Пристрій токового захисту

Винахід відноситься до пристроїв захисту джерел живлення від перевантажень і коротких замикань і може бути використаний в різних стабілізаторах напруги. Відомі стабілізатори з токовим захистом від короткого замикання (1. Журнал “Радіо”, №2 1975 р., с.23; 2. У допомогу радіоаматору, вид. ДТС ААФ СРСР, вип. №47, с.35; 3. Те ж, вип.49 с.47; 4. Те ж, вип.56 с.43), які містять схеми стабілізаторів напруги на складових транзисторах, у яких реалізовано схемотехнічне рішення токового захисту від короткого замикання. Недоліками відомих пристроїв є неможливість точної установки спрацьовування токового захисту, незважаючи на простоту ци х пристроїв. Найбільш близьким по технічній суті і результату, який досягається, і обраним як прототип є пристрій токового захисту, описаний у “Інверторі квазисинусоїдальної напруги” (Заявка №2002108344 на деклараційний патент України, пріоритет від 22 жовтня 2002р.) і складається з блоку випрямляча, блоку порівняння й установки порога захисту, блоку пам'яті, блоку установлення схеми в нуль, блоку індикації «перевантаження». Недоліком прототипу є складна схема блоку установки схеми в нуль. Задачею дійсного винаходу є розробка нової схемотехніки пристрою токового захисту з досягненням технічного результату - спрощення і підвищення надійності роботи пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в «Пристрої токового захисту», який містить блок мостового випрямляча, вхід якого з'єднаний з виходом трансформатора струму, а ви хід блоку випрямляча з'єднаний із входом блоку, що інвертує, порівняння й установки порога захисту, якій представляє собою компаратор, виконаний на операційному підсилювачі, прямий вхід якого з'єднаний із движком потенціометра резистивної дільники напруги, а ви хід з'єднаний із входом «S» блоку пам'я ті, вхід «R» якого з'єднаний з блоком установки схеми в нуль, а прямої вихід блоку пам'яті з'єднаний зі схемою імпульсного стабілізатора, а інверсний вихід блоку пам'яті з'єднаний із блоком індикації «перевантаження», виконаного на транзисторному підсилювальному каскаді зі світлодіодним індикатором, блок пам'яті виконаний на чотирьох елементах «И», на яких реалізований «RS»тригер з інверторами, а блок установлення схеми в нуль виконаний на послідовно з'єднаних резисторі і конденсаторі, середня точка яких підключена до входу «R» блоку пам'яті. Новим у пристрої, що заявляється, є нова схемотехніка побудови пристрою токового захисту, а конкретно, блоку установлення схеми в нуль, що дозволяє спростити пристрій у порівнянні з прототипом і, отже, підвищити надійність його роботи. Пристрій, що заявляється, дозволяє відключити джерело живлення, що захищається, без ушкоджень при перевантаженнях і коротких замиканнях у навантаженні. Тому очевидно, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить виконати задачу, поставлену в дійсному винаході, з досягненням технічного результату - спрощення і підвищення надійності роботи пристрою. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадають з прототипом, є наступні ознаки: - блок мостового випрямляча, вхід якого з'єднаний з виходом трансформатора струму, а вихід блоку випрямителя з'єднаний із входом блоку, що інвертує, порівняння й установки порога захисту; - блок порівняння й установки порога захисту, що представляє собою компаратор, виконаний на операційному підсилювачі, прямий вхід якого з'єднаний із движком потенціометра резистивної дільники напруги, а вихід з'єднаний із входом «S» блоку пам'яті; - блок пам'яті, вхід «R» якого з'єднаний із блоком установки схеми в нуль, а прямої вихід блоку пам'яті з'єднаний зі схемою імпульсного стабілізатора, а інверсний вихід блоку пам'яті з'єднаний із блоком індикації «перевантаження»; - блоком установки схеми в нуль; - блоком індикації «перевантаження», виконаним на транзисторному підсилювальному каскаді зі світлодіодним індикатором. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - блок пам'яті виконаний на чотирьох елементах «И», на яких реалізований «RS»-тригер з інверторами; - блок установлення схеми в нуль виконана на послідовно з'єднаних резисторі і конденсаторі, середня точка яких підключена до входу «R» блоку пам'яті. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, нова схемотехніка пристрою, що заявляється, відрізняється простотою і надійністю роботи з порівняння з прототипом за рахунок зменшення кількості елементів блоку установки схеми в нуль, а також реалізації блоку пам'яті на логічних елементах «И» у виді «RS»-тригера з інверторами. Винахід ілюстрований наступними кресленнями. На фіг.1 пунктирними лініями показана структурна блок-схема пристрою, а суцільними лініями - зображена принципова електрична схема пристрою. Структурна схема пристрою складається з наступних функціональних блоків: 1. Блок мостового випрямляча, складається з мостового випрямляча на діодах DV1-DV4, вхід перемінного струму якого підключений до виходу трансформатора струму ТТ, що контролює струм навантаження імпульсного стабілізатора напруги, а ви хід навантажений на послідовно з'єднані резистори R1 і R2. 2. Блок порівняння й установки порога захисту, виконаний на операційному підсилювачі DA1 і являє собою компаратор, прямий вхід з'єднаний із движком потенціометра R4, встановленого в послідовному ланцюзі з резисторами R3 і R5, а інверсний вхід компаратора з'єднаний із загальною крапкою з'єднання резисторів R1 і R2, при цьому ви хід компаратора з'єднаний із входом «S» блоку пам'яті 4. 3. Блок установки схеми в нуль, виконаний на послідовно з'єднаних резисторі R6 і конденсаторі С1, загальна крапка яких з'єднана з входом «R» блоку пам'яті 4. 4. Блок пам'яті, виконаний на чотирьох логічних елементах «Та» DD1-DD4, причому елементи DD1 і DD2 виконані у виді інверторів, а на елементах DD3 і DD4 реалізований «RS»-тригер з інверторами, при цьому вхід «R» блоку пам'яті з'єднаний із блоком 3, а вхід «S» з виходом блоку 2. Прямий вихід блоку пам'яті з'єднаний зі схемою імпульсного стабілізатора напруги, а інверсний вихід блоку пам'яті з'єднаний із входом блоку індикації «перевантаження» 5. 5. Блок індикації «перевантаження», виконаний на транзисторному підсилювальному каскаді, що включає транзистор VT1 і резистори R8 і R9, навантаженням якого є світлодіодний індикатор VD1, включений послідовно з струмообмежувальним резистором R10. Пристрій працює в такий спосіб. Напруга з вторинної обмотки трансформатора струму ТТ1, включеного в первинну обмотку силового трансформатора TV2 (умовно не показані), і пропорційного струму силового трансформатора подається на випрямляч VD1-VD4. Напруга з VD1-VD4 не фільтрується, тому що обрана швидкодіючий захист, а уведення фільтра приведе до інерційності і затримки часу включення захисту: t = R × C . Випрямляна напруга через дільник R1, R2 подається на інверсний вхід DA1, на прямий вхід якого подається через дільник на R3, R4, R5 стабілізована напруга з виходу попереднього стабілізатора (умовно не показаний). На R4 виставляється рівень спрацьовування захисту по струм у. DA1 працює в режимі компаратора, з виходу якого сигнал подається на «RS»-тригер DD1-DD4. Через тригер DD1-DD4 подається сигнал, що блокує, на схему керування імпульсного стабілізатора: з'являється «0» на виході DD3 і блокує роботу схеми керування імпульсного стабілізатора напруги. З ви ходу DD4 напруга подається на базу транзистора VT1, у ланцюг колектора якого включений світло діод VD1 «перевантаження», що сигналізує про перевищення струму навантаження вище рівня припустимого значення. Таким чином, на підставі вищевикладеного можна зробити висновок, що задача, поставлена в дійсному винаході - розробка нової схемотехніки пристрою токового захисту - виконана з досягненням технічного результату - спрощенням і підвищенням надійності роботи пристрою.