RU2753160C1 - Voltage indicator - Google Patents

Voltage indicator Download PDF

Info

Publication number
RU2753160C1
RU2753160C1 RU2021102368A RU2021102368A RU2753160C1 RU 2753160 C1 RU2753160 C1 RU 2753160C1 RU 2021102368 A RU2021102368 A RU 2021102368A RU 2021102368 A RU2021102368 A RU 2021102368A RU 2753160 C1 RU2753160 C1 RU 2753160C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
indicator
terminal
optoelectronic switch
uncontrolled
Prior art date
Application number
RU2021102368A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фёдор Андреевич Гельвер
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова"
Priority to RU2021102368A priority Critical patent/RU2753160C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753160C1 publication Critical patent/RU2753160C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/145Indicating the presence of current or voltage
    • G01R19/155Indicating the presence of voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: present invention relates to voltage indication devices and can be used to indicate the presence and absence of a controlled voltage. The essence of the claimed solution is that the voltage indicator contains an optoelectronic key, a transistor, resistors, two indicator lamps and a power supply. The optoelectronic switch provides galvanic isolation of the controlled circuit and the power supply circuit of the indicator lamps, and also, together with the transistor and resistors, implements the glow mode of one of the indicator lamps in the presence of a controlled voltage or the glow of another indicator lamp in the absence of a controlled voltage. The proposed voltage indicator is versatile and can be used both in DC and AC circuits.EFFECT: simplification of the voltage indicator circuit, improvement of its functional properties, providing galvanic isolation of the measuring and indicator circuits, as well as increasing electrical safety when using it.4 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам индикации напряжения и может быть использовано для индикации наличия, а также отсутствия контролируемого напряжения. Предлагаемое устройство может быть использовано в высоковольтных электрических сетях, устройствах распределения электроэнергии, а также в электрических преобразователях для индикации наличия, а также отсутствия высокого напряжения в сетях как постоянного, так и переменного тока.The proposed invention relates to voltage indication devices and can be used to indicate the presence and absence of a controlled voltage. The proposed device can be used in high-voltage electrical networks, power distribution devices, as well as in electrical converters to indicate the presence and absence of high voltage in both DC and AC networks.

Известно устройство индикатора напряжения (патент CN207164130, МПК G01R19/155, опубл. 30.03.2018 г.), содержащее две индикаторные лампы, резистор и стабилитрон. Известное изобретение имеет простую схему и минимальное число элементов. Изобретением решается задача индикации двух различных уровней контролируемого напряжения.A voltage indicator device is known (patent CN207164130, IPC G01R19 / 155, publ. 03/30/2018), containing two indicator lamps, a resistor and a zener diode. The known invention has a simple circuit and a minimum number of elements. The invention solves the problem of indicating two different levels of controlled voltage.

Недостатком известной схемы является гальваническая связь контролируемой цепи с контактами индикаторных ламп, а также ее использование только в цепях постоянного напряжения. Еще одним из недостатков известного устройства является косвенная информация об отсутствии контролируемого напряжения в момент времени, когда обе индикаторные лампы не светятся. При этом отсутствует контроль исправности схемы индикатора напряжения.The disadvantage of the known circuit is the galvanic connection of the monitored circuit with the contacts of the indicator lamps, as well as its use only in DC voltage circuits. Another disadvantage of the known device is indirect information about the absence of controlled voltage at the time when both indicator lamps are off. At the same time, there is no monitoring of the health of the voltage indicator circuit.

Известно устройство индикатора напряжения (патент RU 2734583, МПК G01R 19/155, опубл. 20.10.2020 г.), содержащее балластный резистор, трансформатор напряжения, оптоэлектронный ключ и индикаторную лампу. Известный индикатор напряжения позволяет обеспечить гальваническую развязку измерительной и индикаторной цепей, а также повысить электробезопасность при его использовании. Индикатор напряжения может быть использован как на постоянном, так и переменном токе.A voltage indicator device is known (patent RU 2734583, IPC G01R 19/155, publ. 20.10.2020), containing a ballast resistor, a voltage transformer, an optoelectronic switch and an indicator lamp. The well-known voltage indicator makes it possible to provide galvanic isolation of the measuring and indicator circuits, as well as to increase the electrical safety when using it. The voltage indicator can be used on both direct and alternating current.

Недостатком известной схемы является наличие согласующего трансформатора напряжения, а также косвенная информация об отсутствии контролируемого напряжения, когда индикаторная лампа не светится. При этом отсутствует контроль исправности схемы индикатора напряжения.The disadvantage of the known circuit is the presence of a matching voltage transformer, as well as indirect information about the absence of controlled voltage when the indicator lamp is not lit. At the same time, there is no monitoring of the health of the voltage indicator circuit.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является индикатор напряжения (патент RU 2055369, МПК G01R 19/155, опубл. 27.02.1996 г.), содержащий два резистора, транзистор, стабилитрон, две индикаторные лампы, а также дополнительный источник напряжения. Благодаря указанному составу и функциональным связям элементов удалось осуществить световую индикацию, как наличия, так и отсутствия контролируемого постоянного напряжения.The closest in technical essence to the claimed invention (prototype) is a voltage indicator (patent RU 2055369, IPC G01R 19/155, publ. 27.02.1996), containing two resistors, a transistor, a Zener diode, two indicator lamps, and an additional source voltage. Thanks to the specified composition and functional connections of the elements, it was possible to carry out light indication of both the presence and absence of a controlled constant voltage.

Недостатком известной схемы является гальваническая связь контролируемой цепи с контактами индикаторных ламп. При этом в случае замыкания одного из контактов индикаторной лампы на корпус электроустановки возможно поражение эксплуатирующего или обслуживающего персонала электрическим током. К недостаткам известной схемы также следует отнести контроль наличия индикатором напряжения только постоянного напряжения.The disadvantage of the known circuit is the galvanic connection of the monitored circuit with the contacts of the indicator lamps. In this case, in the event of a closure of one of the contacts of the indicator lamp on the body of the electrical installation, it is possible to cause electric shock to the operating or maintenance personnel. The disadvantages of the known circuit should also include the control of the presence of the voltage indicator of only constant voltage.

Предлагаемый индикатор напряжения позволяет упростить схему индикатора напряжения, обеспечить гальваническую развязку измерительной и индикаторной цепей, а также повысить электробезопасность при его использовании. Предложенный индикатор напряжения может быть использован в сетях как постоянного, так и переменного тока. Технический результат предложения заключается в полной гальванической развязке контролируемой цепи, как правило, высокого напряжения от низковольтной индикаторной цепи. Кроме всего для обеспечения высокой степени безопасности эксплуатирующего или обслуживающего персонала индикатор напряжения реализует режим свечения одной из индикаторных ламп при наличии контролируемого напряжения, либо свечение другой индикаторной лампы в случае отсутствия контролируемого напряжения.The proposed voltage indicator allows to simplify the voltage indicator circuit, to provide galvanic isolation of the measuring and indicator circuits, and also to increase the electrical safety when using it. The proposed voltage indicator can be used in both DC and AC networks. The technical result of the proposal consists in complete galvanic isolation of the controlled circuit, usually high voltage from the low-voltage indicator circuit. In addition, to ensure a high degree of safety for the operating or maintenance personnel, the voltage indicator implements the glow mode of one of the indicator lamps in the presence of a controlled voltage, or the glow of another indicator lamp in the absence of a controlled voltage.

Для достижения указанного технического результата используется следующая совокупность существенных признаков: индикатор напряжения, так же как и прототип, содержащий транзистор структуры n-p-n, два резистора, две индикаторные лампы, блок питания, в отличие от прототипа дополнительно содержит оптоэлектронный ключ и дополнительный резистор, причем плюсовой вывод контролируемой сети постоянного тока через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу контролируемой сети постоянного тока, к плюсовому выводу блока питания подключены первые выводы индикаторных ламп и второго резистора, второй вывод которого подключен ко второму выводу первой индикаторной лампы, первому выводу дополнительного резистора и первому выводу ключа выходной части оптоэлектронного ключа, второй вывод которого подключен к минусовому выводу блока питания и эмиттеру транзистора, база которого подключена ко второму выводу дополнительного резистора, а коллектор транзистора соединен со вторым выводом второй индикаторной лампы.To achieve the specified technical result, the following set of essential features is used: a voltage indicator, as well as a prototype, containing a transistor of the npn structure, two resistors, two indicator lamps, a power supply, unlike the prototype, additionally contains an optoelectronic switch and an additional resistor, and the positive terminal the controlled DC network through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode of which is connected to the negative terminal of the controlled DC network, the first terminals of the indicator lamps and the second resistor are connected to the positive terminal of the power supply, the second terminal of which is connected to the second terminal of the first indicator lamp, the first terminal of the additional resistor and the first terminal of the key of the output part of the optoelectronic switch, the second terminal of which is connected to the negative terminal of the power supply and the emitter of the transistor, the base of which is connected to the second terminal of the additional resistor, and the collector The transistor is connected to the second terminal of the second indicator lamp.

Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения технических характеристик индикатор напряжения может быть снабжен оптоэлектронным ключом, который содержит два встречно параллельно включенных светодиода входной части оптоэлектронного ключа, которые через первый резистор подключены к контролируемой сети постоянного тока. Такое схемное решение позволит индикатору напряжения подключаться к контролируемой сети постоянного тока без соблюдения полярности напряжения.In addition, in order to expand the functionality and improve the technical characteristics, the voltage indicator can be equipped with an optoelectronic switch, which contains two oppositely parallel-connected LEDs of the input part of the optoelectronic switch, which are connected to the monitored DC network through the first resistor. Such a circuit design will allow the voltage indicator to be connected to the controlled DC network without observing the polarity of the voltage.

Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения характеристик индикатор напряжения может быть дополнительно снабжен конденсатором и неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения, причем выводы переменного тока неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключены к контролируемой сети, плюсовой вывод неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения и ко второму выводу конденсатора. Такое схемное решение позволит работать индикатору напряжения и контролировать наличие напряжения как в сети постоянного, так и однофазного переменного тока.In addition, in order to expand the functionality and improve the characteristics, the voltage indicator can be additionally equipped with a capacitor and an uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier, and the AC outputs of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier are connected to the monitored network, the positive terminal of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier is connected to the first capacitor and through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode of which is connected to the negative terminal of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier and to the second terminal of the capacitor. Such a circuit solution will allow the voltage indicator to work and monitor the presence of voltage in both the DC and single-phase AC networks.

Кроме того с целью расширения функциональных возможностей и улучшения характеристик индикатор напряжения может быть дополнительно снабжен конденсатором и неуправляемым многофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения, причем выводы переменного тока неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключены к многофазной контролируемой сети, плюсовой вывод неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения и ко второму выводу конденсатора. Такое схемное решение позволит работать индикатору напряжения и контролировать наличие напряжения как в сети постоянного, так и многофазного переменного тока.In addition, in order to expand the functionality and improve the characteristics, the voltage indicator can be additionally equipped with a capacitor and an uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier, and the ac outputs of the uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier are connected to a polyphase monitored network, the positive terminal of the uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier is connected to capacitor and through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode of which is connected to the negative terminal of the uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier and to the second terminal of the capacitor. Such a circuit design will allow the voltage indicator to work and monitor the presence of voltage in both the DC and multiphase AC networks.

Сущность изобретения заключается в том, что в индикаторе напряжения за счет оптоэлектронного ключа в совокупности с транзистором и резисторами обеспечивается гальваническая развязка между контролируемой цепью и цепью питания индикаторных ламп, а также в зависимости от наличия или отсутствия напряжения контролируемой цепи реализует режим свечения одной из двух индикаторных ламп.The essence of the invention lies in the fact that in the voltage indicator due to the optoelectronic switch in conjunction with the transistor and resistors, galvanic isolation is provided between the monitored circuit and the power supply circuit of the indicator lamps, and also, depending on the presence or absence of voltage of the monitored circuit, implements the glow mode of one of the two indicator lamps. lamps.

Сопоставление предлагаемого изобретения и прототипа показало, что поставленная задача – обеспечение гальванической развязки измерительной и индикаторной цепей и повышение электробезопасности – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемых изобретений критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed invention and the prototype showed that the task - to provide galvanic isolation of the measuring and indicator circuits and increase electrical safety - is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed inventions with the "novelty" criterion of patentability.

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области электротехники не выявил отдельных отличительных признаков заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».In turn, the conducted information search in the field of electrical engineering did not reveal individual distinctive features of the claimed invention, which makes it possible to conclude that it meets the “inventive step” criterion.

Сущность изобретений поясняется чертежами, где:The essence of inventions is illustrated by drawings, where:

на Фиг.1 представлена базовая схема индикатора напряжения при его использовании в контролируемых сетях постоянного тока;figure 1 shows the basic diagram of the voltage indicator when used in controlled DC networks;

на Фиг.2 представлена схема индикатора напряжения, снабженного оптоэлектронным ключом, который содержит два встречно параллельно включенных светодиода входной части оптоэлектронного ключа;figure 2 presents a diagram of a voltage indicator equipped with an optoelectronic switch, which contains two oppositely parallel connected LEDs of the input part of the optoelectronic switch;

на Фиг.3 представлена схема индикатора напряжения, который может быть использован в сетях как постоянного, так и однофазного переменного тока;Fig. 3 shows a diagram of a voltage indicator that can be used in both direct and single-phase alternating current networks;

на Фиг.4 представлена схема индикатора напряжения, который может быть использован в сетях как постоянного, так и многофазного переменного тока.Figure 4 shows a diagram of a voltage indicator that can be used in both DC and multiphase AC networks.

Индикатор напряжения, схема которого представлена на Фиг.1, содержит транзистор 1 структуры n-p-n, два резистора 2, 3, две индикаторные лампы 4, 5, блок питания 6, оптоэлектронный ключ 7 и дополнительный резистор 8. Плюсовой вывод контролируемой сети постоянного тока 9 через первый резистор 2 подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа 7, катод которого подключен к минусовому выводу контролируемой сети постоянного тока 9. К плюсовому выводу блока питания 6 подключены первые выводы индикаторных ламп 4, 5 и второго резистора 3, второй вывод которого подключен ко второму выводу первой индикаторной лампы 4, первому выводу дополнительного резистора 8 и первому выводу ключа выходной части оптоэлектронного ключа 7. Второй вывод выходной части оптоэлектронного ключа 7 подключен к минусовому выводу блока питания 6 и эмиттеру транзистора 1. База транзистора 1 подключена ко второму выводу дополнительного резистора 8. Коллектор транзистора 1 соединен со вторым выводом второй индикаторной лампы 5.The voltage indicator, the diagram of which is shown in Fig. 1, contains a transistor 1 of the npn structure, two resistors 2, 3, two indicator lamps 4, 5, a power supply unit 6, an optoelectronic switch 7 and an additional resistor 8. The positive terminal of the controlled DC network 9 through the first resistor 2 is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch 7, the cathode of which is connected to the negative terminal of the monitored direct current network 9. The positive terminal of the power supply 6 is connected to the first terminals of the indicator lamps 4, 5 and the second resistor 3, the second terminal of which is connected to the second terminal of the first indicator lamp 4, the first terminal of the additional resistor 8 and the first terminal of the key of the output part of the optoelectronic switch 7. The second terminal of the output part of the optoelectronic switch 7 is connected to the negative terminal of the power supply 6 and the emitter of the transistor 1. The base of the transistor 1 is connected to the second terminal of the additional resistor 8. Collector transistor 1 is connected to the second terminal of the second indicator l amp 5.

Индикатор напряжения, схема которого представлена на Фиг.2, содержит оптоэлектронный ключ 10, который содержит два встречно параллельно включенных светодиода входной части оптоэлектронного ключа 10, которые через первый резистор 2 подключены к контролируемой сети постоянного тока 9.The voltage indicator, the circuit of which is shown in Fig. 2, contains an optoelectronic switch 10, which contains two counter-parallel connected LEDs of the input part of the optoelectronic switch 10, which are connected through the first resistor 2 to the controlled DC network 9.

Индикатор напряжения, схема которого представлена на Фиг.3, содержит конденсатор 11 и неуправляемый однофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 12. Выводы переменного тока неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 12 подключены к контролируемой сети 13. Плюсовой вывод неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 12 подключен к первому выводу конденсатора 11 и через первый резистор 2 подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа 7. Катод светодиода оптоэлектронного ключа 7 подключен к минусовому выводу неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя 12 напряжения и ко второму выводу конденсатора 11.The voltage indicator, the diagram of which is shown in Fig. 3, contains a capacitor 11 and an uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12. AC terminals of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 are connected to the monitored network 13. The positive terminal of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 is connected to the first output of the capacitor 11 and through the first resistor 2 is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch 7. The cathode of the LED of the optoelectronic switch 7 is connected to the negative terminal of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 and to the second terminal of the capacitor 11.

Индикатор напряжения, схема которого представлена на Фиг.4, содержит конденсатор 11 и неуправляемый многофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 14. Выводы переменного тока неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 14 подключены к многофазной контролируемой сети 15. Плюсовой вывод неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 14 подключен к первому выводу конденсатора 11 и через первый резистор 2 подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа 7. Катод светодиода оптоэлектронного ключа 7 подключен к минусовому выводу неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 14 и ко второму выводу конденсатора 11.The voltage indicator, the diagram of which is shown in Fig. 4, contains a capacitor 11 and an uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier 14. The AC terminals of an uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier 14 are connected to a monitored polyphase network 15. The positive terminal of an uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier 14 is connected to the first output capacitor 11 and through the first resistor 2 is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch 7. The cathode of the LED of the optoelectronic switch 7 is connected to the negative terminal of the uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier 14 and to the second terminal of the capacitor 11.

Назначение основных элементов в схеме индикатора напряжения:The purpose of the main elements in the voltage indicator circuit:

- транзистор 1 выполняет функции ключевого элемента и осуществляет коммутацию второй индикаторной лампы 5 в зависимости от состояния оптоэлектронного ключа 7 (наличия либо отсутствия напряжения в контролируемой сети);- transistor 1 performs the functions of a key element and switches the second indicator lamp 5 depending on the state of the optoelectronic switch 7 (presence or absence of voltage in the monitored network);

- первый резистор 2 задает чувствительность индикатора напряжения либо другими словами порог индикации контролируемого напряжения;- the first resistor 2 sets the sensitivity of the voltage indicator or, in other words, the indication threshold of the monitored voltage;

- второй резистор 3 выполняет шунтирование первой индикаторной лампы 4 и исключает ее свечение при отсутствии контролируемого напряжения;- the second resistor 3 bypasses the first indicator lamp 4 and excludes its glow in the absence of controlled voltage;

- индикаторная лампа 4 светится при наличии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9 (Фиг.1, Фиг.2) (либо контролируемой сети 13 - Фиг.3, либо многофазной контролируемой сети 15 - Фиг.4);- the indicator lamp 4 lights up when there is voltage in the controlled DC network 9 (Fig. 1, Fig. 2) (either the monitored network 13 - Fig. 3, or the multiphase controlled network 15 - Fig. 4);

- индикаторная лампа 5 светится при отсутствии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9 (Фиг.1, Фиг.2) (либо контролируемой сети 13 - Фиг.3, либо многофазной контролируемой сети 15 - Фиг.4);- the indicator lamp 5 lights up in the absence of voltage in the monitored DC network 9 (Fig. 1, Fig. 2) (either the monitored network 13 - Fig. 3, or the multiphase monitored network 15 - Fig. 4);

- блок питания 6 предназначен для осуществления питания элементов индикатора напряжения и свечения одной из индикаторных ламп 4 или 5 в зависимости от наличия либо отсутствия контролируемого напряжения;- the power supply unit 6 is designed to power the voltage indicator elements and the glow of one of the indicator lamps 4 or 5, depending on the presence or absence of a controlled voltage;

- оптоэлектронный ключ 7 выполняет функции гальванической развязки измерительной и индикаторной цепи, а так же осуществляет коммутацию первой индикаторной лампы 4 и транзистора 1 второй индикаторной лампы 5;- the optoelectronic switch 7 performs the functions of galvanic isolation of the measuring and indicator circuits, and also switches the first indicator lamp 4 and the transistor 1 of the second indicator lamp 5;

- дополнительный резистор 8 ограничивает ток базы транзистора 1;- an additional resistor 8 limits the base current of the transistor 1;

- оптоэлектронный ключ 10 с двумя встречно параллельно включенными светодиодами входной части выполняет функции гальванической развязки измерительной и индикаторной цепи, а так же осуществляет коммутацию первой индикаторной лампы 4 и транзистора 1 второй индикаторной лампы 5 при этом его входная часть не чувствительна к полярности контролируемого напряжения;- an optoelectronic switch 10 with two parallel-connected LEDs of the input part performs the functions of galvanic isolation of the measuring and indicator circuits, and also switches the first indicator lamp 4 and the transistor 1 of the second indicator lamp 5, while its input part is not sensitive to the polarity of the monitored voltage;

- конденсатор 11 выполняет функции низкочастотного фильтра для питания входной части оптоэлектронного ключа 7;- the capacitor 11 serves as a low-frequency filter for powering the input part of the optoelectronic switch 7;

- неуправляемый однофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 12 осуществляет функции однофазного выпрямителя напряжения;- uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 performs the functions of a single-phase voltage rectifier;

- неуправляемый многофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 14 осуществляет функции многофазного выпрямителя напряжения.- uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier 14 performs the functions of a multiphase voltage rectifier.

В качестве индикаторных ламп 4, 5 индикатора напряжения могут быть использованы различные типы индикаторных ламп (на основе ламп накаливания, газоразрядных ламп, светодиодных ламп и т.д.). Следует отметить, что конструктивно индикаторные лампы 4 и 5 могут быть выполнены в одном корпусе с одним рассеивателем и тремя выводами для подключения в схему индикатора напряжения.As indicator lamps 4, 5 of the voltage indicator, various types of indicator lamps (based on incandescent lamps, gas-discharge lamps, LED lamps, etc.) can be used. It should be noted that structurally the indicator lamps 4 and 5 can be made in one housing with one diffuser and three terminals for connection to the voltage indicator circuit.

Работа индикатора напряжения происходит следующим образом.The voltage indicator works as follows.

При наличии в контролируемой сети постоянного тока 9 напряжения соответствующей полярности (Фиг.1) через светодиод оптоэлектронного ключа 7 потечет ток ограниченный сопротивлением первого резистора 2. При этом сработает и включится ключ выходной части оптоэлектронного ключа 7, при этом к первой индикаторной лампе 4 и ко второму резистору 3 будет приложено постоянное напряжение блока питания 6. Первая индикаторная лампа 4 будет светиться, сигнализируя о наличии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9. С учетом того что ключ выходной части оптоэлектронного ключа 7 находится во включенном состоянии база транзистора 1 через дополнительный резистор 8 будет притянута к эмиттеру транзистора 1 и минусовому выводу блока питания 6. При этом транзистор 1 находится в закрытом состоянии, а вторая индикаторная лампа 5 не светится.If there is a voltage of the corresponding polarity in the controlled DC network 9 (Fig. 1), a current limited by the resistance of the first resistor 2 will flow through the LED of the optoelectronic switch 7. In this case, the key of the output part of the optoelectronic switch 7 will work and turn on, while to the first indicator lamp 4 and to the second resistor 3 will be supplied with a constant voltage of the power supply 6. The first indicator lamp 4 will glow, signaling the presence of voltage in the controlled DC network 9. Taking into account that the key of the output part of the optoelectronic switch 7 is in the on state, the base of the transistor 1 through the additional resistor 8 will be attracted to the emitter of transistor 1 and the negative terminal of the power supply 6. In this case, the transistor 1 is in the closed state, and the second indicator lamp 5 does not light up.

При отсутствии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9 ток через светодиод оптоэлектронного ключа 7 не течет и соответственно ключ выходной части оптоэлектронного ключа 7 находится в разомкнутом состоянии. При этом к базе транзистора 1 относительно его эмиттера через параллельно соединенные второй резистор 3 и первую индикаторную лампу 4 и последовательно соединенный с ними дополнительный резистор 8 будет приложено напряжение блока питания 6. Через базу в эмиттер транзистора 1 потечет ток ограниченный величиной сопротивления дополнительного резистора 8 и последовательно соединенной с ним цепочкой образованной параллельным соединением второго резистора 3 и первой индикаторной лампы 4. При этом транзистор 1 открывается и коммутирует цепь питания второй индикаторной лампы 5. При этом ко второй индикаторной лампе 5 будет приложено напряжение блока питания 6 за исключением падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 1 в его открытом состоянии. Индикаторная лампа 5 будет светиться, сигнализируя об отсутствии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9. Первая индикаторная лампа 4 при этом не светится, так как напряжение на ней недостаточное для ее свечения. Второй резистор 3 предназначен для уменьшения тока протекающего через первую индикаторную лампу 4 в моменты времени, когда ключ выходной части оптоэлектронного ключа 7 находится в разомкнутом состоянии тем самым исключая “подсветку” первой индикаторной лампы 4.In the absence of voltage in the monitored DC network 9, the current does not flow through the LED of the optoelectronic switch 7 and, accordingly, the switch of the output part of the optoelectronic switch 7 is in an open state. In this case, the voltage of the power supply will be applied to the base of the transistor 1 relative to its emitter through the parallel-connected second resistor 3 and the first indicator lamp 4 and the additional resistor 8 connected in series with them. a chain connected in series with it formed by the parallel connection of the second resistor 3 and the first indicator lamp 4. In this case, the transistor 1 opens and switches the power supply circuit of the second indicator lamp 5. In this case, the voltage of the power supply unit 6 will be applied to the second indicator lamp 5, except for the voltage drop at the transition collector-emitter of transistor 1 in its open state. Indicator lamp 5 will light up, signaling about the absence of voltage in the monitored DC network 9. The first indicator lamp 4 does not light up, since the voltage on it is insufficient for its glow. The second resistor 3 is designed to reduce the current flowing through the first indicator lamp 4 at times when the key of the output part of the optoelectronic switch 7 is in the open state, thereby excluding the "backlight" of the first indicator lamp 4.

Таким образом, при исправной схеме индикатора напряжения всегда будет светиться одна из индикаторных ламп: первая индикаторная лампа 4 – при наличии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9; вторая индикаторная лампа 5 – при отсутствии напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9. При этом эксплуатирующий или обслуживающий персонал может четко идентифицировать наличие либо отсутствие напряжения в контролируемой сети постоянного тока 9. Отсутствие свечения обоих индикаторных ламп 4, 5 будет свидетельствовать об отсутствий питания блока питания 6, либо неисправности элементов индикатора напряжения.Thus, with a working voltage indicator circuit, one of the indicator lamps will always light up: the first indicator lamp 4 - in the presence of voltage in the controlled DC network 9; the second indicator lamp 5 - in the absence of voltage in the monitored DC network 9. At the same time, the operating or maintenance personnel can clearly identify the presence or absence of voltage in the monitored DC network 9. The absence of glow of both indicator lamps 4, 5 will indicate a lack of power supply to the power supply 6, or malfunction of voltage indicator elements.

Для расширения функциональных возможностей индикатора напряжения, схема которого представлена на Фиг.2, он может быть снабжен оптоэлектронным ключом 10, который содержит два встречно параллельно включенных светодиода входной части оптоэлектронного ключа 10. При этом такой индикатор напряжения способен подключаться к контролируемой сети постоянного тока 9 без соблюдения полярности подключения входной части индикатора напряжения, как это было необходимо сделать на схеме, изображенной на Фиг.1. Схема индикатора напряжения, изображенная на Фиг.2, является более универсальной, для которой не важна цоколёвка подключения его входной части. Кроме того, в такой схеме невозможно вывести из строя входную часть оптоэлектронного ключа 7 от неправильной полярности подключения индикатора напряжения к контролируемой сети постоянного тока 9.To expand the functionality of the voltage indicator, the diagram of which is shown in Fig. 2, it can be equipped with an optoelectronic switch 10, which contains two oppositely parallel-connected LEDs of the input part of the optoelectronic switch 10. In this case, such a voltage indicator can be connected to the controlled DC network 9 without observance of the polarity of the connection of the input part of the voltage indicator, as it was necessary to do in the diagram shown in Fig. 1. The voltage indicator circuit shown in Fig. 2 is more universal, for which the pinout of the connection of its input part is not important. In addition, in such a scheme, it is impossible to disable the input part of the optoelectronic switch 7 from the wrong polarity of the connection of the voltage indicator to the controlled DC network 9.

Для расширения функциональных возможностей индикатора напряжения, схема которого представлена на Фиг.3, он может быть снабжен дополнительными конденсатором 11 и неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения 12. Неуправляемый однофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 12 осуществляет функции однофазного выпрямителя, а конденсатор 11 выполняет функции низкочастотного фильтра для питания входной части оптоэлектронного ключа 7. При этом такой индикатор напряжения обладает свойством универсальности и может осуществлять контроль наличия либо отсутствия напряжения контролируемой сети 13 как постоянного, так и однофазного переменного тока. Следует отметить, что при такой схеме подключения индикатора напряжения в контролируемой сети 13 на постоянном токе также неважна полярность подключения выводов переменного тока неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 12 к контролируемой сети 13.To expand the functionality of the voltage indicator, the diagram of which is shown in Fig. 3, it can be equipped with an additional capacitor 11 and an uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12. An uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 performs the functions of a single-phase rectifier, and the capacitor 11 performs the functions of a low-frequency filter for power supply the input part of the optoelectronic switch 7. In this case, such a voltage indicator has the property of versatility and can monitor the presence or absence of voltage of the monitored network 13, both direct and single-phase alternating current. It should be noted that with such a connection diagram of the voltage indicator in the monitored network 13 at direct current, the polarity of connecting the AC leads of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier 12 to the monitored network 13 is also unimportant.

При необходимости контроля наличия либо отсутствия напряжения в многофазной электрической цепи переменного тока индикатор напряжения, схема которого представлена на Фиг.4 содержит конденсатор 11 и неуправляемый многофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 14. Неуправляемый многофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 14 осуществляет функции многофазного выпрямителя, а конденсатор 11 выполняет функции низкочастотного фильтра для питания входной части оптоэлектронного ключа 7. При этом такой индикатор напряжения обладает свойством универсальности и может осуществлять контроль наличия либо отсутствия напряжения контролируемой сети как постоянного, так и переменного тока. При контроле напряжения в многофазной контролируемой сети 15 индикатор напряжения способен осуществлять контроль наличия напряжения любой фазности, равной либо меньшей фазности неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 14.If it is necessary to control the presence or absence of voltage in a polyphase electric circuit of an alternating current, a voltage indicator, the circuit of which is shown in Fig. 4 contains a capacitor 11 and an uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier 14. An uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier 14 performs the functions of a polyphase rectifier, and a capacitor 11 performs the functions a low-pass filter for powering the input part of the optoelectronic switch 7. In this case, such a voltage indicator has the property of versatility and can monitor the presence or absence of voltage of the monitored network, both direct and alternating current. When monitoring the voltage in a polyphase monitored network 15, the voltage indicator is able to monitor the presence of voltage of any phase, equal to or less than the phase of an uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier 14.

Предложенная схема индикатора напряжения может быть использована для индикации наличия либо отсутствия контролируемого напряжения в любых существующих электрических сетях либо может быть использована в различных электрических преобразователях для осуществления безопасной индикации наличия напряжения. Схема отличается простотой, минимальным энергопотреблением, содержит минимальное количество элементов, а также обеспечивает высокую степень электробезопасности как самой контролируемой установки, так и эксплуатирующего и обслуживающего ее персонала. Кроме того, схема индикатора напряжения отличается универсальностью и может работать как на постоянном, так и переменном токе.The proposed voltage indicator circuit can be used to indicate the presence or absence of controlled voltage in any existing electrical networks, or it can be used in various electrical converters to provide safe indication of voltage presence. The circuit is characterized by simplicity, minimal power consumption, contains a minimum number of elements, and also provides a high degree of electrical safety for both the controlled installation itself and the operating and maintenance personnel. In addition, the voltage indicator circuit is versatile and can operate on both DC and AC.

Изобретение было создано на кафедре «Электропривода и электрооборудования береговых установок» ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» и апробировано на имитационной математической модели и собранном макетном образце. Полученные результаты позволяют сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The invention was created at the department of "Electric drive and electrical equipment of coastal installations" of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "State University of Maritime and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov "and tested on a simulation mathematical model and assembled prototype. The results obtained allow us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (4)

1. Индикатор напряжения, содержащий транзистор структуры n-p-n, два резистора, две индикаторные лампы, блок питания, отличающийся тем, что дополнительно содержит оптоэлектронный ключ и дополнительный резистор, причем плюсовой вывод контролируемой сети постоянного тока через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу контролируемой сети постоянного тока, к плюсовому выводу блока питания подключены первые выводы индикаторных ламп и второго резистора, второй вывод которого подключен ко второму выводу первой индикаторной лампы, первому выводу дополнительного резистора и первому выводу ключа выходной части оптоэлектронного ключа, второй вывод которого подключен к минусовому выводу блока питания и эмиттеру транзистора, база которого подключена ко второму выводу дополнительного резистора, а коллектор транзистора соединен со вторым выводом второй индикаторной лампы.1. A voltage indicator containing a transistor of the npn structure, two resistors, two indicator lamps, a power supply unit, characterized in that it additionally contains an optoelectronic switch and an additional resistor, and the positive terminal of the controlled DC network through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode which is connected to the negative terminal of the controlled DC network, the first terminals of the indicator lamps and the second resistor are connected to the positive terminal of the power supply, the second terminal of which is connected to the second terminal of the first indicator lamp, the first terminal of the additional resistor and the first terminal of the key of the output part of the optoelectronic switch, the second terminal which is connected to the negative terminal of the power supply and the emitter of the transistor, the base of which is connected to the second terminal of the additional resistor, and the collector of the transistor is connected to the second terminal of the second indicator lamp. 2. Индикатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что снабжен оптоэлектронным ключом, который содержит два встречно параллельных светодиода входной части оптоэлектронного ключа, которые через первый резистор подключены к контролируемой сети постоянного тока.2. The voltage indicator according to claim 1, characterized in that it is equipped with an optoelectronic switch, which contains two counter-parallel LEDs of the input part of the optoelectronic switch, which are connected through the first resistor to the monitored DC network. 3. Индикатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен конденсатором и неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения, причем выводы переменного тока неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключены к контролируемой сети, плюсовой вывод неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения и ко второму выводу конденсатора.3. The voltage indicator according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a capacitor and an uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier, and the AC terminals of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier are connected to the monitored network, the positive terminal of the uncontrolled single-phase full-wave capacitor voltage rectifier is connected to the first output of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode of which is connected to the negative terminal of the uncontrolled single-phase full-wave voltage rectifier and to the second terminal of the capacitor. 4. Индикатор напряжения по п.1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен конденсатором и неуправляемым многофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения, причем выводы переменного тока неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключены к многофазной контролируемой сети, плюсовой вывод неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения подключен к первому выводу конденсатора и через первый резистор подключен к аноду светодиода оптоэлектронного ключа, катод которого подключен к минусовому выводу неуправляемого многофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения и ко второму выводу конденсатора.4. The voltage indicator according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a capacitor and an uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier, and the ac terminals of the uncontrolled polyphase full-wave voltage rectifier are connected to a monitored polyphase network, the positive terminal of the uncontrolled polyphase full-wave capacitor voltage rectifier is connected to the first and through the first resistor is connected to the anode of the LED of the optoelectronic switch, the cathode of which is connected to the negative terminal of the uncontrolled multiphase full-wave voltage rectifier and to the second terminal of the capacitor.
RU2021102368A 2021-02-02 2021-02-02 Voltage indicator RU2753160C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102368A RU2753160C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Voltage indicator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102368A RU2753160C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Voltage indicator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753160C1 true RU2753160C1 (en) 2021-08-12

Family

ID=77349110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102368A RU2753160C1 (en) 2021-02-02 2021-02-02 Voltage indicator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753160C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772737C1 (en) * 2021-07-16 2022-05-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Voltage indicator (options)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1714529A2 (en) * 1989-11-09 1992-02-23 Ставропольское высшее военное инженерное училище связи им.60-летия Великого Октября Dc voltage indicator
RU2019839C1 (en) * 1990-04-10 1994-09-15 Анатолий Яковлевич Дружинин Unit for indicating presence of three-phase voltages
RU2055369C1 (en) * 1991-02-05 1996-02-27 Анатолий Яковлевич Дружинин Voltage indicator
CN106353569A (en) * 2016-08-24 2017-01-25 武汉钢铁股份有限公司 High-voltage charged indicator
RU2734583C1 (en) * 2020-05-20 2020-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Voltage indicator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1714529A2 (en) * 1989-11-09 1992-02-23 Ставропольское высшее военное инженерное училище связи им.60-летия Великого Октября Dc voltage indicator
RU2019839C1 (en) * 1990-04-10 1994-09-15 Анатолий Яковлевич Дружинин Unit for indicating presence of three-phase voltages
RU2055369C1 (en) * 1991-02-05 1996-02-27 Анатолий Яковлевич Дружинин Voltage indicator
CN106353569A (en) * 2016-08-24 2017-01-25 武汉钢铁股份有限公司 High-voltage charged indicator
RU2734583C1 (en) * 2020-05-20 2020-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Voltage indicator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772737C1 (en) * 2021-07-16 2022-05-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Voltage indicator (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5986557A (en) Three-phase fuse status indicator
CN103929844A (en) Automatic control device for lamp cyclic test
CN204442787U (en) Ignition device and lighting device
CN105676936B (en) Ripple current generating circuit
KR100715282B1 (en) Charging control apparatus of battery for emergency lamp
RU2753160C1 (en) Voltage indicator
RU2734583C1 (en) Voltage indicator
KR100855871B1 (en) Charging type power apparatus and method for controlling thereof
CN105894745B (en) The control method and its warning device and system of intelligent Acousto-optic warning device
RU2772737C1 (en) Voltage indicator (options)
CN109429410B (en) LED electronic driver with leakage protection function
CN204795685U (en) Pilot lamp supply circuit and distribution system
RU2741054C1 (en) Accumulator battery charging system for electric transport from mains voltage 220 v
CN203413914U (en) Door opening and closing detection circuit for refrigerator
RU143067U1 (en) ELECTRIC CIRCUIT OF LED LUMINAIR
CN210328085U (en) Silicon controlled rectifier down lamp circuit of adjusting luminance
RU32627U1 (en) LED indicating device
RU222867U1 (en) SINGLE POLE HIGH VOLTAGE INDICATOR WITH BUILT-IN TEST DEVICE
CN214256702U (en) Switching device for working modes of classroom lamp and classroom lamp
RU184840U1 (en) DEVICE FOR INDICATING VOLTAGE AND REDUCING PHASES OF THREE-PHASE NETWORK
RU2008104746A (en) METHOD FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF ELECTRICAL EQUIPMENT LOAD ELEMENT, DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU183079U1 (en) Ermakov LED rectifier bridge
RU2721006C1 (en) Device for charging and desulphating accumulators
SU1688178A1 (en) Device for checking electrical chains and voltages
RU196821U1 (en) The device for checking the control unit spontaneous starting of the train without removing from the locomotive