RU2618356C1 - Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels - Google Patents
Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618356C1 RU2618356C1 RU2015150007A RU2015150007A RU2618356C1 RU 2618356 C1 RU2618356 C1 RU 2618356C1 RU 2015150007 A RU2015150007 A RU 2015150007A RU 2015150007 A RU2015150007 A RU 2015150007A RU 2618356 C1 RU2618356 C1 RU 2618356C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- input
- controlled
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B1/00—Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values
- G05B1/01—Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
Landscapes
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам автоматического управления и контроля, в частности, для фиксации случая выхода напряжения гальванически изолированных или находящихся под разными потенциалами источников напряжения за установленные значения.The invention relates to automatic control and monitoring systems, in particular, for fixing the case of voltage output of galvanically isolated or under different potentials voltage sources beyond the set values.
Наиболее близким по технической сути является гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала по патенту №2540808, содержащий регулируемый стабилитрон, диодную оптопару, КМОП микросхему с триггером Шмитта и пять резисторов, обеспечивающий гальваническую развязку от входного сигнала и не требующий изолированного источника питания.The closest in technical essence is a galvanically isolated voltage comparator powered by an input signal according to patent No. 2540808, which contains an adjustable zener diode, a diode optocoupler, a CMOS chip with a Schmitt trigger and five resistors, which provides galvanic isolation from the input signal and does not require an isolated power source.
Недостатком данного компаратора напряжения является фиксированный уровень напряжения компарирования с большим значением минимального уровня напряжения компарирования, определяемым падением напряжения на регулируемом стабилитроне (2,5В), светодиоде оптопары (примерно 1,5В) и токозадающем резисторе светодиода оптрона.The disadvantage of this voltage comparator is the fixed level of comparing voltage with a large value of the minimum level of comparing voltage, determined by the voltage drop at the adjustable zener diode (2.5V), the optocoupler LED (approximately 1.5V) and the current-sensing resistor of the optocoupler LED.
Цель изобретения - создать многоканальный компаратор напряжения с гальванически изолированными каналами, не требующими дополнительных источников напряжения питания и устанавливаемыми уровнями компарирования напряжения по интерфейсу, индивидуально для каждого канала.The purpose of the invention is to create a multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels that do not require additional voltage sources and set levels of voltage comparing via an interface, individually for each channel.
Предлагается многоканальный компаратор напряжения с гальванически изолированными каналами, содержащий генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик номера контролируемых каналов, дешифратор, ЦАП, ОЗУ кодов значений контролируемых напряжений и кода вида контроля, компаратор напряжения, цифровой логический элемент «Исключающее ИЛИ», триггер фиксации случая выхода контролируемого входного напряжения за установленное значение, аналоговый мультиплексор, шину запуска устройства, магистраль опроса контролируемых напряжений, магистраль установки уровня компарирования контролируемого напряжения, резисторы, ограничивающие бросок входных токов от изменения входных напряжений, оптопары транзисторные, конденсаторы, диоды защиты от обратного входного напряжения, импульсные трансформаторы, переменные резисторы.A multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels is proposed, which contains a clock pulse generator, a binary counter of the number of monitored channels, a decoder, DAC, RAM for the codes of the values of the monitored voltages and a code for the type of control, a voltage comparator, an exclusive OR digital logic element, a trigger for fixing the case of controlled input voltage for the set value, analog multiplexer, device start-up bus, controlled voltage polling line, trunk l setting the level of comparing the controlled voltage, resistors limiting the surge of input currents from changes in input voltages, transistor optocouplers, capacitors, protection diodes against reverse input voltage, pulse transformers, variable resistors.
Основное назначение многоканального компаратора напряжения с гальванически изолированными каналами - поочередный контроль напряжения различных источников и фиксация случая выхода напряжения контролируемого источника напряжения за установленное для него значение.The main purpose of a multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels is the alternate monitoring of the voltage of various sources and fixing the case of voltage output of the monitored voltage source beyond the value set for it.
На чертеже представлена структурная схема многоканального компаратора напряжения с гальванически изолированными каналами.The drawing shows a structural diagram of a multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels.
На чертеже изображены:The drawing shows:
1 - резистор, ограничивающий броски входного тока при изменении входного напряжения;1 - resistor, limiting the surge of the input current when the input voltage changes;
2 - оптопара транзисторная;2 - transistor optocoupler;
3 - конденсатор;3 - capacitor;
4 - диод защиты от обратного входного напряжения;4 - diode protection against reverse input voltage;
5 - импульсный трансформатор;5 - pulse transformer;
6 - переменный резистор;6 - variable resistor;
7 - аналоговый мультиплексор;7 - analog multiplexer;
8 - двоичный счетчик номера контролируемых каналов;8 - binary counter of the number of monitored channels;
9 - генератор тактовых импульсов;9 - clock generator;
10 - дешифратор;10 - decoder;
11 - ОЗУ кодов значений уровня компарирования контролируемых напряжений и кода вида контроля;11 - RAM codes of the values of the level of comparing the controlled voltage and the code type of control;
12 - ЦАП;12 - DAC;
13 - компаратор напряжения;13 - voltage comparator;
14 - цифровой логический элемент «Исключающее ИЛИ»;14 - digital logic element "Exclusive OR";
15 - триггер фиксации случая выхода контролируемого входного напряжения за установленное значение;15 - trigger fixing the case of output of the controlled input voltage beyond the set value;
Uвx.1 - Uвx.n - измерительные входы;Uвx.1 - Uвx.n - measuring inputs;
OV.1 - OV.n - общие выводы измерительных входов;OV.1 - OV.n - general conclusions of measuring inputs;
+U - питающие напряжение устройства;+ U - voltage supplying devices;
OV - общий вывод устройства;OV - the overall output of the device;
Пуск - шина запуска устройства;Start - device launch bus;
М - магистраль выбора контролируемого напряжения;M - trunk for the selection of controlled voltage;
N - магистраль опроса контролируемого напряжения;N - line polling controlled voltage;
Н - магистраль кода предельного значения контролируемого напряжения;H - trunk code limit value of the controlled voltage;
Отказ - сигнал выхода напряжения в контролируемом канале за установленное значение напряжения компарирования.Failure - a voltage output signal in a controlled channel beyond the set value of the comparing voltage.
Многоканальный компаратор напряжения с гальванически изолированными каналами работает следующим образом.A multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels operates as follows.
В каждом канале многоканального компаратора конденсатор 3 через измерительный вход и резистор 1 заряжается до напряжения подключенного источника напряжения. Низкий логический уровень сигнала в шине Пуск держит в исходном состоянии двоичный счетчик номера контролируемых каналов 8, триггер фиксации случая выхода контролируемого напряжения за установленное значение 15 и блокирует работу генератора тактовых импульсов 9.In each channel of the multichannel comparator, the
Многоканальный компаратор напряжения с гальванически изолированными каналами начинает работать при переключении в высокий логический уровень сигнала в шине Пуск. Совпадение разрешающих сигналов на входах генератора тактовых импульсов 9 запустит генератор. Двоичный счетчик номера контролируемых каналов 8 установит в магистрали выбора контролируемого напряжения М код первого канала. По коду в магистрали М ОЗУ кодов значений уровня компарирования контролируемых напряжений и кода вида контроля 11 установит код значения напряжения компарирования в магистрали Н и код вида контроля для первого канала, аналоговый мультиплексор 7 подключит к прямому входу компаратора напряжения 13 первый канал, дешифратор 10 подготовит к включению оптопару транзисторную 2 первого канала. ЦАП 12 по коду в магистрали предельного значения контролируемого напряжения Н установит на инверсном входе компаратора 13 напряжение компарирования для первого канала.A multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels starts to work when switching to a high logical signal level in the Start bus. The coincidence of the enable signals at the inputs of the
Дешифратор 10 по низкому уровню импульса с выхода генератора тактовых импульсов 9 включит оптопару транзисторную 2 первого канала, транзистор которой подключит конденсатор 3 первого канала к первичной обмотки импульсного трансформатора 5 первого канала. На вторичной обмотке импульсного трансформатора 5 первого канала сформируется импульс напряжения с амплитудой, пропорциональной входному напряжению первого канала. Импульс напряжения через переменный резистор 6 первого канала, служащий для компенсации разброса коэффициента передачи импульсного трансформатора 5, и аналоговый мультиплексор 7 поступит на прямой вход компаратора 13. На время превышения напряжения импульса с аналогового мультиплексора 7 напряжения компарирования для первого канала, установленного на инверсном входе компаратора 13, на выходе последнего сформируется высокий логический уровень.The low-
Цифровой логический элемент «Исключающее ИЛИ» 14 определяет вид контроля канала. Если в ОЗУ кода вида контроля 11 для данного канала заложен логический 0, то на выходе логического элемента «Исключающее ИЛИ» 14 будет логическая 1 при логической 1 на выходе компаратора 13, следовательно, данный канал фиксирует превышение входным напряжением установленного значения напряжения компарирования для данного канала. Если в ОЗУ кода вида контроля 11 для данного канала заложена логическая 1, то на выходе логического элемента «Исключающее ИЛИ» 14 будет логическая 1 при логическом 0 на выходе компаратора 13, следовательно данный канал фиксирует снижение входного напряжения ниже установленного значения напряжения компарирования для данного канала.The exclusive OR
Фронт отрицательного импульса с генератора тактовых импульсов 9 запишет результат контроля в триггер фиксации случая выхода контролируемого напряжения за установленное значение 15 и увеличит значение кода в двоичном счетчике номера контролируемого канала 8 на 1. Если в триггер фиксации случая выхода контролируемого напряжения за установленное значение 15 записан 0, что соответствует нахождению напряжения на входе контролируемого канала в допуске, следующий импульс с генератора тактовых импульсов 9 запустит контроль напряжения в следующем канале. Запись в триггер фиксации случая выхода контролируемого напряжения за установленное значение 15 логической 1 соответствует нахождению напряжения на входе контролируемого канала вне допуска. Эта логическая 1 по инверсному входу генератора тактовых импульсов 9 блокирует его работу и работу многоканального компаратора напряжения с гальванически изолированными каналами.The front of the negative impulse from the
Время опроса одного канала в многоканальном компараторе напряжения с гальванически изолированными каналами зависит от параметров оптопары транзисторной 2, импульсного трансформатора 5 и составляет несколько мкс. Длительность паузы, при обращении к одному каналу, зависящая от количества каналов в многоканальном компараторе напряжения, должна обеспечить заряд конденсатора 3 через резистор 1 до напряжения контролируемого источника напряжения.The polling time of one channel in a multi-channel voltage comparator with galvanically isolated channels depends on the parameters of the
При необходимости контроля источника напряжения по максимальному и минимальному значениям используют два канала многоканального компаратора. В одном канале устанавливается вид контроля на превышение контролируемого напряжения установленного верхнего значения напряжения, в другом - на снижение контролируемого напряжения ниже установленного нижнего значения. При необходимости контроля источника напряжения по максимальному и минимальному значениям в двухполярном диапазоне используют два канала многоканального компаратора и в одном канале меняют местами выводы Uвx. и OV. Для защиты канала от обратного входного напряжения служит диод 4.If necessary, control the voltage source for maximum and minimum values using two channels of a multi-channel comparator. In one channel, the type of control is set to exceed the controlled voltage of the set upper voltage value, in the other - to reduce the controlled voltage below the set lower value. If it is necessary to control the voltage source by the maximum and minimum values in the bipolar range, two channels of a multichannel comparator are used and in one channel the Uvx terminals are interchanged. and OV. To protect the channel from the reverse input voltage,
Гальваническая изоляция каждого канала в многоканальном компараторе напряжения осуществляется импульсным трансформатором 5 и оптопарой транзисторной 2.Galvanic isolation of each channel in a multi-channel voltage comparator is carried out by a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150007A RU2618356C1 (en) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015150007A RU2618356C1 (en) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618356C1 true RU2618356C1 (en) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015150007A RU2618356C1 (en) | 2015-11-20 | 2015-11-20 | Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618356C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772740C1 (en) * | 2020-03-05 | 2022-05-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук | Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals |
CN115580375A (en) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 杭州飞仕得科技股份有限公司 | Signal transmission circuit and control method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4418290A (en) * | 1980-05-26 | 1983-11-29 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Voltage comparator |
RU2393630C2 (en) * | 2008-08-20 | 2010-06-27 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Fast-acting comparator of pulse voltage amplitude on logical digital microchip |
RU2454697C1 (en) * | 2011-05-11 | 2012-06-27 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Device for continuous monitoring of multiposition relay switchboard |
RU2540811C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Device for continuous monitoring of multi-position relay switch |
RU2540808C1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal |
-
2015
- 2015-11-20 RU RU2015150007A patent/RU2618356C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4418290A (en) * | 1980-05-26 | 1983-11-29 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Voltage comparator |
RU2393630C2 (en) * | 2008-08-20 | 2010-06-27 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Fast-acting comparator of pulse voltage amplitude on logical digital microchip |
RU2454697C1 (en) * | 2011-05-11 | 2012-06-27 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Device for continuous monitoring of multiposition relay switchboard |
RU2540811C2 (en) * | 2013-03-19 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Device for continuous monitoring of multi-position relay switch |
RU2540808C1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" | Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772740C1 (en) * | 2020-03-05 | 2022-05-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук | Multichannel device for picking up and supplying bipolar logic signals |
CN115580375A (en) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 杭州飞仕得科技股份有限公司 | Signal transmission circuit and control method |
CN115580375B (en) * | 2022-12-09 | 2023-02-17 | 杭州飞仕得科技股份有限公司 | Signal transmission circuit and control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8547074B2 (en) | Sequential switching shunt regulator cell with non-redundant rectifier | |
US10826311B2 (en) | Alternating-current voltage detection circuit | |
CN108011505B (en) | Voltage converter with dynamic control of overvoltage protection | |
US20190173376A1 (en) | Circuit for charging an electric battery by means of a photovoltaic module | |
US20140368255A1 (en) | Power Source Connection Circuit | |
JP2017188773A5 (en) | ||
US20120169252A1 (en) | Led driving circuit | |
GB2111259A (en) | Regulating load current | |
RU2618356C1 (en) | Multichannel voltage comparator with galvanic isolated channels | |
KR20160048473A (en) | Reference Voltage Generator With Noise Cancelling Function, and CMOS Image Sensor Using That | |
JP2017175688A (en) | Charge control circuit | |
US20170277240A1 (en) | Operating system and control method thereof | |
CN109459607B (en) | Isolated accurate zero-crossing detection circuit | |
CN109449910B (en) | Protection circuit | |
CN111813169A (en) | Power supply voltage clamp for improving power supply rejection ratio | |
US8487549B2 (en) | Light-emitting diode control circuit | |
CN108063545B (en) | Power supply circuit with surge suppression and protection functions and power supply method | |
US10905876B2 (en) | Electrical stimulation control circuit and control method thereof | |
RU2551438C2 (en) | Combined overvoltage protection device recording number of responses and controlling network parameters | |
US9755628B2 (en) | Driving circuit, converter and driving method | |
TW201701574A (en) | Boost converter for reducing injection current and driving method thereof | |
CN111327032A (en) | Anti-surge voltage-stabilizing protection circuit | |
RU149842U1 (en) | TRANSISTOR KEY BLOCK (OPTIONS) AND TRANSISTOR KEY CONTROL DEVICE FOR IT | |
US20150366032A1 (en) | Retaining circuit and light emitting device driver circuit with retaining circuit | |
CN109599911B (en) | Voltage-stabilizing output-adjustable rapid charging standby power supply |