SU1328878A1

SU1328878A1 - Устройство дл защиты аккумул тора от глубокого разр да

Info

Publication number: SU1328878A1
Application number: SU843856132A
Authority: SU
Inventors: Владимир Валерьянович Немиров; Илья Гаврилович Фильцер; Анатолий Викторович Киселев
Original assignee: Предприятие П/Я М-5068
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1987-08-07

Abstract

Изобретение относитс к источникам электропитани и может быть использовано дл защиты маломощных аккумул торов от глубокого разр да. Целью изобретени вл етс повышение экономичности и надежности. Указанна цель достигаетс введением в устройство комплементарного металл-окисел- полупроводниковог (к/МОП) RS-трИгге- ра 3, операционного усилител 11, К/МОП схем совпадени 7 и схем ИЛИ 6. В рабочем режиме при зар женном акт кумул торе 2 потребление устройством тока определ етс единицами микроампер . В момент первоначального или повторного пуска устройства сигнал логической единицы на выходе схемы ИЛИ 6 блокирует по второму входу схему совпадений 7, сохран на ее выходе уровень логического нул , независимо от уровн сигнала на ее первом входе. Таким образом устран - етс вли ние возможных перепадов напр жени на выходе операционного усилител 11 во врем переходных процессов при включении на состо ние К/МОП RS-триггера 3. 1 ил. / О ЛУ/. S (Л О

Description

Изобретение относитс к источникам электропитани и может быть использовано дл защиты маломощных аккумул торов от глубокого разр да.

Цель изобретени - повьшение экономичности и надежности.

Использование в предлагаемом устройстве комплементарной металл-окисел-полупроводниковой (К/МОП) логики вл етс необходимостью, так как она обладает трем принципиальными особенност ми: широким диапазоном допускаемых напр жений питани (например, дл серий микросхем К561 и К564 он составл ет 3...15 В); высокой стабильностью логических уровней и их близостью к потенциалу нулевой шины в случае Лог. О, и к потенциалу шины питани в случае Лог. 1, отлича сь от них на 0,005...0,1 В, исключительно низким потреблением энергии в статистическом режиме (ток потреблени при этом измер етс единицами микроампер).

Учитыва то, что в закрытом сос- то нии сопротивление канала МОП-транзистора составл ет сотни мегаом, и то, что один из транзисторов чейки .посто нно находитс в закрытом состо нии , ток, протекающий по чейке, практ1-гчески равен нулю в установившемс режиме. А, принима по внимание низкое (дес тки ом) сопротивление открытого транзистора, становитс пон тной стабильность логических уровней и их близость к потенциалам нулеззой и потенциальной mmi,

На чертеже приведена принципиальна электрическа схема устройства дл защиты аккумул тора.

Эмиттер коммутирующего транзистора 1 соедин етс с первой клеммой аккумул тора 2. Коллектор коммутирующего транзистора 1 вл етс вторым выходом устройства. Выводы питани RS-триггера 3, инвертора 4 и 5, схе мы ИЛИ 6, схемы 7 совпадени , цепочк 8 установки, состо щей из конденсатора 9 и третьего резистора 10, соедин ютс с клеммами аккумул тора. Первый выход триггера (пр мой) 3 соединен с входом инвертора 5. Выход инвертора 5 подключен к выводу питани операционного усилител 11 (ОУ) Крайние точки переменного резистора 12 и источника опорного напр жени (ион) 13 подключены к выводам питани ОУ 11 о Регулируемый вывод переменног

0

5

0

резистора 12 соединен с инвертирующим входом ОУ 11. Выход ИОН 13 соединен с неинвертирующим входом ОУ 11. Выход ОУ 11 соеданен с первым входом схемы 7 совпадени . Выход схемы ИПИ 6 соединен с R-входом RS-триггера 3 и с вторым входом схемы 7 совпадени . Выхо;з, схемы 7 совпадентш соединен с S-входом RS-триггера 3. Выход цепочки 8 установки подключен к первому входу схемы ИЛИ 6. Второй вход схемы ИЛИ 6 соединен с клеммой 14 Установ, Второй выход (инверсный ) триггера 3 соединен с входом инвертора 4. Выход инвертора 4 через второй резистор 15 подключен к базе коммутирующего транзистора 1. ИОН 13 состоит из последовательно соединенных первого резистора 16 и стабилитрона 17.

В качестве элементов К/МОП логики могут использованы микросхемы К561, ЛН2, 564ПН2, К561ТМ2, 564ТМ2, 5 К176ТМ2, К561ЛА7, 564ЛА7, К176ЛА7, К561ЛЕ5, 564ПЕ5, К176ЛЕ5.

Устройство работает следующим образом.

В момент подключени зар женного аккумул тора 2 к устройству происходит начальна установка RS-триггера 3 за счет действи цепочки 8 установки , на выходе которой в это врем действует нулевой потенциал. Этот низкий логический уровень проходит через схему ИЛИ 6 и производит начальную установку RS-триггера 3 по входу R. RS-триггер 3 устанавливаетс в первое устойчивое состо ние - Лог, О на пр мом выходе, Лог. на инверсном выходе. Напр жение на выходе инвертора 4 принимает уровень Лог. О, которьм, действу через второй резистор 15, открывает транзистор 1. Транзистор 1 оказываетс в области насьпцени , за счет чего внешн нагрузка подключаетс к аккумул тору 2. Одновременно на выходе инвертора 5 устанавливаетс , потенциал Лог. 1, практически равный напр жению аккумул тора. Тем самым подаетс питание на ИОН 13, переменный резистор 12 и ОУ 11. Регулирующий вывод переменного резистора 12 устанавливаетс в положение, при котором напр жение на первом входе ОУ 1 1 несколько вьш1е, чем напр жение на выходе ИОН 13. В результате сравнени этих напр жений напр жение на

0

5

0

5

0

5

выходе ОУ 11 принимает низкий уровень , который, поступа на первый вход схемы 7 совпадени , устанав-- ливает на ее выходе уровень Лог,О, не вл ющийс переключающим дл триггера 3. .

По мере разр да аккумул тора 2 снижаетс напр жение на его клеммах. Одновременно снижаетс напр жение и на выходе инвертора 5, отслеживающее напр жение питани . В некоторый момент это напр жение снижаетс настолько , что его величина на регулируемом выводе переменного резистора 12, а следовательно, и на инвертирующем входе ОУ 11, становитс меньше, чем на его инвертирующем входе. В результате на выходе ОУ 11 устанавливаетс Лог. 1, котора через схему 7 совпадени устанавливает триггер 3 по З-входу во второе устойчивое положение с уровнем Лог,, 1

на пр мом выходе и Лог. О - на инверсном . При этом через инверторы

-4 и 5 снимаетс питание с ИОН 13, потенциометра 12 и ОУ 11, а также через резистор 15 на базу транзистора 1 поступает высокий уровень, который закрывает этот транзистор и тем самым отключает нагрузку от аккумул тора 2.

Повторный запуск устройства возможен двум способами: отключением и последующим подключением к устройству аккумул тора 2, - при этом в момент отключени конденсатор цепочки 8 установки разр жаетс и при повторном подключении по первому входу схемы ИЛИ 6 устанавливает RS-триггер 3 в первое исходное состо ние, а также подачей на вход Установ на короткое врем уровн Лог. О. Этот сигнал устанавливает в первое состо ние триггер 3 через второй вход схемы ИЛИ 6. При этом возможны три варианта: когда необходимость в сигнале Установ 14 отсутствует, достаточно соединить эту клемму с положительной клеммой аккумул тора 2 дл ручной установки необходимо . соединить клемму Установ 14 через размыкающие контакты с положительной клеммой аккумул тора 2, дл автоматического запуска устройства в случае его отключени достаточно систематически подавать на клемму Установ 14, например с мультивибратора, редкие пусковые импульсы. При этом

5

0

5

0

5

0

5

0

5

на нормальный режим работы устройства это никак не вли ет, поскольку перепад уровней на выходе схемы ИЛИ 6 и на R-входе триггера 3 не мен ет его состо ни (точнее подтверждают первое устойчивое состо ние, в котором он уже находитс ).

В момент первоначального или повторного устройства сигнал Лог.1 на выходе схемы ИЛИ 6 блокирует по вто-и рому входу схему 7 совпадени , сохран на ее выходе уровень Лог. О, независимо от уровн сигнала на ее первом входе. Таким образом устран етс вли ние возможных перепадов напр жени на выходе ОУ 11 во врем переходных процессов при включении на состо ние триггера 3.

Из приведенного описани видно, что в рабочем режиме при зар женном аккумул торе 2 потребление тока устройства определ етс потреблением элементов логики.составл ющее единицы микроампер.

Таким образом, особенност ми уст- ройтсва вл етс практически нулевой расход энергии в аварийном режиме, четкое отключение аккумул тора от нагрузки при падении напр жени ниже установленного уровн (исключаетс режим автогенерации), а также возможность использовани элементов, вход щих в устройство без предварительного отбора.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты аккумул тора от глубокого разр да, содержащее коммутирующий транзистор, источник опорного напр жени , состо щий из последовательно соединенных первого резистора и стабилитрона, анод которого подключаетс к минусовой клемме защищаемого аккумул тора и вл етс первым выходом устройства, второй резистор , третий резистор, первый вывод которого подключаетс к ллюсовой клемме аккумул тора, отличающеес тем, что, с целью повышени экономичности путем уменьшени потреблени энергии, а также повышени надежности, в него дополнительно введены комплементарный метапл-окисел- полупроводниковый (К/МОП) RS-триггер, два К/МОП инвертора, К/МОП схема сов- ,падений, К/МОП схема ИЛИ, операционный усилитель, переменный резистор и

.конденсатор, первым выводом подключенный к второму выводу третьего резистора и к первому входу К/МОП схемы ИЛИ, второй вход которой подключаетс к клемме ручной установки, а выход соединен с R-входом К/МОП RS-тригге- ра и с первым входом К/МОП схемы совпадени , второй вход которой подключен к выходу операционного усилител , выход К/МОП схемы совпадений соедгдаен с З-рходом К/МОП RS-триггера, при этом инверсный выход К/МОП RS-триггера через последовательно соединенные первый инвертор и второй резистор подключен к базе коммутирующего транзис- тора, пр мой выход К/МОП RS-триггера через второй инвертор соединен со свободным выводом первого резистора и с

Редактор Е.Папп Заказ 3494754

Составитель К.Шилан

Техред М.Ходанич Корректор А,Обручар

Тираж 617Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

5 О 88786

первым выводом переменного резистора, второй вывод которого подключен к первому выходу устройства, регулируемый вывод указанного резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилител , неинвертирующий вход которого подключен к точке соединени катода стабилитрона и первого резистора , второй вывод конденсатора соединен с первым выходом устройства, первый вывод третьего резистора соединен с эмитте ром коммутирующего транзистора , коллектор которого вл етс вторым выходом устройства, а выводы питани операционного усилител подключены к первому выводу переменного резистора и к первому выходу устройства соответственно.