PL225673B1 - Układ uniwersalnego wejścia dwustanowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ uniwersalnego wejścia dwustanowego przeznaczony do współpracy z wejściowym sygnałem napięciowym o różnych wartościach napięcia zarówno stałego jak i przemiennego.

Znany jest z opisu patentowego PL 213393 układ elektroniczny wejścia dwustanowego zawierający rezystory, tranzystory, kondensatory i układ pamięciowy. Opisywane rozwiązanie jest przeznaczone do współpracy z sygnałami o stałej wartości stałego napięcia wejściowego.

Znane jest również rozwiązanie dwustanowego układu wejściowego o zmiennej oporności opisane w opisie patentowym PL 215862 zawierające mostek prostowniczy, dzielnik napięcia, opornik, stabilizator napięcia, generator impulsu, klucze sterowane elektrycznie, komparator, transoptor i układ napięcia referencyjnego. Rozwiązanie to nie pozwala na automatyczną detekcję parametrów sygnału wejściowego uniemożliwiając w ten sposób automatyczną adaptację odpowiedzi urządzenia zgodną z aktualnym standardem systemu, w jakim ono pracuje. Układ ten nie posiada izolacji galwanicznej.

Innym rozwiązanie jest przedstawione w opisie patentowym PL 198296, Dwustanowy układ wejściowy o zmiennej oporności z izolacją galwaniczną zawiera mostek prostowniczy, rezystory, diodę Zenera, źródło prądowe, transoptory, kondensator i bufor napięciowy. Podobnie jak poprzednio wspomniany nie zwraca informacji dotyczącej poziomu napięcia sygnału wejściowego.

Dwustanowy układ wejściowy według wynalazku zbudowany jest z mostka prostowniczego oraz kondensatora filtrującego tworzących układ prostownika napięcia. Napięcie wyprostowane podawane jest poprzez diodę nadawczą transoptora na zestaw n źródeł prądowych, gdzie n jest liczbą progów napięcia detekowanych przez układ. Pierwsze źródło prądowe jest podłączone bezpośrednio do katody diody nadawczej transoptora, a pozostałe źródła podłączone są za pośrednictwem diod Zenera ustalających progi napięciowe, przy których dane źródło się załącza. Wartości napięć charakterystycznych źródeł ustalają detekowane progi wartości napięcia. Źródła prądowe wraz z diodami Zenera połączone są równolegle ze sobą do katody diody nadawczej transoptora tak, że ich prądy płynące przez diodę nadawczą sumują się. Po stronie odbiorczej sygnał prądowy z tranzystora wyjściowego transoptora zostaje podany na dzielnik prądowy, a z dzielnika na wejścia zestawu komparatorów z wejściem Schmitta. Progi przełączania wyjść komparatorów ustawione są poprzez regulację napięć odniesienia i są one dobrane w taki sposób, aby, uwzględniając nieliniowości związane z charakterystyką przenoszenia transoptora, każde załączenie układu źródła prądowego powodowało pobudzenie wyjścia odpowiedniego komparatora. Wyjście komparatora o najniższym progu zadziałania stanowi wyjście sygnału pobudzenia układu wejścia dwustanowego. Jest ono jednocześnie podawane wraz z sygnałami wyjściowymi z pozostałych komparatorów na wejście układu kondycjonowania sygnału, który transformuje informację o ilości załączonych źródeł prądowych do postaci wymaganej przez pozostałe podsystemy urządzenia współpracującego.

Zaletą układu według wynalazku jest możliwość defekowania, jakim poziomem napięcia pobudzane jest dane wejście dwustanowe przy jednoczesnym zachowaniu pełnej izolacji galwanicznej. Od strony pierwotnej tor wejściowy nie wymaga zasilania, co pozwala na zastosowanie układu w szerokim zakresie wartości napięcia wejściowego.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który stanowi schemat układu.

Układ wejścia dwustanowego zawiera wejście sygnału WE podawane na wejście mostka prostowniczego M1, którego wyjście jest połączone z kondensatorem filtrującym C1 oraz anodą diody nadawczej transoptora TR1. Katoda diody nadawczej transoptora TR1 połączona jest z zestawem n źródeł prądowych ZP1-ZPn połączonych równolegle, z tym, że pierwsze źródło prądowe Zp1 podłączone jest bezpośrednio, a pozostałe połączone są z katodą diody nadawczej transoptora TR1 poprzez diody Zenera D₁-D_n-1. Tranzystor wyjściowy transoptora TR1 połączony jest od strony kolektora do napięcia zasilania U_zas, a od strony emitera do dzielnika prądowego utworzonego z rezystorów R1 i R2. Wyjście dzielnika prądowego dołączone jest do wejść komparatorów z wejściem Schmitta K1 -Kn. Na wejścia komparatorów K1-Kn podawane są również napięcia odniesienia U_ref1-U_refn ustalające progi ich przełączania. Wyjścia komparatorów K1-Kn są podawane na wejście układu kondycjonowania sygnału UK, na którego wyjściach WY_s, uzyskiwany jest sygnał informujący o poziomie napięcia wejściowego i który transformuje informację o liczbie złącznych źródeł prądowych ZP do postaci wymaganej przez pozostałe podsystemy urządzenia współpracującego. Ponadto wyjście pierwszego

PL 225 673 B1 komparatora K1 o najniższym progu przełączania oznaczone WY stanowi wyjście układu sygnalizujące pobudzenie wejścia układu WE.

Cechą wyróżniającą układu jest automatyczna detekcja parametrów sygnału wejściowego i zwracanie tej informacji do układów sterowania i kondycjonowania przy jednoczesnym zachowaniu pełnej izolacji galwanicznej pomiędzy wejściem a układami kondycjonowania i ograniczeniu mocy wejściowej.

Układ znajduje zastosowanie w przemysłowych urządzeniach elektronicznych, współpracujących z różnymi standardami zasilania (m.in. 12 V, 24 V, 110 V, 230 V) pozwalając na automatyczne dostosowanie poziomów napięć sterowania urządzenia do parametrów systemu, z którym urządzenie współpracuje.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ uniwersalnego wejścia dwustanowego zbudowany z mostka prostowniczego, kondensatora, transoptora, diod Zenera, źródeł prądowych, dzielnika prądowego, komparatorów i źródeł napięcia odniesienia oraz układu kondycjonowania sygnału znamienny tym, że zaciski wejściowe (WE) są połączone z wejściami mostka prostowniczego (M1), a wyjścia mostka prostowniczego (M1) są podłączone odpowiednio do masy układu i zacisków kondensatora filtrującego (C1) oraz anody diody nadawczej transoptora (TR1), której katoda połączona jest z zestawem źródeł prądowych (ZP1-ZPn). z których pierwsze źródło podłączone jest do katody bezpośrednio, a pozostałe przez diody Zenera (D1-Dn). natomiast tranzystor odbiorczy transoptora (TR1) jest podłączony zaciskiem kolektora do napięcia zasilania strony wtórnej, a zaciskiem emitera do rezystorów układu dzielnika prądowego składającego się z rezystorów (R1 i R2). którego wyjście jest podłączone do zestawu komparatorów z wejściem Schmitta (K1-Kn) o różnych napięciach załączania ustalanych przez źródła referencyjne (U_ref1-U_refn), a ich wyjścia są podłączone do układu kondycjonowania sygnału (UK), na którego wyjściach (WYs), uzyskiwany jest sygnał informujący o poziomie napięcia wejściowego, dodatkowo wyjście komparatora pierwszego o najniższym progu przełączania (K1) podłączone jest do zacisku wyjściowego (WY), na którym uzyskiwana jest informacja o pobudzeniu wejścia układu (WE).