Устройство контроля наличия переменного напряжения Советский патент 1990 года по МПК G01R19/155 

Изобре-ение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля наличия переменного напряжения и контроля наличия заземления в системах питания, имеющих сетевые фильтры подавления помех, заземленных на корпус прибора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства в части обеспечения контроля наличия заземления путем дополнительного введения двух диодов и двух конденсаторов, второго фильтра нижних частот, двух компараторов, двух резисторов и элемента И-НЕ, которые позвони;., при г с гмстствующих дополнительных связях обеспечить выполнение необходимых логических, операций .

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство контроля наличия переменного напряжения содержит первый и второй 2 конденсаторы, первый 3 и второй 4 диоды, первый 5 и второй 6 оптроны, светодиод 7, светодиод 8, клеммы 9-11, фотодиод 12, резистор 13, фильтр 14 нижних частот, первый компаратор 15, фотодиод 16, второй резистор 17, второй фильтр 18 нижних частот, второй компаратор 19, элемент И-НЕ 20, индикатор 21, перСЛ

С&

J

ее

00

&

10

20

25

вую выходную клемму 22, третий резистор 23, четвертый резистор 24, пятый резистор 25, третий компаратор 26, вторую выходную клемму 27, клемму 28 для подключения источника опор ного напряжения, клемму 29 для подключения источника питания.

При этом анод светодиода 7 первого оптрона 5 соединен с катодом первого диода 3 и через первый конденсатор 1 подключен к первой входной клемме 9, катод светодиода 8 второго оптрона 6 соединен с анодом второго диода 4 и через второй конденса- 15 тор 2 подключен к третьей входной клемме 11, катод и анод светодио- дов 7 и 8 соответственно первого и второго оптронов 5 и 6 объединены

вместе с анодом и катодом соответственно первого и второго диодов 3 и 4 и подключены к второй входной клемме 10, катоды фотодиодов 12 и 16 первого и второго оптронов 5 и 6 подключены к клемме 29 источника питания,

аноды фотодиодов 12, 16 первого и второго оптронов 5,6 объединены соответственно с выводами первого и второго резисторов 13,17 и входами первого и второго фильтров 14,18 нижних частот, другие выводы резисторов 13,17 соединены с общим проводом, выход первого фильтра 14 нижних частот подключен к первому входу первого компаратора 15, выход второго фильтра 18 нижних частот подключен к первому входу второго компаратора 19, второй вход которого объединен с вторым входом первого 15 и первым входом третьего 26 компараторов и подключен к клемме 28 источника опорного напряжения, второй вход третьего компаратора 26 соединен с выводами третьего, четвертого и пятого резисторов 23-25, другие выводы четвертого 24 и пятого 25 резисторов соединены с выходами первого и второго фильтров 14,18 нижних частот соответственно, выходы первого и второго компараторов 15,19 соединены с входами элемента И-НЕ 20, выход которого подключен к первому входу индикатора 21 и первой выходной клемме 22, выход третьего компаратора 26 подключен к второму входу индикатора 21 и второй выходной клемме 27, второй вывод третьего резистора 23 соединен с общим проводом.

15679894

Устройство работает следующим образом.

К клеммам 9 и 1 1 подключается источник переменного (сетевого) напряжения, к клемме 10 - заземление. При подключенном к клемме 10 заземлении напряжение между одной из клемм 9 или 11 и клеммой 10 равно сетевому, а между другой клеммой и клеммой 10 близко к нулю. Пусть сетевое напряжение будет между клеммами 9 и 10. Протекание тока через светодиод 7 вызывает формирование оптического- сигнала длительностью, примерно равной длительности полупериода сетевого напряжения. Под действием этого оптического сигнала открывается фотодиод 12. Выделенное на резисторе 13 напряжение через фильтр 14 нижних частот поступает на первый вход компаратора 15, постоянная времени фильтра 14 выбрана достаточно большой для сглаживания пульсации и подавления помех. На второй вход компаратора 15 поступает опорное напряжение с клеммы 28, выбранное меньшим напряжения на первом входе компаратора 15. На выходе компаратора 15 формируется низкий уровень, поступающий на первый вход элемента И-НЕ 20.

Поскольку между клеммами 10 и 11 напряжение мало, то светодиод 8 оптрона 6 закрыт, на вход второго компаратора 19 через второй фильтр 18 поступает нулевой уровень, поэтому на выходе компаратора 19 высокий уровень. На выходе элемента И-НЕ 20 - высокий уровень, поступающий на вход индикатора 21 и на клемму 22, сигнализируя о наличии заземления.

Одновременно уровень напряжения с выхода фильтра 14 через резистор 24 поступает на вход компаратора 26, на выходе которого устанавливается высокий уровень, сигнализируя о на- .личии переменного напряжения.

Если источник переменного напряжения подключен к клеммам 9 и 11 так,что . напряжение будет между клеммами 10 и 11, то аналогичным описанному образом ра ботает второй канал через оптрон 6. На вы ходе компаратора 19 устанавливается низкий уровень, поэтому на выходе элемента И-НЕ 20 по-прежнему высокий уровень.

При обрыве заземления сетевое нап-( ряжение оказывается приложенным между клеммами 9 и 11. Конденсаторы 1

30

35

40

45

50

и 2 оказываются включенными последо- вательно, ток при положительной (отнсительно клеммы 9) полярности переменого напряжения протекает через оба оптрона 5 и 6, но его величина за счет емкостных сопротивлений двух коденсаторов 1 и 2 примерно в два раза меньше. Соответственно меньшие уровни напряжения устанавливаются на входах обоих фильтров 14 и 18. Вследствие этого постоянная составляющая напряжения на входах компараторов 15 и 19 также уменьшается примерно в два раза и становится меньше опорного напряжения. Оба компаратора 15 и 19 устанавливаются в единичное состояние, на выходе элемента И-НЕ формируется низкий уровень, поступающий на выход 22 и на индикатор 21, сигнализируя об отсутствии заземления .

При этом уменьшенные уровни с выходов фильтров 14 и 18 через резне- 1 торы 24 и -5, образующие вместе с резистором 23 схему суммирования, подаются на вход компаратора 26. Поскольку происходит суммирование уровней, то общий уровень напряжения на входе компаратора 26 практически не изменяется и остается большим опорного напряжения. Поэтому на выходе компаратора 26 по-прежнему высокий уровень, сигнализирующий о наличии переменного напряжения.

Если же пропадает переменное напряжение, то оптроны 5 и 6 закрываются, на выходах фильтров 14 и 18 устанавливаются низкие уровни и компаратор 26 переключается, подавая на индикатор 21 и клемму 27 низкий уровень. Тем самым сигнализируется пропадание переменного напргжения.

Диоды 3 и 4 защищают светодиоды оптронов 5 и 6 от обратного напряжения во время смены полярности входного переменного напряжения. Подстроечные резисторы 13 и 17 позволяют точно выставить уровни напряжения на входах компараторов при изменении контролируемого напряжения.

Формула изобретения

Устройство контроля наличия переменного напряжения, содержащее два оптрона, первый, второй и третий резисторы, один вывод третьего ре10

15

20

25

30

35

0

5

0

5

зистора соединен с общим проводом, фильтр нижних частот, компаратор, первый вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот,и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены первый и второй конденсаторы, первый и второй диоды, второй фильтр нижних частот, второй и третий компараторы, четвертый и пятый резисторы и элемент И-НЕ, причем .ег вый и второй резисторы выполнены чг/ строечными, а оптроны - диодными, анод светодиода первого оптрона соединен с катодом первого диода и обкладкой первого конденсатора, другая обкладка которого подключена к первой выходной клемме, катод светодиода первого оптрона соединен с анодом первого диода, катодом второго диода, второй входной клеммой и анодом светодиода второго оптрона, катод которого подключен к аноду второго %,диода и обкладке второго конденсатора, другая обкладка которого соединена с третьей входной клеммой, аноды фотодиодов первого и второго оптро- нов подключены соответственно к выводам первого и второго резисторов и входам фильтров нижних частот, другие выводы первого и второго резне торов соединены с общим проводом, выход второго фильтра нижних частот подключен к первому входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов подключены к входам элемента И-НЕ, выход которого соеди нен с первым входом индикатора и пе - вым выходом устройства, третий резистор другим выводом соединен с выводами четвертого и пятого резисторов к вторым входом третьего компаратора, выход которого подключен к второму входу индикатора и второму выходу устройства, вторые входы первого и второго компараторов соединены с первым входом третьего компаратора и подключены к клемме источника опорного напряжения, катоды фотодиодов первого и второго оптронов соединены с клеммой источника питания, а другие выводы четвертого и пятого резисторов соединены с выводами первого и второго фильтров нижних частот соответственно.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля наличия переменного напряжения и заземления в системах питания, имеющих сетевых фильтры подавления помех. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля наличия переменного напряжения в части обеспечения контроля наличия заземления. Устройство контроля содержит две последовательно соединенные цепи, состоящие из конденсатора и светодиода оптрона, зашунтированного диодом в обратном включении. Контролируемая силовая сеть подключается к крайним выводам, а клемма заземления - к точке соединения этих цепей. Сигналы светодиодов воспринимается фотодиодами одноименных оптронов и через фильтры нижних частот подаются на входы логической схемы, которая в зависимости от соотношения уровней этих сигналов индицирует состояние объекта контроля. 1 ил.