RU2028624C1

RU2028624C1 - Power supply monitoring device

Info

Publication number: RU2028624C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Больинов; Ю.Г. Бочаров; В.Г. Веселовский; И.И. Яньшин
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: monitoring device has monitoring unit 1, disabling unit 2, and fault signal shaper 3. Unit 1 has comparators 4-6 and coincidence gate 7 whose output is connected to output of unit 1, input of unit 2, and data input of shaper 3, their inputs are connected to outputs of comparators 4-6 whose inputs are connected to input terminals of device; output of unit 2 is connected to enabling input of shaper 3 whose output is connected to device output. EFFECT: improved design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля параметров источников электропитания различных радиоэлектронных устройств. The invention relates to electrical engineering and can be used to control parameters of power supplies of various electronic devices.

Известно устройство контроля источников электропитания [1]. A device for monitoring power supplies [1].

Известны устройства контроля источников электропитания, содержащие узел контроля, состоящий из трех компараторов и схемы совпадения, причем один из компараторов контролирует уровень напряжения на датчике тока нагрузки, а два других обеспечивают контроль соответственно верхнего и нижнего уровней допусковой зоны выходного напряжения контролируемого источника электропитания, а также узел сигнализации, содержащий два управляемых генератора, схему совпадения, светодиод и резистор [2]. Known devices for monitoring power supplies containing a control unit consisting of three comparators and a matching circuit, one of the comparators controls the voltage level at the load current sensor, and the other two provide control of the upper and lower levels of the tolerance zone of the output voltage of the controlled power source, as well as signaling unit containing two controlled generators, a matching circuit, an LED and a resistor [2].

Известно, что при включении источника электропитания его выход на номинальный режим происходит не мгновенно, а в течение определенного промежутка времени, обусловленного в основном зарядом его выходной емкости. В течение этого переходного процесса определенные параметры источника электропитания, контролируемые устройством контроля, находятся вне нормы, что приводит к формированию на выходе устройства контроля ложного сигнала неисправности, что нежелательно, а в случае использования выходного сигнала устройства контроля для отключения источника электропитания - не допустимо, так как в этом случае не обеспечивается его запуск. В известном устройстве в течение переходного процесса, связанного с включением источника электропитания, на выходах двух компараторов присутствуют сигналы аварии, которые не содержат достоверной информации о состоянии источника электропитания. Наличие этих сигналов аварии обусловлено тем, что, во-первых, выходное напряжение источника электропитания при включении возрастает от нулевого значения до номинального и определенный промежуток времени находится ниже нижнего уровня допусковой зоны выходного напряжения, на который настроен второй компаратор, а, во-вторых, пусковой ток заряда выходного конденсатора источника электропитания, как правило, значительно превышает ток, на который настроен третий токовый компаратор. Таким образом, известное устройство при включении контролируемого источника электропитания сигнализирует о его неисправности, что в действительности не соответствует истине. It is known that when the power source is turned on, its output to the nominal mode does not occur instantly, but during a certain period of time, mainly due to the charge of its output capacity. During this transition process, certain parameters of the power source controlled by the control device are out of the norm, which leads to the formation of a false error signal at the output of the control device, which is undesirable, and in the case of using the output of the control device to turn off the power supply, it is not allowed, so as in this case its launch is not ensured. In the known device during the transition process associated with the inclusion of the power source, at the outputs of the two comparators there are alarm signals that do not contain reliable information about the state of the power source. The presence of these alarm signals is due to the fact that, firstly, the output voltage of the power source when turned on increases from zero to the nominal value and a certain period of time is below the lower level of the tolerance zone of the output voltage to which the second comparator is configured, and, secondly, the starting charge current of the output capacitor of the power supply, as a rule, significantly exceeds the current to which the third current comparator is configured. Thus, the known device when you turn on the controlled power source signals about its malfunction, which in reality is not true.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет исключения появления ложного сигнала неисправности на выходе устройства во время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания. The aim of the invention is to increase the reliability of control by eliminating the appearance of a false alarm signal at the output of the device during the transition process associated with the inclusion of a controlled power source.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля, содержащее узел контроля, состоящий из компараторов и схемы совпадения, введены узел блокировки, обеспечивающий формирование сигнала, блокирующего прохождение сигнала неисправности на выход устройства, на время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания или на заданное время и узел формирования сигнала неисправности, обеспечивающий прохождение сигнала неисправности на выход устройства при отсутствии блокирующего сигнала на его разрешающем входе, при этом входы компараторов узла контроля соединены каждый со своими входами узла контроля и устройства, их выходы подключены к входам схемы совпадения, выход которой соединен с выходом узла контроля, входом узла блокировки и с информативным входом узла формирования сигнала неисправности, разрешающий вход которого подключен к выходу узла блокировки, а выход - к выходу устройства. This goal is achieved by the fact that in the control device containing a control unit, consisting of comparators and a matching circuit, a blocking unit is introduced, which provides the formation of a signal blocking the passage of the fault signal to the device output, during the transition process associated with the inclusion of a controlled power source or a specified time and a node for generating a fault signal, which ensures the passage of a fault signal to the output of the device in the absence of a blocking signal on it about the permissive input, while the inputs of the comparators of the control node are each connected to their inputs of the control node and device, their outputs are connected to the inputs of the matching circuit, the output of which is connected to the output of the control node, the input of the blocking node and with the informative input of the node generating the fault signal, allowing the input which is connected to the output of the lock node, and the output to the output of the device.

Поставленная цель достигается также тем, что узел блокировки содержит элемент задержки и схему совпадения, один вход которой соединен с выходом элемента задержки, другой - с входом узла блокировки, выход которого подключен к выходу схемы совпадения, а узел формирования сигнала неисправности состоит из схемы совпадения и триггера, причем один вход схемы совпадения соединен с разрешающим, а другой - с информативным входами узла формирования сигнала неисправности, выход которого подключен к выходам устройства и триггера, входом соединенного с выходом схемы совпадения. This goal is also achieved by the fact that the lock node contains a delay element and a matching circuit, one input of which is connected to the output of the delay element, the other with the input of the locking unit, the output of which is connected to the output of the matching circuit, and the fault signal generating unit consists of a matching circuit and trigger, moreover, one input of the matching circuit is connected to the enable, and the other to the informative inputs of the node generating the fault signal, the output of which is connected to the outputs of the device and the trigger, the input of the connected o with the output of the match circuit.

Существенные признаки, отличающие предлагаемое устройство от известного, состоят в введении в устройство узлов блокировки и формирования сигнала неисправности и связей между узлами устройства. Введение этих признаков позволяет исключить появление ложного сигнала неисправности на выходе устройства во время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания, и тем самым повысить достоверность контроля. The essential features that distinguish the proposed device from the known one are the introduction of locking units into the device and generating a fault signal and connections between the device nodes. The introduction of these signs eliminates the appearance of a false signal of a malfunction at the output of the device during the transient process associated with the inclusion of a controlled power source, and thereby increase the reliability of the control.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства, при этом на чертеже приведен один из возможных вариантов выполнения узлов блокировки и формирования сигнала неисправности, количество компараторов в узле контроля, для простоты описания принципа действия заявленного устройства, выбрано равным трем. The drawing shows the electrical diagram of the proposed device, while the drawing shows one of the possible embodiments of the lock and signal generation nodes, the number of comparators in the control node, for ease of description of the principle of operation of the claimed device, is chosen to be three.

Устройство контроля содержит узлы 1 и 2 контроля и блокировки соответственно и формирователь 3 сигнала неисправности. Узел 1 состоит из компараторов 4-6 и схемы 7 совпадения, выход которой соединен с выходом узла 1, входом узла 2 и информативным входом формирователя 3, а входы - с выходами компараторов 4-6, входы которых являются входными выводами устройства. Выход узла 2 блокировки подключен к разрешающему входу формирователя 3, выход которого является выходным выводом устройства. Узел 2 состоит из элемента 8 задержки и схемы 9 совпадения. При этом выход схемы 9 совпадения соединен с выходом узла 2 блокировки, один ее вход - с выходом элемента 8 задержки, а другой - с входом узла 2 блокировки. Формирователь 3 сигнала неисправности содержит схему 10 совпадения и триггер 11, при этом выход триггера 11 соединен с выходом узла, его вход - с выходом схемы 10 совпадения, один из входов которой соединен с разрешающим входом фоpмиpователя 3 , а другой - с его информативным входом. The control device contains nodes 1 and 2 of the control and blocking, respectively, and driver 3 of the fault signal. Node 1 consists of comparators 4-6 and matching circuit 7, the output of which is connected to the output of node 1, the input of node 2 and the informative input of driver 3, and the inputs are with the outputs of comparators 4-6, the inputs of which are the input outputs of the device. The output of the locking unit 2 is connected to the enable input of the driver 3, the output of which is the output of the device. Node 2 consists of a delay element 8 and a matching circuit 9. In this case, the output of the matching circuit 9 is connected to the output of the blocking unit 2, one of its input - with the output of the delay element 8, and the other - with the input of the blocking unit 2. The fault signal generator 3 contains a coincidence circuit 10 and a trigger 11, while the output of the trigger 11 is connected to the output of the node, its input to the output of the coincidence circuit 10, one of the inputs of which is connected to the enable input of the shaper 3, and the other to its informative input.

Предположим, что на вход компаратора 4 поступает напряжение с датчика тока нагрузки, а компараторы 5 и 6 обеспечивают контроль соответственно верхнего и нижнего уровней допусковой зоны выходного напряжения контролируемого источника электропитания и нормальному состоянию контролируемых напряжений соответствует сигнал логической "1" на выходе каждого компаратора. Тогда в качестве схемы 7 узла 2 следует выбрать логический элемент И, в качестве схем 9 и 10 узла 2 и формирователя 3 - логический элемент ИЛИ-НЕ, а элемент 8 при включении контролируемого источника электропитания заданное время должен обеспечивать на своем выходе сигнал логического "0" с последующим его окончательным переходом в "1". Suppose that the input from the comparator 4 receives voltage from the load current sensor, and the comparators 5 and 6 provide control of the upper and lower levels of the tolerance zone of the output voltage of the monitored power supply and the normal state of the monitored voltages corresponds to a logical "1" signal at the output of each comparator. Then, as the circuit 7 of the node 2, you should choose the logical element AND, as the circuits 9 and 10 of the node 2 and the shaper 3 - the logical element OR-NOT, and the element 8 when you turn on the controlled power source, the specified time should provide a logical "0 "followed by its final transition to" 1 ".

В этом случае устройство работает следующим образом. In this case, the device operates as follows.

При включении контролируемого источника электропитания на входы устройства контроля поступают контролируемые напряжения с соответствующих датчиков и одновременно начинается отсчет заданного с помощью элемента задержки 8 времени, в течение которого на его выходе присутствует сигнал логический "0". Это время должно быть выбрано таким, чтобы при любых разбросах параметров и факторов, влияющих как на длительность переходного процесса выхода контролируемого источника электропитания на номинальный режим, так и на точность установки самого этого времени, оно было равно или чуть больше максимально возможного времени выхода на номинальный режим контролируемого источника электропитания. Пока выходное напряжение контролируемого источника питания ниже уровня, на который настроен компаратор 6, или пусковой ток превышает ток нагрузки, на который настроен компаратор 4 или оба эти фактора присутствуют одновременно на выходе узла 1 контроля имеет место сигнал неисправности, т.е. логический "0". Однако на выходе устройства сформирован сигнал, в который был первоначально установлен триггер 11, т.е. сигнал "Норма", так как сигнал логическая "1", присутствующий при этом на выходе узла 2, запрещает прохождение сигнала неисправности с выхода узла 1 контроля на выход устройства. Как только контролируемый источник электропитания выходит на номинальный режим, т.е. на выходе узла 1 контроля устанавливается сигнал логическая "1", то независимо от состояния выхода элемента 8 задержки на выходе узла 2 блокировки устанавливается сигнал логический "0", который является разрешающим для прохождения сигнала неисправности на выход устройства, а выходной сигнал при этом не изменяется, т.е. по-прежнему на выходе устройства присутствует сигнал "Норма". Теперь уход за допуски любого из контролируемых параметров сопровождается изменением выходного сигнала устройства с сигнала "Норма" на сигнал "Авария". В случае, если по каким-либо причинам, например при включении на короткозамкнутую нагрузку, контролируемый источник электропитания не выходит на номинальный режим, то разрешающий сигнал на прохождение сигнала неисправности с выхода узла 1 контроля на выход устройства формируется за счет изменения сигнала на выходе элемента 8 задержки (с логического "0" на логическую "1") по прошествии заданного времени, т.е. на выходе устройства и в этом случае сигнал изменяется с "Нормы" на "Аварию", т.е. опять будет достоверным. When the monitored power supply is turned on, the monitored voltages are supplied to the inputs of the monitoring device from the corresponding sensors, and at the same time, the time specified by the delay element 8 starts, during which a logical “0” signal is present at its output. This time should be chosen so that for any variation in parameters and factors affecting both the duration of the transition process of the controlled power supply reaching the nominal mode and the accuracy of setting this time itself, it should be equal to or slightly longer than the maximum possible time for reaching the nominal controlled power supply mode. While the output voltage of the monitored power source is lower than the level at which the comparator 6 is set, or the inrush current exceeds the load current to which the comparator 4 is set, or both of these factors are present simultaneously at the output of the control unit 1, a fault signal occurs, i.e. logical "0". However, at the device output, a signal is generated in which the trigger 11 was initially installed, i.e. the signal is “Normal”, since the logical signal “1”, which is present at the output of node 2, prohibits the passage of a fault signal from the output of the monitoring node 1 to the output of the device. As soon as the controlled power supply reaches its rated mode, i.e. at the output of the control unit 1, a logical signal “1” is set, then regardless of the output element status of the delay element 8, a logical “0” signal is set at the output of the blocking unit 2, which allows the malfunction signal to pass to the device output, but the output signal does not change , i.e. there is still a “Normal" signal at the output of the device. Now, care for the tolerances of any of the monitored parameters is accompanied by a change in the output signal of the device from the Normal signal to the Alarm signal. If for some reason, for example, when switching on a short-circuited load, the controlled power source does not reach the nominal mode, then the enable signal for the passage of the fault signal from the output of the control unit 1 to the device output is generated by changing the signal at the output of element 8 delays (from logical "0" to logical "1") after a specified time, i.e. at the output of the device, in this case, the signal changes from "Norm" to "Alarm", i.e. will be reliable again.

Таким образом предложенное устройство в отличие от устройства-прототипа обеспечивает формирование достоверного сигнала неисправности процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания. Это обстоятельство особенно важно в том случае, когда выходной сигнал устройства контроля используется не только для сигнализации неисправности, но и для отключения контролируемого источника электропитания от нагрузки при аварийной ситуации. В этом случае использование предложенного устройства позволяет минимизировать время появления достоверного сигнала состояния контролируемого источника электропитания при его включении на выходе устройства контроля; обеспечить появление сигнала неисправности на выходе устройства контроля и в случае включения контролируемого источника электропитания на короткозамкнутую нагрузку, а также в случае когда авария произошла во время переходного процесса его включения. Thus, the proposed device, in contrast to the prototype device, provides the formation of a reliable process error signal associated with the inclusion of a controlled power source. This circumstance is especially important when the output signal of the monitoring device is used not only to signal a malfunction, but also to disconnect the monitored power supply from the load in an emergency. In this case, the use of the proposed device allows to minimize the time of occurrence of a reliable state signal of the monitored power source when it is turned on at the output of the control device; ensure the appearance of a malfunction signal at the output of the monitoring device in the case of switching on the controlled power source to a short-circuited load, as well as in the event that an accident occurred during the transient process of its switching on.

Claims

1. DEVICE FOR CONTROL OF A POWER SOURCE, containing a control unit, which includes three comparators and a matching element, the inputs of the comparators are connected to the input terminals of the device for connecting a controlled source, the outputs of the second and third comparators are connected to the corresponding inputs of the matching element, the output of which is connected to the output the control unit and the information input of the driver of the fault signal, the output of which is connected to the output of the device, characterized in that, in order to increase the The control location, a blocking node is introduced containing a delay element and a coincidence element connected in series, the second input of which is connected to the node input and the output of the control node, and the output is connected to the node output and the enable input of the fault signal generator, the output of the first comparator of the control node is connected to the first input match element.

2. The device according to claim 1, characterized in that the fault signal generator comprises a coincidence element and a trigger connected in series, the first input of the coincidence element is connected to the resolving input of the driver, the second input is connected to the information input of the driver, the trigger output is connected to the output of the driver.