CS247203B1 - Indikátor napěťové úrovně zdroje - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zvýšení přesnosti a jednoznačnosti vyhodnocení indikace za nepříznivých světelných podmínek. Indikátor ja tvořen operačním zesilovačem napájeným indikovaným napětím, zdrojem referenčního napětí a vstupním děličem vyhodnocovaného napětí, přičemž výstup operačního zesilovače (5) ja připojen přes omezovači odpor (7) jednak k bázi výstupního tranzistoru (8) jehož emitor je spojen s první elektrodou elektroluminiscenění diody (9) a jednak ke kolektoru pomocného tranzistoru (11), jehož báze je spojena s druhou elektrodou elektroluminiscenční diody (9) a s prvním koneem snímacího odporu (10) a jehož emitor je spojen s druhým koncem snímacího odporu (10). Existují i další možné varianty pro vyhodnocení několika úrovní nebo pásma napětí. Indikátor možno použít pro kontrolu napětí napr. záložních napájecích zdrojů pro nouzové brzdění v autoškolách, a všude tam, kde ja požadována přesné a spolehlivá indikace i za nepříznivých světelných podmínek.

Description

Vynález se týká indikátoru napěíové úrovně zdroje, zejména záložního zdroje pro zprostředkování zabrzdění dálkově kontrolovaného vozidla v autoškolách, světelnou indikací.

Pro zjištění, zda je stejnosměrné napětí zdroje, zejména akumulátoru, větší nebo menší než kritická úroveň, postačuje indikace jediným prvkem, například žárovkou nebo elektroluminis cenění diodou.

V nejjednodušším provedení je indikátor napeTové úrovně tvořen žárovkou sériově spojenou se Zenerovou diodou nebo elektroluminis cenční diodou sériově spojenou s ochranným odporem. Je-li napětí na svorkách indikátoru se žárovkou menší než Zenerovo napětí, neprotéká indikátorem proud a žárovka nesvítí.

Když napětí na svorkách překročí velikost Zenerova napětí, začne indikátorem protékat proud a žárovka různě intenzivně svítí v závislosti na velikosti rozdílu napětí měřeného a Zenerova. Funkce indikátoru s elektroluminiscenční diodou je obdobná.

Tyto indikátory představují pouze jednoduché zkoušečky, u nichž přesnost rozlišení kritické úrovně je malá. Projevuje se u nich značně vliv velké tolerance Zenerova napětí Zenerovy diody a vliv změn parametrů všech součástek s teplotou. U prvního a druhého uvedeného typu indikátoru může být navíc intenzita svitu a tím informace svítí - nesvítí kolem kritické úrovně za horších světelných podmínek obtížně a nejednoznačně okem rozlišitelná.

, Pro vyšší nároky je indikátor sestaven ze zdroje referenč* ního napětí, odporového děliče měřeného napětí, operačního zesilovače, ochranného odporu a elektroluminiscenční diody. Pokud měřené napětí je větší než referenční napětí, vlivem napětí na výstupu operačního zesilovače začne přes ochranný odpor a elektroluminiscenční diodu protékat proud a elektroluminiscen ční dioda se rozsvítí. Změní-li se navzájem invertující a neinvertuj ící vstup operačního zesilovače, pak elektroluminiscenční dioda svítí při měřeném napětí menším než referenční napětí.

247 203

Tento indikátor zvláště v okolí kritické úrovně napětí nezaručuje konstantní intenzitu svitu elektroluminiscenční diody, nebo? s narůstajícím rozdílem napětí se intenzita avitu zvětšuje. Napájení operačního zesilovače bývá obvykle symetrickým napětím, například i 12 V, zdroj referenčního napětí není také teplotně stálý. To zvětšuje složitost výroby a snižuje dosažitelnou teplotní stabilitu i přesnost měření.

Tyto nevýhody jsou odstraněny u indikátoru napěťové úrovně zdroje podle vynálezu ,jehož podstatou je, že mezi první vstupní svorkou indikátoru a,.dz^iou vstupní svorkou indikátoru je zapojen vstupní dělič napŽO; jehož odbočka je připojena k prvnímu vstupu operačního zesilovače na jehož druhý vstup je připojen první pól zdroje referenčního napětí, jehož druhý pól je spojen s první vstupní svorkou indikátoru, první svorka napá jení operačního zesilovače je spojena s druhou vstupní svorkou indikátoru, druhá svorka napájení operačního zesilovače je spojena b první vstupní svorkou indikátoru a že výstup operačního zesilovače je připojen přes omezovači odpor jednak k bázi vý** stupního tranzistoru jehož kolektor je spojen s druhou vstupní svorkou indikátoru a jehož emitor je spojen s první elektrodou elektroluminiscenční diody a jednak ke kolektoru pomocného tranzistoru, jehož báze je spojena s druhou elektrodou elektroluminiscenční diody a s prvním koncem snímacího odporu a jehož emitor je spojen s druhým koncem snímacího odporu a s první vstupní svorkou indikátoru.

U indikátoru podle vynálezu je v širokém rozsahu napětí zajištěná vysoká stabilita a spolehlivost funkce. Protože výstupní tranzistor a pomocný tranzistor udržují výstupní proud procházející elektroluminiscenční diodou na konstantní hodnotě, odpadají nejasnosti se špatným vyhodnocováním svitu kolem kritické úrovně vyhodnocovaného napětí. Elektroluminiscenční dioda bul nesvítí, nebo svítí stále stejně intenzivně. Proto je tento indikátor velmi vhodný v případech, kdy je vyžadována naprostá spolehlivost, jako je tomu zejména u zařízení obsahujících záložní zdroj pro zprostředkování nouzového zabrzdění dálkově kontrolovaného vozidla v autoškolách, sloužícího pro samostatný výcvik řidičů.

- 3 247 203

Příklady provedení indikátoru napěťové úrovně zdroje podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, na nichž zobrazuje obr. 1 indikátor pro zjišťování přítomnosti minimální úrovně napětí, obr. 2 indikátor pro zjišťování minimální a maximální úrovně napětí a obr. 3 stejný druh indikátoru jiného provedení.

Podle obr. 1 je mezi první vstupní svorkou 1 indikátoru a druhou vstupní svorkou 2 indikátoru zapojen vstupní dělič 3 napětí, jehož odbočka je připojena k prvnímu vstupu, v tomto případě k neinvertujíčímu vstupu, operačního zesilovače 5.

Na druhý vstup prvního operačního zesilovače 2» tedy v tomto případě na jeho invertující vstup, je přes dělič 6 referenčního napětí, přemosťující první zdroj 4 referenčního napětí, připojen první pól tohoto zdroje, přičemž jeho druhý pól je spojen s první vstupní svorkou 1 indikátoru.

Výstup operačního zesilovače 5 je připojen přes omezovači odpor 7 jednak k bázi výstupního tranzistoru 8 jehož kolektor je spojen s druhou vstupní svorkou indikátoru 2 a jehož emitor je spojen s první elektrodou elektroluminiscenční diody 2 a jednak ke kolektoru pomocného tranzistoru 11. Báze pomocného tranzistoru 11 je spojena s druhou elektrodou elektroluminiscenční diody 2 a s prvním koncem snímacího odporu 10_t Emitor pomocného tranzistoru 11 je spojen s druhým koncem snímacího odporu 10 a s první vstupní svorkou indikátoru 1. První svorka napájení operačního zesilovače 2 3^e spojena s druhou vstupní, svorkou indikátoru 2 a druhá svorka napájení operačního zesilovače 2 spojena s první vstupní svorkou indikátoru

1.

Indikátor podle vynálezu pracuje následovně:

Pokud napětí na druhém vstupu operačního zesilovače 2» získané z děliče 6 referenčního napětí, je menší než napětí na prvním vstupu operačního zesilovače 2» d© na výstupu operačního zesilovače 2 napětí, které otevírá výstupní tranzistor 8. Přes výstupní tranzistor 8, elektroluminiscenční diodu 2 a snímací odpor 10 protéká proto proud a elektroluminiscenční

- 4 247 203 dioda 9 svítí. Úbytkem napětí vznikajícím na snímacím odporu

10, který se přivede mezi emitor a bázi pomocného tranzistoru

11, se tento otevře a řídí spolu a výstupním tranzistorem 8 proud elektroluminiscenční diodou 2 ^na konstantní hodnotu.

U provedení indikátoru podle obr. 2 je obvod s operačním zesilovačem 2 shodný s provedením podle obr. 1 doplněn obvodem s druhým operačním zesilovačem 2£. Výstup druhého operačního zesilovače 2£ je připojen přes druhý omezovači odpor 27 jednak k bázi druhého výstupního tranzistoru 28 jehož kolektor je spojen s druhou vstupní svorkou indikátoru 2 a jehož emitor je spojen s první elektrodou druhé elektroluminiscenční diody 22 a jednak ke kolektoru druhého pomocného tranzistoru 3,1·

Báze druhého pomocného tranzistoru 31 je spojena s druhou elektrodou druhé elektroluminiscenční diody 22 β s prvním koncem druhého snímacího odporu 30. Emitor druhého pomocného tranzistoru 3,1 3® spojen s druhým koncem druhého snímacího odporu 30 a s první vstupní svorkou indikátoru 1. První vstup operačního Zesilovače 2 je spojen s druhým vstupem druhého operačního zesilovače 22 a druhý vstup operačního zesilovače 5 3® připojen k první odbočce 12 děliče 6 referenčního napětí, zapojeného mezi póly prvního zdroje £ referenčního napětí. První vstup druhého operačního zesilovače 25 je připojen k druhé odbočce 13 děliče 6 referenčního napětí.

První svorka napájení druhého operačního zesilovače 25 je spojena s druhou vstupní svorkou indikátoru 2 a druhá svorka napájení druhého operačního zesilovače 25 je spojena s první vstupní svorkou indikátoru 1.

U tohoto provedení indikátoru podle vynálezu svítí luminiscenční dioda 2» když je napětí zdroje zapojeného mezi první vstupní svorkou 1 indikátoru a druhou vstupní svorkou 2 indikátoru větší něž první kritická úroveň napětí a druhá luminiscenční dioda 22 svítí, když je přiložené napětí nižší než druhá kritická úrovšň. Tímto indikátorem lze tedy, vyhodnotit, zda přiložené napětí leží uprostřed mezi mezními hodnotami nebo zda leží mimo toto pásmo.

- 3 247 203 ϋ provedení podle obr· 3 je indikátor vytvořen stejně jako u provedení podle obr· 2, ale druhý vetup operačního zesilovače § je připojen k odbočce děliče 6 referenčního napětí, přemosťujícího zdroj 4 referenčního napětí, kdežto první vstup druhého operačního zesilovače 25 je připojen k odbočce druhého děliče 26 referenčního napětí, přemosťujícího druhý zdroj 24 referenčního napětí·

Napětí zdroje 4 referenčního napětí a druhého zdroje 24 referenčního napětí, popřípadě polohu odboček děliče 6 referenč niho napětí a druhého děliče 26 referenčního napětí je přitom nutno volit tak, aby potenciál na prvním vstupu druhého operačního zesilovače 2J5 byl vyěší než potenciál na druhém vstupu operačního zesilovače 2·

Toto provedení indikátoru napětí podle vynálezu pracuje stejně jako provedení podle obr. 2·

Pro indikaci napětí takové polarity, že druhá vstupní svorka indikátoru 2 je kladná, jsou všechny tranzistory typu NPN a elektroluminiscenční dioda 9 a druhá elektroluminiscenč«Btf ní dioda 29 jsou polovány anodami k emitorům výstupního tranzis toru 8 a druhého výstupního tranzistoru 28.

Pro opačnou polaritu vstupního napětí indikátoru jsou tranzistory typu PNP, elektroluminiscenční dioda 9 a druhá elek troluminiscenční dioda 29 jsou polovány katodami k emitorům výstupního tranzistoru 8 a druhého výstupního tranzistoru 28. Dále je zaměněna polarita všech zdrojů referenčního napětí a polarita nápajecích svorek všech operačních zesilovačů.

Popsaná provedení indikátoru napětí podle vynálezu lze snadno vyrobit za použití dostupných integrovaných obvodů čímž se příznivě sníží výrobní náklady. Lze je použít všude tam, kde je podmínkou, aby zdroj napětí, zpravidla akumulátor, měl přesně definované napětí, například u zařízení pro nouzové zásahy, u speciálních přenosných vysílaček a pod.

Claims (1)

1. Indikátor napěíové úrovně zdroje, zejména záložního zdroje pro zprostředkování zabrzdění dálkové kontrolovaného vozidla například v autoškolách, světelnou indikací, vyznačující se tím, že mezi první vstupní svorkou indikátoru (1) a druhou vstupní svorkou indikátoru (2) je zapojen vstupní dělič napětí (3), jehož odbočka je připojena k prvnímu vstupu operačního zesilovače (5) na jehož druhý vstup je připojen první pól zdroje referenčního napětí(4), jehož druhý pól je spojen s první vstupní svorkou indikátoru (1), první svorka napájení operačního zesilovače (5) je spojena s druhou vstupní svorkou indikátoru (2), druhá svorka napájení operačního zesilovače (5) je spojena s první vstupní svorkou indikátoru (1) a že výstup operačního zesilovače (5) je připojen přea omezovači odpor (7) jednak bázi výstupního tranzistoru (8) jehož kolektor je spojen s druhou vstupní svorkou indikátoru (2) a jehož eraitoř je spojen s první elektrodou elektroluminiscenční diody (9) a jednak ke kolektoru pomocného tranzistoru (11), jehož báze je spojena s druhou elektrodou elektroluminiscenční diody (9) a s prvním koncem snímacího odporu (10) a jehož emitor je spojen s.druhým koncem snímacího odporu (10) a s první vstupní svorkou indikátoru (1).