Датчик уровня переменного напряжения

Датчик уровня переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Севетсних

Сецмалистнчесних

Реепублнк

«>949519 (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070480 (21) 2905606/18-21 с присоединением заявки NP(23) Приоритет

Опубликовано 070882,Бюллетень ¹ 2g

Р УМ К з

G 01 R 19/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобфетеиий и открытий (531УДК 621.317.2 (088.8) Дата опубликования описания 070882

< %

М.Ф.Черноус и Ф.Ш.Миргаязов

1 : /,с .,:",Ф., * - ° 7; 1

Киевский ордена Трудового Красного Знамйвй-капищ " вЫчйслительных и управляющих машин (ВУМ) аеа (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УРОВНЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть применено в устройствах контроля и резервирования первичного источника питания.

Известно пороговое устройство, содержащее выпрямитель, сглаживающИй фильтр и.микросхему импульсно,го управления 11), Недостатком такого устройства является больщая инерционность за счет сглаживающего фильтра, что недопустимо в быстродействующих схемах переключения.

Наиболее бизким к предлагаемому по технической сущности является устройство для выработки сигнала внешнего прерывания при уменьшении напряжения питающей сетй, содержащее выпрямитель, входной фильтр и инвертрр t,2,3.

Необходимость постоянной составляющей с,минимальной пульсацией в таком датчике требует установки большой емкости фильтра, что увели.чивает входную емкость датчика, уменьшает быстродействие его в целом, а также увеличивает необходимость дополнительных формирователей на выходе датчика для получения необходимых фронтов выходного логического сигнала.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

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 вхо1з дом дополнительного инвертора и с выходом интегрирующей цепи, вход которой подключен к шине питания, а выход выпрямителя соединен с делителем напряжения.

На фиг.1 приведена структурная схема датчика уровня переменного напряжения; на фиг.2 — диаграммы его работы.

Датчик содержит выпрямитель 1,вход которого подключен к контролируемому

25 переменному напряжению,- а выход через делитель 2 напряжения — к входу инвертора 3 и через резистор 4 обратной связи — к выходу дополнительного инвертора 5, вход которого подключен к

ЗО выходу инвертора 3 и выходу интегриру-

949519

Формула из обрете ни я ющей 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.

1.Выдача логического сигнала "1", когда входное контролируемое напря>кение 0„! в пределах допустимого уров- 10 ня (диаграмма А на фиг.2);

2.Выдача аварийного логического сигнала "0", когда входное контролируемое напряжение Upy ниже допустимого уровня (диаграмма Б на фиг.2), i5

Диаграмма A. На вход первого инвертора 3 подается пульсирующее напряжение с периодом (фиг.2, диаграыиа А, график Ь ). Причем делителем 2 при до пустимом входном напряжении задается порог срабатывания инвертора 3 0

На выходе инвертора 3 фОрмируется серия импульсов (фиг.2, диаграмма А, график С!>) со скважностью --; †) Z, котоT рая периодически заряжает ейкость 8 через резистор 7 за время t< . Разряд емкости 8 за время t < t . Причем разряд емкости 8 пройсходит за время меньшее, чем время паузы между импульсами (фиг.2, диаграмма А, график С ). Так как при данной скважности импульсов за время t„ емкость

8 не может зарядиться до напряжеf! ния 0О, достаточного для переключения второго инвертора 5, а амплитуда пульсаций U Uo-1, что эквивалентно логическому сигналу

"0", поэтому на выходе датчика отсутствует серия импульсов. Таким образом если напряжение имеет ! !! значение в допустимом заданном пределе, то на выходе датчика устанавливается уровень (фиг.2, диаграмма A „ . график d ) .

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 -!>- + Z (фиг.2, диаграмма Б,граТ фик g ), которая периодически заряжает. емкость 8 через резистор 7 за !! время й.! . Разряд емкости 8 идет че-!! рез инвертор 3 за время t, меньшее, чем постоянная времени разряда интег-55 рирующей цепи. Так как при данной скважности импульсов за время t„" емкость„8 может зарядиться до напряжения U<<, достаточного для переключения инвертора 5, то за время й. ем«бО кость 8 не успевает разрядиться до напряжения U, достаточного для.обратного переключения иивертора 5, поэтому на входе инвертора 5 постоянно присутствует пульсирующее напряже-65 ние с большой постоянной составляющей, равной U 3 U „,. и с малой переменной составляющей U, что эквивалентно логической "1", тогда на выходе отсутствует серия импульсов, но будет постоянный низкий уровень. Уровень входного напряжения на инверторе 3, достаточного для его переключения при аварийном понижении входного на-. нряжения, т.е. для получения условия к .-, задается делителем 2 при настройке, где С вЂ” постоянная времени цепи разряда RC-цепи б.

Следовательно, интегрирующая RCцепь препятствует прохождению периодического пульсирующего входного напряжения определенной скважности в установившихся режимах, формируя на выходе потенциальные логические сигналы, т.е. работа датчика основана на способности интегрирования импульсов только до определенной скважности„ выше которой эффективность данной интегрирующей цепи не достаточна.

Благодаря тоглу, что полученный датчик является и формирователем логических сигналов, которые вырабатываются с достаточной быстротой, обеспечивается своевременная выдача сигнала при изменении напряжения контролируемой сети. С помощью такого датчика можно проектировать управляющие системы с автоматическим подключением и отклю чением резервного источника питания, при этом последний работает в экстре мальном режиме.

Техническим преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с базовым объектом является высокое быстродействие, которое проявляется в переходном случае из первого режима (диаграмма A) во второй режим (диаграмма Б) и зависит от времени нарастания напряжения на емкости 8 до зна-!! чения Uz, которое всегда меньше, чем-, и приблизительно равно 7 м, Т для напряжения сети частотой 50 Гц.

Датчик уровня переменного напряжения, содержащий выпрямитель, делитель напряжения, соединенный с инвертором, отличающий 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.

949519

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике. Сб. статей. Под ред. tO.И.Конева.

Щ /

Составитель Н.Чистякова

Редактор Л.Гратнлло Техред N. Рейвес Корректор В. БУтяга

Заказ 5739/32 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 ч

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

0

M., "Советское радио", 1978, вып.10, с.42-52, рис.11 в.

2. "Electronics", 1978, М 10, c..26-34, рис.5-6 (прототип).