УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЛАМПЫ И ЕГО ДИОДНЫЙ ДАТЧИК ТОКА

Полезная модель относится к электрооборудованию транспортных средств и предназначена для контроля и диагностики сигнальных и осветительных ламп.
Известно устройство, параллельно коммутационному элементу цепи включения напряжения питания на сигнальную лампу подключен контрольный светодиод через токоограничивающий резистор между источником питания и сигнальной лампой [1].
Недостатком известного устройства являются, низкие функциональные возможности контроля состояния нагрузки в отличие от его диагностики.
Наиболее близким по технической сущности является, устройство для контроля и диагностики сигнальной лампы, содержащее источник питания, к которому через промежуточное устройство и коммутационный элемент, подключена сигнальная лампа, к общей точке между коммутационным элементом и сигнальной лампой подключен, первый токоограничивающий резистор, который через последовательно соединенный диод, коммутирующий транзистор источника генератора и промежуточное устройство подключен к плюсу источника питания, а между диодом и коллектором коммутирующего транзистора источника генератора подключен выход шлейфа контроля, а к общей точке и общему проводу минуса параллельно сигнальной лампе подключен через второй токоограничивающий резистор или стабилитрон контрольный светодиод, а параллельно контрольному светодиоду подключен защитный элемент [2].
Недостатком известного устройства, к примеру, является, импульсный ток через контрольный светодиод при обрыве сигнальной лампы ниже, чем ток контроля включения питания на лампу за счет последовательно включенного первого токоограничивающего резистора. Вследствие чего яркость свечения контрольного светодиода уменьшаться.
Целью является расширение функциональных возможностей и устранение этих недостатков.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля лампы, содержащее источник питания, а к его плюсу через промежуточное устройство и коммутационный элемент, подключена лампа, а общая точка между коммутационным элементом и лампой подключена параллельно коммутационному элементу к плюсу источника питания через последовательно соединенный первый токоограничивающий резистор, диод, коммутирующий транзистор источника генератора и промежуточное устройство, а между диодом и коммутирующим транзистором источника генератора подключен выход шлейфа контроля, к общей точке подключен вход усилителя, а коммутирующий ключ транзистора выхода усилителя одним электродом подключен к общему проводу минуса, а вторым электродом подключен к плюсу источника питания последовательно через контрольный элемент в виде светодиодного индикатора с токоограничивающим резистором или в виде контрольной лампочки и промежуточное устройство.
Между коммутационным элементом и общей точкой введен диодный датчик тока из встречно включенных диодов с параллельно подключенным светодиодом оптопары или светодиодным индикатором, а транзисторный ключ оптопары эмиттером подключен к базе промежуточного транзистора, а его эмиттер подключен к общему проводу минуса, а коллекторы обоих транзисторов подключены к плюсу источника питания через контрольную лампочку и промежуточное устройство, а вход питания диодного датчика тока соединен с управляющим электродом введенного блокирующего транзистора через токоограничивающий резистор, который эмиттером соединен с общим проводом минуса, а его коллектор подключен к управляющему электроду коммутирующего транзистора выхода усилителя, а между общей точкой и точкой соединения первого токоограничивающего резистора и входа усилителя введен запирающий диод.
В цепь питания светодиода оптопары или светодиодного индикатора параллельно подключенному диодному датчику тока введен токоограничивающий резистор или диод.
Техническая сущность, поясняется чертежами, на которых.
Фиг.1 - устройство контроля включения питания на лампу и диагностика его на обрыв.
Фиг.2 - устройство контроля включения лампы и диагностика его на обрыв.
Фиг.1, устройство содержит источник питания, к его плюсу 1 через промежуточное устройство 2, коммутационный элемент 3 подключена лампа 4. Общая точка между коммутационным элементом 3 и лампой 4 подключена параллельно коммутационному 3 элементу к плюсу источника питания 1 через последовательно соединенный первый токоограничивающий резистор 9, диод 7, коммутирующий транзистор 11 источника генератора 5 и промежуточное устройство 2. Между диодом 7 и коммутирующим транзистором 11 источника генератора 5 подключен выход шлейфа контроля. К общей точке через вход усилителя 10 токоограничивающий резистор 14 подключен управляющий электрод транзистора 15, а его эмиттер подключен к общему проводу минуса, а его коллектор подключен к плюсу источника питания 1 через контрольный элемент 8 и промежуточное устройство 2.
Промежуточное устройство 2, содержит, ключи управления, предохранители, разъемные соединения, является связывающим звеном между плюсом источником питания 1, схемой устройства контроля и коммутационного элемента 3.
Усилитель 10 содержит один транзистор или составной для контрольной лампочки, а для группы контрольных светодиодных индикаторов усилитель может, выполнен на одной микросхеме с несколькими выходами, причем элементная база транзисторных ключей может быть любой структуры.
Источником генератора 5, могут быть различные схемы, к примеру, коммутирующие элементы реле поворота, или мигающий светодиод или известное устройство генератора [3]. Коммутирующий транзистор 11, в отличие от прототипа может быть любой проводимости и структуры.
Резистор 16 установлен для улучшения переключения в закрытое состояние транзистора 15 при отсутствии на его управляющем электроде положительного напряжения.
Устройство работает следующим образом. Подается напряжение в схему, коммутационный элемент 3 отключен, при исправной лампе 4 контрольный элемент 8 отключен. Коммутирующий ток источника генератора 5 шунтируется через малое сопротивление лампы 4, создаваемое падение напряжения на нем в общей точке и вход усилителя 10 находиться в отрицательном смещении, которое приложенным напряжением минуса удерживает транзистор 15 в закрытом состоянии.
При обрыве лампы 4 нарушается привязка общей точки к минусу, положительные импульсы коммутирующего транзистора 11 источника генератора 5 открывают в такт транзистор 15, который проводящим участком замыкает к общему проводу минуса контрольный элемент 8, загорается светодиодный индикатор 12 мигающим свечением сигнализирующий обрыв лампы 4. Включают коммутационный элемент 3, подается напряжение плюс источника питания 1 через промежуточное устройство 2 в общую точку, запирается коммутирующий ток генератора 5, открывается транзистор 15 постоянно, загорается светодиодный индикатор 12 постоянным накалом информирующий напряжение источника питания подано на лампу 4. Выключаем коммутационный элемент 3, если имееться обрыв лампы 4 загорается в мигающем режиме светодиодный индикатор 12.
Фиг.2, устройство, отличающееся тем, что между коммутационным элементом 3 и общей точкой введен диодный датчик тока 19 из встречно включенных диодов с параллельно подключенным светодиодом оптопары 18 через токоограничивающий резистор 21. Транзисторный ключ оптопары 18 эмиттером подключен к базе промежуточного транзистора 20, а его эмиттер подключен к общему проводу минуса, а коллекторы обоих транзисторов подключены к плюсу источника питания 1 через контрольную лампу 17 и промежуточное устройство 2. Вход диодного датчика тока 19 соединен с управляющим электродом введенного блокирующего транзистора 24 через токоограничивающий резистор 26, а его эмиттер соединен с общим проводом минуса, а его коллектор подключен к управляющему электроду коммутирующего транзистора 15. Общая точка соединена с точкой соединения первого токоограничивающего резистора 9 и вход усилителя 10 через введенный запирающий диод 23.
Устройство работает следующим образом. Включают напряжение источника питания. При исправной лампе 4 и с включением коммутационного элемента 3 на диодном датчике тока 19 создается падение напряжения, которое становится источником питания для светодиода оптопары 18. Ток, протекающий на светодиоде оптопары, откроет его транзисторный ключ и запитает базу промежуточного транзистора 20, который, открываясь проводящим участком, замкнет цепь питания контрольной лампы 17 и, загораясь полным накалом, информирует о включении лампы 4. Плюсовое напряжение с входа датчика тока 19 подается на управляющий электрод блокирующего транзистора 24, который, открываясь своим проводящим участком, замкнет к минусу управляющий электрод транзистора 15, удерживая его ключ в закрытом состоянии. В случае обрыва лампы накаливания 4 или его цепи падение напряжения на диодном датчике тока 19 исчезает, отключиться контрольная лампа 17. Выключаем коммутационный элемент 3. На управляющем электроде блокирующего транзистора 24 появиться отрицательное смещение, которое удерживает его в закрытом состоянии. Появиться импульсный ток на управляющем электроде транзистора 15, который, открываясь в такт импульсам, своим проводящим участком замкнет цепь питания контрольного элемента 8 и мигающее свечение светодиодного индикатора 12 сигнализирует обрыв лампы накаливания 4. Таким образом, убеждаемся, что именно сгорела лампа 4, а если индикатор 12 не светиться проверяем сначала целостность предохранителя в цепи включения лампы 4. Диод 23 запирает прямой ток от общей точки в схему усилителя, можно его не устанавливать, но при этом увеличится ток утечки через транзисторный ключ 24.
Диодный датчик тока 19 является прототипом известного устройства [4].
Одна половина диодного датчика тока 19, содержит один диод или несколько диодов, которые создают рабочее падение напряжения для светодиода оптопары 18 или для светодиодного индикатора, а вторая половина отличающееся от прототипа датчика тока тем, что встречно включенный диод служит в качестве защитного элемента параллельно подключенному светодиоду. Диодные датчики тока одинаково встречно включенными силовыми диодами могут использоваться для контроля включения нагрузки в источниках питания переменного напряжения [5].
Диодный датчик тока 19 выбирают на номинальный ток нагрузки, который должен быть быстродействующим опережать по проводимости светодиодов и соответствовать по падению напряжения. Приведем на примере светодиодной оптопары типа РС817 (SHARP), максимально допустимое напряжение на светодиоде оптопары 1,5 V, а минимально рабочее напряжение около 1 V. Выбираем диодный датчик для такой оптопары падением напряжения 1,3 V ± 0, 1 V. Для такого светодиода реально можно построить диодный датчик тока на одном диоде.
При большем падении напряжения на диодном датчике тока 19 светодиоды подключают через токоограничивающий резистор 21 или диод. Диоды имеют различные падения напряжения на переходах к тому же они стабильнее, чем резисторы, поэтому с ними удобнее подбирать условия для работы, в том числе относиться и диодному датчику тока 19.
При востребовании таких диодных датчиков тока для устройств контроля - промышленность всегда может на базе любого диода изготовить их в одном целом и удобном исполнении, со схемой защиты светодиодов. Сами светодиоды, к примеру, могут, подобраны или изготовлены на напряжение питания до 1 V для работы с диодным датчиком тока, построенным на одном диоде.
Данные устройства не имеют сложных конструктивных особенностей, отличаются малыми габаритами, простотой исполнения. Могут легко устанавливаться в панели контроля, а диодные датчики тока достойно могут заменить существующие герконовое реле в устройствах контроля. Устройства могут использоваться для контроля и диагностики нагревательных элементов и электромагнитных устройств.
Литература.
1. А.Алексеев, Панель контроля и диагностики сигнальных ламп на транспортных средствах, журн. Радиолюбитель, №1, 2008 г., с.10.
2. Патент на полезную модель РФ. №68995, В60Т 11/00 п.ф. 3, 2007 г.
3. А.Алексеев, В.Алексеев, Панель контроля и диагностики сигнальных ламп на транспортных средствах. Часть 3, ж. Радиолюбитель, №3, 2008 г., с.17.
4. Патент на полезную модель РФ. №68995, В60Т 11/00 п.ф. 6, 2007 г.
5. Заявка на изобретение №2008104746/20, п.ф. 10.