Устройство контроля напряжения Советский патент 1981 года по МПК G01R19/165 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство контроля напряжения относится к электронной технике и может быть применено в устройствах измерения напряжения постоянного тока и защиты нагрузки от превьшения напряжения питания. Известно устройство допускового контроля напряжения, содержащее пороговый блок, источник измеряемого и опорного напряжения, исполнительш 1й элемент и источник опорного напряжения прямоугольной формы и . Недостатком этого устройства явля ется наличие взаимного влияния между верхней и нижней уставками по напряжению. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двух пороговое устройство контроля уровня напряжения, которое содержит делитель напряжения, выходы которого под ключены к-входам двух пороговых устройств соответственно, элемент совпадения и исполнительный орган, генератор тактовых импульсов, дифференцирующую цепь, элемент запрета и два триггера, каждый из которых включен между выходом соответствующего устройства и входом элемента совпадения, выход которого чепез элемент запрета соединен с входом исполнительного органа, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу элемента запрета и через дифференцирующую цепь соединен с установочными входами триггеров 2. Недостатком устройства является невысокая надежность, обусловленная .тем, что при повышении питающего напряжения в ней возникают режимы, опасные для схемы. Кроме того, отсутствует визуальная индикация с выхода напряжения за допустимые пределы. Цель изобретения - повьппение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее исполнительный элемент, элемент совпадения, делитель напряжения, выход которого соединен с входами двух порот говых элементов, элемент запрета, введены элемент ИЛИ, индикатор, два инвертора, элемент задержки, диод, HHTelrpaTop, дистанционный переключатель и две времязадающие RC-цепи, выходы которых соединены с входами дистанционного переключателя, выход первого порогового элемента соединен с первым входом элемента запрета, входом первого инвертора и через нормальнозамкнутые и нормальноразомкнутые контакты дистанционного переключателя соединен соответственно с входами первой и второй времязадающих RC-цепей, выход первой из которых соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход второго порогового элемента соединен.со вторым инвертором и вторь входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом индикатора, выход первого инвертора чере элемент задержки, а выход второго инвертора непосредственно соединен с входами элемента совпадения, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, второй вход элемента запрета подключен к шине питания, а выход через последовательно соединенные диод и интегратор соединен с входом делителя напряжения.

На чертеже изображена функциональная схема устройства контроля напряжения .

Устройство содержит диод 1, интегратор 2, делитель 3 напряжения, пороговые элементы 4 и 5, элемент 6 запрета, элемент ИЛИ 7, инверторы 8 и 9, индикатор 10, элемент 1I задержки, элемент 12 совпадения, исполнительньй элемент 13, времязадающие RC-цепи 14 и 15, дистанционный переключатель 16, шину 17 питания, нормальнозамкнутые 18, 19 и нормальноразомкнутые 18, 20 контакты дистанционного переключателя 16с обмоткаьм 21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

Когда величина напряжена на шине 17 питания меньше минимально допустимого уровня, на выходе порогового элемента 4 напряжение равно нулю, а на выходе порогового элемента 5 соответствует уровню логической 1%

Элемент 6 запрета открыт и напряжение с шины I7 питания через элемент запрета поступает через диод 1 и интегратор 2 на делитель 3 напряжения. Высокий уровень напряжения с выхода порогового элемента 5 через элемент ИЛИ 7 поступает на индикатор 10, который вьщает информацию о том, что напряжение ниже нормы. Элемент 12 совпадений в это время закрыт и исполнительный элемент 13 остается выключенньш.

Если напряжение на шине питания соответствует нормальному, то на выходах пороговых элементов А и 5 напряжения равны О. Индикатор 10 выключен, а элемент совпадений с помощью инверторов 8 и 9 открыт, и, исполнительный элемент 13 включает

нагрузку.,

Если напряжение на шине 17 питания превышает предельНодопустимое, то на , выходе порогового элемента 4 напряжение становится равным уровню логической 1.

Элемент 6 запрета разрывает цепь питания диода (и интегратора 2). Конденсатор интегратора 2 начинает разряжаться. В течение времени, когда разряжается конденсатор интегратора 2. напряжение на выходе порогового элемента 4 соответствует уровню 1, поэтому элемент 12 совладения в это время закрыт и исполнительный элемент 13 остается выключенным.

Высокий уровень напряжения с выхода порогового Элемента 4 через нор- мальнозаюснутые контакты 18 и 19 поступает на время задаю;щую RC-цепь 14. Через время, определяемое параметрами RC-цепи, напряжение с выхода RC-цепи 14 поступит на 21 дистанционного переключателя 16 и через элемент ИЛИ 7 - на индикатор 10. Ди5 Станционный переключатель 16 срабатывает, контакты 18 и 19 размыкаются, а контакты 18. и 20 замыкаются. Через время, определяемое параметрами RC-цепи 15, дистанционный переключатель возвращается в первоначальное положение. Таким образом, индикатор . 10 будет периодически включаться, информируя о превышении питающего напряжения.

После разряда конденсатора интегратора 2 напряжение на выходе порогового элемента 4 станет равным нулю. Элемент 6 запрета снова включится

и через диод 1 произойдет быстрый заряд конденсатора интегратора 2. На. выходе порогового элемента 4 снова появится уровень логической 1.

Таким образом, при превышении напряжения питания макси1)1ально дбпустимого предела питания измерительной схемы будет периодически прерьгааться и за счет сглаживания пульсаций интегратором 2 напряжение питания измерительной схемы будет оставаться в пределах допустимого.

Исполнительный элемент 13все это время будет выключен, вследствие того, что задержка, вносимая элементом 11, больше длительности времени 1 аличия напряжения на выходе порогового элемента 4, поэтому элемент 12 совпадения все время будет закрыт.

Таким образом, введение новых элементов позволяет защитить измерительную схему от перенапряжения и визуально индицировать выход величины питающего напряжения за пределы допустимых величин. В случае спада питающего напряжения ниже минимально допустимого уровня будет постоянно гореть индикатор 10, а при превышении максимально допустимого уровня индикатор 10 будет включаться периодически с частотой, определяемой параметрами времязадающих RC-цепей.

Задержка, вносимая элемен -ом II, должна быть больше постоянной разряда интегратора 2, а постоянная RC-цепей 14 и 15 значительно меньше постоянной интегратора. Для увеличения времени включенного состояния индикатора 10 вход элемента ИЛИ может быть подключен ко входу времязадающей RC- цепи.

Дистанционный переключатель введен для увеличения частоты прерывания индикатора 10., Кроме того, время разряда интегратора будет зависеть от величины превышения питающего напряжения, следовательно и длительность времени наличия уровня логической 1 на выходе порогового элемента 4 будет постоянной. В случае прямого соединения выхода порогового элемента 4 с входом элемента ИЛИ 7 частота прерьтания индикатора 10 будет зависеть от величины питающего напряжения . Введение дистанционного переключателя 16 и RC-цепи 14 позволяет независимо регулировать время включения и выключения индикатора 10 и стабилизировать это время, поскольку

уровень на выходе порогового элемен-, та 4 остается постоянным.

Таким образом, вследствие исключения опасных режимов работы элементов измерительного устройства и в связи с наличием индикации выхода величины питающего напряжения за пределы допустимых уровней повьшается надежность и удобство устройства в эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство контроля напряжения, содержащее исполнительный элемент, элемент совпадения, делитель напряжения, выход которого соединен с входами двух пороговьЬс элементов, элемент запрета, отличающееd я тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены элементы ИЛИ, индикатор, два инвертора, элемент задержки, диод, интегратор, дистанционный переключатель и две времязадающие RC-цепи, выходы которых соединены с входами дистанционного переключателя, выход первого порогового элемента соединен с первым входом элемента запрета, входом первого инвертора и через нормальнозамкнутые. и нормальноразомкнутые контакты дистанционного переключателя соединен соответственно с входами первой и второй времязадающих RC-цепей, выход первой из которых соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход второго порогового элемента соединен со вторым инвертором и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом индикато1)а, выход первого инвертора через элемент , задержки, а выходВторого инвертора непосредственно соединены с входами элемента .совпадения, выход которого соединен

с входом исполнительного элемента, второй вход элемента зап-рета подключен к шине питания, а выход через последовательно соединенные диод и интегратор соединен с входом делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР 464837, кл. 6 01 R J9/26, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 625167, кл. G 01 R 19/00, 1975 (прототип).