ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Российский патент 2023 года по МПК G01R31/28 H02M7/162 H03F3/38 G01R31/327 

[0001] Настоящее изобретение относится к усилителю для контрольного прибора (тестера), который пригоден для проверки электрического компонента, причем усилитель выполнен с возможностью выдавать испытательный сигнал на сигнальном выходе между положительным выходным выводом и отрицательным выходным выводом, причем усилитель содержит первый полумост и второй полумост.

[0002] Часто тестеры необходимы для проверки управляющих устройств электромеханических или электронных переключающих устройств. Особенно в области техники электрозащиты и снабжения электроэнергией, проверка функционирования переключающих устройств и их управляющих устройств является важной и зачастую даже предписывается. Например, переключающие устройства, монтируемые на мачтах в электрических сетях среднего напряжения, часто оснащаются электромагнитными исполнительными элементами и соединяются посредством управляющих соединений с управляющими устройствами. Обычно применяется тестер, который должен имитировать переключающее устройство. Для этого, переключающее устройство и управляющее соединение отсоединяются от управляющего устройства, и вместо этого тестер через кабель адаптера подключается к управляющему устройству, чтобы проверять его функционирование. Тестер вырабатывает затем соответствующий электрический испытательный (тестовый) сигнал, который должен побуждать управляющее устройство к определенной реакции. Реакции регистрируются и оцениваются тестером.

[0003] Испытательный сигнал состоит из испытательного тока и испытательного напряжения. Испытательный сигнал может иметь высокое испытательное напряжение, например в диапазоне 300 В, и низкий испытательный ток, например в диапазоне 1 A. Для этого в тестере предусмотрен усилитель напряжения, который выполнен с возможностью выработки испытательного сигнала с высоким испытательным напряжением и низким испытательным током. Альтернативно, испытательный сигнал также может иметь высокий испытательный ток, например в диапазоне 30 A, и малое испытательное напряжение, например в диапазоне 25 В. Для этого вновь предусматривается усилитель тока, который выполнен с возможностью выработки испытательного сигнала с высоким испытательным током и низким испытательным напряжением. Так как выдается либо высокое испытательное напряжение и низкий испытательный ток, либо высокий испытательный ток и низкое испытательное напряжение, получается сравнительно низкая отдача мощности.

[0004] Если усилитель тока и усилитель напряжения предусмотрены в одном тестере, то они имеют различные, отдельные друг от друга топологии. Для усилителя напряжения предусмотрен специальный выход напряжения (включающий в себя положительный выходной вывод напряжения и отрицательный выходной вывод напряжения), а для усилителя тока - специальный, отдельный от выхода напряжения, выход тока (включающий в себя положительный выходной вывод тока и отрицательный выходной вывод тока). Так как ни на выходе тока, ни на выходе напряжения не выдается испытательный сигнал с одновременно высоким испытательным напряжением и высоким испытательным током, то как на выходе напряжения, так и на выходе тока выдается сравнительно низкая мощность. Несмотря на это как усилитель напряжения, так и усилитель тока должны рассчитываться достаточно надежными, чтобы иметь возможность выдавать высокий испытательный ток или высокое испытательное напряжение. Если тестер содержит усилитель напряжения и усилитель тока, то тестер является не только соответственно объемным, но также тяжелым, что, естественно, негативно влияет на портативность. Это является недостатком, так как проверка управляющих устройств переключающего устройства, как правило, осуществляется в полевых условиях на месте эксплуатации, ввиду чего желательна высокая мобильность.

[0005] Задачей настоящего изобретения является предоставить легкий и надежный усилитель напряжения и усилитель тока для тестера.

[0006] Эта задача в соответствии с настоящим изобретением решается тем, что в усилителе предусмотрен переключающий блок, который выполнен так, чтобы в первом рабочем режиме первый полумост и второй полумост подключать параллельно к сигнальному выходу, а во втором рабочем режиме первый полумост и второй полумост подключать последовательно к сигнальному выходу.

[0007] Первый рабочий режим оптимизирован для выдачи испытательного сигнала с высоким испытательным током, благодаря чему усилитель в первом рабочем режиме может рассматриваться как усилитель тока. В первом рабочем режиме усилитель может, таким образом, выдавать на сигнальном выходе через параллельное включение первого полумоста и второго полумоста испытательный сигнал с высоким испытательным током, например в диапазоне от 25 до 50 A, и с низким или пренебрежимо малым испытательным напряжением, например, в диапазоне от 0 до 25 В.

[0008] Второй рабочий режим оптимизирован для выдачи испытательного сигнала с высоким испытательным напряжением, благодаря чему усилитель во втором рабочем режиме может рассматриваться как усилитель напряжения. Таким образом, усилитель в первом рабочем режиме может выдавать через последовательное соединение первого полумоста и второго полумоста на сигнальном выходе испытательный сигнал с высоким испытательным напряжением, например в диапазоне от 50 В до 10 кВ, и с низким и/или пренебрежимо малым испытательным током, например в диапазоне от 0 до 1 A.

[0009] Тем самым с помощью соответствующего изобретению усилителя, переключаемого из первого во второй рабочий режим и обратно, в зависимости от рабочего режима реализуется как усилитель тока, так и усилитель напряжения. На сигнальном выходе, т.е. между положительным выходным выводом и отрицательным выходным выводом, в зависимости от рабочего режима, может выдаваться испытательный сигнал с высоким испытательным напряжением и низким испытательным током или с высоким испытательным током и низким испытательным напряжением. Соответствующий изобретению усилитель также позволяет использовать тот же самый сигнальный выход в первом и во втором рабочем режиме. В противоположность этому, тестеры согласно уровню техники, т.е. с отдельными усилителями напряжения и усилителями тока, имеют отдельные выходы напряжения и выходы тока. Разумеется, в соответствующем изобретению усилителе также возможно предусмотреть отдельные сигнальные выходы для первого и второго рабочих режимов, что, однако, означало бы дополнительные схемотехнические затраты. Так как в соответствии с изобретением для обоих рабочих режимов предусмотрена общая схемная топология, требуется меньше компонентов, чем в случае раздельного выполнения усилителя напряжения и усилителя тока. Тем самым объем и масса переключаемого усилителя меньше, что означает повышенную портативность.

[0010] Предпочтительно, первый полумост содержит первый переключающий элемент и включенный последовательно с первым переключающим элементом второй переключающий элемент, и второй полумост содержит третий переключающий элемент и включенный последовательно с третьим переключающим элементом четвертый переключающий элемент. Разумеется, в первом и/или втором полумостах также могут быть предусмотрены дополнительные переключающие элементы, например, чтобы повысить отдаваемую на выходе мощность.

[0011] Предпочтительно, усилитель содержит первый источник постоянного напряжения и подключенный последовательно через точку соединения второй источник постоянного напряжения, причем первый и второй полумосты, соответственно, подключены параллельно к последовательно включенным первому и второму источникам постоянного напряжения, и точка соединения первого переключающего элемента и второго переключающего элемента образует первую среднюю точку, а точка соединения третьего переключающего элемента и четвертого переключающего элемента образует вторую среднюю точку, причем первая средняя точка соединена с положительным выходным выводом.

[0012] В первом рабочем режиме, вторая средняя точка может быть соединена с положительным выходным выводом и отсоединена от отрицательного выходного вывода, а также точка соединения может быть соединена с отрицательным выходным выводом, чтобы подключать первый полумост и второй полумост параллельно к сигнальному выходу. Тем самым на сигнальном выходе может выдаваться испытательный сигнал с высоким испытательным током.

[0013] Кроме того, на сигнальном выходе может быть предусмотрена катушка индуктивности фильтра, индуктивность которой предпочтительно переключается. Катушка индуктивности фильтра может быть включена последовательно с положительным выходным выводом или с отрицательным выходным выводом. Предпочтительно, катушка индуктивности фильтра в первом рабочем режиме включена на пониженную индуктивность, например 10 мкГн, а во втором рабочем режиме на повышенную индуктивность, например 200 мкГн. Это может осуществляться через средний отвод индуктивности фильтра. Тем самым во втором рабочем режиме за счет повышенной индуктивности пульсации испытательного сигнала могут поддерживаться малыми. Также может быть предусмотрено, что катушка индуктивности фильтра только в первом рабочем режиме соединена с сигнальным выходом, а во втором рабочем режиме отсоединена от сигнального выхода, например шунтирована. Во втором рабочем режиме в основном регулируется испытательное напряжение испытательного сигнала, благодаря чему, в частности, высокоомные нагрузки могут соединяться с сигнальным выходом. Если катушка индуктивности фильтра во втором рабочем режиме соединена с сигнальным выходом, то во втором рабочем режиме испытательный ток испытательного сигнала может регулироваться более просто, так как за счет катушки индуктивности фильтра испытательный ток сглаживается. Тем самым могут приводиться в действие не только низкоомные нагрузки, но и приводимые высоким выходным напряжением также высокоомные нагрузки. Катушка индуктивности фильтра является опциональной, однако оказывает благоприятное влияние на режим регулирования и сигнальное качество выходного сигнала.

[0014] Предпочтительно, во втором рабочем режиме отрицательный выходной вывод отсоединен от точки соединения и соединен со второй средней точкой. Тем самым первый полумост и второй полумост включаются последовательно, и испытательный сигнал с высоким напряжением выдается на сигнальном выходе.

[0015] Во втором рабочем режиме, соединение второй средней точки с отрицательным выходным выводом может осуществляться через первый переключатель, который управляется переключающим блоком.

[0016] Соответствующий изобретению усилитель может применяться в тестере для проверки электрического компонента, предпочтительно управляющего устройства переключающего устройства, электрического коммутационного (распределительного) оборудования. Для этого испытательный сигнал прикладывается к электрическому компоненту, чтобы обеспечить возможность проверки. Тестер может, кроме того, принимать входной сигнал, чтобы проверять электрический компонент. Но проверка функционирования электрического компонента может также осуществляться тестером независимо.

[0017] Так, например, тестер может быть предусмотрен для проверки счетчиков энергии. Счетчик энергии измеряет на заданном временном интервале ток и напряжение, чтобы иметь возможность корректно определять потребленную энергию. Счетчики энергии чаще всего имеют валиковый счетный механизм или выдают импульсы отсчета, например посредством LED, например с 1000 импульсов/кВт-час. Точность счетчика энергии может оцениваться с применением тестера. Это может осуществляться тем, что усилитель тестера выдает испытательный сигнал, чтобы в течение заданного времени имитировать токи и/или напряжения, например аналоговые вторичные параметры преобразователей тока и/или напряжения. Эти токи и/или напряжения, т.е. испытательный сигнал, с одной стороны, подаются на счетчик энергии, а с другой стороны, непосредственно регистрируются, и на этой основе рассчитывается фактически отдаваемая энергия. Дополнительно или вместо регистрации токов и/или напряжений, тестером также может непосредственно регистрироваться отдаваемая энергия. Счетчик энергии также определяет из токов и/или напряжений энергию, после чего фактически отдаваемая, т.е. зарегистрированная или рассчитанная, энергия сравнивается с энергией, определенной счетчиком энергии. Тем самым может определяться точность счетчика энергии. Само определение может осуществляться с помощью блока сравнения, который сравнивает отдаваемую энергию с определенной энергией. Блок сравнения может предусматриваться в самом тестере или как самостоятельный компонент или самостоятельный прибор. Разумеется, сравнение также может осуществляться пользователем.

[0018] Кроме того, с помощью тестера, содержащего соответствующий изобретению усилитель, может проверяться вторичный сигнал средств производства (переключателей, защитных реле) электрического оборудования. Для этого усилителем тестера выдается испытательный сигнал, который применяется в качестве первичного сигнала. Первичный сигнал прикладывается на первичной стороне средства производства, и далее определяется вторичный сигнал на вторичной стороне средства производства. Вторичный сигнал может проверяться на корректную полярность, корректный уровень и т.д., посредством чего может проверяться, например, электропроводка вторичной стороны. Анализ вторичного сигнала может осуществляться посредством блока анализа, который предусмотрен в самом тестере или как самостоятельный компонент или прибор. Разумеется, анализ также может осуществляться пользователем.

[0019] Настоящее изобретение далее поясняется более подробно со ссылкой на фиг. 1-5с, которые схематично показывают предпочтительные варианты осуществления изобретения в качестве примера и без ограничения. При этом показано следующее:

Фиг. 1a - электрическое коммутационное оборудование с управляющим блоком,

Фиг. 1b - тестер, соединенный с управляющим блоком,

Фиг. 2 - вариант осуществления усилителя,

Фиг. 3a - усилитель в первом рабочем режиме,

Фиг. 3b - усилитель во втором рабочем режиме,

Фиг. 3c - усилитель во втором рабочем режиме с катушкой индуктивности Lx фильтра на выходе,

Фиг. 4a - испытательный сигнал в первом рабочем режиме со скважностью (рабочим циклом) 50%,

Фиг. 4b - испытательный сигнал в первом рабочем режиме со скважностью 40%,

Фиг. 5a - испытательный сигнал во втором рабочем режиме со скважностью 50%,

Фиг. 5b - испытательный сигнал во втором рабочем режиме со скважностью 40%,

Фиг. 5c - испытательный сигнал во втором рабочем режиме со скважностью 60%.

[0020] На фиг. 1 изображена часть сети 1 электроснабжения, здесь трехфазная воздушная линия, провода 3 которой обычным образом натянуты между мачтами 2. На мачте в качестве защитного устройства предусмотрено коммутационное оборудование 4, которое состоит из переключающего устройства 5 и относящегося к нему управляющего устройства 6. Переключающее устройство 5 представляет собой, например, известным образом автомат повторного включения или силовой выключатель в форме магнитного исполнительного элемента, который содержит катушку. Переключающее устройство 5 может, посредством инициированной управляющим устройством 6 коммутационной операции, отсоединять или подсоединять по меньшей мере один из проводов 3.

[0021] Для этого переключающее устройство 5 через управляющее соединение 12 соединено с управляющим устройством 6. Управляющее соединение 12 содержит для этого, как правило, некоторое число управляющих линий для передачи управляющих входных величин и управляющих выходных величин. Посредством управляющих выходных величин обычно инициируются коммутационные операции.

[0022] Для проверки коммутационного оборудования 4 управляющее соединение 12 между переключающим устройством 5 и управляющим устройством 6 разъединяется, как показано на фиг. 1b. Также возможно, что переключающее устройство 5 перед проверкой вообще не соединено с управляющим устройством 6, например, при первом вводе в эксплуатацию, ввиду чего отсоединение управляющего соединения 12 может отсутствовать. Это имеет место довольно часто, так как управляющее устройство 6 зачастую перед установкой параметризуется и затем тестируется тестером 10 на функционирование, прежде чем оно доставляется “в поле” на место эксплуатации и устанавливается. Управляющее устройство 6 для проверки соединяется кабелем 11 адаптера с тестером 10, который имитирует переключающее устройство 5, чтобы иметь возможность проверить надлежащее функционирование и параметризацию управляющего устройства 6 коммутационного оборудования 4. Кабель 11 адаптера с одной стороны подключается к сигнальному входу управляющего устройства 6, а с другой стороны - к сигнальному выходу 9 тестера 10. Таким образом, тестер 10 служит для того, чтобы отображать или имитировать переключающее устройство 5. Для доказательства корректного способа функционирования управляющего устройства 6, тестером 10 могут имитироваться (например, трехфазные) аналоговые вторичные параметры преобразователей тока и/или напряжения и вводиться в управляющий блок 6. Управляющее устройство 6 передает, в зависимости от типа ошибки и проявления ошибки, спустя заданное время, например через бинарный контакт, сигнал на разъединение по меньшей мере одного из проводов на тестер 10. При этом тестер 10 имитирует переключающее устройство 5. Выработка вторичных величин, которые вводятся в управляющее устройство 6, может осуществляться тестером 10, содержащим соответствующий изобретению усилитель. Тем самым испытательный сигнал служит в качестве вторичной величины.

[0023] Тестер 10, содержащий соответствующий изобретению усилитель 8, естественно, не ограничен применением в сети 1 электроснабжения в форме воздушной линии, но может применяться в любой установке для передачи или распределения электрической энергии с защитными устройствами в форме коммутационного оборудования 4 с переключающим устройством 5 и относящимся к нему управляющим устройством 6. Соответствующий изобретению усилитель 8 может также применяться в тестере 10 для проверки электрического компонента электрического коммутационного оборудования, причем испытательный сигнал прикладывается к электрическому компоненту.

[0024] Усилитель 8 для тестера 10 для проверки электрического компонента, предпочтительно управляющего устройства 6 переключающего устройства 5 электрического коммутационного оборудования 4, выполнен с возможностью выдачи испытательного сигнала на сигнальном выходе между положительным выходным выводом P и отрицательным выходным выводом N. В усилителе 8 в соответствии с изобретением предусмотрен переключающий блок 7, который выполнен с возможностью переключения усилителя 8 по выбору в первый рабочий режим Mi и второй рабочий режим Mu.

[0025] Испытательный сигнал состоит из испытательного тока ia и испытательного напряжения ua. В первом рабочем режиме Mi предпочтительно регулируется испытательный ток ia испытательного сигнала, во втором рабочем режиме Mu предпочтительно регулируется испытательное напряжение ua испытательного сигнала. На фиг. 3 изображен предпочтительный вариант осуществления усилителя 8. При этом предусмотрен первый полумост HB1, предпочтительно содержащий первый переключающий элемент S1 и включенный последовательно с первым переключающим элементом S1 второй переключающий элемент S2, второй полумост HB2, предпочтительно содержащий третий переключающий элемент S3 и включенный последовательно с третьим переключающим элементом S3 четвертый переключающий элемент S4.

[0026] Сигнальный выход соединен с нагрузкой Z, предпочтительно в первом рабочем режиме Mi с низкоомной нагрузкой Z и во втором рабочем режиме Mu с высокоомной нагрузкой Z. В качестве нагрузки L может рассматриваться другой электрический компонент, например управляющее устройство 6 переключающего устройства 5 электрического коммутационного оборудования 4 соответственно фиг. 1. В первом рабочем режиме Mi первый полумост HB1 и второй полумост HB2 включены параллельно к сигнальному выходу, во втором рабочем режиме Mu первый полумост HB1 и второй полумост HB2 включены последовательно с сигнальным выходом. В представленном примере выполнения, в усилителе 8 предусмотрены первый источник постоянного напряжения UQ1 с первым постоянным напряжением Uq1 и включенный последовательно через точку соединения V второй источник постоянного напряжения UQ2 с вторым постоянным напряжением Uq2. Первый полумост HB1 и второй полумост HB2, кроме того, подключены, соответственно, параллельно к включенным последовательно первому и второму источникам постоянного напряжения UQ1, UQ2, причем точка соединения первого переключающего элемента S1 и второго переключающего элемента S2 образует первую среднюю точку M1, а точка соединения третьего переключающего элемента S3 и четвертого переключающего элемента S4 образует вторую среднюю точку M2. К тому же первая средняя точка M1 соединена с положительным выходным выводом P, что может осуществляться непосредственно или через дополнительные элементы. В качестве дополнительных элементов могут быть предусмотрены, в частности, катушки L' индуктивности фильтра линии. Это имеет место на фиг. 2 (а также на фиг. 3a, b, c), так как между первой средней точкой M1 и положительным выходным выводом P предусмотрена катушка L' индуктивности фильтра линии. Также на фиг. 2 (и фиг. 3a, b, c) между второй средней точкой M2 и отрицательным выходным выводом N предусмотрена опциональная катушка L' индуктивности фильтра линии. Катушки L' индуктивности фильтра линии к тому же соединены, соответственно, через опциональные конденсаторы C фильтра линии с массой. Если отказываются от катушек L' индуктивности фильтра линии и все же предусматривают конденсаторы C фильтра линии, то первая и вторая средние точки M1, M2 соединяют с массой, соответственно, через конденсаторы C фильтра линии.

[0027] Кроме того, на сигнальном выходе предусмотрена катушка L индуктивности фильтра, индуктивность которой может переключаться или шунтироваться посредством второго переключателя R2. Предпочтительно катушка индуктивности фильтра в первом рабочем режиме Mi шунтируется посредством второго переключателя R2. Однако также предусмотрен опциональный третий переключатель R3, который служит для того, чтобы вновь подключать катушку L индуктивности фильтра во втором рабочем режиме Mu. Разумеется, катушка L индуктивности фильтра во втором рабочем режиме Mu также может подключаться посредством дополнительного переключателя (не показан), выполненного отдельно от второго переключателя R2.

[0028] Если во втором рабочем режиме Mu подключается катушка L индуктивности фильтра, то во втором рабочем режиме Mu низкоомная нагрузка Z также может соединяться с сигнальным выходом. Если предполагается, что усилитель 8 во втором рабочем режиме Mu может выдавать испытательный сигнал с испытательным током ia, равным 1 A, то может, например, предусматриваться нагрузка Z с 300 Ом на сигнальном выходе, так как источники напряжения UQ1 и UQ2 предоставляют достаточно высокое постоянное напряжение Uq1, Uq2, что приводить в действие эту нагрузку.

[0029] На фиг. 2, кроме того, предусмотрен опциональный конденсатор Cx фильтра между положительным выходным выводом P и отрицательным выходным выводом N. Второй переключатель R2 также служит в показанном варианте осуществления для того, чтобы во втором рабочем режиме Mu включать конденсатор Cx фильтра между положительным выходным выводом P и отрицательным выходным выводом N и шунтировать конденсатор Cx фильтра в первом рабочем режиме Mi.

[0030] Первый переключатель R1 и/или второй переключатель R2 и/или третий переключатель R3 и/или дополнительный переключатель может управляться посредством переключающего блока 7. Катушка Lx индуктивности фильтра находится, таким образом, между первой средней точкой M1 и положительным выходным выводом P (как показано на чертежах).

[0031] Также можно представить, что катушка Lx индуктивности фильтра расположена между второй средней точкой M2 и отрицательным выходным выводом N. Также соответствующая катушка Lx индуктивности фильтра может быть предусмотрена между первой средней точкой M1 и положительным выходным выводом P и между второй средней точкой M2 и отрицательным выходным выводом N. В первом рабочем режиме Mi вторая средняя точка M2 отсоединена от отрицательного выходного вывода N, и точка соединения V соединена с отрицательным выходным выводом N, чтобы подключить первый полумост HB1 и второй полумост HB2 параллельно к сигнальному выходу и на сигнальном выходе выдать испытательный сигнал с высоким испытательным током ia.

[0032] Вместо этого в первом рабочем режиме Mi первая средняя точка M1 могла бы отсоединяться от положительного выходного вывода P, при этом точка соединения V соединяется с положительным выходным выводом P, чтобы подключить первый полумост HB1 и второй полумост HB2 параллельно к сигнальному выходу и выдать на сигнальном выходе испытательный сигнал с высоким испытательным током ia. В этом случае предпочтительно, если между второй средней точкой M2 и отрицательным выходным выводом N предусмотрена катушка Lx индуктивности фильтра.

[0033] Переключение соединения второй средней точки M2 от отрицательного выходного вывода N на точку соединения V и обратно (или по выбору первой средней точки M1 от отрицательного выходного вывода N на точку соединения V и обратно) осуществляется предпочтительно посредством управляемого, например переключающим блоком 7, первого переключателя R1, причем в представленном выполнении точка соединения V соединена с массой, и первый переключатель R1 отсоединяет отрицательный выходной вывод N от второй средней точки и переключает на массу.

[0034] Во втором рабочем режиме Mu вторая средняя точка M2 соединена с отрицательным выходным выводом N и отсоединена от точки соединения V (что здесь осуществляется также посредством первого переключателя R1), чтобы включить последовательно первый полумост HB1 и второй полумост HB2 и выдать на сигнальном выходе испытательный сигнал с высоким испытательным напряжением ua.

[0035] Естественно, это выполнение первого переключателя R1, который реализует две функции (отсоединение отрицательного выходного вывода N от второй средней точки M2, а также подключение второй средней точки M2 к массе), а также выполнение второго переключателя R2, который также реализует несколько функций (подключение/шунтирование катушки Lx индуктивности фильтра и соединение первой и второй средней точки M1, M2), соответственно, является предпочтительным. Вместо этого может также предусматриваться, например, соответствующий переключатель для каждой функции, например переключатель для подключения (или переключения) катушки Lx индуктивности фильтра, переключатель для соединения первой и второй средней точки M1, M2, переключатель для подключения конденсатора Cx фильтра, переключатель для отсоединения второй средней точки M2 от отрицательного выходного вывода, переключатель для подключения второй средней точки M2 к массе - или любая их комбинация.

[0036] На фиг. 3a представлена схема соединений усилителя 8 из фиг. 2 в первом рабочем режиме Mi. Первый переключатель R1 (не показан) соединяет отрицательный выходной вывод N с точкой соединения V (т.е. переключает здесь как отрицательный выходной вывод N, так и точку соединения V к массе) и отсоединяет выходной вывод N от второй средней точки M2.

[0037] Второй переключатель R2 (не показан) подключает в первом рабочем режиме Mi полумосты HB1, HB2 параллельно, шунтирует здесь также конденсатор Cx фильтра и соединяет первую среднюю точку M1 с второй средней точкой M2 (соответственно через катушки L'). Второй переключатель R2 находится в положении, в котором катушка Lx индуктивности фильтра включается между первой средней точкой M1 и положительным выходным выводом P. Третий переключатель R3 разомкнут, чтобы не шунтировать катушку Lx индуктивности фильтра. Посредством параллельного включения полумостов HB1, HB2 в первом рабочем режиме Mi на сигнальном выходе испытательный ток ia испытательного сигнала может удваиваться. Если, например, применяемые в полумостах HB1, HB2 переключающие элементы S1, S2, S3, S4 (например, выполненные как транзисторы) могут, соответственно, выдерживать 15 A, то посредством параллельного включения двух полумостов HB1, HB2, возможна выдача испытательного сигнала с высоким испытательным током ia, например в диапазоне 30 A. Если дополнительные полумосты подключаются параллельно к обоим полумостам HB1, HB2, то может вырабатываться испытательный сигнал с еще более высоким испытательным током ia.

[0038] Первый переключающий элемент S1 и второй переключающий элемент S2 первого полумоста HB1 переключаются попеременно, также третий переключающий элемент S3 и четвертый переключающий элемент S4 второго полумоста HB2 переключаются попеременно. Если первый переключающий элемент S1 активен, то второй переключающий элемент S2 неактивен - и наоборот. Также третий переключающий элемент S3 активен, если четвертый переключающий элемент S4 неактивен - и наоборот. Скважность описывает известным образом отношение управляющих сигналов переключающих элементов S1, S2, S3, S4 полумостов HB1, HB2, т.е. здесь отношение управляющих сигналов первого переключающего элемента S1 ко второму переключающему элементу S2 для первого полумоста HB1 и отношение управляющих сигналов третьего переключающего элемента S3 к четвертому переключающему элементу S4 для второго полумоста HB2. Предпочтительно первый полумост HB1 и второй полумост HB2 управляются с той же самой скважностью. Управляющие сигналы генерируются блоком генерации импульсов. Предпочтительно переключающий блок 7 является интегральным компонентом блока генерации импульсов.

[0039] В первом рабочем режиме Mi первый полумост HB1 и второй полумост HB2 управляются предпочтительно со сдвигом на 180°, благодаря чему для вырабатываемых полумостами HB1, HB2 выходных токов i1, i2 полумостов получаются соответствующие (имеющие треугольную форму) токи пульсаций, которые смещены на 180° друг к другу. Испытательный ток ia испытательного сигнала получается из суммы выходных токов i1, i2 полумостов. При этом при скважности 50% токи пульсаций обоих выходных токов i1, i2 полумостов гасятся. При скважностях, не равных 50%, токи пульсаций выходных токов i1, i2 полумостов гасятся не полностью, а частично. На фиг. 3a в первом рабочем режиме Mi регулируется испытательный ток ia испытательного сигнала.

[0040] На фиг. 4a для первого рабочего режима Mi на верхнем графике в качестве примера изображены управляющие сигналы для первого переключающего элемента S1 и третьего переключающего элемента S3 со скважностью 50% и со сдвигом на 180° друг к другу. Изображенное незначительное смещение управляющих сигналов служит только для того, чтобы иметь возможность визуально отличить друг от друга перекрывающиеся управляющие сигналы на чертежах. Для управляющего сигнала предусмотрен период переключения T. Соответственно, на среднем графике изображен результирующий сигнал напряжения u1 в первой средней точке M1 и результирующий сигнал напряжения u2 во второй средней точке M3. Из сигналов напряжения u1, u2, в свою очередь, получаются первый выходной ток i1 полумоста в катушке L' индуктивности фильтра линии, соединенной с первой средней точкой М1, и второй выходной ток i2 полумоста в катушке L' индуктивности фильтра линии, соединенной со второй средней точкой М2. Отсюда получается испытательный ток ia испытательного сигнала как суммарный ток из выходных токов i1, i2 полумостов, причем в изображенном на фиг. 5a случае в испытательном сигнале не возникает тока пульсации.

[0041] На фиг. 4b изображены управляющие сигналы для первого переключающего элемента S1 и второго переключающего элемента S3 со скважностью 40% (вновь сдвинутые на 180° друг к другу). Ток пульсаций испытательного тока ia здесь больше не равен нулю, но имеет по отношению к частоте управляющих сигналов удвоенную частоту, причем также амплитуда тока пульсаций ослабляется.

[0042] На фиг. 3b изображена схема соединений усилителя 8 из фиг. 2 во втором рабочем режиме Mu. Первый переключатель R1 (не показан) соединяет отрицательный выходной вывод N со второй средней точкой M2 и отсоединяет отрицательный выходной вывод N от точки соединения V (т.е. здесь от массы). К тому же здесь во втором рабочем режиме Mu конденсатор Cx фильтра включен между положительным выходным выводом P и отрицательным выходным выводом N, так как второй переключатель R2 не шунтирует конденсатор Cx фильтра. Второй переключатель R2 шунтирует здесь, однако, катушку Lx индуктивности фильтра. На фиг. 3b во втором рабочем режиме Mu регулируется испытательное напряжение ua испытательного сигнала.

[0043] Фиг. 3c также представляет второй рабочий режим Mu, который, однако, отличается от второго рабочего режима Mu, соответствующего фиг. 4b, тем, что третий переключатель R3 разомкнут и обеспечивает то, что катушка Lx индуктивности фильтра не шунтируется. На фиг. 3c во втором рабочем режиме Mu регулируется испытательный ток ia испытательного сигнала. Тем самым во втором рабочем режиме Mu становится возможным выдавать испытательный ток с высоким качеством сигнала и надежным режимом регулирования на низкоомные и на высокоомные нагрузки Z.

[0044] Разумеется, также возможно, однако не показано на чертежах, регулировать испытательное напряжение в первом рабочем режиме Mi. В следующей таблице кратко описано, на каких чертежах изображены какие рабочие режимы Mi, Mu и какие типы регулирования (регулирование испытательного тока ia, регулирование испытательного напряжения ua):

Первый рабочий режим Mi Второй рабочий режим Mu Регулирование испытательного тока ia Фиг. 3a Фиг.3c Регулирование испытательного напряжения ua (не показано) Фиг.3b

[0045] На фиг. 5a изображены управляющие сигналы для первого переключающего элемента S1 и второго переключающего элемента S2 во втором рабочем режиме Mu. Незначительное смещение изображенных управляющих сигналов служит для того, чтобы иметь возможность визуально различать управляющие сигналы друг от друга на чертежах. На фиг. 5a показана скважность 50%, что означает, что управляющие сигналы находятся в фазе друг с другом. Выходные напряжения u1, u2 полумостов на первой и второй средней точке M1, M2 имеют одинаковую форму, как управляющие сигналы, благодаря чему пульсации токов катушки, протекающих через катушку L' индуктивности фильтра линии, компенсируются. Сигнал напряжения ua получается из разности напряжений u1, u2 полумостов, за счет чего в представленном случае не возникают пульсации напряжения, а устанавливается испытательное напряжение ua, равное нулю.

[0046] На фиг. 5b показана скважность 40%, а на фиг. 5c скважность 60%. Таким образом, получается испытательное напряжение ua (вновь из разности напряжений u1, u2 полумостов), которое имеет удвоенную частоту управляющих сигналов. Тем самым пульсации токов катушки, протекающих через катушку L' индуктивности фильтра линии, в сумме компенсируются наполовину, за счет чего в дальнейшем, из-за удвоенной частоты управляющих сигналов, пульсации напряжения испытательного напряжения ua на конденсаторе Cx фильтра уменьшаются наполовину.

Изобретение относится к усилителю для контрольного прибора (тестера), который пригоден для проверки электрического компонента. Технический результат: обеспечение легкого и надежного усилителя напряжения и усилителя тока для тестера (10). Сущность: усилитель (8) выполнен с возможностью выдачи испытательного сигнала на сигнальном выходе между положительным выходным выводом (P) и отрицательным выходным выводом (N). Усилитель содержит первый полумост (HB1) и второй полумост (HB2). Предусмотрен переключающий блок (7), который выполнен так, чтобы в первом рабочем режиме (Mi) первый полумост (HB1) и второй полумост (HB2) подключать параллельно к сигнальному выходу, а во втором рабочем режиме (Mu) первый полумост (HB1) и второй полумост (HB2) подключать последовательно к сигнальному выходу. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Усилитель (8) для тестера (10) для проверки электрического компонента, причем усилитель (8) выполнен с возможностью выдачи испытательного сигнала на сигнальном выходе между положительным выходным выводом (P) и отрицательным выходным выводом (N), и причем усилитель (8) содержит первый полумост (HB1), который имеет первый переключающий элемент (S1) и включенный через первую среднюю точку (М1) последовательно с первым переключающим элементом (S1) второй переключающий элемент (S2), и второй полумост (HB2), который имеет третий переключающий элемент (S3) и включенный чрез вторую среднюю точку (М2) последовательно с третьим переключающим элементом (S3) четвертый переключающий элемент (S4), отличающийся тем, что предусмотрен переключающий блок (7), который выполнен так, чтобы в первом рабочем режиме (Mi) соединять первую среднюю точку (М1) первого полумоста (HB1) со второй средней точкой (М2) второго полумоста (HB2) и осуществлять подключение к одному из выходных выводов (P, N) сигнального выхода, а во втором рабочем режиме (Mu) подключать каждую из первой средней точки (М1) первого полумоста (HB1) и второй средней точки (М2) второго полумоста (HB2) к одному из выходных выводов (P, N) сигнального выхода, и тем, что усилитель (8) дополнительно выполнен так, чтобы в первом рабочем режиме (Mi) управлять первым полумостом (HB1) управляющими сигналами, которые сдвинуты по фазе на 180 градусов относительно управляющих сигналов для управления вторым полумостом (HB2), а во втором рабочем режиме (Mu) управлять первым полумостом (HB1) и вторым полумостом (HB2) синфазными управляющими сигналами.

2. Усилитель (8) по п. 1, отличающийся тем, что усилитель (8) содержит первый источник постоянного напряжения (UQ1) и включенный последовательно через точку соединения (V) второй источник постоянного напряжения (UQ2), причем каждый из первого полумоста (HB1) и второго полумоста (HB2) подключен параллельно к последовательно включенным первому и второму источникам постоянного напряжения (UQ1, UQ2).

3. Усилитель (8) по п. 2, отличающийся тем, что в первом рабочем режиме (Mi) первая средняя точка (M1) соединена с положительным выходным выводом (P), а вторая средняя точка (М2) соединена с положительным выходным выводом (P) и отсоединена от отрицательного выходного вывода (N), а также точка соединения (V) соединена с отрицательным выходным выводом (N).

4. Усилитель (8) по п. 2, отличающийся тем, что во втором рабочем режиме (Mu) первая средняя точка (M1) соединена с положительным выходным выводом (P), а точка соединения (V) отсоединена от второй средней точки (M2) и соединена с отрицательным выходным выводом (N).

5. Усилитель (8) по п. 4, отличающийся тем, что во втором рабочем режиме (Mu) соединение второй средней точки (M2) с отрицательным выходным выводом (N) осуществляется через первый переключатель (R1), который управляется переключающим блоком (7).

6. Усилитель (8) по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что предусмотрен конденсатор (Cx) фильтра, который, предпочтительно во втором рабочем режиме (Mu), может включаться между положительным выходным выводом (P) и отрицательным выходным выводом (N).

7. Усилитель (8) по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что на сигнальном выходе предусмотрена катушка (Lx) индуктивности фильтра, которая имеет индуктивность, предпочтительно переключаемую и/или шунтируемую посредством переключающего блока (7).

8. Тестер (10) для проверки электрических компонентов, предпочтительно управляющего устройства (6) переключающего устройства (5) электрического коммутационного оборудования (4), содержащий усилитель (8) по одному из пп. 1-7, который выдает испытательный сигнал для проверки электрических компонентов.