PL215548B1 - Układ pomiarowy do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ pomiarowy do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania.

Znane są z powszechnego stosowania układy pomiarowe do oceny stanu zasilania polegające na pomiarze napięcia bezpośrednio na zaciskach źródła zasilającego, do którego może być podłączony akumulator lub zasilacz odłączalny, lecz nie mogą być one stosowane w układach niezabezpieczonych przed odwrotnym podłączeniem źródłem zasilania. Innym znanym rozwiązaniem jest pomiar napięcia zasilającego za szeregową diodą zabezpieczającą, lecz wadą tego rozwiązania jest duży błąd pomiarowy wynikający ze zmiennego spadku napięcia na tej diodzie przy zmiennym obciążeniu. Wadą tego rozwiązania jest również niemożność oceny stanu zagrożenia wynikająca z nagłego odłączenia układu od źródła zasilania.

Istota wynalazku polega na tym, że układ pomiarowy do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania ma do zacisku dodatniego źródła zasilania podłączoną anodę diody szeregowej, której katoda podłączona jest do katody diody równoległej i dodatniego zacisku kondensatora będącego zasobnikiem energii i wejścia regulatora napięcia. Wyjście regulatora napięcia podłączone jest do wejścia zasilającego układu mikroprocesorowego. Równolegle do diody szeregowej podłączony jest rezystor. Do zacisku dodatniego źródła zasilania podłączony jest jednym zaciskiem pierwszy rezystor dzielnika rezystancyjnego, którego drugi zacisk połączony jest z zaciskiem drugiego rezystora dzielnika rezystancyjnego, rezystorem z filtru RC, katodą pierwszej diody zabezpieczającej i anodą drugiej diody zabezpieczającej. Drugi zacisk rezystora z filtru RC połączony jest do jednego zacisku kondensatora z filtru RC i do wejścia pomiarowego układu mikroprocesorowego. Katoda drugiej diody zabezpieczającej połączona jest do wejścia zasilającego układu mikroprocesorowego. Drugie zaciski kondensatora z filtru RC, drugiego rezystora z dzielnika rezystancyjnego, minusa kondensatora będącego zasobnikiem energii oraz anoda diody równoległej i anoda pierwszej diody zabezpieczającej, zacisk masy układu mikroprocesorowego, zacisk masy regulatora napięcia i zacisk masy zasilacza tworzą węzeł masy.

Zaletą układu pomiarowego do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania jest możliwość ciągłej kontroli napięcia na kondensatorowym zasobniku energii w celu utrzymania rezerwy czasowej do zapisu danych ulotnych w systemie pamięci nieulotnej układu mikroprocesorowego. Równoległe podłączenie do szeregowej diody zabezpieczającej rezystora, umożliwia ciągły pomiar napięcia nie tylko akumulatora, ale również kondensatorowego zasobnika energii. Ocena stanu rozładowania akumulatora umożliwia jego ochronę przed jego zniszczeniem, a pomiar napięcia na kondensatorze będącym zasobnikiem energii umożliwia pełną kontrolę nad zapisywanymi danymi. Badając dynamikę mierzonego spadku, możemy ocenić czy obniżenie napięcia wynika z rozładowania akumulatora, czy też wynika z nagłego odłączenia układu od akumulatora lub zewnętrznego zasilacza. Zaletą opisanego układu jest również to, że zachowana jest pełna ochrona przed odwrotnym podłączeniem zasilania.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu pomiarowego do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania.

W przedstawionym układzie znajdują się: odłączalne źródło zasilania ZZ, układ mikroprocesorowy MC, regulator napięcia RN, kondensator będący zasobnikiem energii C1, dzielnik rezystancyjny R2 i R3, diody zabezpieczające D3 i D4 i filtr RC R4 i C2 na wejściu pomiarowym układu mikroprocesorowego, diodę szeregową D1 z połączonym równolegle rezystorem R1 oraz diodę równoległą D2. Odłączalnym źródłem zasilania ZZ może być akumulator lub zasilacz zewnętrzny. Zacisk dodatni zasilacza zewnętrznego ZZ połączony jest z anodą diody D1, której katoda podłączona jest do katody diody D2, zacisku dodatniego kondensatora C1, który jest zasobnikiem energii dla utrzymania rezerwy czasowej do zapisu danych ulotnych w systemie pamięci nieulotnej układu mikroprocesorowego, i wejścia regulatora napięcia RN. Wyjście regulatora napięcia RN podłączone jest do wejścia zasilającego wezas układu mikroprocesorowego MC. Równolegle z diodą D1 połączony jest rezystor R1, którego zadaniem jest podanie napięcia z kondensatora C1 do punktu pomiarowego napięcia w chwili zaniku napięcia zasilającego, np. gdy nastąpi odłączenie wtyczki zasilającej od źródła zasilania ZZ. Napięcie mierzone na wejściu zasilającym układu podawane jest poprzez dopasowujący dzielnik rezystancyjny R2 i R3 oraz filtr przeciwzakłóceniowy R4 i C2 na wejście pomiarowe wenom układu mikroprocesorowego MC. Wejście pomiarowe jest zabezpieczone przed przepięciami i zamianą polaryPL 215 548 B1 zacji zasilania diodami zabezpieczającymi D3 i D4. Dioda zabezpieczająca D3 podłączona jest anodą do węzła połączonych ze sobą rezystorów R2, R3, R4 i katody diody D4, natomiast katodą podłączona jest do wejścia zasilającego wezas układu mikroprocesorowego MC. Dioda zabezpieczająca D4 podłączona jest równolegle do rezystora R3. Drugie zaciski kondensatora C2, rezystora R3, zacisk ujemny kondensatora C1, anody diod D2 i D4, zacisk masy układu mikroprocesorowego MC, zacisk masy regulatora napięcia RN i zacisk masy zasilacza ZZ tworzą węzeł masy. Rezystory R2 i R3 powinny być tak dobrane, aby nie przekroczyć zakresu pomiarowego wejścia pomiarowego wepom. Rezystancja rezystora R1 powinna być wielokrotnie mniejsza od sumy rezystancji rezystorów R2 i R3.

Claims (1)

1. Układ pomiarowy do oceny stanu zasilania zwłaszcza w urządzeniach z odłączalnym źródłem zasilania zawierający źródło zasilania, układ mikroprocesorowy, regulator napięcia, kondensator, filtr RC na wejściu pomiarowym, diody zabezpieczające, dzielnik oporowy, znamienny tym, że do zacisku dodatniego źródła zasilania (ZZ) podłączona jest anoda diody (D1), której katoda podłączona jest do katody diody (D2), dodatniego zacisku kondensatora (C1) i wejścia regulatora napięcia (RN), a wyjście regulatora napięcia (RN) podłączone jest do wejścia zasilającego (wezas) układu mikroprocesorowego (MC), a równolegle do diody (D1) podłączony jest rezystor (R1) oraz do zacisku dodatniego źródła zasilania (ZZ) podłączony jest jednym zaciskiem rezystor (R2), którego drugi zacisk połączony jest z zaciskami rezystorów (R3), (R4), katodą diody (D4) i anodą diody (D3), drugi zacisk rezystora (R4) połączony jest do jednego zacisku kondensatora (C2) i do wejścia pomiarowego (wepom) układu mikroprocesorowego (MC), a katoda diody (D3) połączona jest do wejścia zasilającego (wezas) układu mikroprocesorowego (MC), przy czym drugie zaciski kondensatora (C2), rezystora (R3), zacisk ujemny kondensatora (C1) oraz anody diod (D2) i (D4), zacisk masy układu mikroprocesorowego (MC), zacisk masy regulatora napięcia (RN) i zacisk masy zasilacza (ZZ) tworzą węzeł masy.