УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к системам защиты потребителей вторичного напряжения постоянного тока от перенапряжения и может быть использована для защиты электронных устройств, в частности персональных ЭВМ типа Notebook.
Известны устройства защиты (См.: NCP347.PDF Adobe Acrobat Document. Positive Overvoltage Protection Controllers with internal low Ron NMOSFET and STATUS ELAG, Fig 1.) содержащие контроллер защиты от перенапряжения с внутренним КМОП-транзистором, вход которого является входом устройства, а выход - выходом устройства, при этом вход разрешения подключен к земле.
Недостатком устройства является малая величина допустимого перенапряжения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство защиты от перенапряжения (См.: MAX6495-MAX6499.PDF Adobe Acrobat Document. MAXIM, 72V, overvoltage-Protection Switches/Limiter Controllers with an External MOSFET, Fig 1, 2007 г.), содержащее делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен ко входу установки порога контроллера ключа защиты от перенапряжения, вход которого подключен ко входу устройства, первый и
второй выходы соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соостветственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, а исток является выходом устройства.
Недостатком устройства является малая величина допустимого перенапряжения, ограничиваемая контроллером ключа защиты от перенапряжения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение величины допустимого перенапряжения за счет ограничения напряжения на входе контроллера ключа защиты от перенапряжения.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство защиты от перенапряжения содержит делитель напряжения, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен к первому входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора соответственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства, а исток является выходом устройства.
Новым в предлагаемой полезной модели является введение резистора и диода Зенера, причем вход устройства защиты от перенапряжения через резистор подключен к катоду диода Зенера и ко второму входу контроллера ключа защиты от перенапряжения, а анод диода Зенера подключен к земле.
Если напряжение на входе устройства превзойдет допустимое для потребителя, напряжение на выходе делителя станет больше порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения выключит КМОП-транзистор и обесточит потребителя. Напряжение на входе может подниматься выше допустимого для контроллера ключа защиты от перенапряжения, но на входе последнего диод Зенера ограничит его на допустимом уровне.
Этим обеспечивается повышение величины допустимого перенапряжения.
При вхождении входного напряжения в допустимый для потребителя диапазон контроллер ключа защиты от перенапряжения включит КМОП-транзистор, восстановив подачу напряжения потребителю.
На Фиг.1 представлена схема устройства защиты от перенапряжения.
Устройство защиты от перенапряжения содержит делитель напряжения 1, подключенный между входом устройства и землей, а выход делителя подключен ко второму входу контроллера ключа защиты от перенапряжения 2, первый и второй выходы которого соединены с затвором и истоком КМОП-транзистора 3 соостветственно, а третий выход подключен к земле, сток КМОП-транзистора подключен ко входу устройства защиты от перенапряжения, а исток является его выходом, причем вход устройства через резистор 4
подключен к катоду диода Зенера 5 и ко входу контроллера ключа защиты от перенапряжения 2, а анод диода Зенера 5 подключен к земле.
Устройство защиты от перенапряжения функционирует следующим образом.
Если напряжение на входе устройства не превышает допустимого для потребителя, на выходе делителя напряжения 1 формируется напряжение ниже порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения 2 удерживает КМОП-транзистор 3 во включенном состоянии и напряжение со входа устройства передается на выход потребителю.
Если напряжение на входе устройства превышает допустимое для потребителя, на выходе делителя напряжения 1 формируется напряжение выше порогового, контроллер ключа защиты от перенапряжения 2 выключит КМОП-транзистор 3, отключив потребителя.
Напряжение на входе устройства может подниматься выше допустимого для контроллера ключа защиты от перенапряжения, но на входе последнего диод Зенера ограничит его на допустимом уровне.
Таким образом, обеспечивается повышение величины допустимого перенапряжения.
При возврате входного напряжения в допустимый для потребителя диапазон контроллер ключа защиты от перенапряжения 2 включит КМОП-транзистор 3, восстановив подачу напряжения потребителю.
В качестве контроллера ключа защиты от перенапряжения могут быть взяты микросхемы МАХ6495-МАХ6499 (см. MAX6495-MAX6499.PDF Adobe Acrobat Document. MAXIM, 72V, overvoltage-Protection Switches/Limiter Controllers with an External MOSFET, 2007 г.), ограничивающие известные устройства защиты уровнями перенапряжения до 72 В. Предлагаемая полезная модель позволяет увеличить уровень перенапряжения на 50% и более.
Ограничивающее пробивное напряжение Uz диода Зенера должно быть менее допустимого на входе контроллера ключа защиты от перенапряжения.
Величина сопротивления резистора 3 выбирается из условия:
Iвx*R3<=0,1Ugs,
где Iвх - ток входа контроллера ключа защиты от перенапряжения,
R3 - номинал резистора 3,
Ugs - напряжение «затвор-исток» управления МОП транзистором, вырабатываемое между первым и вторым выходами контроллера ключа защиты от перенапряжения 2