Устройство контроля напряжения
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1774277
Автор: Шарапов
Текст
)5 601819/ Ъ.. г1 г; ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ СВИ ЛЪСТ фа е М 2 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(46) 07.11,92. Бюл, М 4171) Научно-исследовательокий институт радиотехнической аппаратуры Научно-производственного объединения "Импульс" (72) А.С,Шарапов56) 1. Авторское свидетельство СССР ЬВ 1053014, кл. 6 01 В 19/165, 1980.2. Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1068825, кл. 0 01 В 19/165, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ,Р (57) Использование: в приборах для измерения и индикации заданного уровня напряжения, в устройствах допускового контроля напряжения различных. источников, в частности аккумуляторных батарей. Сущность изобретения: устройство содержит резистивный делитель 1 напряжения, состоящий из резисторов 2 и 3 и соединенный с клеммами 4 первого источника напряжения, цепочку 5 из резистора 6 и светодиода 7, и-р-и-транзисторы 8, 9, диоды 10, 11, полевые транзисторы 12, 13, 14, стабилитрон 15, резисторы 16, 17, 18, 19, второй резистивный делитель 20 напряжения, состоящий из резисторов 21, 22, вывады которого подключены к клеммам 23 второго источника напряжения, 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к устройствам измерения, а именно к приборам для измерения и индикации заданного уровня напряжения, и может быть использовано в устройствах допускового контроля напряжения различных источников, в частности аккумуляторных батарей,Известно устройство контроля напряжения Щ содержащее резистивный делитель напряжения, выводами соединенный с клеммами источника напряжения, цепочку, состоящую из последовательно включенных резистора и источника опорного напряжения, соединенного с общей шиной устройства и минусовой шиной источника напряжения,Недостатком указанного устройства является низкая точность контроля и невысокая тврмостабильность (см. фиг, 3),Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 2), содержащее резистивный делитель напряжения, выводы которого соединены с шинами первого источника напряжения, цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и светодиода, подключенного к резистору своим анодом, и два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых объединеныКак отмечается в описании указанного устройства погрешность измерения составляет не менее +100 т,е. поле допуска погрешности 20 О при высокой температурной погрешности, что в большинстве практических применений оказывается неприемлемой. Кроме того, при применении, в частности, в переносных измерительных приборах двух игли более) аккумуляторных батарей возникает необходимость обеспечения контроля разряда любого из применяемых аккумуляторов с тем, чтобы по достижении критического потенциала при разряде любой из батарей используемые батареи аккумуляторов установить на режим заряда или подэаряда, не допуская возможности переразряда любой из батарей, который приводит к Оезкому снижению емкости переразряжаемой батареи и количеству рабочих циклов заряд-разряд.Цель изобретения - повышение точности контроля и расширение области применения.Соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия" Определяется тем, что благодаря признакам, отличающим предложенный объект от прототипа, а именно введения двух диодов, трех полевых транзисторов, стабилитрона, четырех резисторов, второго реэистивного делителя напряжения и осуществления соответствующих необходимых связей, у него значительно повысилась точность, а также появилась возможность индикации разряда аккумуляторов при любом количестве источников питанияДанные свойства, обусловившие достижение цели, отсутствуют у всех известных устройств аналогичного назначения.На фиг, 1 представлена электрическая схема устройства контроля напряжения; на фиг, 2 - выходные характеристики устройства; на фиг, 3 - выходная характеристика устройства-прототипа,Устройство контроля напряжения содержит резистивный делитель 1 напряжения, состоящий иэ резисторов 2 и 3 и соединенный с клеммами 4 первого источника напряжения, цепочку 5, состоящую из последовательно соединенных резистора 6 и светодиода 7, подключенного к резистору своим анодом, два и-р-и-транзистора 8 и 9, эмиттеры которых объединены, два диода 10 и 11, три полевых транзистора 12, 13 и 14, стабилитрон 15, четыре резистора 16, 17, 18 и 19 и второй резистивный делитель 20 напряжения, содержащий резисторы 21, 22, выводы которого подключены к клеммам 23 второго исгочника напряжения, Минусовая шина последнего соединена с общей шиной устройства, минусовой шиной первого источника напряжения и через стабилитрон 15 с эмиттером первого и второго и-р-и-транзисторов 8 и 9, коллекторы которых через цепочку 5 из резистора 6 и светодиода 7 соединены с катодами первого и второго диодов 10 и 11 и со стоком первого полевого транзистора 12, исток которого через резистор 16 соединен с его затвором и с первыми выводами резисторов 17, 18, 19, Второй вывод резистора 17 соединен с базой первого и-р-п-транзистора 8 и со стоком второго полевого транзистора 13, затвор которого подключен к среднему выводу первого резистивного делителя 1, а исток - к эмиттеру первого и-р-и-транзистора 8, ис,току третьего полевого транзистора 9 и второму выводу резистора 18. Второй вывод резистора 19 подключен к базе второго и-рп-транзистора 9 и стоку третьего полевого транзистора 14, затвор которого подключен к среднему выводу второго резистивного делителя 20 напряжения, Положительные клеммы 4,23 первого и второго источников напряжения соединены соответственно с анОДами ДиОДОв 10, 11.Устройство контроля напряжения работает следующим образом,Напряжение контролируемых источников питания через диоды 10 и 11, включенные в прямом направлении, подается черезрезистор 6 и светодиод 7 на коллекторы и-р-и-транзисторов 8 и 9 и на сток полевого транзистора 12, работающего при наличии резистора 16 в цепи истока транзистора в режиме стабилизатора тока. проходящего через резисторы 17, 18 и 19. При этом стабилитрон 15 формирует относительно общей шины устройства опорное напряжение на истоках полевых транзисторов 13 и 14 и эмиттерах и-р-и-транзистооов 8 и 9. Со средних выводов резистивных делителей 1 и 20 напряжение ибточников питания подается соответственно на затворы полевых транзисторов 13 и 14.В исходном состоянии, когда напряжения источников питания имеют значения выше заданного и потенциалы затворов полевых транзисторов 13 и 14 имеют положительные значения относительно истоков, сопротивление переходов сток - исгок минимально, переходы база - эмиттер и-р-и- транзисторов 8 и 9 зашунтированы и токи резисторов 17 и 19 протекают через полевые транзисторы 13 и 14, При этом переходы коллектор - эмиттер и-р-п-транзисторов 8 и 9 закрыты, ток через цепочку, состоящую из резистора 6 и светодиода 7, не течет и светодиод не светится,По мере снижения напряжения любого из источников питания потенциалы средних точек резистивных делителей 1 и 20 напряжений, а соответственно и потенциалы затворов полевых транзисторов 13 и 14 снижаются, переходя к отрицательному значению относительно истоков и увеличивая сопротивление перехода сток - исток.По достижении потенциалом любого из затворов значения напряжения отсечки сопротивление перехода сток - исток резко возрастает и ток резисторов 17 и 19 начинает протекать через переход база - эмиттер соответствующего и-р-и-транзистора. При этом открывается переход коллектор - эмиттер и-р-п-транзистора и начинает протекать ток через светодиод 7, сигнализируя о том, что напряжение одного из источников достигло критического значения и необходима установка источников питания в режим заряда или подзаряда. Кроме того, в случае питания от данных источников переносной измерительной аппаратуры свечение светодиода 7 сигнализирует о возможном увеличении погрешности измерений за счет пониженного напряжения питания,Аналогичная сигнализация происходит и при пропадании напряжения питания одного из источников,Диодная сборка, состоящая из диодов 10 и 11, необходима для того, чтобы питание устройства контроля напряжения всегдаосуществлялось от наименее разряженногоисточника питания с большим потенциалом,улучшая выходные характеристики устрой 5 ства,На фиг. 2 представлень выходные характеристики устройства, из которых следует, что точность установления моментасрабатывания составляет 5 мВ при пороге10 срабатывания л 7 В, т,е. относительная точность срабатывания составляетЛ ср, =00%- " 0,072%.5 мВИзменение напряжения срабатыванияот изменения напряжения питания составляет50 мВ, т.е. относительная погрешность20Ь пит "- 100% 0,8%Изменение порога срабатывания от изменения температуры составляет 0,08 В, т,е.25 относительная погрешностьо - ,100% ( 1 2%7 В30 Общая погрешность составляетЛ о = Л ср + Л пит + ЬГ 2 2 2 о= 0 082 + 0,8 + 1,2 = 1,44%,Следовательно, погрешность определения порога срабатывания устройства с учетом изменения напряжения питания итемператур.1 окружающей среды составляет не более 1,5%, что значительно меньшепогрешности аналога и прототипа, выходная характеристика которых при 1 = 25 ОСпредставлена на фиг. 3,Из характеристики видно, что точногопорога срабатывания у устройства контролянапряжения нет, так как начало возраста-,ния тока светодиода (точка 1) еще не оэнэчает, что оператор при таких значениях токаобнаружит свечение светодиода, котороезависит от экземпляра светодиода, угла.50 зрения, разброса характеристик, освещенности помещения и т.д. С достаточной степенью точности можно считать, что моментзагорания светодиода можно надежно зафиксировать при изменении тока светодио 55 да. в пределах 0,1-0,6 мА (точки 1 и 2 фиг, 3).В таком случае погрешность определенияпорога срабатывания определяется какЬ Оср. О 2 - О 1 02 - 0120 ср. Оср (02 + 01)где 02 - напряжение источника при токесветодиода 0,6 мА;01 - напряжение источника при токесветодиода 0.1 мА;02+ 012(1,7 В + 1,4 В) ляет около 20%, что подтверж ми и в описании устройства 1068825 (ч%, что составля ска в 20 ф 4).Точность формирования тывания устройства можно и вместо задающего токового задающего ток стабилитрон дополнительный стабилитрон щая погрешность порога сра превышает 1,1%,На предприятии-заявите товлены макетные образцы ус троля напряжения, которы высокую эффективность их и малую погрешность и высо ность порога срабатывания,дается данныпо авт, св,ет поле доп порога срабаовысить, если резистора 18, а, установить , При этом оббатывания не ле были изготройства коне показали спользования, кую стабильФормула изобретения Устройство контроля напряжения, содержащее реэистивный делитель напряжения, выводы которого соединены с шинами первого источника напряжения, цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и светодиода, подключенного к резистору своим анодом, два п-р-п-транзистора, эмиттеры которых обьединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с8 кв целью повышения точности и расширения области применения, в него дополнительно введены два диода, три полевых транзистора, стабилитрон, четыре резистора и второй 5 резистивный делитель напряжения, выводыкоторого подключены к шинам второго источника напряжения, минусовая шина которого соединена с общей шиной устройства, минусовой шиной первого источника напря жения и через стабилитрон с эмиттерамипервого и второго п-р-п-транзисторов, коллекторы которых через цепочку из светодиода и резистора соединены с катодами первого и второго диодов и стокомпервого 15 полевого транзистора, исток которого черезпервый дополнительный резистор соединен с его затвором и первыми выводами второго, третьего и четвертого дополнительных резисторов, второй вывод третьего допол нительного резистора соединен с базойпервого и-р-и-транзистора и стоком второго полевого транзистора, затвор которого подключен к среднему выводу первого резистивного делителя, а исток - к эмиттеру 25 первого п-р-п-транзистора, истоку третьегополевого транзистора и второму выводу второго дополнительного резистора, второй вывод четвертого дополнительного резистора подключен к базе второго и-р-и-тран зистора и стоку третьего полевоготранзистора, затвор которого подключен к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, положительные шины первого и второго источников напряжения 35 соединены соответственно с анодами первого и второго диодов.6 у 7 7 ра 8 Я Ю/ с /5 СоставительА. Шарапов Техред М.Моргентал Корректор, Н. Король Редактор С. Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Г.каз 3924 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5
СмотретьЗаявка
4822956, 03.05.1990
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ "ИМПУЛЬС"
ШАРАПОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 19/165
Метки:
Опубликовано: 07.11.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1774277-ustrojjstvo-kontrolya-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство контроля напряжения</a>
Предыдущий патент: Измерительный преобразователь сигналов переменного напряжения или тока
Следующий патент: Способ преобразования значения -фазного напряжения в код и устройство для его осуществления
Случайный патент: Гидропривод