СХЕМА ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве схемы защиты инверторов, выпрямителей и конверторов от понижения и повышения напряжения.
Известная схема защиты от повышения и понижения напряжения, содержащая делитель напряжения, два транзистора, стабилитрон, сопротивление нагрузки и реле [1]. Данная схема проста и надежна, однако точность ее срабатывания невысока, так как момент включения зависит от параметров элементов схемы без учета их разброса. Кроме того в схеме имеет место потери мощности на элементах делителя напряжения.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является схема защиты электронной аппаратуры, содержащая три транзистора, стабилитрон, резистор, измерительно-усилительный элемент и орган индикации [2]. Коллектор управляющего транзистора через переходы эмиттер-база согласующего и силового транзисторов соединен с выводом для подключения питающего напряжения, эмиттер через ограничительный резистор подключен к плюсовой шине, а также непосредственно соединен с коллектором согласующего транзистора и через стабилитрон связан с выводом для подключения нагрузки, база его соединена с выходом измерительно-усилительного элемента. Схема нашла широкое применение для защиты стабилизаторов напряжения постоянного тока, однако ее отличает сложность, трудность настройки и низкое быстродействие.
Требуемый технический результат заключается в повышении быстродействия схемы защиты.
Требуемый технический результат достигается тем, что в схеме защиты электронной аппаратуры, содержащей три транзистора, три резистора, регулируемый резистор и стабилитрон. Стабилитрон, первый транзистор и
первый резистор формируют первую последовательную цепь, второй транзистор и второй резистор формируют вторую последовательную цепь, при этом первая и вторая последовательные цепи подключены к источнику постоянного напряжения параллельно, катод стабилитрона и свободный вывод регулировочного резистора соединены с положительным выводом источника постоянного напряжения, свободные выводы первого и второго резисторов соединены с отрицательным выводом источника постоянного напряжения, коллектор третьего транзистора соединен с общей точкой коллектора второго транзистора и крайнего вывода регулируемого резистора, регулировочный вывод которого соединен с базой первого транзистора, эмиттер третьего транзистора через третий резистор соединен с базой второго транзистора, между базой третьего транзистора и отрицательным выводом источника постоянного напряжения включен источник опорного минимального напряжения, между эмиттером третьего транзистора и отрицательным выводом источника постоянного напряжения подключено контролируемое напряжение, сигнал с выводов первого резистора предназначен для запуска устройства отключения защищаемой аппаратуры.
На фиг.1 показана принципиальная электрическая схема защиты электронной аппаратуры.
Схема защиты содержит три транзистора 2, 6 и 11, три резистора 3, 7 и 12, регулируемый резистор 5 и стабилитрон 1, первый транзистор 2 и первый резистор 3 формируют первую последовательную цепь 4. Регулировочный резистор 5, второй транзистор 6 и второй резистор 7 формируют вторую последовательную цепь 8, при этом первая 4 и вторая 8 последовательные цепи подключены к источнику постоянного напряжения параллельно. Катод стабилитрона 1 и свободный вывод 5-1 регулировочного резистора 5 соединены с положительным выводом 9 источника постоянного напряжения. Свободные выводы 3-2 и 7-1 первого 3 и второго 7 резисторов соединены с отрицательным выводом 10 источника постоянного напряжения. Коллектор 11-1 третьего транзистора 11 соединен с общей точкой коллектора 6-1
oп мин
вx
второго транзистора 6 и крайнего вывода 5-3 регулировочного резистора 5, регулировочный вывод 5-2 которого соединен с базой 2-3 первого транзистора 2. Эмиттер 11-2 третьего транзистора 11 через третий резистор 12 соединен с базой 6-3 второго транзистора 6. Между базой 11-3 третьего транзистор 11 и отрицательным выводом 10 источника постоянного напряжения включен источник опорного минимального напряжения U, а между эмиттером 11-2 третьего транзистора 11 и отрицательным выводом 10 источника постоянного напряжения подключено контролируемое напряжение U. Сигнал с выводов 3-1 и 3-2 первого резистора 3 предназначен для запуска устройства отключения 13 защищаемой аппаратуры, исполнительным органом которого может быть например, тиристор.
Все элементы схемы защиты серийно выпускаются отечественной промышленностью. Требуемое быстродействие работы схемы обеспечивается исполнительным органом, в качестве которого используется тиристор, время включения которого на два порядка меньше времени включения электромагнитного реле, используемого в прототипе.
Схема защиты работает следующим образом. Если контролируемое напряжение равно заданному, то потенциал базы 11-3 третьего транзистора 11 мал и транзистор 11 заперт, при этом ток в первой последовательной цепи через стабилитрон 1, первый транзистор 2 и первый резистор 3 не протекает, а ток во второй последовательной цепи 8 протекает по цепи: положительный вывод 9 источника постоянного напряжения, свободный вывод 5-1 регулировочного резистора 5, крайний вывод 5-3 указанного резистора, коллектор 6-1 второго транзистора 6, эмиттер указанного транзистора 6-2, второй резистор 7, его свободный вывод 7-1 и отрицательный вывод 10 источника постоянного напряжения. При уменьшении контролируемого напряжения потенциал базы 11-3 транзистора 11 увеличивается и последний открывается, что приводит к увеличению тока, протекающего через вторую последовательную цепь 4. Увеличение тока в указанной цепи обеспечивает
возрастание падения напряжения на регулировочном резисторе 5, изменению потенциала базы 2-3 первого транзистора 2 и он открывается, в результате в первой последовательной цепи 4 потечет ток по цепи: положительный вывод 9 источника постоянного напряжения, стабилитрон 1, эмиттер 2-1 первого транзистора 2, коллектор 2-2 указанного транзистора, выводы 3-1 и 3-2 первого резистора 3 и отрицательный вывод 10 источника постоянного напряжения. Под действием протекающего тока по первой последовательной цепи 4 увеличивается падение напряжения на первом резисторе 3 и его выводов 3-1 и 3-2 снимается сигнал для запуска устройства отключения защищаемой аппаратуры 13, последнее срабатывает и отключает электронную аппаратуру от источника питания. При увеличении контролируемого напряжения выше требуемого значения ток, протекающий во второй последовательной цепи увеличивается, в результате падение напряжения на регулировочном резисторе 5 увеличивается и первый транзистор 2 первой последовательной цепи 4 открывается, по указанной цепи протекает ток, в результате чего с первого резистора 3 снимается сигнал на отключение защищаемой аппаратуры от источника. Таким образом третий транзистор 11 работает для защиты аппаратуры при понижении напряжения, второй транзистор 6 - при повышении напряжения, а первый транзистор 2 формирует сигнал на отключение аппаратуры в обоих случаях, при этом третий резистор 12 соединяющий базу 6-3 второго транзистора 6 и эмиттер 11-2 транзистора 11 ограничивает ток базы 6-3 транзистора 6, а при любом изменении контролируемого напряжения в сторону уменьшения происходит перераспределение потенциалов по цепи: положительный вывод 9 источника постоянного напряжения, регулировочный резистор 5, коллектор 11-1 транзистора 11, эмиттер 11-2 того же транзистора, внутреннее сопротивление источника контролируемого напряжения и отрицательный вывод 10 источника постоянного напряжения.
Таким образом, защищаемая электронная аппаратура работает только при различной величине напряжения.
Источники, принятые во внимание
1. Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. М., Транспорт, 1982, стр.209, рис.12.3
2. Авторское свидетельство СССР №1136135, НО»М 7/10, 1985