FI125404B - Järjestely sulakkeen valvomiseksi - Google Patents
Järjestely sulakkeen valvomiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI125404B FI125404B FI20110144A FI20110144A FI125404B FI 125404 B FI125404 B FI 125404B FI 20110144 A FI20110144 A FI 20110144A FI 20110144 A FI20110144 A FI 20110144A FI 125404 B FI125404 B FI 125404B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- voltage
- fuse
- circuit
- forming
- supply
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/74—Testing of fuses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
- H01H85/02—Details
- H01H85/30—Means for indicating condition of fuse structurally associated with the fuse
- H01H85/32—Indicating lamp structurally associated with the protective device
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
- H02H3/046—Signalling the blowing of a fuse
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
- H01H85/02—Details
- H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
- H01H2085/0266—Structural association with a measurement device, e.g. a shunt
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Fuses (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Description
JÄRJESTELY SULAKKKEEN VALVOMISEKSI
KEKSINNÖN TAUSTAA
Keksintö liittyy sulakkeiden elektroniseen valvontaan eli sulakkeen palamisen indikoin-tiin. Usein on tärkeää, että palanut sulake voidaan nopeasti todeta muuten kuin sulakkeita silmämääräisesti tarkastellen ja etenkin automaatiojärjestelmissä pitää saada automaattisesti välitetyksi tieto jonkin sulakkeen palamisesta.
Kahvasulakkeissa löytyy malleja, joissa on sulakkeen palaessa ulostyöntyvä osa, joka voidaan järjestää ohjaamaan mekaanisen kosketintiedon. Useimmissa sulakkeissa tällaista mahdollisuutta ei kuitenkaan ole, jolloin sulakkeen kunto joudutaan päättelemään mittaamalla sulakkeen jälkeistä jännitettä tai sen läpi kulkevaa virtaa. Virranmit-tausta käyttävä järjestely edellyttää, voidakseen tunnistaa sulakkeen palamisen on piirin kuorman oltava kytkettynä. Vaihtoehtoisesti voidaan mitata sulakkeen yli oleva jännite, joka ehjällä sulakkeella on käytännössä OV, mutta palaneen sulakkeen yli vaikuttaa suurin piirtein piirin syöttöjännitteen suuruinen jännite, olettaen että kuorma on kytkettynä. CN 201274274 Y esittelee sulakkeen valvontaan kytkennän, jossa LED indikoi sulakkeen palaneen. Tämän tyyppiset kytkennät soveltuvat hyvin pienjännitteisille piireille ja komponenttien mitoitus lisäksi edellyttää, että jännite on lisäksi suhteellisen vakaa. Joissakin sovelluksissa on tarpeen, että sulakevahti voisi indikoida tasajännitesyötön molempien, sekä positiiviseen että negatiiviseen napaan kytkettyjen sulakkeiden kuntoa. Lisäksi vaatimuksena voi olla, että sulakevahti täytyy soveltua hyvin laajalle ni-mellissyöttöjännitealueelle tai vähintään sen tulee sallia syöttöjännitepiirissä suuretkin jännitevaihtelut.
KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS
Keksinnön tarkoitus on saavuttaa järjestely, joka ratkaisee edellä mainitut ongelmat. Tämä saavutetaan mainitulla keksinnöllä, jolle on tunnusomaista se, mitä tuodaan esille itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Edulliset suoritusmuodot kuvataan epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksintö perustuu kytkentään, jossa on järjestetty muodostettavaksi valvottavan sulakkeen palamisesta riippumaton vakioreferenssijännite, jossa valvottavan sulakkeen lähtönapaan on kytketty jännitteenjakajakytkentä mittausjännitteen muodostamiseksi, joka kytkentä käsittää vertailuelimen näiden kahden jännitteen vertailemiseksi ja ohjaamaan indikaatioelin näyttämään tai edelleen välittämään tiedon sulakkeen kunnos ta. Referenssijännite sekä vertailu- ja indikointielinten tarvitsema apujännite voidaan muodostaa esimerkiksi zener-diodin ja sarjaresistanssin avulla syöttöjännitteestä ennen sulaketta. Suuremman nimellisjännitealueen saavuttamiseksi ilman sarjaresis-tanssissa syntyvää turhaa tehonkulutusta voidaan edullisesti käyttää zener-diodin kanssa sarjassa käyttää vakiovirtalähdekytkentää. Myös erillistä apujännitelähdettä, kuten paristoa, akkua, vaihtosähköstä muuntajalla ja tasasuuntauksella varustettua teholähdettä tai tasajännitepiiristä syötettävää ns. DC/DC-muuttajaa on mahdollista käyttää edellä mainitun jännitteenjakajakytkennän sijaan referenssi- ja apujännitteen muodostamiseksi.
Keksintöä voidaan käyttää joko yhden sulakkeen valvomiseen, mutta kahdentamalla referenssi- ja apujännitevirtalähde, jännitteenjakajakytkentä mittausjännitteen aikaansaamiseksi sekä vertailuelin ja lisäämällä logiikkaelimen, siitä voidaan saada aikaan järjestely tasajännitepiirin syötön sekä positiiviseen, että negatiiviseen napaan kytkettyjen sulakkeiden kunnon valvomiseen.
KUVIOIDEN LYHYT KUVAUS
Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin suhteessa edullisiin suoritusmuotoihin, viitaten piirustuksiin, joissa
Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa referenssi- ja apu-jännitepiirissä on vakiovirtalähteet (2a,2b,2c) ja mittausjännitteen jännit-teenjakajana resistanssiketjut;
Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa referenssi- ja apu-jännitepiirissä resistanssiketju ja mittausjännitteen jännitteenjakajana resistanssiketjut;
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa ulkoiset apujänni-telähteet ja mittausjännitteen jännitteenjakajana resistanssiketjut;
Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa ulkoiset apujänni-telähteet ja mittausjännitteen jännitteenjakajana zener-diodi-resistanssiketjut;
Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa ulkoiset apujänni-telähteet ja mittausjännitteen jännitteenjakajana resistanssi-zenerdiodi-resistanssiketjut;
Kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn, jossa ulkoiset apujänni-telähteet ja vertailuelimenä kontrolleripiiri ja jännitteenjakajana resistanssiketjut;
Kuvio 7 esittää piirikaavion referenssi- ja apujännitteen muodostamiseksi;
Kuvio 8 esittää piirikaavion vakiovirtalähteen muodostamiseksi;
Kuvio 9 esittää piirikaavion logiikkaelimen muodostamiseksi;
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS
Kuvio Fig. 1 esittää keksinnön mukaisen ratkaisun tasajännitepiirin positiiviseen ja negatiiviseen syöttönapaan kytkettyjen sulakkeiden kunnonvalvontajärjestelyn lohkokaavion, jossa referenssi- ja apujännitepiiri käsittää kolmimoduulisen vakiovirtalähteen. Päävirtapiiri muodostuu tasajännitepiirin positiivisen (+) ja negatiivisen (-) syöttönavan väliin käsittäen kuorman 8 sekä piiriä suojaavat sulakkeet (7a, 7b). Periaatteessa yksikin sulake yleensä riittäisi, mutta esimerkiksi mahdollisten maasulkuvikojen takia usein molemmat navat varustetaan sulakkeella. Ylikuormituksen tai piirissä tapahtuneen oikosulun takia käytännössä vain toinen sulake palaa, joten sulakevahti on järjestetty valvomaan molempia sulakkeita sekä ilmaisemaan, mikäli vähintään toinen niistä on palanut. Sulakevahti ja sen sisältämät elimet on kaaviokuvassa rajattu katkoviivalla.
Syötön positiiviseen napaan on kytketty valvottava sulake 7a ja negatiiviseen napaan valvottava sulake 7b. Syötön napojen (+) ja (-) väliin on kytketty apujännitelähde (1a,1b) muodostamaan ja syöttämään referenssijännite (UREFa,llREFb) komparaattorin (4a,4b) kääntävään sisäänmenoon (-) sekä komparaattorin (4a,4b), logiikkaelimen 5 ja indikointielimen 6 tarvitsemat apujännitteet. Sarjaan kytkettyjen apujännitelähteiden (1a,1b) väliin on kytketty kolme vakiovirtalähdemoduulia (2a,2b,2c). Vakiovirtalähde-moduulien lukumäärä riippuu niiden sisäisestä kytkennästä sekä vastaavasti siitä, kuinka suuren nimellisjännitteen järjestelyn halutaan kattavan. Vakiovirtalähteiden käyttäminen sallii suuremman nimellisjännitealueen ja vaihtelun, esimerkiksi 110V DC - 500V DC ± 20%.
Tasajännitepiirin syöttö kytketään sulakkeiden (7a,7b) tulonapoihin (7a1,7b1), joiden väliin kytketään myös sulakevahdin referenssi- ja apujännitteen muodostava piiri. Sulakkeiden lähtönavat (7a2,7b2) on tarkoitettu kuorman 8 kytkentäpisteiksi, mutta samalla myös sulakevahdin mittausjännitteen (U1a,U1b) muodostamista varten järjestetyn jännitteenjakajakytkennän ensimmäisen pään resistanssin (3b, 3c) kytkemistä varten. Jännitteenjakajakytkennän toisen pään resistanssi (3a,3d) on kytketty tasajännitepiirin vastakkaiseen syöttöjännitenapaan kytkettyyn potentiaaliin. Jännitteenjakaja-piiri tuottaa mittausjännitteen (U1a,U1b) komparaattorin ei-kääntävään sisäänmenoon (+). Mittausjännitteen jännitteenjakajapiirin resistanssit (3a, 3b, 3c, 3d) käytännössä muodostuvat useista sarjaan kytketyistä vastuksista niiden tehonkestoisuuden jajän-nitelujuuden puitteissa. Kytkentä toimii siten, että sulakkeen (7a,7b) ollessa ehjä, mittausjännite (U1a,U1b) on suurempi kuin referenssijännite (UREF3,UREFb), jolloin kom-paraattoreiden ulostulot vastaavat loogista nollatilaa. Mikäli toinen sulake palaa, niin silloin sitä valvovan komparaattorin ulostulo nousee loogiseen ”1 ”-tilaan. Kahden sulakkeen valvontaan tarkoitetussa järjestelyssä on yksinkertainen ”ΤΑΓ’-operaation muodostama logiikkaelin, joka ilmaisee vähintään toisen sulakkeen palamisen ohjaten indikointielintä sen mukaisesti. Indikointielin on edullisesti rele ja sulakkeen palamista ilmaiseva esim. punainen LED. Sen lisäksi voidaan kytkeä vihreä LED ilmaisemaan, että tasajännitepiirissä on jännite, sulakevahti toimii ja että sulake tai sulakkeet ovat ehjiä.
Kuvio Fig. 2 esittää muuten kuvion Fig. 1 mukaisen ratkaisun lukuun ottamatta sitä, että vakiovirtalähde tai - lähteet (2a,2b,2c) on korvattu resistiivisellä jännitteenjakaja-ketjulla (2d,2e,2f). Kytkentä on huomattavasti yksinkertaisempi, koska useista komponenteista koostuva vakiovirtalähde korvataan pelkällä vastuksella. Tämä kytkentä soveltuu käytettäväksi ratkaisuissa, joissa nimellisjännitealue kuin myös sen vaihteluväli on hyvin rajattu, esim. 110V ± 5%.
Kuvio Fig. 3 esittää muuten kuvion Fig. 1 mukaisen ratkaisun lukuun ottamatta sitä, että tasajännitepiirin syötön napojen väliin sarjaan kytketyn apujännitelähdekytkennän sijaan piiri on varustettu erillisellä apujännitelähteellä (2g,2h). Apujännitelähde voi olla esimerkiksi akku tai paristo, vaihtojännitteestä tehonsa ottava muuntaja ja siihen kytketty tasasuuntaaja, tai tasajännitepiiristä syötetty DC/DC-muuttaja.
Kuvio Fig. 4 esittää muuten kuvion Fig. 3 mukaisen ratkaisun lukuun ottamatta sitä, että ensimmäisen mittausjännitteen jännitteenjakajapiirin alaresistanssi 3d on korvattu zener-diodilla 3e ja toisen mittausjännitteen jännitteenjakajapiirin yläresistanssi 3a on korvattu zener-diodilla 3f. Tällöin valvottavan sulakkeen ollessa ehjä zener-diodi (3e,3f) määrää komparaattorille syötetyn mittausjännitteen.
Kuvio Fig. 5 esittää muuten kuvion Fig. 3 mukaisen ratkaisun lukuun ottamatta sitä, että mittausjännitteen jännitteenjakajapiirin resistanssin (3c,3d) kanssa on sarjaan kytketty zener-diodi (3g,3h), jonka yli vaikuttaa zener-jännite valvottavan sulakkeen ollessa ehjä. Jännitteenjakajapiirin resistanssit määräävät syöttöjännitteestä riippuen piirin virran, joka mitoitetaan riittävän suureksi niin, että zener-diodi toimii, mutta toisaalta niin pieneksi, että se ei aiheuta zener-diodin tehonkeston ylittymistä eikä tarpeetonta tehonkulutusta sarjaresistansseissa.
Kuvio Fig. 6 esittää kaikista edellisistä kuvioista poikkeavan kytkennän sikäli, että komparaattorit on korvattu analogia-digitaalimuuntimen omaavalla kontrolleripiirillä 4c.
Kuviossa on esitetty erillinen apujännitelähde 2h, joka syöttää kontrolleripiirin 4c sekä ylösvetovastuksen 3p tarvitseman syöttöjännitteen. Käytännössä apujännitelähde voi syöttää jännitteen zener-virtalähteen 1c kautta, joka stabiloi kontrolleripiirin tarvitseman apujännitteen ja muodostaa sulakkeen 7b valvontaan käytettävän mittausjänni-tepiirin ylösvetovastukselle 3p siitä mahdollisesti poikkeavan suuruisen apujännitteen U3. Apujännitteen maataso eli OV on kiinnitetty tasajännitesyöttöpiirin negatiiviseen navan potentiaaliin. Referenssijännite UrefC muodostetaan jännitteenjakajapiirillä (3j,3k) ja syötetään kontrolleripiirin 4c A/D-muuntimen ensimmäiseen sisäänmenoon. Valvottavan ensimmäisen sulakkeen 7a lähtönapaan 7a2 on kytketty mittausjännitteen muodostava jännitteenjakajaketju (3m,3n), jonka väliulosotosta syötetään mittausjännite U1 c kontrolleripiirin 4c A/D-muuntimen toiseen sisäänmenoon. Valvottavan toisen sulakkeen 7b lähtönapaan 7b2 on kytketty resistanssi 3r, joka on toisesta päästään kytketty liitäntäpisteeseen, johon on kytketty ylösvetovastuksen 3p toinen pää sekä näiden kanssa jännitteenjakajan muodostavat rinnakkaiset alaresistanssit eli resistanssi 3q sekä sen kanssa rinnan kytketyt ja keskenään sarjaan kytketyt resistanssit (3s,3t). Sarjaan kytkettyjen resistanssien (3s,3t) muodostaman jännitteenjakajan väli-pisteestä syötetään mittausjännite U1d kontrollerin 4c A/D-muuntimen kolmanteen sisäänmenoon.
Fig. 7 esittää kuvioissa Fig. 1 ja Fig. 2 mukaisen kahta sulaketta valvovan sulakevah-din sarjaan kytkettyjen apujännitelähteiden (1a,1b) piirikaavion. Piiriä syötetään tasa-jännitesyötön positiivisesta ja negatiivisesta navasta sulakevastuksen R102 kautta. Apujännitelähde käsittää zener-diodin (V101 ,V08), jonka yli jää sen nimellisjännitteen suuruinen jännite. Tämän rinnalle on suurtaajuisia häiriöitä poistamaan varten kytketty häiriönpoistokondensaattori (C101,C02), jonka napoihin ferriittisydämiset häiriöpoisto-kuristimet (L101 ,L01) ja (L102,L02) sekä suodatuskondensaattori (C102,C03). Kytkennän zener-virran muutokset aiheuttavat muutoksia myös sen yli muodostuvaan jännitteeseen. Tätä varten kondensaattori (C102,C03) on mitoitettu suureksi suhteessa kuorman aiheuttamaan kuormaan, jolloin syöttöjännite pysyy mahdollisemman stabiilina syöttövirran muutoksista huolimatta.
Zener-pohjaisen apujännitelähteen ja vakiovirtalähteiden muodostamalla kytkennällä on edullista toteuttaa pienen DC-jännitteen regulointi kummankin syöttönavan yhteyteen (ylä- ja alaosaan) suurjänniteisessä DC-verkossa.
Apujännitelähteiden väliin on sarjaan kytkettynä joko vakiovirtalähteet (2a,2b,2c) tai vastaavasti resistanssit (2d,2e,2f).
Fig. 8 esittää vakiovirtalähteen piirikaavion. Yhdessä kuvion Fig. 7 mukaisen zener-pohjaisen jännitteen reguloinnin kanssa on muodostettu jännite-eristysratkaisu, joka pohjautuu vakiovirtalähteen (2a,2b,2c) muodostamaan suojaimpedanssiin. Yksittäinen suojaimpedanssi on toteutettu vakiovirtalähteellä, joka pitää impedanssin vakiona suhteessa sen yllä olevaan jännitteeseen. Ketjutetulla kytkennällä, jossa käytetään useaa vakiovirtalähdettä, saadaan aikaan jännitteenjako, jolla suuri syöttöjännite saadaan turvallisesti jaettua pienempiin osiin. Jännitejako pohjautuu saman impedans-siarvon omaavien vakiovirtalähteiden sarjakytkentään. Tämä luo pohjan jännite-eristykselle ja käyttöjännitteiden muodostamiselle.
Suojaimpedanssin perustoiminnallisuus pohjautuu vakiovirtalähteeseen, jossa pää-komponentteina ovat: FET-transistori V102, FET-transistorin ylijännitesuoja zener-diodi V106, suodatuskondensaattori C103, virranmittausvastus FM 07, sekä loput oheiskomponentit, jotka muodostavat kytkennän ohjauspiirin.
Kuvion Fig. 8 kytkennässä FET-transistori V102 on enhancement-tyyppiin pohjautuva FET. FET:n kanava aukeaa, kun hila-emitteri jännite saavuttaa positiivisen avaus-jännitteen, joka tässä kytkennässä on noin 2-4 V DC. Vakiovirta muodostetaan hila-emitteri-jännitettä säätämällä. Tämän kytkennän FET:n suurin sallittu kollektori-emitteri-jännite on 240V DC, joka rajoittaa yhden vakiovirtalahteen ylitse olevaa jännite aluetta. FET:n yli olevaa jännitettä rajoittaa myös kyseiselle komponentille määritetyt turvallisen käyttöjännite ja -virta-alueiden rajat. FET-transistorin rinnalle on kytketty 220VDC:n zener-diodi V106, joka suojaa FET:iä ja muita komponentteja ylijännitteeltä. Zener-diodi toimii myös ylijännitetilanteessa oi-kosulkuvirran ja -tehon kuluttajana, sekä zener-diodi toimii myös turvallisuuden kannalta vaihtoehtoisena virta-tienä, jos FET on vioittunut niin, että se ei johda ollenkaan virtaa lävitseen. FET:n oikosulku-tapauksessa yksittäinen vakiovirtalähde ei muodosta ollenkaan jännitejakoa kytkennässä, joka johtaa kuviossa Fig. 7 esitetyn sulakevas-tuksen FM 02 palamiseen. Useamman vakiovirtalähteen sisältävässä kytkennässä su-lakevastus palaa, kun syöttöjännite ylittää suoja-zener-diodien ja jänniteregulointi-zener-diodien V101 ja V107 kynnysjännitteiden summan.
Vakiovirtalähteen rinnalle kytketty suodatuskondensaattori C103 toimii niin kytkennän omana, kuin vakiovirtalähteiden muodostaman jännitejaon stabiloijana. Kondensaattori myös johdattaa lävitseen suuritaajuiset jännite- ja virtapiikit, jonka kautta jännitejako pysyy stabiilimpana myös hetkellisissä syöttöpiirin häiriötilanteissa.
Vastus FM 07 toimii vakiovirtalähteen säätöpiirin peruskomponenttina, jonka ylitse muodostuvan jännitteen avulla säätöpiiri rajoittaa FET:n kantajännitettä. Sama jännite kytkeytyy myös transistorin V103 kanta-emitterin ja jännitereferenssi V104:n yli. Transistori V103 kytkeytyy johtavaan tilaan vastuksen FM 07 jännitteen ylittäessä kanta- ja jännitereferenssin jännitteet. Transistorin V103 johtaessa se ohjaa FET:n V102 hila- emitteri-jännitettä kohti jännitetasoa, jolloin FET rajoittaa kollektori-emitteri-virtaansa. Tähän pohjautuen muodostuu vakiovirtalähteen virran pysyminen tietyn maksimiarvon alapuolella.
Huomattavaa kytkennässä on FET:n V102 hila-emitteri-jännitteen muutos suhteessa vastuksen R107 läpi kulkevaan virtaan. Vastuksen FM 07 läpikulkeva virta edesauttaa FET:n hila-emitteri-jännitteen pienenemistä, kun potentiaali FET:n emitterillä kasvaa suhteessa vakiovirtalähteen maatasoon. Eli toisin sanoen FET:n hila-emitteri-jännite pienenee vaikka transistori ei muuttaisikaan läpi kulkevaa virtaansa.
Vastus FM 05 toimii kytkennässä transistorin kanta-emitteri-virran apu-virtatienä ohjauspiirin käynnistystilanteessa. Jännitereferenssi V104:n tarkoitus on stabiloida kytkennän toimivuutta lämpötilan muutosten suhteen. Transistorin V103 kanta-emitterin jännitevaihtelu voi laajimmillaan olla noin 0,4-0,8 V DC, jolloin tarkka ohjaus suhteessa vastukseen FM 07 ei ole mahdollista. Tätä tilannetta parannetaan jännitereferenssin avulla, jolloin vastuksen FM 07 ylitse olevan jännitteen vaihtelu on 3,4-3,8V DC:n välillä ja suhteellinen lämpötilan vaikutus rajoittavaan jännitteeseen pienenee.
Vastukset R103, FM 04 ja FM 06 toimivat FET:n hila-emitteri-jännitteen ohjausjännitteen muodostamisessa kun vakiovirtalähteen ylitse kytketään jännite. Jännitteen kasvaessa vastusten muodostama jännitejako nostaa myös FET:n kanta-emitteri-jännitettä, mutta kuitenkin siihen asti, jolloin FET:n ja vastuksen FM 07 läpi kulkeva virta alkaa ohjata virtaa rajoittavaa ohjauspiiriä. Vastusjako on aseteltu niin, että FET:n hila-emitteri-jännite nousee mahdollisimman pienellä syöttöjännitteen arvolla kynnysjännitteeseensä, jolla saavutetaan haluttu virta-arvo jo käynnistystilanteessa.
Zener-diodi V105 toimii FET:n kanta-emitteri-jännitteen rajoittajana tilanteessa, jossa ohjaus-piiri ei kykene rajoittamaan sitä. Kyseinen tilanne on mahdollista kun vakiovirtalähteen ylitse on kytketty niin suuri jännite, että suoja-zener-diodi V106 kytkeytyy johtavaan tilaan. Johtavassa tilanteessa suoja-zener-diodi toimii virtaa rajoittamattomana elementtinä kytkennässä, jolloin vastuksen FM 07 yli ei muodostu virtaa rajoittavaa jännitettä ollenkaan. Kuitenkin vastukset FM 03, FM04 ja FM06 pyrkivät nostamaan FET:n hila-emitteri-jännitteen ylös vastusjaon mukaisesti. Vastusjako aiheuttaa kuitenkin liian suuren jännitteen FET:n hila-emitteri-välille, joten sitä on rajoitettava ze-ner-diodin V105 avulla.
Suojaimpedanssiketjuun pohjautuva kytkentä on vähän tehoa kuluttava, jos jännitelähteiden tehonsyöttötarve ei ole suuri. Vakiovirtaketju tukee syöttöjännitteen vaihtelua hyvin, koska se säätää suojaimpedanssiaan automaattisesti sen yli olevan jännitteen mukaan. Vastaavassa muuntajakytkennässä jännitteen vaihtelu laajalla alueella voi olla ongelma. Muuntaja- ja/tai hakkuritekniikalla toteutettuna kyseinen kytkentä vaatii suuren eristyksen omaavat muuntajan toisiokäämit jännitesyötön ylä- ja alapäähän.
Fig. 9 esittää logiikkaosan 5 rakenteen. Silloin kun valvotaan enempää kuin yhtä sulaketta erillisillä komparaattoreilla, tarvitaan logiikkaelin 5 muodostamaan niiden ulostulojen välille looginen ”TAI” operaatio. Se voidaan helposti aikaansaada schmitt trigger -sisääntuloilla varustetulla NAND logiikkapiirillä. Ensimmäisen komparaattorin ulostulo D01 ja toisen komparaattorin ulostulo D02 kytketään logiikkapiirin D01 lohkon D01-A sisäänmenoihin (1,2). Lyhytaikaisten virhepulssien varalta NAND-lohkon D01-A ulos-tulonavan (3) ja seuraavan lohkon D01-D rinnankytkettyjen sisäänmenojen (12,13) väliin on järjestetty RC-suodin vastuksen R41 ja kondensaattorin C11 avulla. Lohkon D01-D ulostuloon (11) on kytketty vastarinnan kytketty kaksoisdiodi (V26), jonka napoihin on kytketty toisesta päästään yhteen kytketyt vastukset (R42, R43), josta kytkentäpisteestä on kytketty ylösvetokondensaattori (C12) ja tämä piste on kytketty seuraavan NAND-lohkon D01-C sisäänmenoihin (9,10). Tällä kytkennällä aikaansaadaan jännitteen kytkentähetkestä alkava viive, jona aikana ehtii indikointiyksikön (6) releen syöttämistä varten järjestetty suurikapasiteettinen suodatinkondensaattori latautua, ennen kuin sulakevahti on valmis toimimaan. Edellä mainitun viiveen aikana NAND lohkon D01-C ulostulo (8) pysyy loogisessa ”0” tilassa, jolloin indikointielimen 6 relettä ja punaista LED-merkkivaloa ohjaavan navan D03 signaalitaso pysyy alhaalla ja viimeisen NAND-lohkon D01-B ulostulon (6) ohjaama napa D04 ylhäällä loogisessa Ί” tilassa ohjaten indikointielimen vihreän LED merkkivalon palamaan.
Kuvioissa ei ole esitetty indikointiyksikön 6 toimintaa, mutta relettä ja LED-merkkivaloja voidaan ohjata yksinkertaisella transistorikytkennällä.
Edellä kuvattuja suoritusmuotoja ei ole tarkoitettu rajaamaan keksintöä, vaan ainoastaan selvittämään keksinnön perusajatusta. On jokseenkin selvää, että yksityiskohdat voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
Claims (15)
1. Järjestely tasajännitepiirin kunnon valvomiseksi, järjestely käsittää: ensimmäisen ja toisen syöttönavan tasavirtapiirin käyttöjännitteen muodostamiseksi; ensimmäiseen syöttönapaan kytketyn ensimmäisen sulakkeen (7a), jolla ensimmäisellä sulakkeella on syöttönäpä (7a1) ja ulostulonapa (7a2), tunnettu siitä, että toiseen syöttönapaan kytketyn toisen sulakkeen (7b), jolla toisella sulakkeella on sisääntulonapa (7b1) ja ulostulonapa (7b2); välineet yhden tai useamman referenssijännitteen (Ure-Fa,llREFb,llREFC) muodostamiseksi; välineet (3c,3d,3e,3g,3m,3n) ensimmäisen mittausjännitteen (Uib,Uic) muodostamiseksi ensimmäisen sulakkeen ulostulonavan (7a2) ja toisen sulakkeen syöttönavan (7b1) välille; välineet (3a,3b,3f,3h,3p,3q,...,3t) toisen mittausjännitteen (Uia,Uid) muodostamiseksi toisen sulakkeen ulostulonavan ja toisen sulakkeen syöttönavan (7b1) välille; välineet (4a, 4b, 4c) yhden tai useamman referenssijännitteen ja mittausjännitteiden vertailemiseksi ensimmäisen ja toisen sulakkeen kunnon arvioimiseksi; ja välineet (6) vertailutuloksen indikoimiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet yhden tai useamman referenssijännitteen ja/tai tasavirtapiirin apujännitteen muodostamiseksi ensimmäisen ja toisen syöttönavan välisestä käyttöjännitteestä.
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää yhden tai useamman ulkoisen virtalähteen yhden tai useamman referenssijännitteen ja/tai tasavirtapiirin apujännitteen muodostamiseksi.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vertailuvälineet (4c) on järjestetty vertaamaan yhtä referenssijännitettä (uREFc) ensimmäiseen (u1c) ja toiseen (u1d) mittausjännitteeseen.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että referenssijännitteen muodostusvälineet käsittää välineet ensimmäisen re-ferenssijännitteen (u1b) ja välineet toisen referenssijännitteen (ula) muodostamiseksi.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vertailuvälineet käsittää ensimmäisen vertailuyksikön (4b) ensimmäisen referenssijännitteen (uREFb) vertaamiseksi ensimmäiseen mittausjännitteeseen (u1b), ja toisen vertailuyksikön (4a) toisen referenssijännitteen (UREFa) vertaamiseksi toiseen mittausjännitteeseen (ula).
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää apujännitelähteen referenssijännitteen muodostamiseksi käyttöjännitteestä tai ulkoisesta jännitelähteestä.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää vakiovirtalähdekytkennän, joka on kytketty sarjaan yhden tai useamman apujännitelähteen kanssa, referenssijännitteen ja/tai apu-jännitteen muodostamiseksi ja tehohäviöiden lisääntymisen rajoittamiseksi käyttöjännitealueen yläpäässä.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää resistiivisen kytkennän, joka on kytketty sarjaan yhden tai useamman apujännitelähteen kanssa, referenssijännitteen ja/tai apujännit-teen muodostamiseksi.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vakiovirtalähdekytkennän tai resistiivisen kytkennän kanssa sarjaan kyt ketty yksi tai useampi apujännitelähde on kytketty tasajännitepiirin ensimmäiseen ja toiseen syöttönapaan.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vertailuvälineet ensimmäisen mittausjännitteen ja/tai toisen mittausjännitteen muodostamiseksi käsittää jännitteenjakopiirin, joka jännitteenjakopiiri käsittää yhden tai useamman vastuksen.
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että indikointivälineet on sovitettu indikoimaan sulakevikaa jos yksi tai useampi sulake on viallinen.
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vertailuvälineet käsittää ensimmäisen lineaarisen komparaattorin (4b) ensimmäisen sulakkeen kunnon valvomiseksi, ja toisen lineaarisen komparaattorin (4a) toisen sulakkeen kunnon valvomiseksi, ja ensimmäiseen ja toiseen lineaarisen komparaattoriin kytketyn logiikkapiirin, joka on sovitettu indikoimaan viallista sulaketta yhden tai useamman lineaarisen komparaattorin ulostulon indikoidessa viallista sulaketta.
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vertailuvälineet käsittää analogia-digitaalimuuntimella varustetun kontrolle-ripiirin (4c), joka on sovitettu vertaamaan yhtä sisääntulevaa referenssijännitet-tä ensimmäiseen ja toiseen mittausjännitteeseen.
15. Menetelmä tasajännitepiirin kunnon valvomiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: muodostetaan tasavirtapiirin käyttöjännite ensimmäisen ja toisen syöttönavan välille, johon ensimmäiseen syöttönapaan on kytketty ensimmäinen sulake (7a), jolla ensimmäisellä sulakkeella on syöttönäpä ja ulostulonapa, ja johon toiseen syöttönapaan on kytketty toinen sulake (7b), jolla toisella sulakkeella on sisääntulonapa ja ulostulonapa; muodostetaan yksi tai useampi referenssijännite (Ure-Fa, U REFb, Urefc) ; muodostetaan ensimmäinen mittausjännite (Uia,Uib,Uic,Uid) ensimmäisen sulakkeen ulostulonavan (7a2,7b2) ja toisen sulakkeen syöttöna-van välille; muodostetaan toinen mittausjännite toisen sulakkeen ulostulonavan ja ensimmäisen tai toisen sulakkeen syöttönavan välille; verrataan yhtä tai useampaa referenssijännitettä ja mittausjännitteitä ensimmäisen ja toisen sulakkeen kunnon arvioimiseksi; ja indikoidaan vertailutulos.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20110144A FI125404B (fi) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Järjestely sulakkeen valvomiseksi |
| CN201280019145.5A CN103493320B (zh) | 2011-04-21 | 2012-04-23 | 用于监视dc电路状态的装置 |
| CA2833827A CA2833827C (en) | 2011-04-21 | 2012-04-23 | An arrangement to monitor dc circuit condition |
| PCT/FI2012/050401 WO2012143619A1 (en) | 2011-04-21 | 2012-04-23 | An arrangement to monitor dc circuit condition |
| EP12774113.0A EP2700136B1 (en) | 2011-04-21 | 2012-04-23 | An arrangement to monitor fuses of a dc circuit |
| RU2013151671/07A RU2554125C2 (ru) | 2011-04-21 | 2012-04-23 | Устройство для контроля состояния цепи постоянного тока |
| US14/058,756 US9645188B2 (en) | 2011-04-21 | 2013-10-21 | Arrangement to monitor DC circuit condition |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20110144A FI125404B (fi) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Järjestely sulakkeen valvomiseksi |
| FI20110144 | 2011-04-21 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20110144A0 FI20110144A0 (fi) | 2011-04-21 |
| FI20110144L FI20110144L (fi) | 2012-10-22 |
| FI20110144A FI20110144A (fi) | 2012-10-22 |
| FI125404B true FI125404B (fi) | 2015-09-30 |
Family
ID=43919636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20110144A FI125404B (fi) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Järjestely sulakkeen valvomiseksi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9645188B2 (fi) |
| EP (1) | EP2700136B1 (fi) |
| CN (1) | CN103493320B (fi) |
| CA (1) | CA2833827C (fi) |
| FI (1) | FI125404B (fi) |
| RU (1) | RU2554125C2 (fi) |
| WO (1) | WO2012143619A1 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105978127A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-28 | 浙江师范大学 | 蓄电模块、电动车、手机、太阳能电网、风力电网、环保检测设备 |
| CN109212376B (zh) * | 2018-10-19 | 2024-03-12 | 优利德科技(中国)股份有限公司 | 一种自恢复保险丝的侦测系统、侦测方法及测量仪表 |
| KR20230000573A (ko) * | 2021-06-25 | 2023-01-03 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 상태 검출 장치 및 배터리 보호 장치 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2551447B2 (de) * | 1975-11-15 | 1980-05-22 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Schaltungsanordnung zur Anzeige einer zerstörten Sicherung mittels Leuchtdiode |
| JPH07123351B2 (ja) * | 1987-04-27 | 1995-12-25 | 株式会社明電舎 | 自己消弧形半導体素子の制御回路 |
| JPH0241617A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Olympus Optical Co Ltd | 保護回路 |
| SU1612340A1 (ru) * | 1988-11-14 | 1990-12-07 | Войсковая Часть 11284 | Плавкий предохранитель |
| JP2767010B2 (ja) | 1992-01-24 | 1998-06-18 | シャープ株式会社 | 過電圧保護回路 |
| USRE36317E (en) * | 1994-12-30 | 1999-09-28 | Arratia; Jose F. | Indicating fuse block |
| KR0154667B1 (ko) | 1995-10-13 | 1998-12-01 | 김광호 | 퓨징회로 |
| US5754384A (en) * | 1996-09-09 | 1998-05-19 | Hughes Electronics Corporation | Overcurrent protection circuitry for non-isolated battery discharge controller |
| KR100341334B1 (ko) * | 1999-12-09 | 2002-06-22 | 윤종용 | 직류용 전자렌지의 안전회로와 그 제어방법 |
| JP3555859B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2004-08-18 | 広島日本電気株式会社 | 半導体生産システム及び半導体装置の生産方法 |
| JP2003092351A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Nec Microsystems Ltd | 半導体装置及びヒューズ素子切断方法 |
| JP4149693B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2008-09-10 | 矢崎総業株式会社 | 電源回路の安全装置及びヒューズボックス |
| US7170299B1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-01-30 | International Business Machines Corporation | Electronic fuse blow mimic and methods for adjusting electronic fuse blow |
| US8084154B2 (en) * | 2007-02-08 | 2011-12-27 | Karl Frederick Scheucher | Battery pack safety and thermal management apparatus and method |
| US8140278B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-03-20 | Littelfuse, Inc. | Intelligent fuse holder and circuit protection systems |
| CN201274274Y (zh) * | 2008-09-25 | 2009-07-15 | 刘玉荣 | 车用保险丝监视器 |
| JP5221468B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-06-26 | 株式会社日立製作所 | 電池監視装置 |
| JP5113795B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2013-01-09 | 日本電信電話株式会社 | 回路遮断器 |
| US8143902B2 (en) * | 2010-01-06 | 2012-03-27 | Mediatek Inc. | eFuse macro |
| US8339139B2 (en) * | 2010-01-29 | 2012-12-25 | Infineon Technologies Ag | System and method for testing a circuit |
| US20120119749A1 (en) * | 2010-03-26 | 2012-05-17 | Takuma Iida | Charge state detection circuit, battery power supply device, and battery information monitoring device |
| JP2012016174A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
-
2011
- 2011-04-21 FI FI20110144A patent/FI125404B/fi active IP Right Grant
-
2012
- 2012-04-23 CN CN201280019145.5A patent/CN103493320B/zh active Active
- 2012-04-23 WO PCT/FI2012/050401 patent/WO2012143619A1/en active Application Filing
- 2012-04-23 CA CA2833827A patent/CA2833827C/en active Active
- 2012-04-23 EP EP12774113.0A patent/EP2700136B1/en active Active
- 2012-04-23 RU RU2013151671/07A patent/RU2554125C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-10-21 US US14/058,756 patent/US9645188B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013151671A (ru) | 2015-05-27 |
| US20140049263A1 (en) | 2014-02-20 |
| FI20110144L (fi) | 2012-10-22 |
| CA2833827C (en) | 2016-07-05 |
| RU2554125C2 (ru) | 2015-06-27 |
| CN103493320B (zh) | 2016-05-11 |
| WO2012143619A1 (en) | 2012-10-26 |
| US9645188B2 (en) | 2017-05-09 |
| EP2700136B1 (en) | 2016-12-21 |
| FI20110144A0 (fi) | 2011-04-21 |
| EP2700136A1 (en) | 2014-02-26 |
| CA2833827A1 (en) | 2012-10-26 |
| CN103493320A (zh) | 2014-01-01 |
| FI20110144A (fi) | 2012-10-22 |
| EP2700136A4 (en) | 2014-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8848332B2 (en) | Intrinsically safe energy limiting circuit | |
| US9941782B2 (en) | Power supply device and method for limiting an output current of a power supply device | |
| US11043799B2 (en) | Dual mode phase-to-phase surge protective devices | |
| JP2019515639A (ja) | ソリッドステート配線不良回路遮断器 | |
| US10468875B2 (en) | Varistor failure detector and method | |
| JP5665687B2 (ja) | エネルギー供給装置 | |
| US7791850B2 (en) | Ground fault circuit interrupter control circuit | |
| EP2293401B1 (en) | Protective system for voltage transformers | |
| US20150155794A1 (en) | Short Circuit Protection | |
| EP2678913B1 (en) | Device for protecting electric equipment from overvoltage and lightening | |
| CA2972599C (en) | Surge protective devices | |
| FI125404B (fi) | Järjestely sulakkeen valvomiseksi | |
| CN109581035B (zh) | 用于指示高压网络中存在电压的系统 | |
| JP2017158244A (ja) | 電源装置 | |
| EP4133289B1 (en) | Energy metering and surge current detection | |
| US10027104B2 (en) | Electronic circuit arrangement | |
| KR101429078B1 (ko) | 서지 보호 소자 모니터링 장치 | |
| GB2587376A (en) | Active bleeder circuit | |
| KR20120007926A (ko) | Ｌｅｄ 전원 장치 | |
| JP7234191B2 (ja) | サージ検知装置 | |
| US20230160931A1 (en) | Voltage presence determination system for a high voltage electrical network | |
| JP2023043008A (ja) | 避雷器 | |
| KR940000553Y1 (ko) | 불연속 부하용 과전류 보호회로 | |
| KR930004804Y1 (ko) | 스위칭 레귤레이터의 보호회로 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 125404 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: ABB SCHWEIZ AG |