CS264464B1 - Zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká indikace nízkého napětí světelnou diodou, zejména trakčního napětí u vozidel elektrické trakce jako jsou trolejbusy, tramvaje a elektromobily, kde se požaduje galvanické oddělení indikovaného napětí od vlastního indikačního prvku. Podstata zapojení spočívá v tom, že ke zdroji indikovaného napětí, které může být stejnosměrné nebo střídavé, je připojena sériová kombinace nabíjecího rezistoru a kondenzátoru. Paralelně ke kondenzátoru je připojena sériová kombinace diaku, omezovacího rezistoru a indikačního bloku obsahujícího světelnou diodu. Elektronické prvky zabezpečující správné napětí a proud pro světelnou diodu jsou s ní rozměrově srovnatelné, lze je proto umístit na desku plošného spoje, kde zabírají minimální prostor.

Description

Vynález se týká zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou, zejména trakčního napětí u vozidel elektrické trakce jako jsou trolejbusy, tramvaje a elektromobily, kde se požaduje galvanické oddělení indikovaného napětí od vlastního indikačního prvku.

U dosud známých zapojení pro indikaci stejnosměrného nízkého napětí světelnými diodami se používají pro omezení proudu světelnou diodou předřadné rezistory. Je-li indikované napětí střídavé, je možno použít kromě rezistorů i kondenzátorů. Při indikování přítomnosti trolejového nebo sítového napětí je nutné vlastnť indikační prvek z bezpečnostních důvodů galvanicky oddělit. Pro galvanické oddělení indikovaného napětí od vlastních idnikačních prvků se obvykle používá optoelektrického spojovacího členu, který také obsahuje světelnou diodu. Vzhledem k nelineárnímu přenosu tohoto prvku je třeba vnějšími obvody zajistit jeho linearizaci. Běžnou metodou linearizace přenosu optoelektrického spojovacího členu je frekvenční modulace vstupního signálu, v tomto případě indikovaného napětí. Chceme-li indikovat přítomnost napětí až od určité velikosti při použití optoelektrického spojovacího členu bez frekvenční modulace indikovaného napětí, musí být obvod vyhodnocující zvolenou hranici napětí před vstupem optoelektrického spojovacího členu, na potenciálu indikovaného napětí, a proto je změna nastavené hranice napětí obtížná.

Hlavní nevýhodou dosavadních zapojení je, že při vyšším indikovaném napětí vycházejí předřadné rezistory rozměrově značně veliké, nebot na nich vzniká výkonová ztráta řádově v desítkách wattů. Použije-li se jako předřadný prvek kondenzátor, na kterém je výkonová ztráta zanedbatelná, je tento kondenzátor také značně veliký, nebot musí být dimenzován na vrcholovou hodnotu indikovaného střídavého napětí. Další nevýhodou dosavadních zapojení je poměrně velká složitost obvodů převodníků napětí na frekvenci i v případech, kdy není požadována velká přesnost převodu.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke zdroji indikovaného napětí je připojena sériová kombinace nabíjecího rezistorů a kondenzátoru, a paralelně ke kondenzátoru je připojena sériová kombinace diaku, omezovacího rezistorů a indikačního bloku obsahujícího světelnou diodu.

Hlavni výhodou zapojení podle vynálezu je, že elektronické prvky zabezpečujíc! správné napětí a proud pro světelnou diodu jsou s ní rozměrově srovnatelné a vzniká na nich jen zanedbatelná výkonová ztráta. Tím dochází k úspoíe energie a je umožněno umístit světelnou diodu i ostatní předřazené elektronické prvky na desku plošného spoje, kde zabírají minimální prostor. Další výhodou je, že zapojení podle tohoto vynálezu pracuje jako velmi jednoduchý převodník napětí na frekvenci. Pro galvanické oddělení indikovaného napětí od vyhodnocovacích a indikačních obvodů je proto možné použít optoelektrického spojovacího členu bez nutnosti použít další vnější obvody pro zajištění lineárního přenosu tohoto prvku. Spojením výstupu optoelektrického spojovacího členu s vyhodnocovacím obvodem, například jednoduchým převodníkem frekvence na napětí, je umožněno v širokých mezích snadno nastavit hranici napětí, od které bude přítomnost napětí indikována.

Příklad zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese.·

Ke zdroji JI indikovaného napětí je připojena sériová kombinace nabíjecího rezistorů 2 a kondenzátoru 2· Paralelně ke kondenzátoru 2 3^e připojena sériová kombinace diaku 4., omezovacího rezistorů 3 a indikačního bloku 6. obsahujícího světelnou idodu 7_. Světelná dioda 2 musí být pro správnou funkci zapojení polována v propustném směru vzhledem ke zdroji 2 indikovaného napětí. To je zajištěno spojením prvního střídavého vstupu 81 a druhého střídavého vstupu 82 usměrňovače 2 ^s první svorkou 61 a druhou svorkou 62 indikačního bloku 2· Světelná dioda 7_ je připojena v propustném směru k prvnímu stejnosměrnému výstupu 83 a druhému stejnosměrnému výstupu 84 usměrňovače 8. Indikované napětí potom může být stejnosměrné s proměnnou polaritou nebo střídavé. V nejjednodušším případě může být světelná dioda Ί_ vlastním indikačním prvkem. Potom indikační blok 6 neobsahuje žádné další prvky ani bloky. Příkladné zapojení se týká galvanického oddělení indikovaného napětí od indikačního prvku, a proto je světelná dioda J_ součástí optoelektriekého spojovacího členu 2· Výstup 91 optoelektriekého spojovacího členu 2 3^e spojen se vstupem 101 vyhodnocovacího bloku 10, který obsahuje indikační prvek.

Funkce zapojení podle vynálezu je následující. Zdroj 2 indikovaného napětí, nabiji přes nabíjecí rezistor 2 kondenzátor 2 až do úrovně spínacího napětí diaku 2» které je podle typu diaku 2 kolem 30 voltů. Diak 2 ^se sepne a kondenzátor 2 ^se vybíjí přes omezovači rezistor 5 a indikační blok 2 obsahující světelnou diodou 7_. Jakmile napětí na kondenzátoru 2 klesne pod blokovací napětí diaku 4, což je podle typu diaku 2 kolem 25 voltů, diak 2 se vypne a děj se znovu opakuje. Světelná dioda T_ je tak napájená pulsním proudem s opakovači frekvencí úměrnou velikosti indikovaného napětí. Protože světelná dioda T_ 3^e součástí optoelektriekého spojovacího členu 9, který je spojen se vstupem 101 vyhodnocovacího bloku lů

K vyhodnocení velikosti frekvence na vstupu 101 vyhodnocovacího bloku 10 může například sloužit převodník frekvence napětí, kde toto napětí lze potom porovnat v komparátoru s nastavitelnou komparační úrovní, a tak indikovat přítomnost napětí na svorkách zdroje 2 indikovaného napětí, až do určité prahové hodnoty napětí. Indikace překročení nebo podkročení této prahové hodnoty může být hlášena například bzučákem, kontrolní svítilnou, případně může ovládat výstupní výkonový spínač, který zabezpečuje další funkční automatické vazby v daném zařízení.

Zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou podle vynálezu je možno použít všude tam, kde se dříve používala k indikaci doutnavka a kde tato nevyhovuje, protože produkuje pouze červené světlo, případně má velké vlastní rozměry.

Claims (1)

1. Zapojení pro indikaci nízkého napětí světelnou diodou, zejména trakčního napětí u vozidel elektrické trakce vyznačený tím, že ke zdroji (1) indikovaného napětí je připojena sériová kombinace nabíjecího rezistorů (2) a kondenzátoru (3) a paralelně ke kondenzátoru (3) je připojena sériová kombinace diaku (4), omezovacího rezistorů (5) a indikačního bloku (6) obsahujícího světelnou diodu (7).