Устройство нагружения для проверки стабилизаторов напряжения и источников питания Советский патент 1991 года по МПК G01R31/28 

Изобретение от юсится к контрольно- измерительной технике и может быть ис- пользопано при контроле стабилизаторов напряжения и источников питания.

Цель изобретения - повышение точности задания тока нагрузки за счет уменьшения влияния базовых токов нагрузочных транзисторов на ток нагрузки и повышение надежности устройства за счет уменьшения токов нагрузных транзисторов.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания режима, элемент 2 сравнения, нагрузочные транзисторы 3.1 - 3.I, согласующий транзистор 4, сумматор 5, первый резистор 6, нагрузочные резисторы 7,1 - 7.I, второй резистор 8, третий резистор 9, компаратор 10, вторую 11 и первую 12 выходные клеммы.

Блок 1 задания режима содержит регистр 13, элемент 2 сравнения содержит цифроаналоговый преобразователь 14 и усилитель 15. Сумматор 5 содержит резистор 16, резисторы 17.1 - 17,1, усилитель 18 и резистор 19,

Блок 1 задания режимов соединен информационными и синхровходом с соответствующими входами устройства, оьходами - с первыми входами элемента 2 сравнения, соединенного вторым входом с выходом сумматора 5, выходом - с базой согласующего транзистора 4, соединенного эмиттером с базами нагрузочных транзисторов 3.1 - 3.1, соединенных эмиттерами непосредственно с соответствующими входами сумматора 5, а через соответствующие нагрузочные резисторы 7.1 - 7.I - с общей шиной устройства и с первой выходной клеммой 12 устройства, вторая выходная клемма 11 которого соединена с коллекторами нагрузочных резисторов 3.1 - ЗЛ, коллекюр согласующего транзистора 4 соединен с коллекторами нагрузочных транзисторов 3.1 - 3.I, эмиттер - непосредственно с соответствующим входом сумматора 5, а через первый резистор 6 - с общей шиной устройства. Вторая выходная клемма 11 устройства соединена через второй резистор 8 с первым выводом третьего резистора 9, соединенного вторым выводом с шиной питания устройства, общая шина которого соединена с первым входом компаратора 10,

соединенного вторым входом с первым выводом третьего резистора 9, а выходом - с входом сброса блока 1 задания режима.

Блок 1 задания режима выполнен на микросхеме К555ТМ9, ЦАП 14 - на микросхеме 57 2 ПА1, усилитель 3 и сумматор 5 выполнены на микросхеме К 1408УД1. В качестве согласующего транзистора 4 и нагрузочных транзисторов 3.1 - 3.i используют транзисторы типа КТ827А; компаратор 10 микросхема типа К554САЗА.

Устройство работает следующим образом.

Проверяемый источник питания подключается к входным клеммам 11 и 12. На

входы регистра 13 в блоке 1 подают код тока нагрузки проверяемого источника питания (или стабилизатора напряжения). При поступлении команды Прием код запоминается регистром 13 и поступает на входы

элемента 2 в ЦАП 14, где преобразуется в ток, который поступает на входы усилителя 15 и преобразуется в напряжение, причем величина тока и напряжений зависят от напряжения на входе обратной связи ЦАП 14.

Выходным напряжением усилителя 15 управляют транзисторы 4 и 3.1-3.1.

Резисторы 7.1 - 7.1 являются датчиками тока нагрузки, а поскольку входы сумматора 5 подключены к эмиттерам транзисторов 4

и 3.1 - 3.I. то напряжение на входе сумматора 5 пропорционально току нагрузки. Это напряжение поступает на вход обратной связи ЦАП 14, тем самым регулирует выходной ток ЦАП 14, а значит и ток нагрузки.

Зависимость напряжение на выходе сумматора от тока нагрузки имеет вид

+ IR

Ry.1

R7.2

7. + lR7. +

,Ry.l ивых.сум

+|Й - РШ- -

19

водит к уменьшению тока нагрузки до м. «я, что предотвращает пробои транэисчэ ои 4 и 3.1 -3.1.

Порог напряжения срабатьипнип ЗсХци- ты определяется следующей формулой:

- Ј

Re Rg

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть ис- польгс -ано мри контропе стабилизаторов напряжения и источников г.итамин Цель изобретения - повышение точности заданий тока нагрузки за счег умень .чонгл

пр лчем

кб + Ifiy i т- 1ру2 + R7.I -ток нагрузки, где Re, Ry.i, R7.2, Ry i - сопротизления нагрузочных резисторов

Ri6, Rw.1, Hiy. A Ri7.i - сопротивления соответствующих входных резисторов сум матора 5;

1рб I.7i7.i . 1р172 . IR17.I токи, протекэ- ю ция через состветствуюмдие нагрузочные резисторы;

иянх.сум - выходное напряжение сумматора 5;

Hi9 сопротивление резистора обратной связи сумматора

Если принять, что

Re Rr.i R7.2

Rl6 R17.1 I

то получаем

( + iRy.i + .2 + Ry i ) а

UjbiX Cy

R19

Принимая К -jRig, получаем I К

UflblX.CyM.

Напряжение на выходе усилителя 18 сумматора 5, а соответственно, м на входе обратной связи ЦАП 14 пропорционально величине тока нагрузки проверяемого источника питания. При отклонении тока нагрузки от заданной величины изменяется напряжение на входе обратной связи ЦАП

14,соответственно меняется выходной ток ЦАП 14 и выходное напряжение усилителя

15,воздействующее на транзисторы 4 и З,1 - 3.J, так, что величина отклонения тока нагрузки стремится к нулю.

Защита нагрузочных транзисторов 4 и 3.1 - 3.I происходит следующим образом. При превышении напряжения на входной клеммо 11 заданном величины увеличивается ток через резистивный делитель на резисторах 8 и 9 и напряжение в средней точке этого делителя увеличивается относительно общей точки, При этом компаратор 10 переходит п состояние, при котором сигнал на его выходе сбрасывает регистр 13. Это при

где Рз - сопротивление резистора 8; Ro - сопротивление резистора 9: Е - напряжение источника питания Unop - напряжение на клемме 11, при котором срабатывает защита.

Ui op выбирается из графиков области

максимальных режимов транзисторов 4 и Г:Л - 3.1 образои, чтоьбы при напряжении на клемме 11, равном Упор, и максимальном токе нагрузки режим t транзисторов 4 и

Как гидно из описания работы устройства, со./.асующий транзистор 4 выполняет роль у ллителя по току, а также роль допол- , ; re/ii - ого нагрузочного транзистора, это

приведи к перераспределению входного тока устройства между согласующим 4 и нагрузочным 3.1 - 3. транзисторами i/ соответственно к снижению протекаюшего и рао ег.вэемой мощности на нагрузочных

транзисторах 3 1 - 3.I для тех же значений тока I нафузки. Резистор Ь, как дополнительный измерительный резистор, при соответствующем включении сумматора 5, также способствует снижению рассеиваемой мощности на резисторах 7.1 - 7.I.

В устройстве ток нагрузки I отличается от суммарного значения токов, протекающих через резисторы 6 и 7.1 - 7.i :олько нэ величину базового тока транзистора 4,который значительно меньше, чем сумма базовых токов нагрузочных транзисторов 3.1 - 3.I, поэтому ошибка задания тока I. связанная с базовым током, существенно уменьшается, тем самым увеличивается точность

задания тока I нагрузки

Использование отключения транзисторов 4 и 3.1 - 3.I при повышении напряжения на клеммах 11 и 12 предотвращает выход режимов транзисторов из области максимгльных режимсв, тем самым исключается возможность их пробоя. Обеспечение облегченного режима работы транзисторов 4 и 3.1 - 3.I уменьшает вероятность их отказа и повышает надежность устройства.

Формула изобретения

питания, содержащее блок задания режимов, соединенный информационными входами и синхровходом с соответствующими входами устройства, выходами - с первыми входами элемента сравнения, соединенного вторым входом о выходом сумматора, выходом - с базой согласующего транзистора, соединенного эмиттером с базами нагрузочных транзисторов, соединенных эмиттерами непосредственно с соответствующими входами сумматора, а через соответствующие нагоузочные резисторы-с общей шиной устройства и с первой выходной клеммой устройства, вторая выходная клемма которого соединена с коллекторами нагрузочных транзистор01 отличающееся тем, что, с целью повышения точности задания тока нагрузки и надежности устройства, в него Рведены комгэратор и три резистора, причем коллектор согласующего транзистора сопдинен с коллекторами нагрузочных транзисторов.эмиттер - непосредственно с соответствующим входом сумматора, а через первый резистор - с общей шиной устройства, вторая выходная клемма устройства соединена через второй резистор с первым выводом третьего резистора, соединенного вторым выводом с шиной питания устройствя. общая шина которого соединена с первым входом компаратора, соединенного вторым входом с первым выводом третьего резистора, а выходом - с входом сброса блока задания режима.

блока задания режима, выходами - с входами блока задания режима.

3. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что элемент сравнения содержит цифроаналоговый преобразователь, соединенный информационными входами и входом обратной связи соответственно с первыми и вторыми входами элемента сравнения, выходом через усилитель - с выходом элемента сравнения.