Устройство для контроля уровня напряжения сети постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике,а именно к устройствам защи источников питания радиоэлектронной аппаратуры от ненормированных значений напряжения первичной сети. i Известен источник питания, в кртором вместе с получением стабилизированного напряжения (.гальваничес ки развязан с входом осуществляется еще и защита по уровню входного напряжения ll). Система защиты этого устройства имеет тот недостаток , что она приме нима только для определенной структуры источника питания и, кроме того, реагирует только на понижение напряжения сети. Наиболее близким.к предлагаемому является устройство для контроля уровня напряжения сети постоянного тока, содержащее линейный стабилизатор с последовательным регулирующим транзистором и выходным блокировочным конденсатором, триггер, цепи питания которого подключены к выходу линейного стабилизатора, и выходной каскад, включенный между выходом триггера и выходными вывода ми устройства. Триггером в этом уст ройстве является тр иггер Шмидта, входом подключенный через резистийный делитель к входу устройства Г2 Недостаток устройства заключается в отсутствии в нем самоконтроля исправности защиты и то, что он нечувст вителен к повмиению входного капряжения (сетиJ, Цель изобретения - обеспечение безусловного определения внутренних неисправностей и контроля напряжения сети по обоим пределам. Поставленная цель достигается тем что в устройство ДО1Я Контроля уровня напряжения сети постоянного тока, содержащее линейный стабилизатор с последовательным регулирующим тран зистором и выходным блокировочнь конденсатором, триггер, цепи питания которого подключены к эыходу линейкого стабилизатора и выходной каскад включенный между выходом триггера и выходными выводами устройства, введе задающий генератор коротких импульсо подключенный к базе регулирующего транзистора.линейного стабилизатора, дифференциальный усилитель, цепями, питания подключенный к выходу этого стабилизатора, конденсатор, первый и второй резистивные делители, входами подключенные соответственно к выходу линейного стабилизатора и к входным выводам устройства, первый диод, вве денный.в линейный стабилизатор и .включенный в прямом направлении между регулирующим транзистором и выход ным блокировочным конденсатором, и второй , включенный в прямом нап равленйи между общей точкой регулир ющего транзистора с первым диодом и выходом первого резистивного делителя, соединенного через введенный резистор с первым входом дифференциального усилителя, причем второй вход этого усилителя подключен к выходу второго резистивного делителя, а триггер выполнен счетным, к входу которого через указанный конденсатор подключен выход дифференциального усилителя. ; При этом задающий генератор коротких импульсов выполнен в виде генератора строб-импульсов на однопереходном транзисторе. На. фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграмма его работы. Устройство состоит из линейного стабилизатора 1 с последовательным регулирующим транзистором 2, с диодом 3, включенным совместно с регулирующим транзистором 2 между входом и выходом стабилизатора и::С выходным . блокировочным конден сагором 4, подключенным к выходу,, из задающего генератора 5 (генератора строб-импульсов/, собранного на однопереходном транзисторе 6.и подключенного к базе регулирующего транзистора 2, из счетного триггера 7, цепягли питания подключенного к выходу линейного стабилизатора, из выходного каскада 8, входом подключенного к выходу триггера 7, а выходом - к выходу устройстра, из дифференциального усилителя 9, также подключенного цепями питания к выходу линейного стабилизатора, из конденсатора10,.соединяющего выход этого усилителя с входом триггера 7, двух резистивных делителей 11 и 12, входы которых подключены соответственно к выходу линейного стабилизатора и к входным выводам устройства, а также из диода 13 i| включенного между общей точкой регулирующего транзис тора 2 с диодом 3 и выходом резистив ного делителя 11. Выходы резистивных делителей 11 и 12 подключены к входам дифференциального усилителя 9 fсоответственно - к инвертирукяцему и неинвертирующе1 1у причем первый из них через резистор 14. На фиг.2 эпюра 15 изображает вид напряжения на базе (аналогично и на эмиттере регулирующего транзистора, эпюра 16 - входное напряжение первого входа дифференциального усилителя (его нижний уровень 17 определяется напряжением делителя 11), а эпюра 18il - напряжение второго входа дифф ренцнсшьного усилителя Напряжение этого входа, кроме основного пересекающего импульсное напряжение положения, может принимать также положения 18.2 и 18.3, соответствен но ниже или выше эпюры 16. Эпюрами .19, 20 и 21 представлен вид переменных напряжений на выходе дифференциального усилителя 9, на выходе триггера 20 и на выходе всего устройства Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 5 в холе своей работы делает характерн ые короткие вырезки в напряжении на эмиттере ; регулирующего транзистора (эпюра 15 на -фиг.2), которые используются для формирования напряжения на первом входе дифференциального усилителя, верхний уровень которого определяется непосредственно величиной выходно го напряжения линейного стабилизатора 1 , а нижний - резистивным делителем 11 этого напряжения. Однако после диода 3 благодаря ему и конденсатору 4 напряжение вновь станет посто янным (без вырезок). Коэффициенты деления делителей 11 и 12 напряжения выбираются.таким образом, чтобы при минимальном уровн входного напряжения, еще достаточном для стабилизации напряжения на выходе линейного стабилизатора, напряж ние на втором входе дифференциального .усилителя 9 (эпюра 18.1 на фиг.2) еще пересекало эпюру 16 импульсного напряжения на первом входе дифференциального усилителя во всем диапазон изменения входного напряжения (напряжения сети) в заданных пределах (напряжение на первом входе дифферен циального усилителя остается неизменным по обоим своим уровням). Так как в данном конкретном варианте, выполнения предлагаемого устройства первый вход дифференциального усилителя является инвертирующим, а второ неинвертирующим, то при работе в ого воренных пределах напряжения сети на выходе дифференциального усилителя в течение большей части времени будет низкий уровень напряжения и только на длительность каждого импульса задающего генератора на выходе дифференциального усилителя будет получаться импульс (в данном случае положительной полярности эпюра .19 на фиг.2. Каждый импульс дифференциального усилителя перебрасывает триггер 7 со счетным входом (эпюра 20), и выходной каскад формирует из напряжения триггера (будучи подключенным к одному или двум его плечам) постоянное напряжение (эпюра 21) - это может быть, например, выпрямитель, отделенный от триггера трансформатором или конденсатором (конденсаторами). До тех пор, пока напряжение сети не выходит за допустимые пределы, триггер, все время получая импульсы от дифференциального усилителя, работает. Чрезмерное отклонение контролируемого напряжения сети выводит напряжение второго входа дифференциа 1ьного усилителя (эпюра 18.1) за пределы зоны колебаний«напряжения, прикладывае ого к первому входу дифферен циального услитёля(эпюра 16) и триг-. гер останавливается. Исчезает поэтому и напряжение с выходного каскада. Наличие напряжения на выходе устройства отвечает таким образом,соответствуюгцему уровню контролируемого устройством напряжения сети. Важнейшим преимуществом прёдлагаемого устройства по сравнению с известным является то, что в нем принципиально не может возникнуть откры-i тый отказ,а всякая неиспрайкбсть обнаруживается, так как приводит к пропаданию выходного напряжения,что стало возможным благодаря работе аналоговых элементов в динамическсмя режиме, когда- они должны с частотой работы задающего генератора изменять свое состояйие,выявляя таким образом возникающие в них дефекты. Другим, важным достоинством является способность контролировать напряжение сети не только по нижнему пороговому значению, но и по верхнему, причем также, с автоматическим самоконтролем. Благодаря этому повышается информативность устройства контроля.

/B.i

ч/-

i&f