Датчик уровня переменного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сееэ СеветсюасоциалистическихРеепублна оц 949519(22) Заявлено 070480 (21) 2905606/18-21с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 070882,Бюллетень Мо 29 Р 1 УМ К з О 01 К 19/00 Государствеииый комитет СССР по делам изобетеиий и открытий(088,8) Дата опубликования описания 070882.м 7:- кКиевский ордена Трудового Красного Знамййй- капищ "вЫчйслительных и управляющих машин (ВуМ)фае,(72) Авторы изобретеиия(54) ДАТЧИК УРОВНЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к автоматике н может быть применено в устройствах контроля и резервированияпервичного источника питания.Известно пороговое устройство,содержащее выпрямитель, сглаживающий фильтр и.микросхему импульсно,го управления 1),Недостатком такого устройстваявляется больщая инерционность засчет сглаживающего фильтра, чтонедопустимо в быстродействующих схемах переключения. Наиболее бизким к предлагаемому по технической сушности является устройство для выработки сигнала внешнего прерывания при уменьшении напряжения питающей сетй, содержащее выпрямитель, входной фильтр иинвер/тор Г 23Необходимость постоянной составляющей с,минимальной пульсацией в таком датчике требует установки большой емкости фильтра, что увеличивает входную емкость датчика, уменьшает быстродействие его в целом, а также увеличивает необходимость дополнительных формирователей на выходе датчика для получения необходимых фронтов выходного логическогосигнала.Цель изобретения - повышениебыстродействия.Поставленная цель достигается тем,что датчик уровня переменного напряжения, содержащий выпрямитель, делитель напряжения, соединенный с инвертором, введены дополнительный инвертор, интегрирующая цепь и резистор,причем выход дополнительного инвертора подключен к выходной клемме датчика и через резистор - к входу инвертора, выход которого соединен с вхо дом дополнительного инвертора и с выходом интегрирующей цепи, вход которой подключен к шине питания, а выходвыпрямителя соединен с делителем напряжения.На фиг.1 приведена структурная схема датчика уровня переменного напряжения; на фиг.2 - диаграммы его работы.Датчик содержит выпрямитель 1,входкоторого подключен к контролируемому 25. переменному напряжению, а выход черезделитель 3 напряжения - к входу инвертора 3 и через резистор 4 обратнойсвязи - к выходу дополнительного инвертора 5, вход которого подключен к ЗО выходу инвертора 3 и выходу интегриру 949519ющей цепи б, которая содержит резис= тор 7 и (емкость) конденсатор 8, Вход интегрирующей цепи подключен к шине 9 питания. Инверторы 3 и 5 совместно .с резистором 4 образуют триггер Шмитта.Схема работает следующим образом.Рассмотрим работу датчика в двух установившихся режимах.й.Выдача логического сигнала "1", когда входное контролируемое напряжение О в пределах допустимого уров ня (диаграмма А на фиг.2);2 Выдача аварийного логического сигнала "0", когда входное контролируемое напряжение Овх ниже допустимого уровня (диаграмма Б на фиг,2), 15Диаграмма А. На вход первого инвертора 3 подается пульсирующее напряжение с периодом(фиг.2, диаграмма А, график Ь ). Причем делителем 2 при допустимом входном напряжении задается порог срабатывания инвертора 3 О На выходе инвертора 3 фОрмируется серия импульсов (фиг.2, диаграмма А, график Со) со скважностью г-) Х, которая периодически заряжает ейкость 8 через резистор 7 за время т, Разряд емкости 8 за время с, . Причем разряд емкости 8 пройсходит за времяменьшее, чем время паузы между импульсами (фиг,2, диаграмма А, график С ). Так как при данной скважности импульсов за время й емкость 8 не может зарядиться до напряжеОния О 0 , достаточного для переключения второго инвертора 5, а амПлитуда пульсаций ОО 01, что эквивалентно логическому сигналу "0", поэтому на выходе датчика отсутствует серия импульсов, Таким образом если напряжение имеета значение в допустимом заданном пределе, то на выходе датчика устанавливается уровень (фиг,2, диаграмма А, граФик д ) .Диаграмма Б, На вход инвертора 3 подается напряжение (фиг.2, диаграмму Б, график Ь) с меньшей амплиту" дой, чем в предыдущем случае, поэтому на выходе первого инвертора 3 формируется серия импульсов со скважностью -г-2 (Фиг,2, диаграмма Б,граТфик ), которая периодически заряжает. емкость 8 через резистор 7 за1время, Разряд емкости 8 идет чеН рез инвертор 3 за время й , меньшее, чем постоянная времени разряда интегрирующей цепи. Так как при данной скважности импульсов за время й" емкость 8 может зарядиться до напряжения О 0 , достаточного для переключения инвертора 5, то за время . ембО кость 8 не успевает разрядиться до напряжения О, , достаточного для.обратного переключения иивертора 5, поэтому на входе инвертора 5 постоянно присутствует пульсирующее напряжение с большой постоянной составляющей,равной ОО ,. и с малой переменнойсоставляющей О" , что эквивалентнологической "1", тогда на выходе отсутствует серия импульсов, но будетпостоянный низкий уровень, Уровеньвходного напряжения на инверторе 3,достаточного для его переключенияпри аварийном понижении входного нанряжения, т.е. для получения условия"к с , задается делителем 2 принастройке, где С - постоянная времени цепи разряда ВС-цепи б,Следовательно, интегрирующая ВСцепь препятствует прохождению периодического пульсирующего входного напряжения определенной скважности вустановившихся режимах, формируя навыходе потенциальные логические сигналы, т.е. работа датчика основанана способности интегрирования импульсовтолько до определенной скважности выше которой эффективность данной интегрирующей цепи не достаточна.Благодаря тому, что полученный датчикявляется и формирователем логическихсигналов, которые вырабатываются сдостаточной быстротой, обеспечиваетсясвоевременная выдача сигнала при изменении напряжения контролируемой сети. С помощью такого датчика можнопроектировать управляющие системы савтоматическим подключением и отключением резервного источника питания,при этом последний работает в экстремальном режиме.Техническим преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с базовым объектом является высокое быстродействие, которое проявляется в переходном случае из первого режима (диаграмма А) во второй режим (диаграмма Б) и зависит от времени нарастания напряжения на емкости 8 до знайчения Од , которое всегда меньше, чем-, и приблизительно равно 7 м, для напряжения сети частотой 50 Гц.Формула изобретенияДатчик уровня переменного напряжения, содержащий выпрямитель, делитель напряжения, соединенный с инвертором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены дополнительный инвертор, интегрирующая цепь и резистор, причем выход дополнительного инвертора подключен к. выходной клемме датчика и через резистор - к входу инвертора, выход которого соединен с входом дополнительного инвертора и с выходом интегрирующей цепи, вход которой подключен к шине питания, а выход выпрямителя соединен с делителем напряжения.,с,26-34, рис.5-6 (прототип). Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электронная техника в автоматике. Сб, статей. Под ред. Ю.И.Конева. Составитель Н.Чистякова едактор Л.Гратнлло Техред И. Рейвес Корректор В БУтяТираж 717Государственного комите лам изобретений и откры Иосква, Ж, Раушская4/