Сигнализатор напряжения на шинах питания Советский патент 1982 года по МПК G01R19/165 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в источниках постоянного напряжения.

Известен сигнализатор напряжения между электрическими цепями, содержащий поляризованные реле с двумя обмотками, диод включенный в цепь заряда конденсатора через первую обмотку реле, тиристорный коммутирующий элемент, установленный в цепи разряда конденсатора на вторую обмотку реле и подключенный управляющим электродом к шине питания с запирающей полярностью непосредственно, а к одной из обкладок конденсатора - через резистор l .

Недостаток этого устройства связан с тем, что оно не может работать при 20 плавном нарастании контролируемого напряжения. Невозможность включения поляризованного реле в этом случае объясняется малым уровнем зарядного

тока конденсатора, т. е. тока через первую обмотку реле.

Наиболее близким техническим решет нием к предлагаемому является сигнализатор напряжения на шинах питани.я, содержащий поляризованное реле с двумя обмотками, включенные в цепь заряда конденсатора через первую обмотку реле диод и тиристор, зашунтированный контактной парой реле, пороговый элемент, с помощью которого управляющий электрод тиристора подключен к шине питания с отпирающей полярностью, тиристорный коммутирующий элемент , установленный в- цепи разряда конденсатора на вторую обмотку реле и подключенный управляющим электродом к шине питания с запирающей полярностью непосредственно, а к одной из обкладок конденсатора - через резистор 2 .

Недостаток известного устройства заключается в том, что контактирование контактной группы, закорачиваю3 . щей тиристор, не является устойчивым, поскольку ее ток имеет очень ма лую величину, равную току утечки конденсатора. Возможные нарушения контактирования обусловливают срывы нормального функционирования устрой ства в целом. Кроме того, используемое в устройстве реле с двумя контактными группами имеет худшие показатели - меньшую надежность и мен шее сопротивление обмоток, вследствие чего требуется большая энергия для переключения такого реле. Это, в свою очередь, .влечет за собой необходимость в увеличении емкости кон денсатора и его размеров, что ухудшает весогабаритные характеристики известного сигнализатора. Целью изобретения является повышение надежности работы подобного. устройства путем исключения необходимости применения в схеме сигнализ тора отдельной контактной группы по ляризованного реле. Поставленная цель достигается те что в сигнализаторе напряжения на ши нах питания, содержащем поляризован ное реле с двумя обмотками, диод и тиристор, включенные в цепь заряда конденсатора через первую обмотку ре ле, коммутирующий элемент., установле ный в цепи разряда конденсатора на вторую обмотку реле и снабженный ре зистором в цепи управления, пороговый элемент, обе обмотки поляризован ного реле соединены друг с другом одноименными выводами и зашунтирован дополнительно введенными диодами, включенными в обратных направлениях коммутируТощий элемент которого подключен к точке соединения конденсатора с зарядным диодом, а база через дополнительно введенный резистор сме щения - к коллектору и одной из шин питания, связанной со свободным выводом второй обмотки реле, тиристор реализован в оптронной паре со светодиодом и размещен между другой шиной питания и точкой соединения зарядного диода, резистора смещения и резистора в цепи базового управления транзистора, а пороговый элемент включен в токовую цепь светодиода, проложенную между шинами питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного сигнализатора напряжения на шинах питания. 04 Устройство содержит поляризованное реле 1 с обмотками 2, 3 и контактами k, зарядный диод 5, вспомогательные диоды 6, 7, конденсатор 8, диодно-тиристорный оптрон 9, в токовой цепи светодиода которого включен пороговый элемент 10 со стабилитроном 11 и резистором 12, коммутирующий элемент 13, выполненный на транзисторе 1 с резистором 15 в базовой цепи и резистором 1б смещения. На схеме обозначены также шины 17 и 18 питания, на которых осуществляется контроль напряжения. Устройство работает следующим образом. В момент срабатывания порогового элемента 10, в ходе которого происходит пробой его стабилитрона 11, подсвечивается тиристор 9 оптрона на f счет появившегося тока, светодиода этого оптрона и по цепи диод 5 конденсатор В - обмотка 2 - диод 7 возникает зарядный ток конденсатора 8, вызывающий переключение поляризо.ванного реле 1 (ток через обмотку 3 при этом не проходит, так как она зашунтирована диодом 7) Контакты Ц реле 1 в результате принимают положение, противоположное указанному на схеме. После заряда конденсатора 8 ток через тиристор не прекращается а поддерживается на уровне, большем тока выключения за счет тока через резистор 16 смещения (при соответствующем выборе его номинала). Конденсатор 8 на все время наличия напряжения на шинах 17 и 18 питания находится под напряжением, не разряжаясь из-за своего тока утечки. Коммутирующий элемент 13 на данном этапе работы сигнализатора не действует, поскольку при заряде конденсатора 8 к переходу база-Эмиттер транзистора 14 через резистор 15 прикладывается падение напряжения на диоде 5. запирающее транзистор-. По окончании заряда конденсатора 8 диод 5 играет для транзистора 14 роль элемента отрицательной обратной связи (внутреннее сопротивление диода, работающего в режиме малых токов существенно возрастает), в результате чего ток транзистора отсутствует и в этом случае. Если контролируемое напряжение на шинах 17 и 18 питания будет отключено, то тиристор 9 оптрона выключится, а конденсатор 8, заряженный до уровня напряжения, ранее имев5шегося на выходе сигналазиатора, откроет транзистор 1, вводя его в насыщение за счет тока через базаэмиттерный переход, проходящего по резисторам 15 и 16, обмотке 3 и диоду 6. Транзистор 14, насыщаясь, обра зует цепь разряда конденсатора 8 на обмотку 3 через свой коллекторный переход (диод 6 по-Ьрежнему остается в ЭТ9Й цепи, а диод 7 не препятствуе току через обмотку 3, так как полярность его включения противоположна направлению тока). В результате образуется всплеск напряжения на обмотке 3, который приводит к обратному переключению реле 1 (его контакты принимают первоначальное положение, показанное на схеме). Описанный цикл работы повторяется при последующей подаче напряжения на шины 17 и 18 питания. Состояние контактов указывает, таким образом, потребителю на наличие или наоборот, отсутствие контролируемого напряжения. Резистор 15 в цепи управления транзистора 1 + может отсутствоват), если при расчете схемы окажется, что ток удержания тиристора 9 оптрона во включенном состоянии и базовый ток транзистора , вводящий его в насыщение, имеют близкие значения. Если по условиях работы контролируемого источника питания его напряжение не нарастает плавно, а появляется резко, то оптрон 9 и пороговый .элемент 10 также могут быть из устро ства изъяты. В этом случае шину 17 питания следует подключать непосред ственно к диоду 5 и резистору 16. Предложенный сигнализатор напряжения выгодно отличается от известных тем, что для обеспечения его работы не требуется использования в схеме специальной контактной группы поляризованного реле, - она нужна . только в выходной цепи, подключенной непосредственно к потребителю. Поддержание конденсатора 8 сигнализатора в заряженном состоянии (и запасение, таким образом, им энергии, достаточной для переключения поляризо ванного реле 1 при исчезновении вход ного напряжения) гарантируется вклю ченным на все время подачи входного напряжения тиристором оптрона 9 за счет тока через резистор 1б. Получе ние возможности использования обычного поляризованного реле с одной 0(, контактной группой повышает надежность сигнализатора, не требуя увеличения емкости (а, значит, и габаритов) конденсатора. Применение в качестве тиристора в зарядной цепи конденсатора 8 тиристорного оптрона 9 светодиод которого подключен к пороговому элементу 10, дает возможность использовать любой пороговый элемент, не испытывая затруднений при его .сопряжении с управляющим входом тиристора (со светодиодом) . Возможность упрощения схемы сигнализатора при работе от резко появляющегося напряжения на шинах 17 и 18 питания путем исключения только двух его элементов без изменения остальной схемы создает дополнительные преймущества, поскольку неизменяемая часть схемы может быть выполнена в виде отдельного конструктивно законченного модуля, пригодного как для самостоятельного использования, так и в сочетании с тиристорным оптроном и пороговым элементом.. Формула изобретения Сигнализатор напряжения на шинах питания, .содержащий поляризованное реле с двумя обмотками, диод и тиристор, включенные в цепь заряда конденсатора через первую обмотку реле, коммутирующий элемент, установленный в цепи разряда конденсатора на вторую обмотку реле и снабженный резистором в цепи управления, пороговый элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, обе обмотки поляризованного реле соединены друг с другом одноименными выводами и зашунтированы дополнительно введенными диодами, включенными в обратных направлениях, коммутирующий элемент выполнен на транзисторе, эмиттер которого подключен к точке соединения конденсатора с заряднь1м диодом, а база через дополнительно введенный резистор смещения - к коллектору и одной из шин питания, связанной со свободным выводом второй обмотки реле, тиристор реализован в оптронной паре со светодиодом и размещен между другой шиной питания и точкой соединения зарядного диода, резистора смещения и резистора в цепи базового управления транзистора, а пороговый элемент включен в токовую цепь светодиода,. .проложенную между шинами питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе5 . Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 R 19/16, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР № 382013, кл. G 01 R 19/16, 1971.

ffu/JfO