Устройство управления диодными приборами Советский патент 1989 года по МПК H03K5/01 H01P1/15 

Изобретение, относится к импульсной технике и может быть использовано при построении систем с большим количеством управляемых диодных приборов, например, светодиодов, pin-диодов.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение потребляемой мощности.

На фиг,1 приведена электрическая структурная схема устройства; на фиг,2 - блок усреднения.

Устройство управления диодными приборами содержит п-каг алов 1-1,..,, 1-К,.,„,1-п управления, каждый из которых состоит из формирователя 2 импульсов управления смещением и формирователя 3 импульсов управления обратным смещением, входы которых соединены с соответствующей шиной 4-1,,..,4-К,...,4-п управления, выходы формирователей 2 импульсов управления прямым смещением соединены с входом управления коммутатора 5 тока прямого смещения, а выходы формирователей 3 импульсов управления обратным смещением с входами управления коммутаторов 6 тока обратного смещения, входы коммутаторов 5 токов прямого смещения всех каналов 1-1,,.,,1-К, ,,,,1-п управления соединены с источником 7 напряжения прямого смещения, вход управления которого соединен с выходом блока 8 усреднения; входы коммутаторов 6 токов обратного смещения всех каналов 1-1,...,1-К,,,,,1-п управления соединены с источником 9 напряжения обратного смещения} выходы коммутаторов 5 и 6 токов соответственно прямого и обратного смещения каждого из п каналов управления сое- динены через последовательно соединенные соответствующие диодные приборы 10-1,,,,10-К,,,,,10-п и измерительные резисторы 11-1,,..,11-К,.„,, 11-п соединены с общей шиной; первый и второй выводы части (с первого по К-й) измерительных резисторов 11-1, ,.,,11-К соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующих вычитателей 12-1,.,,,12-К напря- жений, выходы которых соединены с соответствующими аналоговыми входами блока 8 усреднения, соответствующие импульсные входы которого соединены с выходами формирователей 2 импульс сов управления соответствующих из К каналов 1-1,.,,,1-К управления;вход опорного напряжения блока 8 усредне0

л

е 5 5 50 55

ния соединен с шиной 13 опорного напряжения, причем К меньше п.

Блок 8 усреднения содержит операционный усилитель 14, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, инвертирующий вход - через конденсатор 15 с выходом операционного усилителя 14 и первыми выводами соответствующих резисторо1з 16-1 ,. ,,, 16-К обратной связи, вторые выводы которых соединены с первыми выводами соответствующих входных резисторов 17-1,.,,,17-К, с первыми выводами соответствующих опорных резисторов 18-1,,.,, 18-К, вторые выводы которых подключены к входуоопорного напряжения блока 8 усреднения, и с входами соответствующих ключей 19-1, ,..,19-К, управляющие входы которых соединены с соответствующим импульсным входом блока 8 усреднения, аналоговые входы которых соединены с вторыми выводами соответствующих входных резисторов 17-1,.,.,17-К при этом выходы ключей 19-1, ,,,,19-К соединены с инвертирующим входом операционного усилителя 14,

Вычитатель 12 напряжений выполнен на операционном усилителе. В качестве формирователей 2 и 3 в устройстве могут быть использованы логические элементы с парафазным выходом (для исключения сквозного тока в коммутаторах 5 и 6), -в качестве коммутаторов 5 и 6 - транзисторные ключи, источников 7 и 9 - источники питания на базе микросхем серии К142 или стабилизаторы ключевого типа. Следует отметить, что измерительные резисторы в неконтролируемых каналах (с номерами от К+1 до п) играют роль ограничительных резисторов и могут иметь большую пог- . решность по сравнению с измерительными резисторами первых К каналов управления. Одновременно, следует отметить, то, что при указанном на схеме фиг,1 включении измерительного резистора необходимость в вычитателе напряжений отпадает; однако последовательное включение измерительного резистора и диодного прибора подразумевает возможность перестановки их местами, что часто встречается при изготовлении диодных приборов в виде единого устройства, например матрицы.

Устройство работает следующим образом.

15

20

При включении устройства (при включении первичного источника питания) выходное напряжение блока 8 близко к нулев.ому значению, выходное напряжение источника 7 (и источника 9) равно номинальному значению. При подаче на шины 4 части каналов управления управляющих Сигналов устанав- ливается прямое смещение диодных при- Q боров соответствующих каналов. Блок 8 при усреднении учитывает напряжения на его аналоговых входах; эти напряжения соответствуют току прямого смещения соответствующего диодного при- бора, что обеспечивается стробирова- нием аналогового входа блока 8 сигналом с выхода формирователя 2 соответствующего канала управления. Напряжения же на аналоговые входы блока 8 поступают с выходов соответствующих вычитаТелей 12 и пропорциональны токам, протекающим через соответствующие смещенные в прямом направлении диодные приборы. Выбор числа и места расположения в системе контролируемых каналов (с номерами от перщого до К-го) управления осзнцествлен таким образом, что всегда имеются каналы управления с прямым смещением диодных - приборов. При равновероятном включении диодных приборов с номерами от первого до К-го,что на практике и имеет место, их местоположение становится безразличным и определяется другими требованиями, например, распределением температуры окружающей . их среды.

Увеличение соотношения между временем усреднения входных напряжений блоком 8 и темпом смены управляющей информации на шинах 4 приводит к тому, что при регулировании напряжения источника 7 учитываются мгновенные значения токов, протекающих через К диодных приборов с усреднением по всему ансамблю. Увеличение или уменьшение падений напряжений на коммутаторе 5 и диодных приборах, например, при изменении температуры окружаютУчитывая, что каждый из п каналов управления и диодные приборы идентичны, следует сделать вывод о том, что значения токов в диодных приборах и в неконтролируемых каналах близки к значениям токов через диодные приборы в контролируемых каналах,

При подаче на шины 4 соответствующего уровня I коммутатор 5 соответствующего канала закрывается, а коммутатор 6 открывается и выходное напряжение источника 9 смещает соответствующий диодный прибор в обратном направлении. При этом пропадает сигнал и на импульсном входе блока 8 соответствукщего канала, что исключает возможность влияния на работу устройства каналов с дефектами диодных приборов типа короткого замыкания.

Формула изобретения

25 1, Устройство управления диодными приборами, содержащее п каналов управления, каждый из которых состо- ит из формирователей импульсов управления прямого и обратного смещения, коммутаторов тонов прямого и обратного .смещения, вход каждого из которых соединен с источником напряжения соответственно прямого и обратного смещения, выход - с соответствующим из п диодных приборов, входы управления коммутаторов токов прямого и обратного смещения через формирователи импульсов управления соответственно прямого и обратного смещения соединены с соответствующей из п шин управления, а также общую шину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потребляемой мощности, в него введены шина опорного напряжения,

5 блок усреднения, К вычитателей напряжения, где К меньше п, и п измерительных резисторов, источник напряжения прямого смещения выполнен регулируемым, причем первый и второй вы35

40

щей среды приводит к изменению напря- 50 воды каждого из К измерительш 1х ре- жений на выходах вычитателей 12 и . зисторов соединены соответственно с (после сравнения с опорным напряжением, поступающим на шину 13) на выг ходе блока ,8. Это приводит к такому изменению напряжения на выходе источ- 55 соответствующими аналоговыми входами ника 7, при котором значение токов блока усреднения, соответствующие импульсные входы которого соединены с выходами каждого из соответствующих

первым и вторым входами каждого из соответствующих К вычитателей напряжения, выходы которых соединены с

через диодные приборы будет постоянным.

15

0

Q -

Учитывая, что каждый из п каналов управления и диодные приборы идентичны, следует сделать вывод о том, что значения токов в диодных приборах и в неконтролируемых каналах близки к значениям токов через диодные приборы в контролируемых каналах,

При подаче на шины 4 соответствующего уровня I коммутатор 5 соответствующего канала закрывается, а коммутатор 6 открывается и выходное напряжение источника 9 смещает соответствующий диодный прибор в обратном направлении. При этом пропадает сигнал и на импульсном входе блока 8 соответствукщего канала, что исключает возможность влияния на работу устройства каналов с дефектами диодных приборов типа короткого замыкания.

Формула изобретения

1, Устройство управления диодными приборами, содержащее п каналов управления, каждый из которых состо- ит из формирователей импульсов управления прямого и обратного смещения, коммутаторов тонов прямого и обратного .смещения, вход каждого из которых соединен с источником напряжения соответственно прямого и обратного смещения, выход - с соответствующим из п диодных приборов, входы управления коммутаторов токов прямого и обратного смещения через формирователи импульсов управления соответственно прямого и обратного смещения соединены с соответствующей из п шин управления, а также общую шину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потребляемой мощности, в него введены шина опорного напряжения,

блок усреднения, К вычитателей напряжения, где К меньше п, и п измерительных резисторов, источник напряжения прямого смещения выполнен регулируемым, причем первый и второй вы

воды каждого из К измерительш 1х ре- зисторов соединены соответственно с соответствующими аналоговыми входами блока усреднения, соответствующие импульсные входы которого соединены с выходами каждого из соответствующих

первым и вторым входами каждого из соответствующих К вычитателей напряжения, выходы которых соединены с

И формирователей импульсов управления ripHMoro смещения, выход - с входом управления источника напряжения пря- його смещения, вход опорного напряже- йия, с шиной опорного напряжения, этом последовательно соединённые Соответствующие диодные приборы и из- йёрительные резисторы подключены между выходом соответствующего из п ка управления и общей шиной.

2. Устройство поп,1,отлича- i|) щ е е с я тем, что блок усреднения содержит К ключей, К входных езисторов, К опорных резисторов, К езисторов обратной связи, конденсатор и операционный усилитель, неин- 5ертирующий вход которого соединен t общей щиной, инвертируюп1ИЙ вход

5

с выходами каждого из К ключей i через конденсатор с -выходом операци- онного усилителя, с выходом блока усреднения и первыми вьтодами кажд.о- го из К резисторов обратной связи, вторые выводы которых соединены с первыми выводами соответствующих опорных резисторов, вторые выводы которых подключены к входу опорного напряжения блока усреднения, с входами соответствующих ключей, управляющие входы которых подключены к соответствующим импульсным входам блока усреднения, и с первыми выводами соответствующих входных резисторов, вторые выводы которых соединены с соответствующими аналоговыми входами. блока усреднения.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении систем с большим количеством управляемых диодных приборов, например светодиодов, pin-диодов. Цель изобретения - повышение надежности и снижение потребляемой «мощности - достигается за счет введения блока 8 усреднения, вычитателей 12-1, ..., 12-К напряжения, измери- .тельных резисторов 11-1,...11-К,.,., 11-п, шины 13 опорного напряжения, а также за счет выполнения источника 7 напряжения прямого смещения диодных приборов регулируемым. Устройство, кроме того, содержит каналы 1-1,..., 1-К,...,1-п управления, каждый из которых состоит из формирователей 2 и и 3 импульсов управления соответственно прямым и обратным смещением, коммутаторов 5 и 6 тока соответственно прямого и обратного смещения, шины 4-1,...,4-К,...,4-п управления, диодные приборы 10-1,...,10-К,,..,10-п, источник 9 напряжения обратного сме- щения. Имеется описание блока 8 усреднения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. W - tC 00 Ф

Ан.Вл.

77-/

db

Нт8х.

17-f(

l8-f(

Hftn..

fS t

-cz

16-K.

Hh

rs

ЛШ.

t

fMW