168554. lajstromszámú szabadalom • Kétfokozatú védelmi áramkör félvezető karakterisztikarajzoló műszer túlterhelés elleni védelmére

5 168554 6 bemenetéhez az ábrán nem vázolt egyenáramú feszültségforrásból Ur^ referencia feszültség van kapcsolva, amelynek pillanatnyi értéke az Rs ellenállás pillanatnyi értékétől függ. A négy KI, K2, K3 és K4 komparátor áramkör kimenetei VAGY-funkciót megvalósitó 3 logikai áramkör egy-egy bemenetéhez csatlakozik, amelynek kimenete olyan 2 flip-flop 29 statikus bemenetéhez van kötve, amelynek dinamikus bemenete a hálózatról szinkronizált órajelgenerátorról van vezérelve, egyik kimenete pedig az 1 vezérlőgenerátor letiltó bemenetéhez csatlakozik. Az 1 vezérlőgenerátor kimeneti jelei ezen vezérlőbemenet aktiválásakor azonnal megszűnnek. A 3 logikai áramkör kimenete 8 inverteren át 5 billenőáramkör J engedélyező bemenetéhez csatlakozik, amikoris az 5 billenőáramkör kimenete 7 megszakító áramkört vezérel, amely célszerűen jelfogót tartalmaz, és alkalmas egyrészt a 16 tápegység kikapcsolására, másrészt L5 kijelző működtetésére. Az 5 billenőáramkör 22 statikus törlő bemenete 23 nyomógombhoz csatlakozik, amely a műszer előlapján helyezkedik el» A találmány szempontjából jelentősége van annak, hogy a 3 logikai áramkör kimenete és az 5 billenőáramkör dinamikus bemenete közé nem retriggerélhető k késleltető áramkör, például monostabil multivibrator van kapcsolva. A Kl, K2, K3 és K^ komparátor áramkörök kimenete egy-egy 11, 12, 13 és 1^ tároló statikus bemenetére van kapcsolva, amikoris a tárolók kimenetei egy—egy Ll, L2, L3 és lM vizuális kijelző elemmel, például jelzőlámpával vannak Összekötve. A négy tároló dinamikus bemenetei egymással Össze vannak kötve, és 10 ÉS-kapu kimenetéről vannak vezérelve. A 10 ÉS-kapu egyik bemenete az órajelgenerátorról vezérelt 9 monostabil multivibrator kimenetéhez, másik bemenete pedig az 5 billenőáramkörnek a 7 megszakitó áramkör bemenetével Összekötött kimenetéhez csatlakozik. A 2, ábrán az Rs ellenállás terhelését figyelő áramkor egy olyan változatát tüntettük fel, amely az 1, ábra szerinti kapcsolási elrendezéstől csak annyiban különbözik, hogy a Tri transzformátor mágnesezési áramának kompenzálása céljából a Tr2 transzformátor harmadik 25 tekerccsel is rendelkezik, amelynek áramát a hálózati feszültségből 26 feszültségosztó és 27 fázistoló határozza meg. A 3» ábrán az Rs ellenállás terhelését figyelő áramkör olyan változatát tüntettük fel, amelynél a Tr2 áramváltó transzformátor kéttekercses kiképzésű, A gerjesztő áram okozta fázishiba kompenzálása céljából a 28 szűrőáramkör bemenetére a 33 ellenállással terhelt 19 szekunder tekercs fészültségének és a hálózattal párhuzamos LR fázistoló kimeneti feszültségének Összege csatlakozik. Az LR fázistolót változtatható induktivitásu 3^ tekercs és 35 potenciométer képezi. A fentiekben leirt áramkörök működése a következő s A KI, K2, K3, K^ komparátor áramkörök kimenetén abban az esetben kapunk jelzést, /logikai "l"-et/ ha a megfelelő figyelő áramkörök által figyelt jel értéke az előre beállított referencia feszültség értékét meghaladja. Ez minden esetben a vizsgált félvezető valamilyen paraméter limit-értékének túllépését jelenti. A 3 logikai áramkör kimenete ezen jelek bármelyike esetében logikai "0" jellel vezérli a 2 flip-flop statikus 29 bemenetét, a 2 flipflop Q kimenetén ennek hatására reteszelő jel keletkezik, amely azonnal leállitja az 1 vezérlőgenerátort, és igy a vizsgált félvezető vezérlését. Amennyiben a tulvezérlést nem meghibásodás, vagy rendkívüli jelenség okozta, a vezérlés megszűnésekor a túlterhelési jelzés is megszűnik, tehát a 2 flip-flop a következő órajelre visszabillen alapállapotába és igy az 1 vezérlőgenerátor a következő vezérlési ciklust a következő órajelre már folytathatja, a mérés folyamata igy a tulterhelésvédelem működése ellenére is zavartalan marad. A helyes működés feltétele, hogy az 1 vezérlőgenerátor jelének megszűnte után a túlvezérlés At, időnél hamarabb megszűnjön. Ha a túlterhelés az 1 vezérlőgenerátor lekapcsolódása ellenére sem szűnik meg a k késleltető áramkör At1

késleltetési idején belül, akkor 3 logikai áramkör kimenetén a logikai "0" és igy az 5 billenőkör J bemenetén a logikai "1" a túlvezérlés beérkezése után t.. idővel még jelen van, igy a h késleltető ebben 5 az időpillanatban megjelno jel billenteni tudja 5 billenőáramkört a 32 órajel bemenetén keresztül. Az 5 billenőáramkör kimenete ekkor vezérli a 7 megszakító áramkört és ez bontja a mért, eszközt tápláló 16 tápegység áramkörét. A kétfokozatú beavatkozás lényege a fen-„ tiekből már nyilvánvaló: az első fokozatban ,u csak a vezérlés kapcsolódik le, az áramkör viszont csak akkor bont, ha ez a beavatkozás a túlterhelést még nem szüntette meg. A 7 megszakító áramkör aktiválódásával egyidejűleg az L5 kijelző a kezelők részére a megszakítást jelzi. A 16 tápegység bekapcsolását csak a 23 •\ 5 nyomógomb megnyomásával lehet ismételten megkísérelni, de ez a hiba fennállása esetén csak At1

ideig lesz aktiv állapotban, hiszen a védelem ismételten működik. A kezelőt azonban az Ll, L2, L3 és iM kijelző elemek segítségével a túlvezérlés okáról és jellegéről is értesítjük. Ezt ugy láthatjuk 20 be,hogy a túlterhelési jelzéseket szolgáltató KI, K2, K3 és K4 komparátor áramkörök kimenetei a 11, 12, 13 és ik tárolók statikus bemeneteit vezérlik. Ezen tárolók dinamikus vezérlését az órajelgenerátor órajelének és a 3 logikai áramkör kimenetének jele kondicionálja, de op; a 10 ÉS-kapun át a dinamikus vezérlést az 5 billenőáramkör átbillenése reteszeli. Tételezzük fel, hogy a KI komparátor áramkör kimenetén olyan jelzés jelenik meg, amely a félvezető tuláramának következménye volt. A 3 logikai áramkör megfelelő bemenetén IGEN-szint jelenik meg. Ezzel egyidejűleg a 11 táro-30 ló statikus bemenetén NEM-szint, igy Q kimenetén IGEN-szint jelenik meg, tehát az Ll kijelző elem kigyullad. Ha a tuláram az 1 vezérlő-generátor letiltásakor megszűnt, az Ll kijelző a 9 monostabil multivibrator At2 inaktiv idejének közel megfelelő ideig égve marad, mivel a 11 tárolót a 9 monostabil multivibrator kimeneti ^ jelének éle billenti csak vissza. Ezen idő eltelte után, ha a tuláram megszűnt, az Ll kijelző elem elalszik. Ha időközben a tuláram ismét bekövetkezik, az Ll kijelző elem ismét rövid időre kigyullad. Az Ll kijelző elem ismételt kigyulladása tehát a tuláram időszakos jelenlc-4Q tét mutatja és a műszer eközben működik és kiválóan alkalmas például a disszipációs görbe felvételére. Amennyiben a tuláram az 1 vezérlő generátor leállitása után sem szűnik meg t időn belül, az 5 billenőáramkör átbillent állapota a 10 ES-kapu segitségével a 11 tároló törlését 45 megakadályozza és az Ll kijelző elem folyamatosan égni fog, amig az 5 billenőkört a 23 mechanikus nyomógombbal vissza nem billentjük; az Ll kijelző elem tehát jelzi a tartós túlterhelés jellegét akkor is, amikor az már nem áll fenn, hiszen miután a 7 megszakit ó áramkör kin kapcsolta az eszköz táplálását, semmilyen tul•^U vezérlés nem állhat fenti. A helyes működés feltétele At_ s<(At0

, A kijelzést igy felhasználhatjuk a túlterhelés jellegének megítélésére is, mert az Ll., ,.L4 kijelző elemek periodikus felvillanása az olyan túlterheléseket jelzi, amelyek az 1 ve— 55 zerlogenerátor által lotositett túlvezérlés következményei, folyamatos kigyulladásuk pedig egyéb túlterhelésre utal, A Tr2 áramváltó transzformátor áramkörének működése nagyon egyszerű. Az áramkorlátozó Rs ellenállás túlterhelése egyúttal a 16 tápegység ós ezáltal a Tri transzformátor terhelésűt) növekedését is jelzi, A Tr2 áramváltó transzformátor és az esetlegesen beiktatott 28 szűrőáramkör kimenőfeszültsége is ennek megfelelően növekszik. Az Vrk referencia feszültség helyes megválasztásával elérhető, hogy a Kk komparátor áramkör éppen akkor adjon jelzést, amice kor az Rs ellenállás terhelése a megengedett értéket meghaladja. A 2. ábra szerinti változatnál a 26 feszültségosztó és 27 fázistoló segitségével a 3