо нии готовности и не оказывает вли ни на штатное функционирование схемы. Возникновение короткого замыкани или увеличение потребл емого тока нагрузкой приводит к увеличению амплитуды информационного сигнала, поступающего от датчика 2 тока на вход порогового элемента 5. Задержка в нарастании сигнала , вносима конденсатором 12 незначительна , так как он предварительно зар жен до напр жени Е плюс номинальна величина выходного напр жени датчика тока 2. Возрастание сигнала свыше уровн опорного напр жени (подведенного ко второму входу порогового элемента 5) вызывает по вление на выходе порогового элемента 5 импульса положительной пол рности, производ щего отпирание транзистора блока 6 отключени и размыкание исполнительного элемента 1.The closure of the actuator key 1 causes a voltage on the output terminals-4 and the load. In the case of the capacitive nature of the load, the current sensor 5 produces a signal of increased level, which is bridged by the capacitor 12 through the diode 10 to an auxiliary voltage, E, increasing in absolute value. At the same time, the input signal of the threshold element 5 increases smoothly during the rise time of the auxiliary voltages + E, which approximately corresponds to the load on-time. After switching on the load, its rated current and input voltage of the threshold element 5 are set. Diode 10 prevents capacitor 12 from discharging the input circuit of threshold element 5, thus preventing the inserted circuit from significantly affecting the device and preventing its false positives when there are possible random drops. ± e. After switching on the load, the maintenance of the transistor of the actuator 1 in the on state is provided by the connection of its input by means of a resistor with an auxiliary voltage source + E. At the output of the threshold element 5, a negative polarity signal is generated that blocks the transistor of the tripping unit 6, despite the effect of the bias of its base potential from the positive input terminal 3 by means of limiting resistors. Shutdown unit 6 is in the ready state and does not affect the normal operation of the circuit. The occurrence of a short circuit or an increase in current consumption by the load leads to an increase in the amplitude of the information signal from the current sensor 2 to the input of the threshold element 5. The delay in increasing the signal introduced by the capacitor 12 is insignificant, since it is precharged to voltage E plus the nominal value the output voltage of the current sensor 2. An increase in the signal above the level of the reference voltage (the threshold element 5 supplied to the second input) causes the output of the threshold element and 5 pulses of positive polarity, which unlock the transistor of the disconnecting unit 6 and open the actuating element 1.

Происходит отключение нагрузки от источника напр жени , обесточиваетс пороговый элемент 5, однако смещение, заведенное на вход транзистора блока отключени 6 от положительного вывода 3,The load is disconnected from the voltage source, the threshold element 5 is de-energized, but the offset applied to the input of the transistor of the disconnecting unit 6 from the positive terminal 3,

поддерживает замыкание управл ющих выводов исполнительного элемента 1 и при отсутствии сигнала с выхода порогового элемента 5.supports the closure of the control terminals of the actuator 1 and in the absence of a signal from the output of the threshold element 5.

В случае возникновени иной аварийной ситуации: наличие перегрузки и отсутствие вспомогательных напр жений ±Е (например, при коротком замыкании источника вторичного электропитани , вл ющегос нагрузкой), введенное смещение обеспечивает (после выключени транзистора блока 7 включени ) безопасный скачкообразный режим выключени транзистора исполнительного элемента 2. Любое срабатывание устройства защиты приводит к прикладыванию входного напр жени к силовым выводам исполнительного элемента 1 и включению транзистора блока 8 подгрузки. :In the event of a different emergency: the presence of overload and the absence of auxiliary voltage ± E (for example, during a short circuit of the secondary power supply source that is loaded), the introduced bias ensures (after turning off the transistor of the on-off unit 7) safe jump-like switching off of the transistor of the actuator 2 Any actuation of the protection device causes the input voltage to be applied to the power terminals of the actuator 1 and turn on the transistor of the block 8 narrow. :

При этом, энерги утечки, пропускаема исполнительным элементом в, выключенном состо нии, рассеиваетс балластным резистором 9. Тем самым исключаетс возрастание напр жени на выходных выводах 4 дл подключени нагрузки. Повторное включение устройства производитс отключением и последующим включением источника входного напр жени 3.In this case, the leakage energy transmitted by the actuating element in the off state is dissipated by the ballast resistor 9. Thereby, an increase in the voltage on the output terminals 4 for connecting the load is avoided. The device is turned on again by turning off and then turning on the input voltage source 3.

Производимое отключение, с целью анализа причин отказа, вызывает разр д конденсатора блока включени 7 и конденсатора 12 через резистор 11. Происходит восстановление исходного состо ни (готовности ) устройства защиты и дл повторного запуска.The disconnection, in order to analyze the causes of the failure, causes the discharge of the capacitor of the switch-on unit 7 and the capacitor 12 through the resistor 11. The protection device is restored to its original state (ready) and to restart.

В схемах вторичных систем питани , обеспечивающих ускоренное нарастание вспомогательных напр жени ± Е (по сравнению с длительностью броска тока при включении емкостной нагрузки), требуема плавность нарастани сигнала на входе порогового элемента 5 может быть получена посредством дополнительного резистора, включаемого последовательно с конденсатором 12 (не показан).In secondary power supply circuits that provide an accelerated increase in auxiliary voltages ± E (compared to the duration of the inrush current when a capacitive load is switched on), the required smoothness of the input signal of the threshold element 5 can be obtained by means of an additional resistor connected in series with the capacitor 12 (not shown).

Изобретение исключает ложные срабатывани устройства защиты электрических цепей при включении емкостной нагрузки, что расшир ет его функциональные возможности , позвол ет устанавливать порог срабатывани с меньшим запасом по отношению к номинальному току, чем повышаетс надежность и обеспечиваетс повышенна безопасность защищаемой нагрузки .The invention eliminates false positives of an electrical circuit protection device when a capacitive load is switched on, which expands its functionality, allows setting the trigger threshold with a smaller margin relative to the rated current, which increases reliability and ensures increased safety of the protected load.

Claims

Invention Formula

The device of protection of electric chains on avt.sv. No. 1573454, characterized in that, in order to expand functionality and increase reliability, a diode, a resistor and a capacitor are inserted, with a parallel-connected resistor with a capacitor connected between the negative terminal of the auxiliary voltage source and the cathode of the diode, the anode of which is connected to the output of the current sensor.

P

nn:

eight

P

-CD-i-r

% P

f

0G

five

Ttt

+

-E

oh oh

op

110

eleven

P