Іскробезпечне джерело живлення

Реферат: Винахід належить до галузі електротехніки, автоматики та систем зв'язку і може бути використаний у системах, що працюють у потенціально іскронебезпечних середовищах, наприклад у вугільних шахтах і на підприємствах хімічної та нафтової галузей. Введено супервізор, стабілітрон, оптотранзистор, транзисторний ключовий елемент і виконано елемент іскрозахисту як польовий транзистор, а сприймаючий елемент вузла іскрозахисту виконаний за схемою струмового дзеркала, вихід якого з'єднаний з керуючим електродом тиристора, анод якого з'єднаний з затвором польового транзистора, загальний вивід супервізора живлення з'єднаний через дільник з керуючим електродом тиристора, вихід супервізора живлення з'єднаний з базою транзистора, колектор якого з'єднаний з анодом тиристора, паралельно тиристору включений оптотранзистор вузла захисту від перенапруги, світлодіод оптотранзистора включений послідовно з керованим стабілітроном, елемент плавного запуску джерела включений між стоком і затвором елемента іскрозахисту. Таким чином створено іскробезпечне джерело живлення, в якому завдяки використанню нових чутливих елементів і елементів іскрозахисту, зв'язків між ними, підвищена чутливість і швидкодія роботи, а також надійність роботи особливо в умовах відмови окремих елементів, при зменшенні енерговитрат, габаритів, і спрощенні схеми. UA 108964 C2 (12) UA 108964 C2 UA 108964 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі електротехніки, автоматики та систем зв'язку і може бути використаний у системах, що працюють у потенціально іскронебезпечних середовищах, наприклад у вугільних шахтах і на підприємствах хімічної та нафтової галузей. Відомий пристрій (авт. свід. СРСР № 1208275 кл. Е21 F 9/00, 30.01.86, бюл. № 4), який містить датчик струму, сприймаючий елемент, тиристорний елемент іскрозахисту. Недоліки - пристрій не забезпечує надійну роботу в разі короткого замикання виводів джерела, потім розмиканні їх і повертанні у нормальний режим роботи. Пояснюється це тим, що в пристрої використовується паралельне шунтування виходу джерела тиристорним ключовим елементом. В цьому разі виникає проблема значних енерговитрат в колі, який шунтує вихід джерела живлення, до того ж пристрій не має захисту від перенапруги на виході джерела. Найбільш близьким технічним рішенням є іскробезпечне джерело живлення (авт. свід. СРСР № 1227819 кл. Е21 F 9/00, 30.04.86, бюл. № 16), який містить два джерела живлення, датчик струму, оптотиристорний елемент іскрозахисту, елемент плавного відновлення джерела. Недоліком цього пристрою є наявність двох джерел живлення пристрою, а також те, що чутливість сприяючого елемента є досить низька за рахунок суттєвого падінням напруги на світлодіоді оптотиристора, який включений паралельно датчику виділення сигналу при перевантаженнях виходу джерела, до того ж пристрій не має захисту від перенапруги на виході джерела і відмов окремих елементів схеми… В основу винаходу поставлена задача удосконалення іскробезпечного джерела живлення, в якому введенням нових елементів та зв'язків між ними досягається підвищення чутливості і швидкодії, а також надійності роботи особливо в умовах відмови окремих елементів, при зменшенні енерговитрат, габаритів, і спрощенні схеми До іскробезпечного джерела живлення, що містить датчик струму, сприймаючий елемент, елемент іскрозахисту, тиристорний ключовий елемент, згідно з винаходом, введено супервізор, стабілітрон, оптотранзистор, транзисторний ключовий елемент і виконано елемент іскрозахисту як польовий транзистор, а сприймаючий елемент вузла іскрозахисту виконаний за схемою струмового дзеркала, вихід якого з'єднаний з керуючим електродом тиристора, анод якого з'єднаний з затвором польового транзистора, загальний вивід супервізора живлення з'єднаний через дільник з керуючим електродом тиристора, вихід супервізора живлення з'єднаний з базою транзистора, колектор якого з'єднаний з анодом тиристора, паралельно тиристору включений оптотранзистор вузла захисту від перенапруги, світлодіод оптотранзистора включений послідовно з керованим стабілітроном, елемент плавного запуску джерела включений між стоком і затвором елемента іскрозахисту. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображена функціональна схема іскробезпечного джерела живлення. Іскробезпечне джерело живлення складається із джерела живлення 1, стабілізатора напруги 2, датчика струму 3 струмозадавального елемента, що містить схему струмового дзеркала 4, тиристорного ключового елемента 5, дільника напруги 6, супервізора живлення 7, елемента іскрозахисту 8, оптотранзисторного вузла захисту від перенапруги 9, керованого стабілітрона 10, транзисторного ключового елемента 11, елемента плавного запуску джерела у вигляді RC ланки 12. Вихід струмозадавального елемента 4 з'єднаний з керуючим електродом тиристорного ключового елемента 5, анод якого з'єднаний з елементом іскрозахисту 8, у вигляді польового транзистора, включеного послідовно з виходом джерела, загальний вивід супервізора живлення 7 з'єднаний через дільник напруги 6 з керуючим електродом тиристорного ключового елемента 5, вихід супервізора живлення 7 з'єднаний з базою транзисторного ключового елемента 11, колектор якого з'єднаний з анодом тиристорного ключового елемента), паралельно якому включений оптотранзистор вузла захисту від перенапруги 9, світлодіод якого включений послідовно з керованим стабілітроном 10, елемент для плавного пуску 12 іскробезпечного джерела живлення включений між стоком і затвором елемента іскрозахисту 8. Працює іскробезпечне джерело живлення наступним чином. У нормальному режимі роботи, коли струм навантаження джерела знаходиться в межах, заданих іскробезпечними умовами, транзисторна пара струмового дзеркала 4 знаходиться в стані, коли один транзистор відкритий, а другий закритий. В цьому разі управляючий електрод тиристорного ключового елемента 5 має нульовий потенціал і знаходиться у закритому стані, елемент іскрозахисту 8 - у відкритому стані. При перевантаженні іскробезпечного джерела (струм навантаження перевищує іскробезпечні умови), падіння напруги на датчику струму 3 збільшується, транзистори схеми струмового дзеркала 4 змінюють свій стан на протилежний. Такий стан створює умови для відкриття тиристорного ключового елемента 5 і закриття польового транзистора елемента іскрозахисту 8. У такому режимі спрацьовує супервізор 1 UA 108964 C2 5 10 живлення 7 і транзисторний ключовий елемент 11 додатково шунтує вхід польового транзистора елемента іскрозахисту 8 і підтримує його у закритому стані протягом 150-300 мілісекунд. Після чого, якщо перевантаження зникло, то схема повертається у нормальний режим роботи. Якщо перевантаження не зникло, елемент іскрозахисту 8 переходить у режим стабілізації струму на 2 мкс і потім знову шунтує на 150-300 мілісекуд вхід польового транзистора елемента іскрозахисту 8, підтримуючи його у закритому стані. У такому режимі елемент плавного пуску 12, який включений між стоком і затвором польового транзистора, забезпечує плавний пуск іскробезпечного джерела живлення. У разі відмови супервізора живлення 7 транзисторний ключовий елемент 11 залишається у відкритому стані і таким чином підтримує польовий транзисторний елемент іскрозахисту 8 у закритому стані. Таким чином створено іскробезпечне джерело живлення, в якому завдяки використанню нових чутливих елементів і елементів іскрозахисту, зв'язків між ними, підвищена чутливість і швидкодія роботи, а також надійність роботи особливо в умовах відмови окремих елементів, при зменшенні енерговитрат, габаритів, і спрощенні схеми. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Іскробезпечне джерело живлення, що містить датчик струму, сприймаючий елемент, елемент іскрозахисту, тиристорний ключовий елемент, яке відрізняється тим, що в нього введено супервізор, стабілітрон, оптотранзистор, транзисторний ключовий елемент і елемент іскрозахисту виконано як польовий транзистор, а сприймаючий елемент вузла іскрозахисту виконаний за схемою струмового дзеркала, вихід якого з'єднаний з керуючим електродом тиристора, анод якого з'єднаний з затвором польового транзистора, загальний вивід супервізора живлення з'єднаний через дільник з керуючим електродом тиристора, вихід супервізора живлення з'єднаний з базою транзистора, колектор якого з'єднаний з анодом тиристора, паралельно тиристору включений оптотранзистор вузла захисту від перенапруги, світлодіод оптотранзистора включений послідовно з керованим стабілітроном, елемент плавного запуску джерела включений між стоком і затвором елемента іскрозахисту. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2