Устройство для порогового контроля напряжения переменного тока в заданном диапазоне токов Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

11;«)Г)р1 Т1М1ио относится к импульсной технике н прсдназиачоио для релейного фор- мнропания выхолиого сигнала при уходе ею параметра за установленное значение величины тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования третьего уровня выходного сигнала и гальванической развязки выходного сигнала от источников питания.

На фиг. I приведена схема устройства; на фиг. 2 - проходная характеристика устройства.

Устройство содержит импульсный трансформатор I с тремя обмотками 2-4, транзистор 5, первый 6 и второй 7 диоды, входную шину 8, первый конденсатор 9, третий и четвертый диоды 10 и И, второй конденсатор 12, резистор 13, третий конденсатор 14, токовый пороговый элемент 15 отрицательной величины тока, токовый пороговый элемент 16 положительной величины тока, вход

17токового порогового элемента 15 и вход

18токового порогового элемента 16, шины

19и 20 питания токовых пороговых элементов 15 и 16 от второго 21 и первого 22 источников питания, выход 23 токового порогового элемента 15, выход 24 токового порогового элемента 16.

К устройству подключен объект контроля, содержащий контролируемый элемент 25 и источник 26 переменного напряжения.

Каждый из токовых пороговых элементов 15 и 16 содержит транзисторы 27 и 28 разной проводимости, резисторы 29 и 30 и диод 31. В токовом пороговом элементе 15 шина питания подключена к положительному выводу источника питаиия, а транзисторы 27 и

28применены р-п-р и п-р-п структурь соответственно. В токовом пороговом элементе 16 шина питания подключена к отрицательному выводу источника питания, а транзисторы 27 и 28 применены п-р-п и р-п-р структуры соответственно.

Уровень порогов срабатывания токовых пороговых элементов 15 и 16 устанавливается величинами сопротивлений резисторов

29и 30.

Один из токовых пороговых элементов устанавливается на порог срабатывания, соответствующий максимальной величине входного тока в диапазоне меньше нормы.

Соответсвенного другой токовый пороговый элемент устанавливается на срабатывание при величине входного тока, равной минимальному значению тока в диапазоне больше нормы.

Устройство работает следующим образом.

Ток, протекающий через контролируемый элемент 25, попеременно в один полупериод источника 26 протекает через входное сопротивление элемента 15, а в другой полу- период источника 26 переменного напряжения -- через вход токового элемента 16.

В связи с этим состояние одного элемента 15 или И) (сработал - не сработал).

0

5

ие оказывает никакок влияния на порог срабатывания другого токового порогового элемента 16 или 15.

Если величина тока на шине 8 меньше

уровня порога срабатывания элементов 15 и 16, то транзисторы 27 и 28 находятся в насыщенном состоянии и на их выходах 23 и 24 напряжение примерио равно нулю. Равно нулю и напряжение Unux на обмотке 4 трансформатора 1.

0 Выходное напряжение U«-« 0 указывает на то, что ток через элемент 25 меньше нормы.

При величине тока через элемент 25, соответствующей норме, в одну из полуволн

г источника 26 срабатывает тот токовый пороговый элемент (например 15), который был настроен на срабатывание по минимальному значению тока (первый порог срабагыва- ния заявляемого блока). В связи с этим на его выходе 23 появляются импульсы с частотой источника 26 переменного напряжения и с амплитудой, примерно равной величине напряжения источника 21. Этими импульсами через диод 6 заряжается конденсатор 9, траизистор 5 с трансформатором 1 (блокинг-генератор) начинает генерирбл вать импульсное напряжение на обмотке 4. Причем величина амплитуды генерируемых импульсов, на обмотке 4 прямо пропорциональна току, протекающему через транзистор 5, который в свою очередь пропор- цяонален падению напряжения на резисторе 13.

. Если тока на шине 8 превышает величину тока срабатывания другого токового порогового элемента (например 16), то на его выходе появляется переменное напряжение с амплитудой, приблизительно равной напряжению источника 22. В связи с этим на аноде диода I формируется постоянное напряжение с величиной, равной напряжению источника 22. В связи с тем, что иа катоде диода 6 имеется напряжение положитель0 ной полярности, а на аноде диода И - напряжение отрицательной полярности, при равенстве величин напряжения источников 21 и 22 ток через резистор 13 после срабатывания элемента 16 увеличивается в два раза, вследствие чего в два раза увеличивается амплитуда выходных импульсов, а это значит, что величина тока через элемент 25 стала больше нормы.

Достоинством устройства является пол- иое отсутствие гистерезиса, несмотря на использование элементов 15 и 16, обладающих значительным гистерезисом, вследствие того, что они с частотой источника 26 переменного напряжения каждый период после срабатывания возвращаются в исходное состояние.

5 Таким образом, устройство позволяет определять три диапазона изменения контро лируемого тока на входе (меньше нормы, больше нормы и норма) при отсутствии гистерезиса и гальванической развязки вы0

5

5

0

ходноги няпряжсния от напряжений источников питания и входного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для порогового контроля на- пряжения переменного тока в заданном диапазоне токов, содержащее импульсный транс форматор с тремя обмоткамн, первый н второй источники питания,, транзистор, соединенный коллектором с первым выводом пер- вой обмоткн импульсного трансформатора, первый днод, подключенный катодом к первому выводу второй обмоткн импульсного трансформатора, второй диод, соединенный катодом в входной шиной устройства, третий и четвертый диоды, первый конденсатор, соединенный первым выводом с базой транзистора, второй конденсатор, соединенный первым выводом с первым выводом, резистора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей уст- ройства за счет формирования- третьего уровня выходного сигнала и гальванической развязки выходиого сигнала от источников питания, в устройство введены третий конденсатор, токовый пороговый элемент отрицательной заданной величины то- ка н токовый пороговый элемент положиРедактор П. Гереши Заказ 1842/45

ВИИИГ1И Государствениого комитета СССР по делам нлобретоний и отк(ытий

1 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., л. 4/5 llpnii 1И(Лстнем11о-1И)Лиграфическ(и предприятие, г. Ужгород, ул. 11р1н кги;)Я. 1

те.лы1ой заданной величины тока, подключенный входом к катоду третьего диода, соединенного анодом с входной шиной, а выходом - к катоду четвертого диода, соединенного анодом с первым выводом второго конденсатора, подключенного вторым выводом к отрицательному выводу первого источника питания и шине питания токового порогового элемента положительной заданной величины тока, соединенного обшей шиной с положительным выводом первого источника питания, с отрицательным выводом второго источника питания, общей шиной устройства н обшей шиной токового порогового элемента отрицательной заданной велнчнны тока, подключенного входом к аноду второго диода, выходом - к аноду первого диода, а шиной питания - к положительному выводу второго источника пита- иия и первому выводу третьего конденсатора, соединенного вторым выводом с вторым выводом первого конденсатора и первым выводом второй обмотки импульсного трансформатора, подключенной вторым вь1во- дом к эмиттеру транзистора, соединенного базой с вторым выводом резистора и вторым выводом первой обмотки импульсного трансформатора, подключенного выводами третьей обмотки к выходам устройства.

Фиъ.1

Составитель В. Солончук

Техред И. ВересКорректор Д..Обручар

Тираж 864 Подписное

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для релейного формирования выходного сигнала при уходе его параметра за установленное значение деличины тока. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования третьего уровня выходного сигнала и гальванической развязки выходного сигнала от источников питания. Устройство содержит импульсный трансформатор 1 с тремя обмотками 2-4, транзистор 5, диоды 6, 7, 10 и 11, конденсаторы 9,12 и 14, токовые пороговые элементы 15 и 16 соответственно отрицательной.и положительной величин тока. При величине входного тока меньше нормы выходной сигнал устройства равен нулю, при величине входного тока, равной норме, равен величине напряжения одного из источников питания, а при величине входного тока больше нормы равен удвоенной величине напряжения источника питания. Выходной сигнал устройства не имеет гистерезиса я гальванически развязан от источников питания. 2 ил. -1 (Л гб со tsD СП СО Фиг.1