HU198573B

HU198573B - Circuit arrangement for breakdown examination of electric insulators

Info

Publication number: HU198573B
Application number: HU259086A
Authority: HU
Inventors: Miklos Karaszi; Gyula Divianszky
Original assignee: Bhg Hiradastech Vallalat
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1989-10-30
Also published as: HUT43896A

Abstract

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés, elektromos szigetelések átütés vizsgálatához, amely alkalmas félvezető p-n átmenetek záróirányú letörés: feszültségének ellenőrzésére, és elektromos rövidzár kimutatására. A kapcsolási elrendezés egyenfeszültségű feszültségforrást, oszcillátort, Lranszformátort és egyenirányító fokozatot tartalmaz. A kapcsolásra jellemző, hogy az oszcillátor egy tranzisztorból (TI), egy ellenállásból (Rl) és a transzformátor (TR) primer és szekunder tekercséből (TR1, TR2) áll, míg a transzformátor (TR) tercier tekercse (TR3), egy dióda (D2) és egy kondenzátor (C) képezi az egyenirányító fokozatot, ahol az ellenállás (Rl) egyik vége az egyenfeszültségű feszültségforrás egyik sarkára, másik vége a primer tekercsen (TR1) keresztül a tranzisztor (TI) bázisára van kötve, míg a tranzisztor (TI) kollektora az egyenfeszültségű feszültségforrás említett sarkára, emittere a szekunder tekercsen (TR2) keresztül az egyenfeszültségű feszültségforrás másik sarkára kapcsolódik, a dióda (D2) egyik pontjával a transzformátor (TR) tercier tekercsének (TR3) egyik sarkához, másik pontjával a kondenzátor (C) egyik végéhez kapcsolódik, míg a kondenzátor (C) másik vége a tercier tekercs (TR3) másik sarkához van kötve. HU 198573 B A leírás terjedelme: 3 oldal, 1 rajz, 1 ábra -1-Field of the Invention The present invention relates to a circuit arrangement for inspecting electrical insulations for breakthrough, which is suitable for checking the voltage of the transverse chamfers of the semiconductor p-n transitions and for detecting an electrical short circuit. The switching arrangement includes a DC voltage source, an oscillator, a Lane transformer and a rectifier. The coupling is characterized by the fact that the oscillator consists of a transistor (TI), a resistor (R1) and a primary and secondary coil (TR1, TR2) of the transformer (TR), while the tertiary coil (TR3) of the transformer (TR) is a diode ( D2) and a capacitor (C) form the rectifier stage, where one end of the resistor (R1) is connected to one corner of the DC voltage source and the other end is connected to the base of the transistor (TI) through the primary coil (TR1), while the transistor (TI) ) to the aforementioned corner of the DC voltage source, the emitter is connected to the other corner of the DC voltage source via the secondary coil (TR2), one of the diodes (D2) to one of the corners of the tertiary coil (TR3) of the transformer (TR3) and the other to the condenser (C). the other end of the capacitor (C) is connected to another corner of the tertiary coil (TR3). 198573 B Scope of the description: 3 pages, 1 drawing, Figure 1 -1-

Description

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés elektromos szigetelések átütés vizsgálatéhoz, amely alkalmas félvezető p-n átmenetek záróirányú letörési feszültségének ellenőrzésére, és elektromos rövidzár kimutatására is.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit arrangement for testing the breakdown of electrical insulators, which is also suitable for controlling the breaking current of semiconductor p-n transitions and for detecting an electrical short circuit.

A különböző szigetelőanyagok egyik lényeges jellemzője az átütési feszültség, amely azt jelenti, hogy az adott szigetelő anyag fajlagos mennyisége milyen feszültség érték fölött válik vezetővé, azaz mekkora potenciálkülönbség hatására indul meg benne az elektromos áram. Ezzel az értékkel áll összefüggésben a szigetelő anyagokat tartalmazó alkatrészek, eszközök, ill. berendezések szigetelése, amely az adott alkatrésszel, eszközzel vagy berendezéssel kapcsolatban az elektromos terhelhetőséget jellemzi (elektromos kábelek, villamos készülékek szigetelése).An important characteristic of different insulating materials is the breakdown voltage, which is the voltage over which the specific amount of the insulating material becomes conductive, that is, the difference in potential that the electrical current starts at. This value is associated with components, devices or components containing insulating materials. equipment insulation, which describes the electrical load capacity of the component, device or equipment (insulation of electrical cables, electrical equipment).

Az átütési feszültség speciális területe a félvezető p-n átmenetek letörési feszültsége, amely azt a legnagyobb potenciál különbséget jelenti, amelyet a p-n átmenet záröirányban, az átütés veszélye nélkül még elvisel.The special area of the breakdown voltage is the breakdown voltage of the semiconductor p-n transitions, which represents the greatest potential difference that the p-n transition can withstand in the closing direction without the risk of breakage.

Az említett értékek mérésére többféle készülék ismeretes. Ezek közül is leggyakoribb az a típus, amely egy akkumulátor vagy elem egyenfeszültségét váltakozó feszültséggé alakítja, amelyet a kívánt értékre transzformálva újra egyenirányít. Ilyen készüléket ismertet a 3 789 294 lsz. US szabadalmi leírás is, amely a szigetelési ellenállás és az átütési feszültség méréséhez szükséges feszültséget oly módon állítja elő, hogy egy elem feszültségét egy földelt emitterű záró oszcillátor segítségével alakítja át. Az átalakításban részt vesz egy diódákból és kondenzátorokból álló feszültségkétszerező kapcsolás is. Az oszcillátor áramát egy sorosan kapcsolt, vezérelhető tranzisztor korlátozza.Several devices are known for measuring these values. The most common of these is the type that converts the DC voltage of an accumulator or battery into alternating voltage, which it transforms to a desired value by re-directing. Such a device is disclosed in U.S. Pat. No. 3,789,294. It is also U.S. Patent No. 4,600,600, which generates a voltage for measuring insulation resistance and breakdown voltage by converting the voltage of an element by means of a grounded oscillator closing oscillator. The conversion also involves a voltage doubling circuit consisting of diodes and capacitors. The oscillator current is limited by a series-connected controllable transistor.

Célunk olyan, az ismert készülékeknél egyszerűbb, kapcsolási elrendezés létrehozása, amely kis méretben megépítve is állandó egyenfeszültséget szolgáltat a szigetelő anyagok, szigetelések és félvezető p-n átmenetek vizsgálatához, és amely alkalmas az elektromos áramkörök szakadásának vagy zárlatának kimutatására is.Our aim is to provide a switching arrangement simpler than known devices, which, even in a small size, provides a constant DC voltage for testing insulating materials, insulations and semiconductor p-n transitions, and which is also suitable for detecting open or short circuits in electrical circuits.

A kitűzött célunkat azáltal érjük el, hogy a kapcsolási elrendezés egy egyenfeszültségű feszültségforrást, egy oszcillátort, egy transzformátort és egy egyenirányító fokozatot tartalmaz, ahol az oszcillátor egy tranzisztorból, egy ellenállásból és a transzformátor primer és szekunder tekercséből áll. A transzformátor tercier tekercse, egy dióda és egy kondenzátor képezi az egyenirányító fokozatot. Az ellenállás egyik vége az egyenfeszültségű feszültségforrás egyik sarkára, másik vége a primer tekercsen keresztül a tranzisztor bázisra van kötve. A tranzisztor kollektora az egyenfeszültségű feszültségforrás említett sarkára, emittere a szekunder tekercsen keresztül az egyenfeszültségű feszültségforrás másik sarkára kapcsolódik. A dióda egyik pontjával a transzformátor a kondenzátor egyik végéhez kapcsolódik. A kondenzátor másik vége a tercier tekercs másik sarkához van kötve. A szekunder tekercs és a tranzisztor emitterének közösített pontjához egy további tranzisztor emittere kapcsolódik, amely további tranzisztor kollektora a szekunder tekercs másik pontjához csatlakozik és a további tranzisztor emittere és bázisa közé egy második ellenállás, míg bázisa és kollektora közé sorosan egy további harmadik ellenállás és dióda van kötve; a kondenzátor és a kapcsolási elrendezés kimenete között negyedik ellenállás és lámpa helyezkedik el.It is an object of the present invention to provide a switching arrangement comprising a dc voltage source, an oscillator, a transformer and a rectifier stage, wherein the oscillator comprises a transistor, a resistor, and a primary and secondary winding of the transformer. The transformer tertiary winding, a diode and a capacitor form the rectifier stage. One end of the resistor is connected to one corner of the dc voltage source and the other end to the transistor base through the primary winding. The collector of the transistor is connected to said corner of the DC voltage source and its emitter is connected to the other corner of the DC voltage source via the secondary coil. At one point of the diode, the transformer is connected to one end of the capacitor. The other end of the capacitor is connected to the other corner of the tertiary coil. An additional transistor emitter is connected to the common point of the secondary coil and the emitter of the transistor, which collector is connected to another point of the secondary coil and has a second resistor between its emitter and base and a third resistor and diode in series between its base and collector. bound; a fourth resistor and lamp are provided between the capacitor and the output of the circuit arrangement.

A továbbiakban a találmány egy előnyös kiviteli alakját ábra alapján ismertetjük.A preferred embodiment of the present invention will now be described by way of illustration.

Az egyenfeszültségű feszültség forrás pozitív sarka a kapcsolás + pontjára csatlakozik, negatív sarka a földelésre van kötve. A feszültségforrás megvalósítási módja lehet tölthető akkumulátor vagy egyszerűen egy szárazelem. A kapcsolás + pontjára egyrészt egy Rl ellenállás egyik pontja, másrészt egy TI tranzisztor kollektora kapcsolódik. Az Rl ellenállás másik pontja egy TR transzformátor primer TRI tekercsén keresztül a TI tranzisztor bázisára van kötve. TI tranzisztor emittere egyrészt a TR transzformátor szekunder TR2 tekercsén keresztül KI és K2 kapcsolók záróérintkezőire, C kondenzátor és L lámpa egyik pontjára, másrészt egy T2 tranzisztor emilterére, harmadrészt R2 ellenállás másik pontjára kapcsolódik. A T2 tranzisztor bázisa az R2 ellenállás másik pontjára ét; Dl dióda anódja van kötve. A Dl dióda katódja R3 ellenálláson keresztül a T2 tranz'sztor kollektorának és a TR transzformátor szekunder TR2 tekercsének közösített pontjára kapcsolódik. A TR transzformátor tercier TR3 tekercsének egyik pontja D2 dióda anódjára, további pontjai a KI és K2 kapcsolók bontó érintkezőire vannak kötve. A KI és R2 kapcsolók közös pontjai földelve vannak. A D2 dióda katódja és a C kondenzátor másik pontja R4 ellenálláson ét P polaritá6véltó egyik bemenetéhez, míg az L lámpa másik pontja a P polaritásvéltó másik bemenetéhez kapcsolódik. A P polaritásváltó, amely jelen esetben két bontó és két záró kapcsolóból íll, kimenete egyben a kapcsolási elrendezés kimenete is.The positive corner of the DC voltage source is connected to the + point of the switch, the negative corner is connected to ground. The embodiment of the voltage source may be a rechargeable battery or simply a dry cell. The + point of the switch is connected to one point of a resistor R1 and to the collector of a TI transistor. The other point of the resistor R1 is connected to the base of the TI transistor via the primary TRI coil of a transformer TR. The emitter of transistor T1 is connected via a secondary coil TR2 of the transformer TR to one of the terminals of switches K1 and K2, to one point of capacitor C and lamp L, and to the emitter of a transistor T2 and thirdly to resistor R2. The base of the transistor T2 is at the other point of the resistor R2; Anode D1 diode is connected. The cathode of the diode D1 is connected via a resistor R3 to a common point of the collector of the transistor T2 and the secondary coil TR2 of the transformer TR. One point of the t3 coil TR3 of the transformer TR is connected to the anode of diode D2, the other points are connected to the break contacts of switches K1 and K2. The common points of the KI and R2 switches are grounded. The cathode of diode D2 and the other point of capacitor C are connected at a resistor R4 to one of the inputs of polarity P and the other point of lamp L to the other input of polarity P. The output of the polarity inverter P, which in this case consists of two disconnecting and two closing switches, is also the output of the circuit arrangement.

Az áramkör működése a következő:The circuit operates as follows:

A KI vagy K2 kapcsoló lenyomásával az Rl ellenálláson, a TR tranzisztor primer TRI tekercsén, a TI tranzisztoron és a szekunder TR2 tekercsen keresztül áram indul meg az áramkör + és föld pontja között. A primer TRI tekercs és a szekunder TR2 tekercs bekötése olyan, hogy a szekunder TR2 tekercsben meginduló áram a primer TRI tekercsben olyan értelmű feszültségei indukál, hogy a TI tranzisztort még inkább nyitásba vezérli, ami az áram további növekedését eredményezi. Ez a növekedés addig tart, amig a TI 3By pressing the switch KI or K2, a current is drawn between the + and ground points of the circuit via resistor R1, the primary TRI coil of the transistor TR, the transistor TI, and the secondary coil TR2. The connection of the primary TRI coil and the secondary TR2 coil is such that the current starting in the secondary TR2 coil induces voltages in the primary TRI coil such that it further controls the transistor TI to open, which results in a further increase in current. This increase lasts until TI 3

HU 198573 Β tranzisztor telítésbe nem kerül és az áramnövekedés megáll. Ekkor az előbbi hatás fordítottja játszódik le, azaz a primer TRI tekercsben indukálódó feszültség a TI tranzisztort a lezárás irányába vezérli. A lezárást követően a ciklus újra és újra megismétlődik és létrejön egy önrezgő folyamat.HU 198573 Β transistor is not saturated and current growth stops. In this case, the inverse of the former effect occurs, that is, the voltage induced in the primary TRI coil drives the TI transistor in the direction of termination. After closing, the cycle repeats itself over and over again, creating a self-vibrating process.

Az oszcilláció szabályzására az R2 ellenállásból, T2 tranzisztorból, Dl diódából és R3 ellenállásból álló kapcsolás szolgál. Abban az esetben ha a szekunder TR2 tekercsen kialakuló feszültség amplitúdója egy adott értéket meghalad, az R3 elenálláson és Dl diódán keresztül a T2 tranzisztor kinyit és rövidre zárja a szekunder TR2 tekercset. A Dl dióda 15 célszerűen Zener dióda, amelynek letörési feszültsége befolyásolja a rezgés szabályozását. Az oszcilláció alatt a TR transzformátor tercier TR3 tekercsében is feszültség indukálódik, és félperiódusonként a D2 diódán 20 keresztül tölti a C kondenzátort. A C kondenzátorról az R4 ellenálláson keresztül mér újra egyenfeszültség vehető le, amely a P polaritásváltó segítségével megfordítható. A létrejövő egyenfeszültség nagysága egyrészt 25 az oszcillátor működésétől, másrészt a TR transzformátor áttételétől függ. A KI és K2 kapcsolók feladata az oszcillátor bekapcsolásén kívül az, hogy a TR transzformátor áttételét két fokozatúvá teszik, azaz attól függő- 30 en, hogy a KI vagy K2 kapcsolót használjuk, az áramkör kimenetén két különböző egyenfeszültség jelenik meg.The oscillation is controlled by a circuit consisting of a resistor R2, a transistor T2, a diode D1 and a resistor R3. In the event that the amplitude of the voltage across the secondary coil TR2 is greater than a given value, transistor T2 will open and short-circuit the secondary coil TR2 through resistor R3 and diode D1. The D1 diode 15 is preferably a Zener diode whose breakage voltage affects the control of vibration. During oscillation, voltage is also induced in the torsional coil TR3 of the transformer TR and charges capacitor C through diode D2 every half-life. The direct current can be disconnected from capacitor C via resistor R4, which can be reversed by means of polarity inverter P. The magnitude of the resulting DC voltage depends on the operation of the oscillator on the one hand and the transmission ratio of the TR transformer on the other hand. The function of the switches K1 and K2, apart from turning on the oscillator, is to make the transmission of the transformer TR two steps, that is, depending on whether the switch K1 or K2 is used, two different DC voltages are displayed at the output of the circuit.

Az elektromos szigetelések átütés vizsgálata során a vizsgált anyag vagy alkatrész 35 megfelelő pontjait a kimenetre kötjük, és a KI vagy K2 kapcsoló valamelyikével az áramkört bekapcsoljuk. Amennyiben a beállított egyenfeszültség mellett átütés nem következett be, úgy az L lámpa nem világít. Ellen- 40 kező esetben az R4 ellenálláson és az L lámpán - amely célszerűen egy gázkisülésű lámpa - keresztül áram fog folyni, amit az L lámpa világítása jelez. Amennyiben félvezetők p-n átmenetének átütési szilárdságát kívánjuk ellenőrizni, a P polaritásváltó segítségével állíthatjuk be a megfelelő feszültségirányt,During the electrical insulation breakage test, the appropriate points 35 of the material or component under test are connected to the output and one of the switches K1 or K2 is turned on. If there is no breakage at the set DC voltage, the L lamp will not illuminate. Otherwise, current will flow through resistor R4 and lamp L, which is preferably a gas discharge lamp, as indicated by illumination of lamp L. If you want to test the p-n transition resistance of semiconductors, you can use the P polarity inverter to set the correct voltage direction,

A kapcsolási elrendezés előnye, hogy kis méretben megépíthető, a hálózattól függetlenül használható és kezelése nem balesetveszélyes.The advantage of the circuit arrangement is that it can be built in a small size, can be used independently of the network and is non-accidental to operate.

Claims

PATENT CLAIMS

A circuit arrangement for testing an electrical insulation breakdown comprising a voltage source, an oscillator, a transformer, and a rectifier stage with a voltage of 5, characterized in that the oscillator is a primary and an eddy of a first transistor (TI), first resistor (R1) it consists of a coil (TR1, TR2), while the transformer (TR) tertiary coil (TR3), a second diode (D2) and a capacitor (C) form the rectifier stage, where one end of the first resistor (R1) to one corner of the DC voltage source the other end is connected via a primary coil (TRI) to the base of the first transistor (TI), while the collector of the first transistor (TI) is connected to said corner of the DC voltage source, its emitter is connected to the other corner of the DC voltage source. one of the points of the second diode (D2) is the transformer It is connected to one end of the capacitor (C) at one end of the tertiary coil (TR3) of the (TR) and the other end of the capacitor (C) is connected to the other corner of the tertiary coil (TR3); connected to the common point of the emitter of the secondary coil (TR2) and the first transistor (T1), the emitter of an additional transistor (T2) connected to the other point of the secondary coil (TR2) and the further transistor (T2). a second resistor (R2) is connected between its emitter and its base and a third resistor (R3) and a first diode (D1) are connected in series between its base and its collector; between the capacitor (C) and the circuit arrangement. a fourth resistor (R4) and a lamp (L) are located.

A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the tertiary coil (TR3) is provided with a plurality of branches which are connected between the branches and the ground switches (K1, K2).

Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a polarity switch (P) is provided between the fourth resistor (R4) and the lamp (L) and the output.