PL223745B1 - Układ do pomiaru napięcia zasilania - Google Patents

Abstract

Układ do pomiaru napięcia zasilania zawiera źródło napięcia (ŹN) zasilającego urządzenie, do którego dołączony jest mostek prostowniczy (MP), który dołączony jest do układu kondycjonującego (UK), którego wyjście dołączone jest do wejścia przetwornika napięcie/częstotliwość (U/F), którego port zasilania dołączony jest do wyjścia wysokonapięciowego stabilizatora liniowego (SL), a którego wejście dołączone jest do wyjścia mostka prostowniczego (MP). Wyjście częstotliwości przetwornika napięcie/częstotliwość (U/F) dołączone jest do wejścia pierwszego transoptora izolowanego (TI), który zasilany jest przez stabilizator liniowy (SL). Wyjście transoptora izolowanego (TI) dołączone jest do wejścia układu docelowego (UD), który zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego (ZOI), zasilający również źródło częstotliwości odniesienia (ŹCO), którego wyjście częstotliwości odniesienia dołączone jest do wejścia drugiego transoptora izolowanego (TI2), a którego wyjście dołączone jest do wejścia napięcia odniesienia przetwornika napięcie/częstotliwość (U/F). Drugi transoptor izolowany (TI2) zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego (ZOI).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru napięcia zasilania, który może być stosowany w każdym urządzeniu elektronicznym, w którym konieczny jest pomiar napięcia zasilania.

Znane są układy pomiaru napięcia wykorzystujące pomiar bezpośredni napięcia za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego dołączonego do mierzonego napięcia zasilania przez układ kondycjonujący sygnał. Ograniczeniem takiego rozwiązania jest niska odporność układu na chwilowe zwiększenie poziomu mierzonego napięcia, które może spowodować uszkodzenie przetwornika. Wadą takiego rozwiązania jest także konieczność zasilania przetwornika stabilnym napięciem stałym, mimo że mierzone napięcie może być napięciem przemiennym o określonej częstotliwości. Przykłady takich rozwiązań znajdują się w notach aplikacyjnych producentów przetworników analogowocyfrowych. Poważną wadą takiego rozwiązania jest brak izolacji pomiędzy obwodem mierzonym a obwodem, któremu dostarczane są dane pomiarowe.

Znane są także izolowane układy pomiaru napięcia wykorzystujące izolowane wzmacniacze pomiarowe, które dołączone są z jednej strony do mierzonego napięcia, a z drugiej do przetwornika analogowo-cyfrowego. Wadą tego rozwiązania jest bardzo wysoki koszt takiego układu pomiarowego, a także jego niska odporność na chwilowe zwiększenie poziomu mierzonego napięcia, które może spowodować uszkodzenie izolowanego wzmacniacza pomiarowego.

Znane są także izolowane układy pomiaru napięcia wykorzystujące przetwornik analogowocyfrowy o transmisji szeregowej wraz z izolowanym źródłem zasilania i transoptorów jako izolatora sygnałów cyfrowych. Wadą tego rozwiązania jest liczba zastosowanych elementów i ich mała odporność na zakłócenia, a także konieczność zasilania przetwornika analogowo-cyfrowego stabilnym napięciem stałym, mimo że mierzone napięcie może być napięciem przemiennym o określonej częstotliwości. Takie rozwiązanie ze względu na swoją budowę jest kosztowne.

Układ do pomiaru napięcia zasilania według wynalazku zawiera źródło napięcia zasilającego urządzenie, do którego dołączony jest mostek prostowniczy, który dołączony jest do układu kondycjonującego. Wyjście układu kondycjonującego dołączone jest do wejścia przetwornika napięcie/częstotliwość, którego port zasilania dołączony jest do wyjścia wysokonapięciowego stabilizatora liniowego, którego wejście dołączone jest do wyjścia mostka prostowniczego. Wyjście częstotliwości przetwornika napięcie/częstotliwość dołączone jest do wejścia pierwszego transoptora izolowanego, który zasilany jest przez stabilizator liniowy. Wyjście transoptora izolowanego dołączone jest do wejścia układu docelowego, który zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego, który zasila również źródło częstotliwości odniesienia. Wyjście częstotliwości odniesienia źródła częstotliwości odniesienia dołączone jest do wejścia drugiego transoptora izolowanego, którego wyjście dołączone jest do wejścia napięcia odniesienia przetwornika napięcie/częstotliwość. Drugi transoptor izolowany zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego.

W układzie według wynalazku przetwornik napięcie/częstotliwość zamienia poziom mierzonego napięcia na częstotliwość, która izolowanym torem cyfrowym jest przesyłana do obwodu zamieniającego wartość zmierzonego napięcia na wartość cyfrową, która dostarczana jest do docelowego obwodu za pośrednictwem pierwszego izolowanego transoptora. Pierwszy izolowany transoptor oraz przetwornik napięcie/częstotliwość są zasilane z mierzonego źródła napięcia za pośrednictwem mostka prostowniczego i stabilizatora liniowego. Układ docelowy, źródło częstotliwości odniesienia i drugi transoptor liniowy zasilane są z zasilacza obwodu izolowanego.

Ważną zaletą układu według wynalazku jest to, iż układ pomiarowy pobiera niewiele mocy, dzięki czemu może być zasilany ze stabilizatora liniowego. Inną zaletą układu według wynalazku jest możliwość pomiaru niestabilizowanego napięcia, bowiem źródło częstotliwości jest umiejscowione poza izolowaną częścią obwodu, co dodatkowo gwarantuje większą stabilność częstotliwości odniesienia i ma pozytywny wpływ na błąd pomiaru.

Wynalazek zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który stanowi schemat blokowy urządzenia.

Układ zawiera źródło napięcia ŹN zasilającego urządzenie, do którego dołączony jest mostek prostowniczy MP, który dołączony jest do układu kondycjonującego UK. Układ kondycjonujący UK dostarcza mierzone napięcie do przetwornika napięcie/częstotliwość U/F, który zasilany jest przez wysokonapięciowy stabilizator liniowy SL, który zasilany jest z mostka prostowniczego MP. Przetwornik napięcie/częstotliwość U/F zamienia wartość chwilową napięcia na częstotliwość, którą wysyła przez pierwszy transoptor izolowany TI, który zasilany jest przez stabilizator liniowy SL. Transoptor

PL 223 745 B1 izolowany TI przesyła częstotliwość do układu docelowego UD, który otrzymuje dane pomiarowe w postaci częstotliwości. Układ docelowy UD zasilany jest z zasilacza obwodu izolowanego ZOI, który zasila również źródło częstotliwości odniesienia ŹCO, które wysyła częstotliwość odniesienia przez drugi transoptor izolowany TI2 do przetwornika napięcie/częstotliwość U/F. Drugi transoptor izolowany TI2 zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego ZOI.

Układ według wynalazku może znaleźć zastosowanie w urządzeniach elektrycznych zasilanych przez izolowane zasilacze, w których niezbędny jest pomiar napięcia zasilającego urządzenie. Układ według wynalazku może z dużym prawdopodobieństwem znaleźć zastosowanie w przekaźnikach wielofunkcyjnych pracujących w sieciach górniczych, lub w urządzeniach zabezpieczających zasilanych z dodatkowych transformatorów zasilających.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ do pomiaru napięcia zasilania zawierający źródło napięcia, mostek prostowniczy, układ kondycjonujący i stabilizator liniowy, znamienny tym, że zawiera źródło napięcia (ŹN) zasilającego urządzenie, do którego dołączony jest mostek prostowniczy (MP), który dołączony jest do układu kondycjonującego (UK), którego wyjście dołączone jest do wejścia przetwornika napięcie/częstotliwość (U/F), którego port zasilania dołączony jest do wyjścia wysokonapięciowego stabilizatora liniowego (SL), a którego wejście dołączone jest do wyjścia mostka prostowniczego (MP), przy czym wyjście częstotliwości przetwornika napięcie/częstotliwość (U/F) dołączone jest do wejścia pierwszego transoptora izolowanego (TI), który zasilany jest przez stabilizator liniowy (SL), a wyjście transoptora izolowanego (TI) dołączone jest do wejścia układu docelowego (UD), który zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego (ZOI), zasilający również źródło częstotliwości odniesienia (ŹCO), którego wyjście częstotliwości odniesienia dołączone jest do wejścia drugiego transoptora izolowanego (TI2), którego wyjście dołączone jest do wejścia napięcia odniesienia przetwornika napięcie//częstotliwość (U/F), przy czym drugi transoptor izolowany (TI2) zasilany jest przez zasilacz obwodu izolowanego (ZOI).