CS217847B1

CS217847B1 - Connection of galvanically separated power short circuit breaker with built-in electronic fuse

Info

Publication number: CS217847B1
Application number: CS948480A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Krejci
Original assignee: Frantisek Krejci
Priority date: 1980-12-30
Filing date: 1980-12-30
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Účelem vynálezu zapojení galvanicky odděleného výkonového zkratuvzdorného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou je jednoduchým způsobem ovládat podle předem stanoveného algoritmu řízení akční člen řízeného technologického procesu při současném hlídání přenosová linky proti zkratu v obou polaritách napájecího zdroje a galvanickém oddělení řídioí vstupní jednobitové veličiny mikroprocesorového řídicího systému od řízeného akčního členu technologického procesu. Tohoto se dosahuje využitím funkce tří optoizolačních členů, bloku logiky a výkonového spínacího prvku, kde zavedením vstupní jednobitové veličiny do prvého optoizolačniho členu způsobí požadované sepnutí řízeného akčního členu využitím funkce logiky spínacího obvodu a výkonového spínacího stupně. Druhý a třetí optoizolační člen plní funkci elektronické pojistky v obou polaritách napájecího napětí akčního členu.The purpose of the invention of the connection of a galvanically isolated power short-circuit-proof switch with a built-in electronic fuse is to control in a simple way, according to a predetermined control algorithm, the actuator of the controlled technological process, while simultaneously monitoring the transmission line against short circuits in both polarities of the power supply and galvanically isolating the input one-bit value of the microprocessor control system from the controlled actuator of the technological process. This is achieved by using the function of three opto-isolating elements, a logic block and a power switching element, where the introduction of the input one-bit value into the first opto-isolating element causes the required switching of the controlled actuator by using the logic function of the switching circuit and the power switching stage. The second and third opto-isolating elements perform the function of an electronic fuse in both polarities of the actuator supply voltage.

Description

Vynález se týká zapojení galvanicky odděleného výkonového zkratuvzdorného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou s využitím zejména pro spínání střídavých akčních členů při řízení pracovních strojů a technologických procesů v reálném čase mikroporoeesorovými systémy.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the use of a galvanically isolated power short-circuit breaker with a built-in electronic fuse for use in particular for switching AC actuators in real-time control of industrial machines and technological processes by microporoees systems.

Dosud známá zapojení galvanicky oddělených výkonových spínačů využívají vlastnosti klasických polovodičových součástek, které již nevyhovují při návrzích stykových jednotek řídicích mikroprocesorových systémů z hlediska funkčního montážního prostoru, pracovní rychlosti, příkonu, a zejména spolehlivosti, která je při řízení technologických procesů a pracovních strojů v reálném čase, nutným předpokladem. Další nevýhodou stávajících spínačů jsou komplikace, které nastanou při eventuálním zkratu na přenosových linkách stykové mikropočítačové jednotky a řízenými akčními členy technologického procesu. Výkonové spínače s uvedenými vlastnostmi jsou zcela nevhodné pro nasazení v mikro a minipočítačové řídicí technice.The hitherto known galvanically isolated circuit breakers utilize the characteristics of conventional semiconductor devices that no longer meet the design requirements of the microprocessor interface interface units in terms of functional assembly space, working speed, power consumption and, in particular, reliability in real-time control of technological processes and machines. , a prerequisite. Another disadvantage of the existing switches is the complications that occur in the event of a potential short circuit on the transmission lines of the microcomputer interface unit and controlled by the actuators of the technological process. Power switches with these characteristics are completely unsuitable for use in micro- and mini-computer control technology.

Zapojení galvanicky odděleného výkonového zkratuvzddrného spínače s vestavěnou elektro nickou pojistkou podle vynálezu obsahuje optoizolační členy, aktivní logické prvky, pasivní RC prvky, výkonový aktivní spínací prvek, jehož podstata spočívá v tom, že jednobitová řídicí veličina v TTL úrovni je připojena na vstup prvého optoizolačního členu, přičemž výstup prvého optoizolačního členu je připojen na první vstup logiky spínacího obvodu, a že výstup logiky spínacího obvodu je zapojen na vstup výkonového spínacího obvodu, přičemž první výstup výkonového spínacího obvodu je připojen na vstup druhého optoizolačního členu, a že výstup druhého optoizolačního členu je připojen na druhý vstup logiky spínacího obvodu, a že druhý výstup výkonového spínacího obvodu je připojen na vstup třetího optoizolačního členu, a že výstup třetího optoizolačního členu je připojen na třetí vstup logiky spínacího obvodu, přičemž třetí výstup výkonového spínacího obvodu je připojen na vstup akčního členu řízeného technologického procesu, a že výstup akčního členu je připojen na svorky zdroje napájecího napětí.The circuit of a galvanically isolated power short-circuit switch with built-in electronic fuse according to the invention comprises optoinsulating elements, active logic elements, passive RC elements, power active switching element, which is based on one-bit control variable at TTL level connected to the input of the first optoinsulating element. wherein the output of the first optoisolating member is connected to the first input of the switching circuit logic and that the output of the switching circuit logic is coupled to the input of the power switching circuit, the first output of the switching circuit is connected to the input of the second optoisolating member; connected to the second input of the switching circuit logic, and that the second output of the power switching circuit is connected to the input of the third optoinsulating member, and that the output of the third optoisolating member is connected to the third input of the switching logic The third output of the power switching circuit is connected to the input of the actuator of the controlled process, and that the output of the actuator is connected to the terminals of the power supply.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje nevýhody a nedostatky výše uvedené a má řadu přednosti proti dřívějším zapojením. Největší výhodou je zkratuvzdornost spínače v plném rozsahu napájecího střídavého napětí jištěného v obou polaritách sinusovky, malé náklady, malý montážní prostor, malý příkon a velká spolehlivost. Další výhodou zkratuvzdorného spínače je možnost ovládání jednobitovým výstupem z jednotky styku mikroprocesorového řídicího systému a jeho galvanické oddělení od řízeného technologického procesu.The circuitry of the invention overcomes the disadvantages and drawbacks of the above and has a number of advantages over earlier circuitry. The biggest advantage is the short-circuit resistance of the switch in the full range of the AC power supply fused in both polarities of the sine wave, low costs, small mounting space, low power consumption and high reliability. Another advantage of the short-circuit-proof switch is the possibility of being controlled by a single-bit output from the interface of the microprocessor control system and its galvanic separation from the controlled technological process.

Zapojeni galvanicky odděleného výkonového zkratuvzdorného spínače s vestavěnou elektro nickou pojistkou podle vynálezu je zřejmé z připojeného blokového vyobrazení.The wiring of the galvanically isolated power short-circuit breaker with built-in electronic fuse according to the invention is apparent from the attached block diagram.

Zapojení podle vynálezu sestává z prvého optoizolačního členu A, který je ovládán jednobitovou řídicí informací v TTL úrovni, z logiky spínacího obvodu B s prvním, druhým a třetím vstupem £, t), c, z výkonového spínacího stupně C s prvním , druhým a třetím výstupem g, f, h, z druhého optoizolačního členu E, třetího optoizolačního členu D, akčního Sienu F, který je napájen zdrojem napětí, který je připojen na svorky Y zdroje napájecího napětí.The circuit according to the invention consists of a first optoinsulating member A which is controlled by one-bit control information at the TTL level, the switching circuit logic B with the first, second and third inputs 8, t), c, the power switching stage C with the first, second and third by outputting g, f, h, from the second optoisolating member E, the third optoisolating member D, the action Sien F, which is powered by a voltage source that is connected to the terminals Y of the power supply.

Funkce zapojení podle blokového schématu je takůvá, že zavedením jednobitové řídicí informace v TTL úrovni na vstup prvního optočlenu A, dojde k jeho vybuzení a současně ke galvanickému oddělení řídicí informace od akčního členu F řízeného technologického procesu. Výstup prvého optočlenu A je připojen na prvý vstup a logiky spínacího obvodu B, jehoí výstup d je zaveden na vstup £ výkonového spínacího stupně G. Informací na třetím výstupu h výkonového spínacího stupně G je ovládán akční člen F řízeného technologického procesu. První větev zpětné vazby mezi výkonovým spínacím stupněm C a logikou spínacího obvodu B je zajištěna přes druhý optočlen E. Plní funkci elektronické pojistky v případě, že dojde ke zkratu na řízeném akčním členu F v časovém okamžiku kladné půlperiody zdroje napájecího napětí. Druhé větev zpětné vazby mezi výkonovým spínacím stupněm C a logikou apínaciho obvodu B je zajištěna přes třetí optočlen D. Plní funkci elektronické pojistky v případě, že dojde ke zkratu na řízeném akčním členu F v časovém okamžiku záporné půlperiody zdroje napájecího napětí. Aktivní působení první i druhé zpětné vazby je po celou dobu trvání zkratu na akčním členu F řízeného technologického procesu.The circuit diagram function is such that by introducing single-bit control information at the TTL level to the input of the first optocoupler A, it is energized and at the same time the control information is galvanically separated from the actuator F of the controlled process. The output of the first optocoupler A is connected to the first input a of the switching circuit logic B, its output d is applied to the input výkon of the power switching stage G. The information on the third output h of the switching stage G controls the actuator F of the controlled process. The first feedback branch between power switching stage C and switching circuit logic B is provided via the second optocoupler E. It acts as an electronic fuse in the event of a short circuit to the controlled actuator F at the time of the positive half-period of the power supply. The second feedback loop between power switching stage C and the switching circuit logic B is provided through the third optocoupler D. It acts as an electronic fuse in the event of a short circuit on the controlled actuator F at the time of the negative half-period of the power supply. The active action of both the first and second feedbacks is for the duration of the short circuit on the actuator F of the controlled technological process.

Výše popsané zapojení galvanicky odděleného zkratuvzdorného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou lze s výhodou použít všude tam, kde je zapotřebí programové spínání akčních členů, zejména při řízení technologických procesů a pracovních strojů v reálném čase.The above-described connection of a galvanically isolated short-circuit-proof switch with built-in electronic fuse can be advantageously used wherever actuator switching of the actuators is required, especially in real-time control of technological processes and working machines.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring of a galvanically isolated power short circuit breaker with built-in electronic fuse containing optoinsulating elements, switching circuit logic, power switching stage, controlled process technology actuator, characterized in that the output of the first optoinsulating element (A) is connected to the first input (a) and that the switching circuit logic output (d) is connected to the input (e) of the power switching circuit (C), the first output (g) of the switching circuit (G) being connected to the input of the second optocoupler (E). and that the output of the second optocoupler (E) is connected to the second input (b) of the switching circuit logic (B), the second output (f) of the power switching circuit (C) being connected to the input of the third optoisolator (D) connected to the third input (c) of the switching circuit logic (B), the third output (h) of the power switching circuit (C) is connected to the input p of an actuator (F) of the controlled technological process whose output is connected to the terminals (Ϊ) of the power supply.