Устройство подбора диодов для параллельного включения Советский патент 1984 года по МПК G01R31/26 

О1

00

со Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для контроля падения напряжения на диодах и подбора диодов для их параллельного включения, а также для контроля напряжения стабилизации eta билитронов и стабисторов. Известно устройство для контроля параметров полупроводниковых диодов, содержащее генератор постоянного тока, соединенный через измеритель тока с клеммами для подключения испытываемого диода, и измеритель напряжения, подключенный к тем же клеммам С1 . Недостатком известного устройств.а является низкая производительность так как оно обеспечивает измерение параметров только одного диода. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля параметров и ра браковки полупроводниковых диодов, которое может быть использовано для подбора диодов для их паргьплельного включения и содержит генер.атор тока, выход которого соединен с выходом ге нератора переменного тока и входом коммутатора, аналоговые выходы которого соединены с контролируемыми дио дами, а один из которых соединен с блоком эталонных резисторов, измерительный выход соединен через полосовой фильтр и детектор с первым входом компаратора, а через фильтр низких частот и блок измерения напряжения с первым входом блока регистраци информационный выход соединен с вторым входом блока регистрации, блок памяти, первый выход которого соединен через блок управления с первым входом элемента И, а второй - с вторым входом компаратора, выход которо го соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации СЗ, Недостатком известного устройства является низкая производительность подбора диодов для параллельного вкл чения, так как отсутствует автоматическая группировка диодов, Цель изобретения - повышение производительности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство подбора диодов для параллельного включения, включающее элемент И, генератор тока, выход которого соединен с входом коммутато ра, выходы которого соединены с входами блока подключения диодов, блок контроля напряжения, выход которого соединен с первым входом блока регис трации, а вход - с выходом генератор тока, введены генератор импульсов, триггер, счетчик, первая и вторая дифференцирующие цепи , при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, входом запуска блока контроля напряжения и входом счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, а аторой выход счетчика через первую дифференцирующую цепь соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И и через вторую дифференцирующую цепь с управляющими входами счетчика и блока регистрации, второй вход триггера соединен с входом запуска устройства На фиг. 1 приведена структурная схема устройства подбора диодов для их параллельного включения; на фиг, 2 - граничные вольт-амперные характеристики (ВАХ) диодов одного типа, которые могут быть применены для парашлельного .включения. Устройство подбора диодов для параллельного включения содержит эле мент 1 И, генератор 2 тока, выход которого соединен с входом коммутато ра 3, выходы которого соединены с входами блока 4 подключения диодов, блок 5 контроля напряжения, выход которого соединен с первым входом блока б регистрации, а вход - с выходОм генератора 2, генератор 7 импульсов, триггер 8, счетчик 9, первую 10 и вторую 11 дифференцирующие цепи при этом выход генератора 7 импульсов соединен с первым входом элемента j выход которого соединен с упргшляющим входом коммутатора 3, входом запуска блока 5 контроля напряжения и входом счетчика 9, первый выход которого соединен с вторым входом блока 6 регистрации, а второй выход через первую дифференцирующую цепь 10 - с первым входом триггера 8, выход, которого соединен с вторым входом элемента 1 и через вторую дифференцирующую цепь 11 с управляющими входами счетчика 9 и блока 6, второй , вход триггера 8 соединен с входом запуска устройства. Блок 5 контроля напряжений может быть, например, выполнен в виде последовательно соединенных цифрового вольтметра постоянного тока с внешним запуском и дешифратора. Устройство подбора диодов для параллельного включения работает следующим образом, при параллельном включении нескольких диодов есть диод, через который протекает максимальный ток I j, и диод, через который протекает минимальный ток , Токи, протекeuoщие через остальные диоды, располагаются в диапазоне от I; до I ,fl«KI Диод, через который протекает ,, может иметь любую из вольт-амперных характеристик, расположенных между кривыми 12 и 13 (см, фиг, 2), а диод, через .который протекает Ij , любую из вольт-амперных характерист расположенных между кривыми 14 и 15 Кривым 12 и 14 соответствуют вольтамперным характеристикам диодов, у которых сопротивление базы равно ми мальной величине, а кривые 13 и 15 вольт-амперным характеристикам диод у которых сопротивление базы равно максимальной величине (сопротивление базы диода - это объемное сдпро тивление материала р- и п-типа). Из фиг. 2 видно, что для надежно го отбора дибдов, у которых при параллельном включении рабочие токи н ходятся между Ifneiii. необходн 1о, чтобы при тестовом токе 1 разность прямых напряжений диодов не превышала ди и г с учетом аналитического выражения ВАХ диодов и лигич- епу+к - з где п - количество последовательно соединенных диодных элемен тов в диоде; VT - температурный потенциал ( 25 Nffl при Т - 300 К); ДRmin f iг. - сопротивление базы диодного элемента; Т ГivlnImax г . . „ I . - выбранные максимальный и минимальный токи, которые протекают через отдельные диоды; Rmin определяется как минимальное сопротивление без диодов в прямом направлении, характерное для данного типа диодов. В диапазоне пря1 1ыхнапряжений 2 i и U2 рабочие ТОКИ I диодов при параллельном включении могут бы как больше Imax / таж и меньше а при и, i и . и, - . I и 1,„ Это зависит от величины сопротивления базы диода. При прямых напряжениях и и рабочий ток диодов при паргшлельном включении будет больше Imax г а при и U меньше I , Формула (1) приведена для диодов которые представляют собой набор, п последовательно соединенных диодных элементов. Такими диодами, например являются высоковольтные выпрямитель ные диоды типа КЦ106, 2Ц111А-1, 2Ц113А-1 и др. В том случае, если подбираются диоды, представляющие один р-п-переход, то п 1, Для выбранного типа диодов по фо муле (1) определяется допустимый ра брос прямлх напряжений 4U диодов, включаемых параллельно. Полученное значение разброса прямых напряжений ли вводится в блок 5 контроля напряжений, который для определенного интервала напряжений, соответствующих интервалу напряжений U, формирует одно значение кода, соответствующее номеру интервала прямых напряжений диодов, В генераторе 2 устанавливается значение тестового тока, выбираемое в интервале от I до 1„„ , В гнезде блока 4 устанавливают диоды, которые надо распределить для совместного параллельного включения, и подают сигнал Пуск на триггер 8, По этому сигналу триггер 8 перебрасывается , По переднему фронту сирнала с выхода триггера 8 дифференцирующей цепью И формируется короткий импульс, который обйуляет счетчик 9 и блок 6 регистрации. На первом входе элемента 1 И устанавливается сигнал, равный единице, в результате чего импульсы с выхода генератора 7 начинают поступать на вход коммутатора 3, счетчика 9 и на управлякиций вход запуска блока 5 контроля напряжения . При поступлении первого импульса коммутатор 3 подключает генератор 2 к первому диоду в-блоке 4 подключения диодов, блок 5 измеряет напряжение на диоде и определяет номер интервала, к которому оно относится. Счетчик 9 считает импульсы, поступающие с генератора 7. Количество импульсов, записанных в счетчике 9, соответствует порядковому номеру диода в блоке 4 подключения диодов. Информация с первого выхода счетчика 9 поступает в блок 6 одновременно с информацией от блока 5, Блок б регистрации показывает номер диода в блоке 4 и номер интервала, к которому относится прямое напряжение на данном диоде, При поступлении следующего им,пульса от генератора 7 коммутатор 3 Подключает генератор 2 к следующемудиоду, а блок 5 определяет номер интервала, к которому относится прямое напряжение на этом диоде. Далее устройство работает согласно вышеописанному, Когда заканчивается измерение напряжения на последнем диоде, поступает еще один импульс, по которому коммутатор 3 закорачивает источник тока 2 на землю, а на втором выходе счетчика 9 появляется потенцигш, и дифференцирующей цепью 10 формируется импульс, которым триггер 8--возвра щается в исходное состояние, После отбирают для парал- лельного включения те диоды, которым на блоке 1 2 регистрации присвоены одинаковые номера интервалов напряжений. Таким образом, преДпоженйов устройство оОеспеЧйа|1ёт автоматическую сортировку диодов для их па ралпельного включения причем в подОб эанмых

группах обеспечивается заранее задан ный разброс значений токов через диоды их работе в параллельном соединении .,

УСТРОЙСТВО ПОДБОРА ДИОДОВ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ, включающее элемент И, генератор тока, вы ход которого соедшнеи с входом ком-. мутатрра, выходы которого соединены с входами блока подключения диодов, блок kонтроля напряжения, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, а вАод .- с выходом генератора тока, о т л и ч а .ю щ я тем, что, с целью увеличения производительности, оно снабжено генератором импульсов, триггером, счетчиком, первой и второй дифференцирующи|1«1.цепями, и при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход соединен с управляюЕцим входом коммутатора, входом запуска блока контроля напряжения и входом счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, а второй выход счетчика череа первую диффереицярующую цепь соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с . вторым входом элемента И и через вторую дифференцирующую цепь с управляю(Л ,щими входг1ми счетчика и блока регист рации, второй вход триггера соединен с входом запуска устройства.

/

/5

UtUit/gU,U}

(puf.l