PL215862B1

PL215862B1 - Two-layer inlet system with variable resistance

Info

Publication number: PL215862B1
Application number: PL383416A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Kowalski
Original assignee: Inst Tele I Radiotech
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2014-02-28
Also published as: PL383416A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest dwustanowy układ wejściowy o zmiennej oporności, stosowany w układach wejściowych przemysłowych urządzeń sterujących, zwłaszcza w obwodach ze stykami o ograniczonym prądzie minimalnym.The subject of the invention is a two-state input circuit with variable resistance, used in input circuits of industrial control devices, especially in circuits with contacts with a limited minimum current.

Znane rozwiązania dwustanowych układów wejściowych o zmiennej oporności zbudowane są z opornika obciążającego, tranzystora przełączającego, wysokonapięciowego układu sterującego przełączaniem, komparatora i stopnia izolującego lub z dwukierunkowego transoptora i układu przekaźnika półprzewodnikowego do załączania opornika obciążającego.Known solutions of two-state variable-resistance input circuits consist of a load resistor, a switching transistor, a high-voltage switching control circuit, a comparator and an isolating stage, or a bidirectional optocoupler and a semiconductor relay circuit for switching on the load resistor.

Znany układ z polskiego opisu patentowego nr 192 601 zbudowany jest z opornika obciążającego, tranzystora przełączającego, dzielnika napięcia, mostka prostowniczego, diody zenera, dwóch transoptorów ustawionych w przeciwnych kierunkach i przerzutnika Schmitta.The known circuit from Polish patent specification No. 192 601 consists of a load resistor, a switching transistor, a voltage divider, a rectifier bridge, a zener diode, two optocouplers set in opposite directions and a Schmitt trigger.

Wadą znanych rozwiązań jest duży pobór prądu przez wejście poniżej progu przełączania oraz nadmierna moc wydzielająca się w elementach wejścia w sytuacji, gdy napięcie wejściowe jest tuż poniżej granicy przełączenia.The disadvantage of the known solutions is the high current consumption by the input below the switching threshold and the excessive power generated in the input elements when the input voltage is just below the switching threshold.

Dwustanowy układ wejściowy według wynalazku zbudowany jest z mostka prostowniczego z filtrem połączonego z dzielnikiem napięcia, wejściem stabilizatora napięcia i opornikiem obciążenia dołączanym przez klucz. Do wyjścia stabilizatora napięcia dołączony jest komparator napięcia. Do wejść komparatora napięcia dołączony jest dzielnik napięcia i układ napięcia referencyjnego a do wyjścia komparatora napięcia dołączony jest transoptor wyjściowy, klucz przełączający układu napięcia referencyjnego i wejście generatora impulsu, do którego wyjścia dołączony jest klucz załączający opornik obciążenia.The two-state input circuit according to the invention consists of a rectifier bridge with a filter connected to a voltage divider, a voltage stabilizer input and a load resistor connected by a key. A voltage comparator is connected to the output of the voltage stabilizer. A voltage divider and a reference voltage circuit are attached to the inputs of the voltage comparator, and an output optocoupler, a switching key of the reference voltage circuit and an input of the pulse generator are attached to the output of the voltage comparator.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest mały pobór mocy przez układ wejściowy niezależnie od napięcia podanego na wejście. Wzrost prądu, wymagany przez niektóre układy stykowe, następuje tylko w momencie przełączenia i ze względu na krótki czas trwania, nie wpływa na bilans mocy pobieranej przez układ wejściowy. Ponadto przełączana wartość napięcia referencyjnego umożliwia łatwe ustalenie dowolnych progów załączania i wyłączania układu wejściowego.The advantage of the solution according to the invention is low power consumption by the input circuit, regardless of the voltage applied to the input. The increase in current, required by some contact systems, occurs only at the moment of switching and due to the short duration, it does not affect the balance of power consumed by the input system. Moreover, the switchable value of the reference voltage enables easy setting of any thresholds for switching on and off the input system.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku w postaci schematu.The subject of the invention is presented in the example in the form of a diagram in the drawing.

Napięcie wejściowe przez mostek prostowniczy z filtrem MP podawane jest na dzielnik napięcia DN i wejście stabilizatora napięcia SN, który służy do zasilania pozostałych elementów układu. Na wejścia komparatora napięcia KN podawane jest napięcie z dzielnika napięcia DN, proporcjonalne do napięcia wejściowego i napięcie z układu referencyjnego UR.The input voltage through the rectifier bridge with the MP filter is fed to the voltage divider DN and the input of the MV voltage stabilizer, which is used to supply the remaining elements of the system. Voltage from the voltage divider DN, proportional to the input voltage, and the voltage from the reference circuit UR are applied to the inputs of the voltage comparator KN.

Przy napięciu wejściowym poniżej progu załączania, napięcie z układu referencyjnego UR jest wyższe od napięcia z dzielnika napięcia DN i na wyjściu komparatora napięcia KN jest stan niski. Dioda transoptora TO nie świeci się, klucz KR zmieniający napięcie referencyjne jest otwarty a układ generatora impulsu GI jest nie pobudzony.With the input voltage below the switch-on threshold, the voltage from the reference circuit UR is higher than the voltage from the voltage divider DN and the voltage comparator output KN is low. The TO optocoupler diode is off, the KR key changing the reference voltage is open and the GI pulse generator is not energized.

Gdy napięcie wejściowe wzrośnie powyżej progu przełączania, na wejściu komparatora napięcia KN dołączonym do dzielnika napięcia DN pojawia się napięcie wyższe niż na wejściu dołączonym do układu napięcia referencyjnego UR. Komparator napięcia KN zmienia stan i na jego wyjściu pojawia się stan wysoki. Powoduje to zaświecenie się diody transoptora TO i pobudzenie wyjścia. Ponadto zostaje zamknięty klucz KR co powoduje zmniejszenie się napięcia referencyjnego i utrwala stan wysoki na wyjściu komparatora napięcia KN.When the input voltage rises above the switching threshold, a higher voltage appears at the input of the voltage comparator KN connected to the voltage divider DN than at the input connected to the reference voltage circuit UR. The voltage comparator KN changes state and the high state appears on its output. This causes the optocoupler TO diode to light up and the output activation. In addition, the KR key is closed, which reduces the reference voltage and preserves the high state at the output of the voltage comparator KN.

Pojawienie się stanu wysokiego na wyjściu komparatora napięcia KN powoduje wygenerowanie impulsu przez generator impulsu GI. Impuls ten zamyka na krótki czas klucz KO i dołącza opornik obciążający RO do mostka prostowniczego z filtrem MP. Powoduje to na czas trwania impulsu zwiększony pobór prądu przez wejście dwustanowe, po czym pobór prądu przez układ wraca do stanu sprzed przełączenia. Wyłączenie układu następuje po obniżeniu napięcia wejściowego poniżej progu wyłączania. Próg wyłączania jest niższy niż próg załączania, bowiem zamknięty klucz KR powoduje, że na wejście komparatora podawane jest niższe napięcie z układu napięcia referencyjnego UR. W ten sposób zapewniona jest duża histereza przełączania komparatora napięcia KN.The appearance of a high state at the output of the KN voltage comparator causes the generation of a pulse by the GI pulse generator. This pulse briefly closes the KO key and connects the load resistor RO to the MP filter rectifier bridge. This causes, for the duration of the impulse, an increased current consumption by the binary input, and then the current consumption by the system returns to the state before the switch-over. The system is turned off after the input voltage drops below the shutdown threshold. The switch-off threshold is lower than the switch-on threshold, because the closed key KR causes that the comparator input is supplied with a lower voltage from the reference voltage system UR. In this way, a high switching hysteresis of the voltage comparator KN is ensured.

Claims

A two-state variable resistance input circuit containing a rectifier bridge, voltage divider, voltage comparator, load resistor and optocoupler, characterized in that the rectifier bridge with the filter (MP) is connected to the load resistor (RO), voltage divider (DN) and voltage stabilizer ( SN), which is connected to a voltage comparator (KN), the inputs of which are connected to the voltage divider (DN) and to the reference voltage system (UR), and the output of the voltage comparator (KN) is connected to the diode of the output optocoupler (TO), key (KR) switching the voltage of the reference voltage (UR) and to the input of the pulse generator (GI), the output of which is connected to the key (KO) connected to the load resistor (RO).