RU2712377C1 - Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply - Google Patents

Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2712377C1
RU2712377C1 RU2019105035A RU2019105035A RU2712377C1 RU 2712377 C1 RU2712377 C1 RU 2712377C1 RU 2019105035 A RU2019105035 A RU 2019105035A RU 2019105035 A RU2019105035 A RU 2019105035A RU 2712377 C1 RU2712377 C1 RU 2712377C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
zener diode
optoelectronic
signal
voltage
Prior art date
Application number
RU2019105035A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артур Равильевич Гадельшин
Владимир Елизарович Ермишин
Original Assignee
Акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (АО "РКБ "Глобус")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (АО "РКБ "Глобус") filed Critical Акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (АО "РКБ "Глобус")
Priority to RU2019105035A priority Critical patent/RU2712377C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712377C1 publication Critical patent/RU2712377C1/en

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
    • H03K5/22—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2409—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using bipolar transistors

Abstract

FIELD: control systems.
SUBSTANCE: invention relates to control systems. Galvanically isolated voltage comparator with supply from input signal consists of first and second resistors of high-resistance voltage divider, controlled stabilitron, stabilitron, stabilotron supply resistor, current-setting resistor of LED of optoelectronic switch of logic signal, bipolar transistor of p-n-p conductivity, resistor for blocking of operation of light-emitting diode of optoelectronic switch of logic signal from residual current of cathode of controlled stabilitron and optoelectronic switch of logic signal. Input voltage comparison level is set by the high-ohmic resistor voltage divider connected by the middle output to the controlled stabilotron support. Cathode of the LED of the optoelectronic logic signal switch is connected to the cathode of the controlled stabilitron, and the anode, through the transistor and the current-setting resistor, to the input signal of the comparator.
EFFECT: current of consumption from source of input signal of galvanically isolated comparator remains constant at input voltages considerably exceeding level of comparison.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам автоматического управления и контроля, в частности, для компарирования входного сигнала по установленному уровню напряжения с передачей результата компарирования через оптрон.The invention relates to automatic control and monitoring systems, in particular, for comparing the input signal at a specified voltage level with the transmission of the result of the comparison through an optocoupler.

Зачастую современные системы автоматического контроля должны выдерживать значительное превышение рабочего напряжения в цепях подключения объекта контроля, в случае, если последний имеет дефект.Often, modern automatic control systems must withstand a significant excess of the operating voltage in the connection circuits of the control object, if the latter has a defect.

Близкое схемотехническое решение, описанное в патенте №2540808, содержит регулируемый стабилитрон, КМОП микросхему с триггером Шмитта, диодную оптопару и пять резисторов, что обеспечивает гальваническую развязку от входного сигнала и не требует изолированного источника питания.A close circuit solution described in patent No. 2540808 contains an adjustable zener diode, CMOS chip with Schmitt trigger, diode optocoupler and five resistors, which provides galvanic isolation from the input signal and does not require an isolated power source.

Недостатком этого гальванически изолированного компаратора является то, что при увеличении входного напряжения компарирования происходит увеличение тока потребления от входного сигнала, причем пропорционально превышению входным сигналом напряжения компарирования. Данный недостаток ограничивает применение в компараторе оптоэлектронных переключателей логического сигнала, имеющих малый диапазон входного тока.The disadvantage of this galvanically isolated comparator is that when the input voltage of the comparing increases, the current consumption from the input signal increases, and is proportional to the excess of the input voltage of the comparator. This drawback limits the use of a logic signal optoelectronic switch in a comparator having a small input current range.

Цель изобретения - сделать ток потребления от источника входного сигнала гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала постоянным при входных напряжениях, значительно превышающих уровень компарирования.The purpose of the invention is to make the current consumption from the input signal of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal constant at input voltages significantly exceeding the level of comparing.

Для решения этой задачи предлагается гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала, состоящий из первого и второго резисторов высокоомного делителя напряжения, регулируемого стабилитрона, стабилитрона, резистора питания стабилитрона, токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала, биполярного транзистора p-n-р проводимости, резистора блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона и оптоэлектронного переключателя логического сигнала.To solve this problem, we propose a galvanically isolated voltage comparator powered by an input signal, consisting of the first and second resistors of a high-resistance voltage divider, an adjustable zener diode, a zener diode, a zener diode resistor, a current-sensing resistor, an LED optoelectronic logic signal switch, a pn-p conductivity bipolar transistor, a resistor blocking the operation of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal from the residual current of the cathode forward zener diode and an optoelectronic logic signal switch.

Схема гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала приведена на фигуре.The circuit of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal is shown in the figure.

На фигуре изображены:The figure shows:

1 - первый резистор высокоомного делителя напряжения;1 - the first resistor of a high-resistance voltage divider;

2 - второй резистор высокоомного делителя напряжения;2 - the second resistor of the high-resistance voltage divider;

3 - регулируемый стабилитрон Н142ЕН19 с выводами: О - Опора, К - Катод, А - Анод;3 - adjustable Zener diode N142EN19 with conclusions: O - Support, K - Cathode, A - Anode;

4 - стабилитрон;4 - zener diode;

5 - резистор питания стабилитрона;5 - Zener diode power resistor;

6 - токозадающий резистор светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала;6 - current-sensing resistor LED optoelectronic switch logical signal;

7 - биполярный транзистор p-n-р проводимости;7 - bipolar transistor pnp conductivity;

8 - резистор блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона;8 - resistor blocking the operation of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal from the residual current of the cathode of the adjustable zener diode;

9 - оптоэлектронный переключатель логического сигнала;9 - optoelectronic switch of a logical signal;

+U вх - входной вывод гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала;+ U in - input terminal of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal;

OV вх - общий вывод входного сигнала гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала;OV in - general output of the input signal of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal;

Выход - выходной вывод гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала;Output - output output of a galvanically isolated voltage comparator powered by an input signal;

+U - вывод для подключения питающего напряжения оптоэлектронного переключателя логического сигнала.+ U - output for connecting the supply voltage of the optoelectronic logic signal switch.

Минимальный уровень напряжения компарирования входного сигнала гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала определяется как сумма значений выходного напряжения включенного регулируемого стабилитрона 3, напряжения светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала 9 и напряжения стабилитрона 4, а максимальный уровень напряжения компарирования определяется предельно допустимым напряжением катод - анод регулируемого стабилитрона 3.The minimum voltage level for comparing the input signal of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal is determined as the sum of the output voltage of the included adjustable zener diode 3, the voltage of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal 9 and the voltage of the zener diode 4, and the maximum level of voltage of the comparator is determined by the maximum allowable voltage of the cathode - anode adjustable zener diode 3.

Максимальное напряжение входного сигналаMaximum input voltage

гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала определяется как сумма значений напряжения стабилизации стабилитрона 4 и предельно допустимого напряжения коллектор-база биполярного транзистора p-n-р проводимости 7.a galvanically isolated voltage comparator powered by an input signal is defined as the sum of the values of the stabilization voltage of the zener diode 4 and the maximum permissible collector-base voltage of the pnp transistor bipolar transistor 7.

Работает гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала следующим образом. Если входное напряжение не превышает уровень напряжения компарирования, то на катоде регулируемого стабилитрона 3 устанавливается напряжение, близкое к напряжению входного сигнала, за счет протекания остаточного тока катода регулируемого стабилитрона 3 через токозадающий резистор светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала 6, резистор блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона 8 и коллектор-эмиттер биполярного транзистора p-n-р проводимости 7. Оптоэлектронный переключатель логического сигнала 9 выключен, то есть на его выходе высокий уровень сигнала ТТЛ.Works galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal as follows. If the input voltage does not exceed the comparing voltage level, then the voltage close to the input signal voltage is established at the cathode of the adjustable zener diode 3, due to the residual current flow of the adjustable zener diode cathode 3 through the current-sensing resistor of the LED of the optoelectronic logic signal switch 6, the resistor of blocking the operation of the LED of the optoelectronic logical switch the signal from the residual current of the cathode of the adjustable zener diode 8 and the collector-emitter of a bipolar trans resistor pnp conductivity 7. The optoelectronic switch of the logical signal 9 is turned off, that is, at its output a high level of the TTL signal.

При превышении на входе гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала уровня напряжения компарирования, включится регулируемый стабилитрон 3, то есть стабилитрон 4 за счет тока через светодиод оптоэлектронного переключателя логического сигнала 9 и резистора питания стабилитрона 5 перейдет в режим стабилизации напряжения. Оптоэлектронный переключатель логического сигнала 9 включен, то есть на его выходе низкий уровень сигнала ТТЛ.If the input of the galvanically isolated comparator exceeds the voltage supplied by the input voltage level of the comparing voltage, the regulated zener diode 3 will turn on, i.e. the zener diode 4 due to the current through the LED of the optoelectronic logic signal switch 9 and the power resistor of the zener diode 5 will go into voltage stabilization mode. The optoelectronic switch of the logical signal 9 is turned on, that is, at its output a low level of the TTL signal.

Ток светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала 9 является током коллектора биполярного транзистора p-n-р проводимости 7, он зависит только от значения напряжения стабилизации стабилитрона 4 и сопротивления токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала 6 и не изменяется при любом превышении входного напряжения над уровнем компарирования.The current of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal 9 is the collector current of the pnp transistor bipolar transistor 7, it depends only on the stabilization voltage of the zener diode 4 and the resistance of the current-setting resistor of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal 6 and does not change when the input voltage exceeds the comparing level.

Уровень компарирования гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала задается первым и вторым резистором высокоомного делителя напряжения 1 и 2. Увеличение тока через первый и второй резистор высокоомного делителя напряжения 1 и 2 при значительном превышении входного напряжения над уровнем компарирования незначительны и не имеют большого влияния на ток нагрузки гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала.The comparing level of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal is set by the first and second resistors of the high-resistance voltage divider 1 and 2. The increase in current through the first and second resistors of the high-resistance voltage divider 1 and 2 with a significant excess of the input voltage over the level of comparing is negligible and does not have much effect on the load current of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal.

Claims (1)

Гальванически изолированный компаратор напряжения с питанием от входного сигнала, состоящий из первого и второго резисторов высокоомного делителя напряжения, регулируемого стабилитрона, оптоэлектронного переключателя логического сигнала, токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала, резистора блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона, отличающийся наличием биполярного транзистора p-n-р проводимости, стабилитрона, резистора питания стабилитрона, причем входной вывод гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала подключен к первому выводу первого резистора высокоомного делителя напряжения, первому выводу токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала и первому выводу стабилитрона, второй вывод первого резистора высокоомного делителя напряжения соединен с опорой регулируемого стабилитрона и первым выводом второго резистора высокоомного делителя напряжения, второй вывод токозадающего резистора светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала соединен с эмиттером биполярного транзистора р-n-р проводимости, база биполярного транзистора р-n-р проводимости соединена со вторым выводом стабилитрона и с первым выводом резистора питания стабилитрона, второй вывод резистора питания стабилитрона соединен с коллектором биполярного транзистора р-n-р проводимости, с первым выводом резистора блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона и с анодом светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала, катод регулируемого стабилитрона соединен со вторым выводом резистора блокировки срабатывания светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала от остаточного тока катода регулируемого стабилитрона и с катодом светодиода оптоэлектронного переключателя логического сигнала, общий вывод входного сигнала гальванически изолированного компаратора соединен со вторым выводом второго резистора высокоомного делителя напряжения и с анодом регулируемого стабилитрона, выходной вывод с оптоэлектронного переключателя логического сигнала является выходом гальванически изолированного компаратора напряжения с питанием от входного сигнала.A galvanically isolated voltage comparator powered by an input signal, consisting of the first and second resistors of a high-resistance voltage divider, an adjustable zener diode, an optoelectronic logic signal switch, a current-sensing resistor of an LED optoelectronic logic signal switch, a resistor for blocking the operation of an LED of an optoelectronic logical signal switch from the residual current of the variable voltage cathode characterized by the presence of a bipolar transistor pn-p ol irreducibility, a zener diode, a zener diode power resistor, the input terminal of a galvanically isolated voltage comparator powered by the input signal being connected to the first terminal of the first resistor of the high-resistance voltage divider, the first terminal of the current-sensing resistor of the LED of the optoelectronic logic signal switch and the first terminal of the zener diode, the second terminal of the first resistor of the high-resistance divider voltage is connected to the support of an adjustable zener diode and the first output of the second resistor voltage separator, the second terminal of the current-sensing resistor of the LED of the optoelectronic logic switch is connected to the emitter of the bipolar transistor pnp conductivity, the base of the bipolar transistor pnp conductivity is connected to the second output of the zener diode and the first output of the zener diode power supply, the second output of the power resistor the zener diode is connected to the collector of a bipolar transistor pnp conductivity, with the first output of the resistor blocking the operation of the LED of the optoelectronic switch logic of the signal from the residual current of the cathode of the adjustable zener diode and with the anode of the LED of the optoelectronic switch of the logical signal, the cathode of the adjustable zener diode is connected to the second output of the resistor blocking the LEDs of the optoelectronic switch of the logical signal from the residual current of the cathode of the regulated zener diode and with the cathode of the LED of the optoelectronic logical signal switch, the common output of the input the signal of a galvanically isolated comparator is connected to the second output of the second a high-resistance voltage divider resistor and to the anode of the zener regulated, with the output terminal of the optoelectronic switch logic signal is the output of comparator galvanically insulated voltage supplied from the input signal.
RU2019105035A 2019-02-22 2019-02-22 Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply RU2712377C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105035A RU2712377C1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105035A RU2712377C1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712377C1 true RU2712377C1 (en) 2020-01-28

Family

ID=69625156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105035A RU2712377C1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2712377C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4506176A (en) * 1982-05-26 1985-03-19 Raytheon Company Comparator circuit
RU103043U1 (en) * 2010-10-13 2011-03-20 Открытое акционерное общество "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон" VOLTAGE COMPARATOR
RU2540808C1 (en) * 2013-12-10 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal
RU2595536C1 (en) * 2015-03-23 2016-08-27 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4506176A (en) * 1982-05-26 1985-03-19 Raytheon Company Comparator circuit
RU103043U1 (en) * 2010-10-13 2011-03-20 Открытое акционерное общество "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон" VOLTAGE COMPARATOR
RU2540808C1 (en) * 2013-12-10 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal
RU2595536C1 (en) * 2015-03-23 2016-08-27 Открытое акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101975333B1 (en) Driving circuitry for led lighting with reduced total harmonic distortion
US9198242B2 (en) Apparatus for driving LEDs using high voltage
CN102431486A (en) Automobile LED Driving Device
EP2474988A1 (en) Light-emitting diode drive control circuit
US20160262234A1 (en) Circuit assembly for operating at least a first and a second cascade of leds
CN106376142B (en) Load with identification and power output parameter self-adjusting system
CN108112129B (en) LED constant current driving circuit
RU2540808C1 (en) Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal
TWI565356B (en) Light-emitting diode lighting device with adjustable color rendering indexes
US9532416B2 (en) Bleeder circuit controller
RU2712377C1 (en) Galvanically isolated voltage comparator with supply signal power supply
RU2595536C1 (en) Galvanically isolated voltage comparator supplied by input signal
CA2908165C (en) Circuit and method for independent control of series connected light emitting diodes
EP1491076B1 (en) Interface for digital communication
WO2018099182A1 (en) Unidirectional element control circuit based on io interfaces
RU2690838C1 (en) Protective device
TWI524812B (en) Apparatus for driving leds using high voltage
US20180337664A1 (en) Digital signal output device
CN113068287B (en) Dimming circuit with stable output voltage
CN113133164B (en) Brightness adjusting circuit
JPH05129665A (en) Led drive circuit
KR101625282B1 (en) Light projection element driving circuit and photoelectric sensor
CN217825438U (en) Multi-power input isolated power indicator lamp circuit
CN107277971B (en) Light-operated switch circuit of LED lamp
WO2020184576A1 (en) Vehicle lamp and lighting circuit