Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny uk lad ochronny iskrobezpiecznego obwodu elek- trycznego, funkcjonuj acego w przestrzeniach zagro zonych wybuchem, na przyk lad w obecno sci ga- zów lub pary cieczy palnych, zw laszcza w obiektach przemys lu w eglowego i petrochemicznego. Znana jest, na przyk lad z polskiego opisu patentowego nr 106 542, bariera ochronna w postaci czwórnika zaopatrzonego w zaciski wej sciowe dla przy laczania nieiskrobezpiecznej cz esci obwodu elektrycznego i zaciski wyj sciowe dla przy laczania iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego. Pomi e- dzy zaciski wej sciowe i wyj sciowe s a wlaczone rezystory ograniczaj ace pr ad zwarcia i diody Zenera ograniczaj ace wzrost napi ecia na wej sciu chronionego obwodu elektrycznego. Rozwi azanie te cechu- je si e nisk a sprawno scia elektryczn a i nisk a warto sci a u zytecznej mocy iskrobezpiecznej, która mo ze by c przekazana do obciazenia. Znana jest równie z, na przyk lad z polskiego opisu patentowego nr 180 574, bariera ochronna w postaci czwórnika zaopatrzonego w zaciski wej sciowe dla przylaczania nieiskrobezpiecznej cz esci obwodu elektrycznego i zaciski wyj sciowe dla przy laczania iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, pomi edzy które jest w laczona dioda Zenera, przy czym pomi edzy pierwszy zacisk wej sciowy i pierw- szy zacisk wyj sciowy jest w laczony rezystor pomiarowy, którego jeden koniec jest polaczony z emite- rem pierwszego p-n-p tranzystora, którego baza jest do laczona do kolektora drugiego n-p-n tranzysto- ra, kolektor pierwszego tranzystora zwiazany jest z baz a drugiego tranzystora, którego emiter jest po laczony z bramk a tyrystora o anodzie dolaczonej do dodatniego zacisku wej sciowego oraz do kato- dy diody prostowniczej, katoda tyrystora zwi azana jest z anod a diody prostowniczej, z ujemnym zaci- skiem wej sciowym i drugim koncem rezystora pomiarowego. Wad a takiego rozwi azania jest niska niezawodno sc uk ladu i niespe lnienie wymaga n normy PN-EN-50020/2002 - Urz adzenia elektryczne w przestrzeniach zagro zonych wybuchem. Wykonanie iskrobezpieczne "i". Obecno sc dwóch nieza- bezpieczonych tranzystorów jest sprzeczna z wymaganiami tej normy, poniewaz te tranzystory nie mog a by c zakwalifikowane jako elementy nieuszkadzalne. Z kolei, wed lug wymienionej normy wyma- gane jest potrajanie bariery ochronnej, co w tym przypadku, zwi azane jest obni zeniem warto sci iskro- bezpiecznej mocy, przekazywanej do obci azenia oraz ze zmniejszeniem stabilno sci wyj sciowego na- pi ecia. Istotn a wad a takiego rozwi azania jest równie z przegrzewanie tyrystora w stanie zwarcia. Oprócz tego, przy stosowaniu takiej bariery ochronnej do zabezpieczenia obwodu wyj sciowego zasi- lacza iskrobezpiecznego o mocy oko lo 20 W, konieczne jest stosowanie diody Zenera, zabezpiecza- jacej przed wzrostem napi ecia, o du zej mocy instalowanej na radiatorze. Ponadto znana jest, na przyk lad z polskiego opisu zg loszenia patentowego nr 359899 bariera ochronna z rezystorem pomiarowym, potrojonym tyrystorem jako elementem wykonawczym dokonu- jacym zwarcia zacisków zasilania chronionego obwodu, z potrojon a diod a Zenera, jako elementem zabezpieczaj acym przed wzrostem napi ecia na wej sciu tego obwodu oraz z zabezpieczeniem ter- micznym, eliminuj aca wymienione wady, jednak takie rozwi azanie bariery ochronnej cechuje si e wciaz nisk a czulo sci a i stosunkowo du zym spadkiem napi ecia na rezystorze pomiarowym. W elektronicznym uk ladzie ochronnym iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, wykonanym w postaci czwórnika z zaciskami wej sciowymi dla przy laczenia nieiskrobezpiecznej cz esci obwodu elektrycznego i zaciskami wyj sciowymi dla przy laczenia iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego, wed lug wynalazku, pierwszy zacisk wej sciowy poprzez szeregowo po laczony bezpiecznik termiczny i element w postaci zintegrowanej indukcyjno sci i rezystacji, zbocznikowany pierwszym rezystorem, jest zwiazany z pierwszym zaciskiem wyj sciowym, z anodami trzech tyrystorów, z katodami trzech diod Zenera oraz z emiterami trzech tranzystorów. Katody tyrystorów s a wspólnie po laczone z drugim zaciskiem wej sciowym i drugim zaciskiem wyj sciowym. Baza pierwszego tranzystora, poprzez drugi rezystor, baza drugiego tranzystora, poprzez trzeci rezystor i baza trzeciego tranzystora poprzez czwarty rezystor, s a zwi azane z pierwszym zaciskiem wyj sciowym. Emiter pierwszego tranzystora zwi azany jest z anod a czwartej diody, emiter drugiego tranzystora zwi azany jest z anod a pi atej diody, a emiter trzeciego tranzystora zwi azany jest z anod a szóstej diody. Katoda czwartej diody poprzez pi aty rezystor zwi azana jest z bramk a pierwszego tyrystora, poprzez szósty rezystor z anod a pierw- szej diody Zenera i poprzez siódmy rezystor z drugim zaciskiem wej sciowym, katoda pi atej diody po- przez ósmy rezystor zwi azana jest z bramk a drugiego tyrystora, poprzez dziewi aty rezystor z anod a drugiej diody Zenera i poprzez dziesi aty rezystor z drugim zaciskiem wej sciowym, a katoda szóstej diody poprzez jedenasty rezystor zwi azana jest z bramk a trzeciego tyrystora, poprzez dwunasty rezy- stor z anod a trzeciej diody Zenera i poprzez trzynasty rezystor z drugim zaciskiem wej sciowym. Ele-PL 203 594 B1 3 ment w postaci zintegrowanej indukcyjno sci i rezystancji stanowi korzystnie indukcyjnosc nawini eta izolowanym drutem oporowym na rdze n ferrytowy. Uk lad wed lug wynalazku eliminuje wady znanych barier ochronnych dzi eki zast apieniu rezysto- ra pomiarowego elementem w postaci zintegrowanej indukcyjno sci i rezystancji oraz wykorzystaniu wzmacniaczy pr adu sta lego. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przyk ladowym wykonaniu na rysunku, przedstawiaj a- cym schemat wewn etrznych po lacze n poszczególnych elementów elektronicznego uk ladu ochronnego. Elektroniczny uk lad ochronny iskrobezpiecznego obwodu elektrycznego jest wykonany w po- staci czwórnika z zaciskami wej sciowymi 1, 2 dla przy laczania nieiskrobezpiecznej cz esci obwodu elektrycznego i zaciskami wyj sciowymi 3, 4 dla przy laczania iskrobezpiecznego obwodu elektryczne- go. Pierwszy zacisk wej sciowy 1, poprzez bimetalowy bezpiecznik termiczny B i równoleg le po lacze- nie elementu RL w postaci zintegrowanej indukcyjno sci i rezystancji z pierwszym rezystorem R 1 , zwi a- zany jest z pierwszym zaciskiem wyj sciowym 3, z anodami trzech tyrystorów TY 1 , TY 2 i TY 3 , z kato- dami trzech diod Zenera D 1 , D 2 i D 3 oraz z emiterami trzech tranzystorów T 1 , T 2 i T 3 . Katody wymie- nionych tyrystorów s a wspólnie po laczone z drugim zaciskiem wej sciowym 2 i drugim zaciskiem wyj- sciowym 4. Baza pierwszego tranzystora T 1 , poprzez drugi rezystor R 2 , baza drugiego tranzystora T 2 , poprzez trzeci rezystor R 3 , i baza trzeciego tranzystora T 3 , poprzez czwarty rezystor R 4 , s a zwi azane z pierwszym zaciskiem wyj sciowym 3. Emiter pierwszego tranzystora T 1 zwi azany jest z anod a czwar- tej diody D 4 , emiter drugiego tranzystora T 2 zwi azany jest z anod a pi atej diody D 5 , a emiter trzeciego tranzystora T 3 zwi azany jest z anod a szóstej diody D 6 . Katoda czwartej diody D 4 poprzez pi aty rezy- stor R 5 zwi azana jest z bramk a pierwszego tyrystora TY 1 poprzez szósty rezystor R 6 z anod a pierw- szej diody Zenera D 1 i poprzez siódmy rezystor R 7 z drugim zaciskiem wej sciowym 2. Katoda pi atej diody D 5 poprzez ósmy rezystor R 8 zwi azana jest z bramk a drugiego tyrystora TY 2 , poprzez dziewi aty rezystor R 9 z anod a drugiej diody Zenera D 2 i poprzez dziesi aty rezystor R 10 z drugim zaciskiem wej- sciowym 2. Katoda szóstej diody D 6 poprzez jedenasty rezystor R 11 zwi azana jest z bramk a trzeciego tyrystora TY 3 , poprzez dwunasty rezystor R 12 z anod a trzeciej diody Zenera D 3 i poprzez trzynasty rezystor R 13 z drugim zaciskiem wej sciowym 2. W stanie normalnej pracy ka zdy z tyrystorów TY 1 , TY 2 i TY 3 jest rozwarty. W chwili powstania zwarcia przyrost pr adu w chronionym obwodzie powoduje wzrost napi ecia na elemencie RL. wykona- nym w postaci indukcyjno sci nawini etej izolowanym drutem oporowym na rdze n ferrytowy i szybkie wysterowanie jednego z tranzystorów T 1 T 2 i T 3 . Otwarcie jednego z tranzystorów powoduje wystero- wanie odpowiedniego tyrystora i zwarcie zacisków wej sciowych 1 i 2, a tym samym odci ecie dop lywu pr adu do cz esci iskrobezpiecznej obwodu elektrycznego Natomiast wzrost napi ecia na wyj sciu uk ladu ochronnego powy zej ustalonej warto sci wymusza przebicie jednej z diod Zenera, co równie z powodu- je szybkie wysterowanie odpowiedniego tyrystora. PL