Устройство для контроля уровня напряжения источника постоянного тока

(5 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ СТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО3 электротнаситсяретения сширей пуоэможноспоминания актов регистрации и онений контра ируемого ряже- печен ния за заданные пределы с о(54 ) УСТ РОЙ НАПРЯГ Н ИЯ ТОКА(57) Изобретение технике. Цель иза ние функцианальнь ЙЯг 11 дПем йепрерывного контроля текущегозначения напряжения. Это достигаетсяза счет введения в устройство емкостного 17 и резистивного 18 делителейнапряжения, трансформатора 19, элемента 22 индикации нормального уровня напряжения, тиристорных первого 23и второго 24 оптронов, четырех светодиодов 25., 26, 27, 28, выполнения выходного блока 8 в виде усилителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе, а источника 4 напряжения возбуждения - в виде генератора 1332296прямоугольных импульсов. При нахождении контролируемого напряжения в заданных пределах светится элемент 22индикации нормального уровня. Приотклонении напряжения за заданныепределы светится светодиод 25 (превышение напряжения) или светодиод 26(понижение напряжения). Факты отклонения уровня напряжения регистрируются и запоминаются светодиодами 27и 28, излучающими до момента отключения контролируемого напряжения.1 з.п.ф-лы, 2 ил, Изобретение относится к электротехнике и предназначено для визуального контроля уровня напряжения источника постоянного тока.Цель изобретения - расширение5 функциональных возможностей путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы с.обеспечением непрерывного контроля текущего значения напряжения. На фиг. 1 представлена схема устройства," на фиг.2 - эпюры напряжений15в точках схемы,Устройство для контроля уровня напряжения источника 1 постоянного тока содержит дополнительный источник 2питания стабилизированный источник 320опорного напряжения, источник 4 напряжения возбуждения, операционныйусилитель 5, первый 6 и второй 7 резистивные делители напряжения и выходной блок 8. Первый делитель 6крайними выводами включен между первым 9 и вторым 10 выводами контролируемого источника 1Источники Э и 4,операционный усилитель 5 и выходнойблок 8 вводами питания включены каждый между первым 11 и вторым 12 выводами источника 2, первый крайний вывод делителя 7 соединен с выходом 13источника 3, средние выводы 14 первого 6 и 5 второго 7 делителей подключены соответственно к первому и второму входам усилителя 5, одноименныепо полярности вторые выводы 10 и 12 соответственно источников 1 и 2 соединены общим токопроводом 16.В устройстве имеются емкостной третий 17 и резистивный четвертый 18 делители напряжения, трансформатор 19 с одинаковыми параметрами первичной 20 и вторичной 21 обмоток, элемент 22 индикации нормального уровня напряжения, первый 23 и второй 24 тиристорные оптроны, первый 25, второй 26, третий 27 и четвертый 28 светодиоды, первый 29 и второй 30 резисторы, первый транзистор 31. Выходной блок 8 выполнен в виде усилителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе 32, а источник. 4 напряжения возбуждения - в виде генератора прямоугольных импульсов. Третий 17 и четвертый 18 делители крайними выводами включены каждый между первым 11 и вторым 12 выводами источника 2. Вход 33 выходного блока 8 подключен к выходу операционного усилителя 5, первые одноименные выводы первичной 20 и вторичной 21 обмоток трансформатора 19 подключены к выходу 32 выходного блока, второй вывод обмотки. 20 подсоединен к среднему выводу 34 делителя 17. Элемент 22 индикации включен между первым и вторым выводами обмотки 21, второй вывод которой подключен к среднему выводу 35 делителя 18 через последовательно соединенные цепочки 36 и 37, первая 36 из которых состоит из встречно- параллельно соединенных светодиодовПри соответствии напряжения на входе устройства заданным пределам выходное напряжение делителя 6 (эпюру 47, фиг.2) находится между предельными значениями напряжения 48, снимаемого с выхода делителя 7, модулированного прямоугольным напряжением источника 4 возбуждения посредством транзистора 31. Верхний уровень напряжения 48 определяется выходным напряжением источника 3, а нижний - коэффициентом деления делителя 7 напряжения и остаточным напряжением транзистора 31 в открытом (насыщенном) состоянии. Поскольку в каждом полупериоде переменного напряжения источника 4 происходит изменение разностного напряжения между первым и вторьщ входами операционного усилителя 5, то на его выходе формируется переменное прямоугольное напряжение 51 той же частоты, на которой работает источник 4. Размах этого напряжения близок к напряжению питания операционного усилителя 5. От выходного напряжения 54 выходного блока 8 на вторичной обмотке 21 трансформатора 19 возбуждается напряжение 57, которое складывается в противофазе с напряжением выходного блока и токи светодиодов оптронов 23, 24 и светодиодов 25, 26 при соответствии входного напряжения устройства заданным пределам равны практически нулю (эпюры 60 и 63). Светится элемент 22 индикации нормального состояния.При отклонении входного напряжения в сторону повьппения или поникения в момент, когда напряжение 47 становится большим (49) наибольшего или меньшим (50) наименьшего значения напряжения 48, формирование операционным усилителем 5 прямоугольного напряжения прекращается (эпюры 55 и 56) и на его выходе устанавливается постоянный потенциал, уровень которого определяется направлением отклонения (эпюры 52 и 53). По мере спадания напряжения 58 и 59 на вторичной обмотке 21 трансформатора 19появляется ток 61 через светодиод оптрона 23 и светодиод 25 в случаепревьппения входного напряжения, или ток 65 через светодиод оптрона 24 и светодиод 26 в случае понижения напряжения. Включение тиристора оптрона 23 в первом случае или оптрона 24 во втором позволяет зафиксировать и з 1332296 первого 23 и второго 24 оптронов, а вторая 37 - из встречно-параллельно соединенных первого 25 и второго 26 светодиодов.Между выводами 11 и 12 источника 25 параллельно включены третья цепочка 38, состоящая из согласно последовательно соединенных фототиристора первого оптрона 23, третьего светодиода 27 и первого резистора 29, и ,четвертая цепочка 39, состоящая из согласно-последовательно соединенных фототиристора второго оптрона 24, четвертого светодиода 28 и второго резистора 30. Второй крайний вывод делителя 7 через переход коллектор - эмиттер транзистора 31 соединен с вторым выводом 12 источника 2, а выход источника 4 подключен к базаэмиттерному переходу указанного транзистора. Выходной блок 8 выполнен на втором 40 и третьем 41 транзисторах различного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены каждый к 25 соответствующему выходу источника 2, а коллекторы подключены к выходу 32 этого блока, База-эмиттерные переходы транзисторов 40 и 41 шунтированы каждый соответственно третьим 42 и четвертым 43 резисторами, базы этих транзисторов соединены с входом 33 выходного блока 8 через пятый 44 и шестой 45 резисторы соответственно, а средняя точка 46 соединения резис 35 торов 44 и 45 подключена к операционному усилителю 5.1На фиг.2 эпюры показывают: 47 напряжение на первом входе операцион ного усилителя 5 (линейно зависимое 4 О от входного); 48 - 50 - напряжение на втором входе операционного усилителя 5 для случаев соответственно нормальной работы, превышения и понижения напряжения; 51 - 53 - выходное 45 напряжение операционного усилителя соответственно для трех случаев;54 - 56 - напряжение на выходе 32 выходного блока 8; 57 - 59 - напряжение на вторичной обмотке 21 трансфор матора 19; 60 - 62 - ток светодиода оптрона 23 и светодиода 25; 63 - 65 - ток светодиода оптрона 24 и светодиода 26; 66 - 68 - ток фототиристора оптрона 23 и светодиода 27 и 69 - 71 - ток фототиристора оптрона 24 и светодиода 28.Устройство работает следующим образом.2296 30 35 45 55 5133запомнить на светодиодах 2 или 28нарушение либо верхнего, либо нижнего предела.Если контроль напряжения продолжается и в дальнейшем соотношение между напряжениями, сравниваемыми. операционным усилителем 5, изменяется,то индицируют текущее состояние светодиоды 25, 26 или элемент 22 индикации нормального состояния,работа которых не связана с элементами памяти - тиристорами оптронов 23 и 24.Сброс информации, принятой к запоминанию тиристорами оптронов 23и 24, возможен путем выключения питания.устройства. При повторном включении, если контролируемое напряжениенаходится в заданных пределах, светится только элемент 22 индикациинормального состояния,Положительный эффект, создаваемыйизобретением, заключается в расширении Функциональных возможностей устройства путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы,при этом обеспечивается непрерывныйконтроль текущего значения напряжения. Формула изобретения 1. Устройство для контроля уровня напряжения источника постоянного тока, содержащее дополнительный источник питания, стабилизированный источник опорного напряжения, источник напряжения возбуждения, операционный усилитель, резистивные первый и второй делители напряжения и выходной блок, причем первый делитель напряжения крайними выводами включается между первым и вторым выводами контролируемого источника, стабилизированный источник опорного напряжения, источник напряжения возбуждения, операционный усилитель и выходной блок .вводами питания включены каждый между первым и вторым выводами дополнительного источника питания, первый крайний вывод второго делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения, срецние выводы первого и второго делителей напряжения подключены соответственно к первому и второму входам операционного усилителя, а одноименные по полярности вторые выводы контролируемого н 5 10 15 20 25 дополнительного источников питаниясоединяются общим токопроводом, о т -л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей путем регистрации и запоминания случаев отклонений контролируемого напряжения за заданные пределы собеспечением непрерывного контролятекущего значения напряжения, в устройство введены емкостный третий ирезистивный четвертый делители напря-.жения, трансформатор с одинаковымипараметрами первичной и вторичной обмоток, элемент индикации нормальногоуровня напряжения, тиристорные первый и второй оптроны, четыре светодиода, два резистора и первый транзистор, выходной блок выполнен в видеусилителя постоянного тока с двухполярным сигналом на выходе, а источник напряжения возбуждения - в видегенератора прямоугольных импульсов,при этом третий и четвертый делителинапряжения крайними выводами включены каждый между первым и вторым выводами дополнительного источника питания, вход выходного блока подключенк выходу операционного усилителя, а первые одноименные выводы первичной и вторичной обмоток трансформатораподключены к выхоцу выходного блока,второй вывод первичной обмотки трансформатора подсоединен к среднему выводу третьего делителя напряжения, а элемент индикации нормального уровня напряжения включен между первым и вторым выводами вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен к среднему выводу четвертого делителя напряжения через двепоследовательно соединенные цепочки,первая из которых состоит из встречно-параллельно соединенных светодиодов, первого и второго оптронов, а вторая - из встречно-параллельно соединенных первого н второго светодиодов, мекду первым и вторым выводами.дополнительного источника питания па-. раллельно включены третья цепочка,состоящая из согласно-последовательно соединенных Фототиристора первогооптрона, третьего светодиода и первого резистора, и четвертая цепочка,состоящая нз согласно-последовательносоединенных Фототнристора второгооптрона, четвертого светодиода и второго резистора, при этом второй крайний вывод второго делителя напрякеСпускай щадьииенизеаервменияФ Сюусаа люниювния На ранения й еюййзаай 3 Составитель О.Орл Техред Л.Сердюков Редактор Е.Заказ 3831/ ктор Е. Рошко Тираж 8 б 3 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. /5 4 ушс Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Прое 4 713322 ния через коллектор - эмиттер первого транзистора соединен с вторым выводом дополнительного источника питания, а выход источника напряжения возбуждения подключен к база-эмиттер-.5 ному переходу этого транзистора. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что выходной блок выполнен на втором и третьем транзисторах разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены 9 б 8каждый к соответствующему выводу дополнительного источника питания согласно полярности напряжения этого ис"точника, а коллекторы подключены квыходу этого блока, при этом базаэмиттерные переходы второго и третьего транзисторов шунтированы каждыйсоответственно третьим и четвертым резисторами, а базы этих транзисторовсоединены с входом выходного блока через пятый и шестой резисторы соответственно.