МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H03K17/00 H03K17/296 

Предлагаемое изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в многоканальных коммутируемых источниках питания, где требуется информация о протекающем токе в нагрузке.

Известен многоканальный коммутатор напряжения [1], содержащий в каждом канале последовательно соединенные ключ и блок нагрузки.

Недостаток этого многоканального коммутатора состоит в том, что он не содержит датчика тока, вследствие чего не позволяет осуществить измерение тока, протекающего в нагрузке.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является многоканальный коммутатор напряжения [2], содержащий в каждом канале последовательно соединенные датчик тока, ключ и блок нагрузки.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не содержит устройства измерения и регистрации тока, протекающего в нагрузке, и как следствие, известный коммутатор напряжения не может производить оценку протекающего тока в каждом канале.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения информации о протекающем токе в нагрузке каждого канала с целью оценки работоспособности многоканального коммутатора и получения информации об изменении тока во времени (например, в переходном процессе) без включения в цепь нагрузки специальных измерителей тока.

Решение этой задачи достигается тем, что в многоканальный коммутатор напряжения, содержащий в каждом из n каналов последовательно соединенные датчик тока, ключ и блок нагрузки, при этом вход управления каждого канала соединен с входной шиной управления, дополнительно введены генератор, m-разрядный счетчик импульсов, запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, согласующий усилитель и аналого-цифровой преобразователь, выходная шина которого подключена к шине данных запоминающего устройства, m-разрядная шина адреса которого соединена с выходной шиной m-разрядного счетчика импульсов, причем, k-разрядная шина адреса мультиплексора подключена к выходной шине k младших разрядов m-разрядного счетчика импульсов, каждый из n входов мультиплексора соединен с выходом датчика тока соответствующего канала, а выход генератора соединен с входом m-разрядного счетчика импульсов и входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход готовности которого подключен к входу разрешения записи в запоминающее устройство.

На чертеже приведена блок-схема многоканального коммутатора. На этой схеме: 1 - шина управления, 2 - первый канал, 3 - n-й канал, 4 - блок нагрузки, 5 - ключ, 6 - датчик тока, 7 - мультиплексор, 8 - согласующий усилитель, 9 - аналого-цифровой преобразователь, 10 - генератор, 11 - m-разрядный счетчик импульсов, 12 - запоминающее устройство.

Шина управления 1 соединена с входом управления ключа 5 каждого канала, содержащего последовательно включенные датчик тока 6, ключ 5 и блок нагрузки 4. Выход датчика тока 6 каждого канала соединен с соответствующим входом мультиплексора 7, k-разрядная шина адреса которого соединена с выходной шиной k младших разрядов m-разрядного счетчика импульсов 11. Его m-разрядная выходная шина подключена к шине адреса запоминающего устройства 12, шина данных которого соединена с выходной шиной аналого-цифрового преобразователя 9, вход запуска которого соединен с выходом генератора 10 и входом m-разрядного счетчика импульсов 11, а сигнал готовности соединен с входом разрешения записи запоминающего устройства 12. Выход мультиплексора 7 соединен с входом согласующего усилителя 8, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 9.

Многоканальный коммутатор напряжения работает следующим образом. С шины управления 1 поступает сигнал включения соответствующих каналов. Пусть m-разрядный счетчик импульсов 11 находился в исходном состоянии. При поступлении импульса с генератора 10 m-разрядный счетчик импульсов 11 переходит в состояние m₁=0000....01 и одновременно запускается аналого-цифровой преобразователь 9. Состояние k младших разрядов m-разрядного счетчика импульсов 11 k₁= 0. ..01 формирует шину адреса мультиплексора 7 ШАМ, который подключает к выходу, например, датчик тока 6 первого канала 2 коммутатора напряжения. Через согласующий усилитель 8 сигнал датчика тока 6 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9. По окончании процесса преобразования аналого-цифровой преобразователь 9 формирует сигнал готовности Г, который разрешает запись информации с шины данных ШД в запоминающее устройство 12 по адресу m₁, сформированному на шине адреса ША m-разрядным счетчиком импульсов 11.

При поступлении второго импульса с генератора 10 на шине адреса ША формируется код m₂=0000....10, а на шине адреса мультиплексора ШАМ формируется код k₂=0...10, который подключает датчик тока 6 второго канала к выходу мультиплексора 7. Теперь повторяется уже описанный процесс записи в запоминающее устройство 12 данных аналого-цифрового преобразователя 9 по адресу m₂. Далее процесс повторяется для каждого нового адреса m_j (j=1,2,... 2^m) и адреса k_i (i=1, 2, ..., n).

Таким образом, в запоминающем устройстве 12 записывается информация о протекающем токе в нагрузке каждого канала. Выбирая требуемое число m и число ячеек 2^m в запоминающем устройстве 12, можно во времени воспроизвести процесс изменения величины тока каждого канала. Знание информации о протекающем токе каждого канала в любой момент времени позволяет оценивать работоспособность многоканального коммутатора напряжения и блока нагрузки, а также в случае необходимости можно снять переходной процесс изменения тока в нагрузке при подключении ее к источнику питания без использования дополнительных измерительных устройств.

По сравнению с известным многоканальным коммутатором напряжения [2] предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности за счет получения информации о протекающем токе в нагрузке каждого канала с целью оценки работоспособности многоканального коммутатора и получения информации об изменении тока во времени (например, в переходном процессе) без включения в цепь нагрузки специальных измерителей тока.

Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренных авторами решениях не встречалась для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". В качестве элементов для реализации устройства могут быть использованы стандартные датчики тока, генераторы, усилители, мультиплексоры, аналого-цифровые преобразователи, счетчики импульсов, ключи, запоминающие устройства.

Источники информации
1. http://bv.sacosnet.de/asp/dp result.asp.

2. http://www./infineon. com/cgi/ecrm. dll/ecrm/scripts/prod ov.jsp?oid= 13852. Информация по литературе [1] и [2] приведена в материалах заявки.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в многоканальных коммутируемых источниках питания, где требуется информация о протекающем токе в нагрузке. Многоканальный коммутатор напряжения содержит в каждом канале датчик тока, ключ и блок нагрузки. Выходной сигнал датчиков тока через мультиплексор поступает на вход аналого-цифрового преобразователя, а с его выхода - в запоминающее устройство. В запоминающем устройстве содержится информация о протекающем токе в нагрузке каждого канала. Многоканальный коммутатор напряжения расширяет функциональные возможности, что является техническим результатом, за счет получения информации о протекающем токе в нагрузке каждого канала с целью оценки работоспособности многоканального коммутатора и получения информации об изменении тока во времени (например, в переходном процессе) без включения в цепь нагрузки специальных измерителей тока. 1 ил.

Многоканальный коммутатор напряжения, содержащий в каждом из n каналов последовательно соединенные датчик тока, ключ и блок нагрузки, при этом вход управления каждого канала соединен с входной шиной управления, отличающийся тем, что в него дополнительно введены генератор, m-разрядный счетчик импульсов, запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, согласующий усилитель и аналого-цифровой преобразователь, выходная шина которого подключена к шине данных запоминающего устройства, m-разрядная шина адреса которого соединена с выходной шиной m-разрядного счетчика импульсов, причем k-разрядная шина адреса мультиплексора подключена к выходной шине k младших разрядов m-разрядного счетчика импульсов, каждый из n входов мультиплексора соединен с выходом датчика тока соответствующего канала, а выход генератора соединен с входом m-разрядного счетчика импульсов и входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход готовности которого подключен к входу разрешения записи в запоминающее устройство.