CS220213B1

CS220213B1 - Connection of galvanically isolated short-circuit DC switch with built-in electronic fuse

Info

Publication number: CS220213B1
Application number: CS418581A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Krejci
Original assignee: Frantisek Krejci
Priority date: 1981-06-04
Filing date: 1981-06-04
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Účelem vynálezu zapojení galvanického odděleného zkratuvzdorného stejnosměrného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou je jednoduchým způsobem řídit podle předem daného programu akční členy řízeného technologického procesu při současném hlídání přenosových linek proti zkratu. Tohoto se dosahuje využitím funkce dvou optoizolačních členů, do kterých je zaváděna vstupní jednobitová řídicí veličina v TTL úrovni a která je funkčně zpracována v bloku spínací logiky. Třetí oiptoizolační člen plní funkci zpětnovazební elektronické pojistky v případě zkratu na zátěži zapojené v obvodu výkonového spínacího prvku, přičemž je dodržena podmínka galvanického oddělení vstupní jednobitové řídicí veličiny od napěťové úrovně akčního členu řízeného technologického procesu.The purpose of the invention of the connection of a galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with a built-in electronic fuse is to control the actuators of the controlled technological process in a simple way according to a predetermined program while simultaneously monitoring the transmission lines against short circuits. This is achieved by using the function of two opto-isolating elements, into which an input one-bit control variable at the TTL level is introduced and which is functionally processed in the switching logic block. The third opto-isolating element performs the function of a feedback electronic fuse in the event of a short circuit on the load connected in the circuit of the power switching element, while the condition of galvanic separation of the input one-bit control variable from the voltage level of the actuator of the controlled technological process is observed.

Description

Vynález se týká zapojení galvanicky odděleného zkratuvzdorného stejnosměrného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou s využitím, zejména pro spínání stejnosměrných akčních členů použitých při řízení pracovních strojů a technologických procesů v reálném čase mikroprocesorovými systémy.The invention relates to the connection of a galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with built-in electronic fuse utilizing, in particular, for switching the DC actuators used in real-time control of working machines and technological processes by microprocessor systems.

Dosud známá zapojení galvanicky oddělených stejnosměrných spínačů využívají vlastnosti klasických polovodičových součástek, které již nevyhovují při návrzích stykových jednotek řídicích mikroprocesorových systémů z hlediska funkčního montážního procesu, provozní rychlosti, příkonu, jednoduché montáže a zejména spolehlivosti, která je při řízení technologických procesů a pracovních strojů v reálném čase nutným předpokladem. Další nevýhodou stávajících spínačů jsou komplikace, které vyvstanou při eventuálním zkratu na přenosových linkách stykové mikropočítačové jednotky a řízenými akčními členy technologického procesu. Spínače s uvedenými vlastnostmi jsou již zcela nevhodné pro nasazení v mikro a minipočítačové řídicí technice.The known circuits of galvanically separated DC switches utilize the properties of conventional semiconductor devices, which are no longer suitable for designing interface units of control microprocessor systems in terms of functional assembly process, operating speed, power consumption, simple assembly and especially reliability, which is real-time prerequisite. Another disadvantage of the existing switches is the complications that arise in the event of a potential short circuit on the transmission lines of the interface microcomputer unit and controlled by actuators of the technological process. Switches with these characteristics are no longer suitable for use in micro and mini-computer control technology.

Podle vynálezu zapojení galvanicky odděleného zkratuvzdorného stejnosměrného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou, jehož podstata spočívá v tom, že řídicí jednobitová informace v TTL úrovni se zavádí pomocí řídicího vstupu současně na vstup prvého optoizolačního členu a invertoru, přičemž výstupní řídicí veličina galvanicky oddělena v iprvém optoizolačním členu je připojena na prvý vstup logických obvodů pro řízení, kde generuje logickou řídicí funkci sepnutí výkonového stupně a že výstup z invertoru je připojen na vstup druhého optoizolačního členu, přičemž řídicí veličina z druhého optoizolačního členu je připojena na druhý vstup logických obvodů pro řízení, kde generuje logickou funkci blokování sepnutí výkonového stupně v čase, kdy je vstupní řídicí jednobitová informace v úrovni logické nuly. Výstup logických obvodů pro řízení je připojen na vstup výkonového spínacího stupně, a že prvý výstup výkonového spínacího stupně je připojen na vstup třetího optoizolačního členu, a že výstup z třetího optoizolačního členu je připojen na třetí vstup.logických obvodů pro řízení, kde generuje logickou řídicí funkci ochrany výkonového spínacího stupně v okamžiku zkratu, přičemž druhý výstup výkonového spínacího stupně je připojen na vstup akčního členu řízeného technologického procesu.According to the invention, the connection of a galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with built-in electronic fuse is characterized in that the single-bit control information at the TTL level is fed via a control input simultaneously to the input of the first optoisolator and the inverter. is connected to the first input of the logic circuits for the control where it generates the logic control function of the power stage switching and that the inverter output is connected to the input of the second optoinsulating member, the control quantity from the second optoinsulating member is connected to the second input of the logic circuits for the control where it generates the logic function of blocking the power stage when the input single-bit control information is at logic zero. The output of the control logic circuits is connected to the input of the power switching stage, and that the first output of the power switching stage is connected to the input of the third optoinsulating member, and that the output of the third optoisolating member is connected to the third input of the logic a function of the protection of the power switching stage at the moment of a short circuit, the second output of the power switching stage being connected to the input of the actuator of the controlled technological process.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje nevýhody a nedostatky výše uvedené a má řadu předností oproti dřívějším zapojením. Největší výhodou je zkratuvzdornost spínače v plném rozsahu napájecího stejnosměrného napětí, malé náklady, malý montážní prostor, malý příkon a velká spolehlivost. Další výhodou zkratuvzdorného galvanicky odděleného stejnosměrného spínače je možnost ovládání jednobitovým výstupem v TTL úrovni z jednotky styku mikroprocesorového řídicího systému a možnost galvanického oddělení od řízeného technologického procesu.The circuitry of the invention overcomes the drawbacks and drawbacks of the above and has a number of advantages over earlier circuitry. The biggest advantage is the short-circuit resistance of the switch in the full range of DC power supply, low cost, small mounting space, low power consumption and high reliability. Another advantage of short-circuit-proof galvanically isolated DC switch is the possibility of control by a single-bit output at TTL level from the interface of the microprocessor control system and the possibility of galvanic separation from the controlled technological process.

Zapojení galvanicky odděleného zkratuvzdorného stejnosměrného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou podle vynálezu je zřejmé z připojeného blokového vyobrazení.The connection of the galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with built-in electronic fuse according to the invention is evident from the attached block diagram.

Zapojení podle vynálezu sestává z invertoru A, z prvého optoizolačního členu B, které jsou společně ovládány jednobitovou informací v TTL úrovni přes řídicí vstup X, z druhého optoizolačního členu C, z logických obvodů D pro řízení, z výkonového spínacího stupně E, z třetího optoizolačního členu F a akčního členu G technologického ” procesu.The circuit according to the invention consists of an inverter A, a first optoinsulating member B, which are jointly controlled by single-bit information at TTL level via control input X, a second optoinsulating member C, control logic D for control, a power switching stage E, a third optoinsulating member F and actuator G of the technological process.

Funkce zapojení podle blokového schéma je taková, že zavedením jednobitové infor- ?The function of wiring according to the block diagram is such that by introducing a one-bit infor-?

mace v TTL úrovni přes řídicí vstup X ha vstup invertoru A a současně na vstup prvého optoizolačního členu B, dojde k aktivaci prvého optoizolačního členu B, přičemž výstupní řídicí veličina galvanicky oddělena v prvém optoizolačním členu B je připojena na prvý vstup a logických obvodů D pro řízení, kde generuje logickou řídicí funkci sepnutí výkonového spínacího stupně E, Výstup z invertoru Á je připojen na vstup druhého optoizolačního členu C, přičemž výstupní řídicí veličina z druhého optoizolačního členu C je připojena na druhý vstup b logických obvodů D pro řízení, kde generuje řídicí logickou funkci blokování sepnutí výkonového spínacího stupně v čase, kdy je řídicí vstup X na úrovni logické nuly. Logickou úrovní na výstupu c logických obvodů pro řízení D je řízen vstup e výkonového spínacího stupně E, přičemž prvý výstup ΐ výkonového spínacího stupně E je připojen na vstup třetího optoizolačního členu F zapojeného ve funkci zpětnovazební optoelektronické pojistky, přičemž výstup z třetího optoizolačního členu F je připojen na třetí vstup d logických obvodů D pro řízení, kde generuje logickou řídicí funkci ochrany výkonového spínacího stupně v okamžiku zkratu. Logickou úrovní na druhém výstupu g výkonového spínacího stupně E je ovládán akční člen G řízeného technologického procesu.In TTL level via control input X and input of inverter A and at the same time as input of first optoisolating element B, the first optoisolating element B is activated, the output variable being galvanically isolated in the first optoisolating element B connected to the first input and logic circuits D for the output of the inverter A is connected to the input of the second optoinsulating member C, and the output control quantity of the second optoinsulating member C is connected to the second input b of the logic circuits D for control where it generates the control the logic function of blocking the switching of the power switch stage when control input X is at logic zero. The logic level at the output c of the control circuit D is controlled by the input E of the power switch stage E, the first output ΐ of the power switch stage E being connected to the input of the third optoisolator F connected to the feedback optoelectronic fuse. connected to the third input d of the control logic circuits D, where it generates the logic control function of the power stage protection at the moment of short circuit. The logic level at the second output g of the power switch stage E controls the actuator G of the controlled process.

Výše popsané zapojení galvanicky odděleného zkratuvzdorného stejnosměrného spínače s vestavěnou elektronickou pojistkou lze s výhodou použít všude tam, kde je zapotřebí programového řízení akčních členů, zejména při řízení technologických procesů a pracovních strojů v reálném čase a kde je nebezpečí zkratu na přenosových linkách.The above described connection of a galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with built-in electronic fuse can advantageously be used wherever actuator program control is needed, especially in real-time control of technological processes and working machines and where there is a risk of short-circuit on transmission lines.

Claims

SUBJECT

Wiring of a galvanically isolated short-circuit-proof DC switch with built-in electronic fuse containing optoinsulating elements, control logic, power switching stage, controlled process technology actuator, characterized in that input (X) for supplying single bit control information at TTL level is connected simultaneously input of the first optoinsulating member (B) and the inverter (Aj, wherein the output of the first optoinsulating member '(Bj is connected to the first input (a) of the control logic circuits (Dj) and that the output of the inventive inverter (Aj is connected through the second optoinsulating member) (C) a second input (bj of the logic circuits (D) for control, wherein the output (c) of the logic circuits (D) for the control is connected to the input (e) of the power switching stage (E), and that the first output (f) of the power switching of step (E) is connected via a third optoinsulating member (F) to a third input (dj of logic circuits) The output (g) of the power switching stage (E) is connected to the input of the actuator (Gj) of the controlled process.