178571. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés átkapcsolható, egyik vagy mindkét irányú változást érzékelő, feszültségszint figyelő áramkör részére, előnyösen tápellátó rendszerekhez
3 178571 4 irányban kapcsolt diódán keresztül egy-egy állítható feszültségosztó csatlakozik. A rendszer működését elsősorban az biztosítja, hogy a különleges differenciál erősítő belső előfeszítő elemeivel olyan beállítást hoz létre, hogy ha az ugyanezen differenciál erősítő invertáló és nem-invertáló bemenetéin azonos feszültség van jelen, akkor a különleges differenciál erősítő kimenete negatív tápfeszültség szélső értékén legyen. Az áramkörben alkalmazott potenciométerek feladata, hogy ezek segítségével lehet beállítani a védelemre kijelölt feszültség tartományt. A javasolt megoldás korszerű, azonban mégis néhány alapvető hiányossággal rendelkezik. Első és legfontosabb, hogy különleges differenciál erősítő alkalmazását igényli. A kapcsolási elrendezés egyik irányba sem kapcsolható, vagyis állandóan jelzi a beállított feszültségszint tartomány alsó és felső határát is. A különleges differenciál erősítő előfeszítésének a mértéke jelentősen befolyásolja az érzékelés pontosságát. Az áramkör a hőmérséklet változásra érzékeny és ennek kiküszöbölésére nem nyújt semmiféle megoldást. Több egyidejű feszültség figyelésére alkalmas megoldást javasol a 2 038 217 lajstromszámú NSZK szabadalmi leírás. A közölt kapcsolási elrendezésben az alkalmazott közönséges differenciál erősítőnek csak a nem-invertáló bemenetén egy ellenállásokból álló feszültségosztó van bekötve. Az invertáló bemeneté pedig egy ellenálláson keresztül közvetlenül a negatív tápfeszültségre csatlakozik. A rendszer még két referencia feszültség forrás alkalmazását is igényli, mely feszültségfonások értéke a negatív tápfeszültség forrás és a közös nulla között van, melyek közül az egyik feltétlenül negatívabb mint a másik. A referencia források egy-egy nyitóirányú diódán keresztül csatlakoznak az áramkörhöz. A bemeneti pontra csatlakozó diódapár záró irányban van nyugalmi helyzetben. Az előző találmányokhoz viszonyítva a hivatkozott leírás több feszültségforrás^ egyidejű figyelésére alkalmas, azonos határfeszültségek mellett. További előnye, hogy tartalmaz megoldási javaslatot az áramkör hőkompenzálására. A felhozott leírás a korszerűsége és előnyei mellett azonban néhány, nem elhanyagolható hiányossággal is rendelkezik. Nevezetesen a javasolt megoldásban az egyik érzékelési irány sem kapcsolható ki, továbbá a határfeszültségek értéke kis tartományban állítható, mivel a leírásban szereplő kikötés szerint a tápfeszültségek közé kell, hogy essen. A tápfeszültségeken kívül két egymástól független stabil referencia feszültség alkalmazása szükséges. A javasolt megoldás további hátránya még, hogy két vagy több feszültség egyidejű ellentétes irányú változása esetén ezek a változások kikompenzálhatják egymást úgy, hogy a határfeszültségek átlépése esetén sem képes a jelzés adásra. A napjaink műszaki irodalmából tehát egyértelműen megállapíthatjuk, hogy noha léteznek korszerű megoldások, azonban mégsem oldották meg, hogy bármelyik érzékelési határ kikapcsolható legyen, továbbá az érzékelési határ tartományát jelentősen lehessen növelni. Ezen alapvető hiányosságok kiküszöbölését célozza az általunk javasolt kapcsolási elrendezés. A találmány tárgya tehát olyan feszültségszint-figyelő áramkör, mely átkapcsolható, ezáltal egyik vagy mindkét irányú változást érzékel. A javasolt áramkör elsősorban tápellátási rendszerekben kerül felhasználásra. A kitűzött feladatot azzal oldjuk meg, hogy egy közönséges differenciál erősítő invertáló és nem-invertáló bemenetéire differenciál erősítő invertáló és nem-invertáló bemenetelre ellenállásokból álló feszültségosztók, kapcsolók, diódák és zener diódák vannak bekötve. A találmány szerinti elrendezés megvalósításához az az egyszerűnek látszó megfigyelés vezetett, mely szerint egy feszültségforrás feszültségértéke egy időpillanatban csak egyik irányban lépheti túl a megszabott értéket és eközben a másik határérték figyelése szükségtelen. Tehát a megfelelő szelephatású elemek közbeiktatásával megvalósított kapcsolási elrendezésben, mely a találmány tárgyát képezi, már elég mindössze egy aktív elem (egység) a kiértékelésre és , jelzésadásra, melyre legalkalmasabb a közismert differenciálerősítő (műveleti erősítő). A javasolt kapcsolási elrendezést és annak kiviteli példáit az 1-4. ábrán mutatjuk be. Az 1. ábrában vázolt kapcsolási elrendezésben a DE közönséges differenciál erősítő invertáló és nem-invertáló bemenetéire egy-egy Ri -R4 ellenállásokból álló osztó van bekötve, mely osztók egyik közösített pontja a 2 stabil pozitív referencia feszültség . csatlakozó pontjára, a másik közösített pontja pedig a 3 közös null pontra van bekötve. A DE közönséges differenciál erősítő nem-invertáló bemeneté egy Kt kapcsolón a nyitó irányban bekötött Dt diódán és Zt zener diódán keresztül az 1 bemeneti pontra csatlakozik, míg az ugyanezen DE közönséges differenciál erősítő invertáló bemenete a Kj kapcsolón, a nyitó irányú D2 diódán és a Z2 zener diódán keresztül az 1 bemeneti pontra van bekötve. Az érzékelési küszöbszintek beállítása lényegében a zener diódák megfeleld megválasztásával és a közönséges differenciál erősítő bemenetéin levő ellenállásokból felépített feszültség osztók beállításával valósul meg. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés működése a következők szerint történik: A K) és K, kapcsoló nyitva van. A DE közönséges differenciál erősítő nem-invertáló bemeneti pontján az R3 és R* ellenállások által meghatározott feszültség van, a 2 stabil pozitív referencia feszültség csatlakozó pontja a 3 közös nullpont közé kapcsolt stabil pozitív referencia feszültség leosztása révén a DE közönséges differenciál erősítő invertáló bemeneti pontján pedig az R, és R2 ellenállások által meghatározott, az előzőnél pozitívabb feszültség van. így a DE közönséges differenciál erősítő 4 kimeneti pontján a DE közönséges differenciál erősítő a 6 negatív pontra kapcsolt negatív tápfeszültséghez közel álló legalacsonyabb kimenőfeszültséget szolgáltatja. Abban az esetben, ha az 1 bemeneti pont és a 3 közös nullpont közé kapcsolt feszültség értéke az érzékelési küszöbfeszültségek között van, akkor a Kt és K2 kapcsolók zárása után a DE 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
