Устройство для контроля уровня напряжения источника постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регистрации и запоминания фактов отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы с обеспечени (Л f 23 Т } чР L 1.. Ш Т } - Ф чР i}j Д51 U 1 Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4004806/24-07 (22) 13.01.86 (46) 23.08.87. Бюл. Р 31 (72) В.Н.Скачка (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельства СССР

9 1037203, кл. G 05 В 1/Ol, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 1026133, кл. G 01 F 1/569, 1983. (5)) 4 G 05 Р 1/569 H 02 Н 3/24 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем регистрации и запоминания фактов отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы с обеспечением йепрерывного контроля текущего значения напряжения. Это достигается за счет введения в устройство емкостного 17 и резистивного 18 делителей напряжения, трансформатора 19, элемента 22 индикации нормального уровня напряжения, тиристорных первого 23 и второго 24 оптронов, четырех светодиодов 25., 26, 27, 28, выполнения выходного блока 8 в виде усилителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе, а источника 4 напряжения возбуждения — в виде генератора

1332296 прямоугольных импульсов. При нахождении контролируемого напряжения в заданных пределах светится элемент 22 индикации нормального уровня. При отклонении напряжения за заданные пределы светится светодиод 25 (превышение напряжения) или светодиод 26 (понижение напряжения). Факты отклонения уровня напряжения регистрируются и запоминаются светодиодами 27 и 28, излучающими до момента отключения контролируемого напряжения.

1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для визуального контроля уровня напряжения источника постоянного тока.

Цель изобретения - расширение

5 функциональных возможностей путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы с обеспечением непрерывного контроля текущего значения напряжения.

На фиг. 1 представлена схема устройства," на фиг.2 — эпюры напряжений

15 в точках схемы.

Устройство для контроля уровня напряжения источника 1 постоянного тока содержит дополнительный источник 2 питания„ стабилизированный источник 3

20 опорного напряжения, источник 4 напряжения возбуждения, операционный усилитель 5, первый 6 и второй 7 резистивные делители напряжения и выходной блок 8. Первый делитель 6 крайними выводами включен между первым 9 и вторым 10 выводами контролируемого источника 1. Источники 3 и 4, операционный усилитель 5 и выходной блок 8 вводами питания включены каж- 3 дый между первым 11 и вторым 12 выводами источника 2, первый крайний вывод делителя 7 соединен с выходом 13 источника 3, средние выводы 14 первого 6 и 15 второго 7 делителей подключены соответственно к первому и второму входам усилителя 5, одноименные по полярности вторые выводы 10 и 12 соответственно источников 1 и 2 соединены общим токопроводом )6.

В устройстве имеются емкостной третий 17 и резистивный четвертый 18 делители напряжения, трансформатор 19 с одинаковыми параметрами первичной 20 и вторичной 21 обмоток, элемент 22 индикации нормального уровня напряжения, первый ?3 и второй 24 тиристорные оптроны, первый 25, второй 26, третий 27 и четвертый 28 светодиоды, первый 29 и второй 30 резисторы, первый транзистор 31.

Выходной блок 8 выполнен в виде уси- лителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе 32, а источник. 4 напряжения возбуждения — в виде генератора прямоугольных импульсов.

Третий 17 и четвертый 18 делители крайними выводами включены каждый между первым 11 и вторым 12 выводами источника 2. Вход 33 выходного блока 8 подключен к выходу операционного усилителя 5, первые одноименные выводы первичной 20 и вторичной 21 обмоток трансформатора 19 подключены к выходу 32 выходного блока, второй вывод обмотки. 20 подсоединен к среднему выводу 34 делителя 17. Элемент 22 индикации включен между первым и вторым выводами обмотки 21 второй вывод которой подключен к среднему выводу 35 делителя 18 через последовательно соединенные цепочки 36 и 37, первая 36 из которых состоит из встречнопараллельно соединенных светодиодов

При соответствии напряжения на входе устройства заданным пределам выходное напряжение делителя 6 (эпюру 47, фиг.2) находится между предельными значениями напряжения 48, снимаемого с выхода делителя 7, модулированного прямоугольным напряжением источника 4 возбуждения посредством транзистора 3). Верхний уровень напряжения 48 определяется выходным напряжением источника 3, а нижний— коэффициентом деления делителя 7 напряжения и остаточным напряжением транзистора 31 в открытом (насыщенном) состоянии. Поскольку в каждом полупериоде переменного напряжения источника 4 происходит изменение разностного напряжения между первым и вторьпс входами операционного усилителя 5, то на его выходе формируется переменное прямоугольное напряжение 51 той же частоты, на которой работает источник 4. Размах этого напряжения близок к напряжению питания операционного усилителя 5. От выходного напряжения 54 вьгходного блока 8 на вторичной обмотке 21 трансформатора 19 возбуждается напряжение 57, которое складывается в противофазе с напряжением выходного блока и токи светодиодов оптронов 23, 24 и светодиодов 25, 26 при соответствии входного напряжения устройства заданным пределам равны практически нулю (эпюры 60 и 63). Светится элемент 22 индикации нормального состояния.

При отклонении входного напряжения в сторону повьппения или понгпкения в момент, когда напряжение 47 становится большим (49) наибольшего или меньшим (50) наименьшего значения напряжения 48, формирование операционным усилителем 5 прямоугольного напряжения прекращается (эпюры 55 и 56) и на его вьгходе устанавливается постоянный потенциал, уровень которого определяется направлением отклонения (эпюры 52 и 53) . По мере спадания напряжения 58 и 59 на вторичной обмотке 21 трансформатора 19 появляется ток 61 через светодиод оптрона 23 и светодиод 25 в случае превьппения входного напряжения, или ток 65 через светодиод оптрона 24 и светодиод 26 в случае понижения напряжения. Включение тиристора оптрона 23 в первом случае или оптрона 24 во втором позволяет зафиксировать и з .1332296 первого 23 и второго 24 оптронов, а вторая 37 — из встречно-параллельно соединенных первого 25 и второго 26 светодиодов.

Между выводами )1 и 12 источника 2

5 параллельно включены третья цепочка 38, состоящая из согласно последовательно соединенных фототиристора первого оптрона 23, третьего светодиода 27 и первого резистора 29, и ,четвертая цепочка 39, состоящая из согласно-последовательно соединенных фототиристора второго оптрона 24, четвертого светодиода 28 и второго резистора 30. Второй крайний вывод делителя 7 через переход коллектор— эмиттер транзистора 31 соединен с вторым выводом 12 источника 2, а выход источника 4 подключен к базаэмиттерному переходу указанного транзистора. Выходной блок 8 выполнен на втором 40 и третьем 41 транзисторах различного типа проводимости, эмит— теры которых подсоединены каждь|й к 25 соответствующему выходу источника 2, а коллекторы подключены к выходу 32 этого блока. База-эмиттерные переходы транзисторов 40 и 41 шунтированы каждый соответственно третьим 42 и четвертым 43 резисторами, базы этих транзисторов соединены с входом 33 выходного блока 8 через пятый 44 и шестой 45 резисторы соответственно, а средняя точка 46 соединения резис35 торов 44 и 45 подключена к операционному усилителю 5.

На фиг.2 эпюры показывают: 47 напряжение на первом входе операцион ного усилителя 5 (линейно зависимое 4Г) от входного); 48 — 50 — напряжение на втором входе операционного усилителя 5 для случаев соответственно нормальной работы, превышения и понижения напряжения; 51 — 53 — выходное 45 напряжение операционного усилителя соответственно для трех случаев, 54 — 56 — напряжение на выходе 32 выходного блока 8; 57 — 59 — напряжение на вторичной обмотке 21 трансфор- 5р матора 19; 60 — 62 - ток светодиода оптрона 23 и светодиода 25; 63 — 65— ток светодиода оптрона 24 и светодиода 26; 66 — 68 — ток фототиристора оптрона 23 и светодиода 27 и 69 - 71.— ток фототиристора оптрона 24 и светодиода 28.

Устройство работает следующим образом.

2296

35

50

5 33 запомнить на светодиодах 2? или 28 нарушение либо верхнего, либо нижнего предела.

Если контроль напряжения продолжается .и в дальнейшем соотношение между напряжениями, сравниваемыми. операционным усилителем 5, изменяется, то индицируют текущее состояние светодиоды 25, 26 или элемент 22 индикации нормального состояния, работа которых не связана с элементами памяти — тиристорами оптронов 23 и 24.

Сброс информации, принятой к запоминанию тиристорами оптронов 23 и 24, возможен путем выключения питания .устройства. При повторном включении, если контролируемое напряжение находится в заданных пределах, светится только элемент 22 индикации нормального состояния.

Положительный эффект, создаваемый изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы, при этом обеспечивается непрерывный контроль текущего значения напряжения. формула изобретения

1. Устройство для контроля уровня напряжения источника постоянного тока, содержащее дополнительный источник питания, стабилизированный источник опорного напряжения, источник напряжения возбуждения, операционный усилитель, резистивные первый и второй делители напряжения и выходной блок, причем первый делитель напряжения крайними выводами включается между пер>зым и вторым выводами контролируемого источника, стабилизированный источник опорного напряжения, источник напряжения возбуждения, операционный усилитель и выходной блок .вводами питания включены каждый между пер>зым и вторым выводами дополнительного источника питания, первый крайний вывод второго делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения, срецние выводы первого и второго делителей напряжения подключены соответственно к первому и второму входам операционного усилителя, а одноименные по полярности вторые выводы контролируемого и

25 дополнительного источников питания соединяются общим токопроводом, о т— л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы с обеспечением непрерывного контроля| текущего значения напряжения, в устройство введены емкостный третий и резистивный четвертый делители напря-. жения, трансформатор с одинаковыми параметрами первичной и вторичной обмоток, элемент индикации нормального уровня напряжения, тиристорные первый и второй оптроны, четыре светодиода, два резистора и первый транзистор, выходной блок выполнен в виде усилителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе, а источник напряжения возбуждения — в виде генератора прямоугольных импульсов, при этом третий и четвертый делители напряжения крайними выводами включены каждый между первым и вторым выводами дополнительного источника питания, вход выходного блока подключен к выходу операционного усилителя, а первые одноименные выводы первичной и вторичной обмоток трансформатора подключены к выхоцу выходного блока, второй вывод первичной обмотки трансформатора подсоединен к среднему выI воду третьего делителя напряжения, а элемент индикации нормального уровня напряжения включен между первым и вторым выводами вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен к среднему выводу четвертого делителя напряжения через две последовательно соединенные цепочки, .первая из которых состоит из встречно-параллельно соединенных светодиодов, первого и второго оптронов, а вторая — из встречно -параллельно соединенных первого и второго светодиодов, ме кду первым и вторым выводами .дополнительного источника питания па-. раллельно включены третья цепочка, состоящая из согласно-последовательно соединенных фототиристора первого оптрона, третьего светодиода и первого резистора, и четвертая цепочка, состоящая из согласно-последовательно соединенных фототиристора второго оптрона, четвертого светодиода и второго резистора, при этом второй крайний вывод второго делителя напря>кеСцчай лрюдышения виряжеми

Служа лонижвния

Напряжения!

Составитель О.Орлов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Е. Папп

Корректор Е.Рошко

Заказ 3831/43

Тираж 8б3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, 7

13322 ния через коллектор - эмиттер первого транзистора соединен с вторым выводом дополнительного источника питания, а выход источника напряжения возбуждения подключен к база-эмиттер.5 ному переходу этого транзистора.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а w щ е е с я тем, что выходной блок выполнен на втором и третьем транзисторах разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены

9б 8 каждый к соответствующему выводу дополнительного источника питания согласно полярности напряжения этого ис" точника, а коллекторы подключены к выходу этого блока, при этом базаэмиттерные переходы второго и третьего транзисторов шунтированы каждый соответственно третьим и четвертым резисторами, а базы этих транзисторов соединены с входом выходного блока через пятый и шестой резисторы соответственно.