Нагрузочное устройство для контроля источников питания Советский патент 1988 года по МПК G01R31/36 

6

S

jH

v±

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение производительности контроля путем обеспечения возможности автоматического переключения нагрузочного устройства в режим короткого замьжания. Нагрузочное устройст- во содержит транзисторы 1 и 6, резистор 2, контролируемьй источник 3 питания, усилитель 4 обратной связи по току, источник 5 напряжения установки по току, источники 7 и 8 напряжения смещения, блок 9 вьщеления экстремального сигнала, усилитель 10 обратной связи по напряжению. Блок 9 выделения экстремального сигнала содержит транзисторы типа р-п-р, нагрузочный резистор, источник питания устройства. Источник 8 напряжения смещения содержит стабилитрон и источник тока смещения. Благодаря наличию источника 7 напряжения смещения в цепи транзистора 6 последний эффективно поддерживает заданный ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю. Нулевое напряжение на выходе контролируемого источника 3 поддерживается за счет обратной связи по напряжениЮэ обеспечиваемой усилителем 10, блоком 9 выделения экстремального сигнала, первым и вторым источниками 7,8 напряжения смещения вторым транзистором 6. Причем, если максимально возможный ток нагрузки контролируемого источника 3 питания меньше программируемого значения тока нагрузочного устройства, последнее автоматически переключается в режим короткого замыкания. При этом на втором выходе блока 9 ВЫ7 деления, экстремального сигналй-- появляется сигнал результата контроля. 2 с.п. ф-лы, 5 ил. с 4 ОЭ 00 QD а

.f

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания.

Целью изобретения является повьше- ние производительности контроля путем обеспечения возможности автоматического переключения нагрузочного уст- ройства в режим короткого замыкания.

На фиг 1 представлена блок-схема предлагаемого нагрузочного устройства j на фиг 2 - схема блока выделения экстремального сигна.па| на фиг, 3 схема второго источника напряжения смещения; на фиг 4 - вольт-амперная характеристика нагрузочного устройст- ва| на фиг. 5 - вольт-амперные характеристики контролируемого источника питания (кривые С и Е) и нагрузочного устройства (кривая D)о

Нагрузочное устройство (фиг.1) со держит соединенные последовательно первый транзистор 1 и резистор 2; которые подключены к выходу контролируемого источника 3 питания усили - тель 4 обратной связи по.току инвертирующий вход которого соединен с общей точкой первьпс выводов транзистора 1 и резистора 2 второй вывод которого ггодключен к общему выводу устройства непосредственно и через по- х;ледовате,пьно включенный источник 5 напряжения уставки по току соединен с нe.инвepтиpyюro iм входом усилителя 4 обратной связи по току, второй тран

зистор 6j первый 7 и второй 8 источ

НИКИ напряжения смещения, блок 9 вЫ деления экстремального сигнала,, усилитель 10 обратной связи по напряжению. Цепь из последовательно со- единенньк второго транзистора 6 и первого источника 7 гшпряженкя смеще кия соединена параллельно с первым транзистором 1, Управляющие электроды транзисторов второго 6 непосред™ ственно, первого 1 через последова- тельно включенный второй источник 8 напряжения смещен -1Я соединены с выходом блока 9 вьщеления экстремапьного сигнала, два входа которого соединены порознь с выходами усилителей 4 и 10 обратных связей по току и напряжению При этом два входа усилителя 10 обратной связи по напряжению соединены с вьтходом контролируемого источника 3

, Q

5 0

5 д

5

0

,

5

питания таким образом, что инвертирующий вход усилителя 10 обратной связи. по напряжению подключен к общему выводу устройства, второй выход блока 9 выделения экстремального сигнала является выходной шиной устройства.

Блок 9 вьщеления экстремального сигнала (фиг. 2) содержит третий 11 и четвертый 12 транзисторы р-п-р-ти- па, нагрузочный резистор 13, источник 14 питания устройства. При этом базы третьего 11 и четвертого 12 транзисторов соединены соответственно с первым и вторым входами блока 9, коллекторы транзистора 12 непосредственно, транзистора 11 через последовательно включенный нагрузочный резистор 13 соединены с первым выводом-источника 14 питания устройства, второй вывод которого является общим выводом устройства, эмиттеры третьего 11 и четвертого 12 транзисторов подключены к первому выходу блока 9, общая точка коллектора третьего транзистора 1 1 и первого вывода нагрузочного резистора 13 соединена с вторым выходом блока.

Второй источник 8 напряжения смещения (фиг. 3) содержит стабилитрон 15 и источник 16 тока смещения. При этом катод стабилитрона 15 соединен с первым выводом источника 16 тока смещения, второй вывод которого подключен к общему выводу устройства, катод и анод стабилитрона 15 являются выходами второго источника 8 напряжения смещения.

Нагрузочное устройство работает следующим образом.

При достаточно большом напряжении на выходе контролируемого источника 3 выходное напряжение усилителя 10 обратной связи по напряжению превышает выходное напряжение усилителя 4 обратной связи по току, вследствие чего последнее передается блоком 9 вьщеления экстремального (минимального) сигнала на управляющие электроды транзисто15ов t и 6, В этом случае работает обратная связь по току и выходной ток контролируемого источника 3 питания устанавливается равным , где 1- - выходной ток контролируемого источника питания; Uj- напряжение источника 5 напряжения уставки по току| R2 - сопротивление резистора 2 (ветвь А на фиг. 4). При этом благодаря наличию напряжения смещения второго источника 8 ток в цепи второго транзистора 6 меньше тока в цепи первого транзистора 1.

При уменьшении выходного напряжения контролируемого источника 3 питания крутизна передаточной характеристики первого транзистора 1 падает, что вызьгаает увеличение напряжения на выходе усилителя 4 обратной связи- по току, а значит, и на управляющих электродах транзисторов 1 и 6. Второй транзистор 6 открывается и начинает проводить ток нагрузки контролируемого источника 3 питания. Благодаря наличию первого источника 7 напряжения смещения в цепи второго транзистора 6 последний эффективно поддерживает заданный ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю (ветвь А на фиг. 4). При выходных напряжениях контролируемого источника 3 питания, достаточно близких к нулю, выходное напряжение усилителя 10 обратной связи по напряжению уменьшается. Когда это напряжение становится меньше выходного напряжения усилителя 4 обрат ной связи по току, оно передается через открывающийся транзистор 11 на выход блока 9 вьщеления экстремального (минимального) сигнала и управляющие электроды транзисторов 1 и 6, обеспечивая обратную связь по напряжению. Так создается режим короткого замыкания на выходе источника 3 питания (ветвь В вольт-амперной характеристики на фиг. 4). При этом ток источника 16, протекающий в цепи транзистора 11, создает падение напряжения на резисторе 13, которое служит сигналом короткого замыкания нагрузочного устройства и является выходным сигналом контроля устройства.

Пример использования нагрузочного устройства для контроля источников питания поясняется на фиг. 5.

В случае, если программируемое значение тока I вольт- амперной характеристики нагрузочного устройстйа (кривая В на фиг. 5) меньше максимально возможного тока нагрузки 1 контролируемого источника 3 питания (кривая Е на фиг. 5), на выходе последнего поддерживается заданное значение тока Ij. Если максимально воз0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

можный ток нагрузки I, контролируемого источника 3 питания (кривая С на фиг, 5) меньше программируемого тока 1 нагрузочного устройства (кривая D на фиг,. 5), последнее автоматически переключается в режим короткого замыкания, о чем свидетельствует сигнал на выходе блока 9 выделения экстремального сигнала, являющемся выходом результата контроля нагрузочного устройства. Таким образом, благодаря наличию первого источника 7 напряжения смещения в цепи второго транзистора 6 последний эффективно поддерживает за- данньм ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю. Нулевое напряжение на выходе контролируемого источника 3 поддерживается за счет обратной связи по напряжению, обеспечиваемой усилителем 10, блоком 9 выделения экстремального сигнала, первым 7 н вторым 8 источниками напряжения смещения вторым транзистором 6. Причем, если максимально возможный ток нагрузки контролируемого источника 3 питания меньшей програ Шируемого зиа- чения тока нагрузочного устройства,, последнее автоматически переключается в режим .короткого замыкания, и на втором выходе блока 9 выделения экстремального сигнала появляется сигнал результата контроля..

Формула изобретения

1 с Нагрузочное устройство для контроля источников питания, содержащее транзистор, подключенный последовательно с резистором между выходом контролируемого источника питания и общей шиной, усилитель обратной связи по току, соединенный инвертирующим входом с точкой соединения транзистора и резистора, неинвертирующий вход усилител-я обратной связи по току че .рез последовательно включенный источ™ ник напряжения уставки по току соеди нен с общей шиной, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повыше- ния производительности контроля путем обеспечения возможности автоматичес™ кого переключения нагрузочного уст- ройства в режим короткого яамыкания, в него введены второй транзистор, первый и второй источники напряжения

514

смещения 5 блок вьщеления экстремального сигнала9 усилитель обратной связи но напряжению, причем последовательно соединенные второй транзистор и первь Й источник напряжения смещения соединены параллельг о с первьм транзистором, управляющие электродгз транзисторов второго непосредственно и первого через второй, источник напряжения смещения соедижзны с первым вы™ ходог-з выдалвниЕ экстрема.1ьного, сигнала5 входы которого соадинены с выходам соотпетственнс усштителк обратной озязи по току к уеклнтйля обратной сяязи по напряжению,, этом HeHHBep7 HpyiOOTKE вход уел обратной связи ло капряжекгйо

с ВЬйСОДОМ KOHTpOJYHpyeMOFO Ht

питания 5 а иквартирукмшй чей к общей нмне,, нтсрой зьткод блок вьщелен яя акстремальноге сигнала сое-- динен с выхоД ЮЙ :лнной,

2„ Устройство но п„ .: от л и - чающаеск тем. чЧо блок Вйще-- ления экстремальпог о снгкала содержит третий и четвертый транзисторы р-п-р- типЭ; нагрузочный рэгистор и источншс питания,

0896 6

вертого транзисторов соединены соответственно с первым и вторым входами блока вьщеления экстремального сигнала j. коллекторы транзисторов четверто- го непосредственно и третьего через последовательно включенный нагрузочный резистор соединены с первым выводом источника питания, второй вьшод Q которого соединен с общей шиной, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с первым выходом блока вьзделения экстремального сигнала, общая точка коллектора третьего тран- :ц зистора и первого вывода нагрузочно- го резистора соединена с его вторым выходом

3, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник напряжения смещения содер- 5ХНТ стабилитрон и источник тока смещения 5 при этом катод стабилитрона соединен с первым выводом источника 5 тока смещения, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, катод и анод стабилитрона являются вькодаг ет второго источника напряжения смещения.

х:

игз

и

/

cpus.4

У

li I /3 /

(риг. 5