Пороговый элемент контроля тока и напряжения

 

Изобретение отиосится к импульсной технике. Может быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможное- / тей -,достигается обеспечением возможности определять направление тока и осуществлять контроль тока в разJ/ личных полупериодах переменного тока. Пороговый элемент содержит входные шины 1.1-1.2, чувствительный элемеит 2, выходы которого подключены к входам генератора 3 периодических колебаний , диоды 4 и 5, туннельные диоды 6 и 7, дроссель 8, конденсаторы 9, и 10, выходные шины 11 и 12. Для достижения поставленной цели в устройство введены второй туннельный диод 7 и конденсаторы 9 и 10. Туннепьиыё дког ды 6 и 7 работают при напряжении порядка десятков мВ. Поэтому чувствительный элемент 2, к которому присоединяется генератор 3, может иметь малзг ю мощность и являться элементом контролируемой цепи. Выходной сигнал снимается с обмотки 9. 1 ил. (Л / 0// /7 (О м о Од со 0f/e.f

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3843557/24-21 (22) 14.01.85 (46) 15.12.86. Бюл. Р 46 (72) Л.И.Гитман (53) 621 .31 6 .925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 535516, кл. Н 03 К 17/04, !974. (54) ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ КОНТРОЛЯ ТОКА

И НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов. Цель изобретения— расширение функциональных возможнос-тей вЂ,достигается обеспечением возможности определять направление тока и осуществлять контроль тока в раз„„SU.„1277063 А 1 (5g 4 С О В 1/01, Н 03 К 17/04 личных полупериодах переменного тока.

Пороговый элемент содержит входные шины 1.1-1.2, чувствительный элемент

2, выходы которого подключены к входам генератора 3 периодических колебаний, диоды 4 и 5, туннельные диоды

6 и 7, дроссель 8, конденсаторы 9 и

10, выходные шины ll и 12. Для достижения поставленной цели в устройство введены второй туннельный диод 7 и конденсаторы 9 и 10, Туннепьные дио,-. ды 6 и 7 работают при напряжении порядка десятков мВ. Поэтому чувствительный элемент 2, к которому присоединяется генератор 3, может иметь малую мощность и являться элементом контролируемой цепи. Выходной сигнал снимается с обмотки 9. 1 ил.

1277063

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности определять направление тока и осуществлять контроль тока в различных полупериодах переменного тока.

На фиг.1 представлена принципиальная схема порогового элемента контроля тока и напряжения; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу.

Пороговый элемент контроля тока и напряжения содержит входные шины

1.1-1.2, чувствительный элемент 2, выходы которого подключены к входам генератора 3 прериодических колебаний, между которыми подключены встречно-параллельно включенные диоды 4 и 5, при этом генератор 3 периодических колебаний содержит первый и второй встречно-последовательно включенные туннельные диоды 6 и 7, а первый вывод первого туннельного диода 6 соединен с первым входом .генератора 3 периодических колебаний, дроссель 8 с дополнительной обмоткой, первый вывод которого подключен к второму входу генератора 3 периодических колебаний, второй вывод — к пЕрвому выводу второго туннельного диода 7, причем параллельно туннельным диодам 6 и 7 подсоединены первый и второй конденсаторы 9 и 10, а выходы дросселя подключены к выходным шинам 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

lIo чувствительному элементу 2 протекает переменный ток, создавая на нем падение напряжения. Эта напряжение прикладывается к входу генератора 3 периодических колебаний. Если указанное напряжение меньше напряжения, необходимого для перевода paGoчей точки туннельных диодов 6 и 7 на участках вольт-ампернойхарактеристики, обладающий отрицательным ñîïðoтивлением, то генератор 3 периодических колебаний, образованный последовательнойцепью из обмотки дросселя 8 и туннельных диодов б и 7, не возбуждается, и импульсы на выходе дросселя 8 отсутствуют. При увеличении указанного падения напряжения на чувствительном элементе 2 (например, при возрастании тока в контролируемой це5

10 !

ЗО

55 пи), в зависимости от полярности очередного полупериода контролируемого тока один из туннельных диодов (6 и

7) переводится на участок вольт-амперной характеристики, обладающий отрицательным сопротивлением, и генератор 3 периодических колебаний формирует пачку импульсов, частота заполнения которой определяется полярностью полупериода тока (так как в данный полупериод работает только один из диодов 6 и 7, смещенный в прямом направлении и не шунтирующий параллельно присоединенный ему конденсатор). В полупериод тока другой полярности генератор 3 периодических колебаний также выдает пачку импульсов, однако частота заполнения этой пачки иная, так как в работу включается другой туннельный диод с присоединенным параллельно к нему конденсатором другой емкости.

Таким образом, при достижении контролируемым током заданного значения генератор 3 периодических колебаний формирует пачки импульсов, имеющие различные частоты заполнения и следующие с частотой полупериодов контролируемого тока. Для настройки генератора 3 периодических колебаний на другой порог срабатывания достаточно изменить место присоединения порогового преобразователя к чувствительному элементу 2, выбирая для увеличения порога срабатывания датчика более короткий участок контролируемого токопровода, или для снижения порога срабатывания — более протяженный участок токопровода.

При дальнейшем увеличении тока в контролируемой цепи, например, в случае аварийной перегрузки контролируе" мого токопровода, растет падение напряжения на чувствительном элементе, и рабочая точка одного туннельного диода (работающего в данный полунериод) смещается на участок вольт-амперной характеристики, соответствующий диффузному увеличению тока. Работа .генератора 3 периодических колебаний при этом прекращается. В этом случае в каждый полупериод тока гене-. ратор 3 периодических колебаний формирует две пачки импульсов — на нарастаюшем участке полупериода и на спадающем (т.е. на участках полупериода тока), падение напряжения на чувствительном элементе 2 при дейсгвии которых соответствует смещению рабо1277063 чих точек туннельных диодов 6 и 7 на

I участки вольт-амперкых характеристик, обладающих отрицательным сопротивлением. Кроме того, при увеличении тока, а следовательно и падения напряжения на чувствительном элементе 2, начинают работать диоды 4 и 5, которые ограничивают напряжения на автогенераторе, предохраняя туннельные диоды 6 и 7 от пробоя. 10

Таким образом предлагаемый датчик тока позволяет фиксировать момент превышения контролируемым током величины уставки, в этом случае частота следования импульсов на выходе датчи- 15 ка вчетверо больше частоты контролируемого тока.

При протекании в контролируемой цепи постоянного тока работа не отличается от указанной, за исключением того, что генератор 3 периодических колебаний формирует не пачку импульсов, а непрерывную последовательность импульсов, причем в зависимости от направления тока в контролируемой це-25 пи работа генератора 3 периодических колебаний обеспечивается только одним туннельным диодом (второй диод при этом смещается на обратный участок вольт-амперной характеристики и шунтирует присоединенный параллельно ему конденсатор), и одним из конденсаторов 9 или 10, емкость которых сильно различается (например на порядок). Следовательно, при работе дат35 чика в цепях постоянного тока и достижении контролируемым током величины уставки генератор. 3 периодических колебаний формирует различную

1 частоту импульсов, определяемую на<о правлением контролируемого тока.

Предлагаемый пороговый элемент контроля тока и напряжения позволяет контролировать величину тока, его частоту, достижение током значения уставки,момент превышенияконтролируемым током значения уставки,а также направление тока. Поскольку для нормальной работы туннельных диодов 6 и 7 требуется напряжение порядка десятков мнлливольт, то чувствительный элемент

2, к которому присоединяется генератор 3 периодических колебаний, может иметь малую мощность и являться элементом контролируемой цепи. Выходной сигнал снимается с дополнительной обмотки 9 дросселя, подключенной к выходным шинам 11 и 12.

Формула и з о б р е т ения

Пороговый элемент контроля тока и напряжения, содержащий входные шыны для подключения чувствительного элемен- та и генератор периодических колебаний, содержащий туннельный диод и дрос сель, первые выводы которых соединены с соответствующими входными шинами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности отделять направление тока и осуществления контроля тока в различных полупериодах и переменного тока, в генератор периодических колебаний введены второй туннельный диод и два конденсатора, при этом туннельные диоды включены встречно, второй диод второго туннельного диода соединен с вторым выводом дросселя, конденсаторы подключены параллельно соответствующим туннельным диодам.

)277063

Составитель И. Маркин

Редактор Э. Слиган Техред В.Кадар Корректор В. Бутяга .Заказ 6664/40 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4