Программируемый источник напряжения Советский патент 1974 года по МПК H02J3/00 G01R31/28 

1

Изобретение может быть использовано при испытании и контроле электронных схем.

Известны программируемые источники напряжения, содержащие программный блок, выход которого подключен к одному из входов блока управления, два выхода которого соединены соответственно с блоком индикации и через регистр напряжений - с управляющим входом преобразователя код - напряжение, опорный вход которого подключен к выходу блока эталонных напряжений, выход преобразователя код - напряжение соединен с выходом программируемого источника напряжения, а его аварийный выход подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен через последовательно соединенные реверсивный счетчик-регистр уровней и дешифратор с управляющим входом первого коммутатора, другой вход которого соединен с выходом блока постоянных напряжений. Однако эти устройства имеют ограниченный диапазон работы.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит преобразователь ток - напряжение, подключенный к выходу преобразователя код-напряжение и соединенный с выходом программируемого источника напряжения, генератор импульсов, коммутатор направления, второй коммутатор.

2

программируемый шунт, счетчик-регистр тока, логическую схему «ИЛИ-НЕ ; регистр ограничения и схему сравнения кодов, выход которой подключен к блоку управления, а входы

соединены с выходами регистра уровней, регистра ограничения, входом соединенного с выходом блока управления, и с выходом счетчика-регистра тока, подключеннЕзгм к входу логической схемы «ИЛИ - ИЕ, выход которой соединен с управляющим входом коммутатора направления. Другие входы коммутатора направления и входы второго коммутатора подключены попарно к выходу генератора импульсов, первый вход которого соединен

с вторым выходом блока управления, к выходу преобразователя ток-напряжение, соединенному также с входом генератора импульсов и с блоком индикации, и к выходу регистра напряжений, выход коммутатора направления соедииен с входом регистра уровней, выход второго коммутатора подключен к первому входу счетчика-регпстра тока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход первого коммутатора через программируемый шунт, управляющий вход которого связан с выходом счетчика-регистра тока, подключен к вы.ходу программируем зго источника напряжения.

На чертеже приведена блок-схема программируемого источника напряжения.

Программируемый источник напряжения содержит прсгр&ммн лй блок i, выход которого подключен к входу блока 2 управления, который соединен с регистром 3 напрялсения, выход последнего подключен к управляющему входу преобразователя 4 код-напряжение, работающего на нагрузку 5; блок 6 эталонных напряжений, соедпнснный с опорным входом преобразователя 4, реверсивный счетчик-регистр 7 уровней, выход которого через дешифратор 8 подключен к управляющему входу коммутатора 9, аналоговый вход соединен с выходом блока 0 постоянных напряжений, а выход - с входом программируемого шунта 11, выход которого подсоединен к выводу нагрузки 5, а управляющий вход - к выходу реверсивного счетчика-регистра 12 тока, преобразователь 13 ток-напряжение, включенный в силовую цепь преобразователя 4, генератор

14имнульсов, выход последнего соединен с входом коммутатора 15 направления, его выход подсоединен к входу счетчика-регистра 12, выход которого через схему 16 «ИЛИ-НЕ соединен с входом коммутатора 17 направления, схему 18 сравнения кодов, входы этой схемы соединены с выходами счетчиков-регистров 7 и 12 и регистра 19 ограничения, а выход- с входом блока 2 управления и блок 20 индикации, соединенный с блоком 2 и преобразователем 13, при этом выходы блока 2 соединены с управляющими и информационными входами счетчиков-регистров 7 и 12, преобразователя 13 и регистра 19, выход коммутатора 17 - с входом счетчика-регистра 7, выход преобразователя 13 - с входами преобразователя 4, генератора 14 и коммутаторов

15и 17, выход генератора 14 - с входом коммутатора 17, выход регистра 3 - с входами коммутаторов 15 и 17 и выход аварийных сигналов преобразователя 4 - с входом блока 2.

Работает программируемый источник напряжения следующим образом.

Программный блок 1 посредством блока 2 управления передает исходную информацию на блоки и устройства источника. Код выходного напряжения И источника с регистра 3 поступает на преобразователь 4, имеющий защиту от перенапряжений и перегрузок и выполненный, например, на операционном усилителе, работающем в режиме масщтабного преобразования с программно-управляемым коэффициентом передачи.

Преобразователь 4 посредством обратной связи поддерживает напряжение U непосредственно на выводах нагрузки 5. На опорный вход преобразователя 4 подаются эталонные напряжения с блока 6 эталонных напряжений. Реверсивный счетчик-регистр 7 уровней, в соответствии с принятым кодом, через дешифратор 8 и коммутатор 9 управляет подключением одного из уровней Ei постоянных напряжений блока 10 на вход программируемого щунта 11. Код, принятый реверсивным счетчиком-регистром 12 тока, управляет величиной сопротивления RJ щунта 11. В результате предварительной настройки программируемого источника напряжения нагрузка о может потреблять ток /j при напряжении U, равный сумме тока / преобразователя 4 и тока смещения , Ei - U , т

. па чертеже показаны направления токов при для случая, когда нагрузка 5 является потребителем тока / от источника и . Преобразователь 4 компенсирует изменение тока 1х нагрузки в пределах зоны нечувствительности ±/н преобразователя 13 ток-напряжение, имеющего малое проходное сопротивление. При уходе тока 1 за пределы /fi±/n сигнал с преобразователя 13 разрещает прохождение импульса с выхода генератора 14 через коммутатор 15 направления на вход сложения или вычитания счетчика-регистра 12, что приводит к противоположному изменению на один квант тока смещения lij. При обиулении счетчика-регистра 12 сигпал со схемы 16 «ИЛИ - НЕ разрещает прохождение импульса от генератора 14 через коммутатор 17 на вход сложения или вычитания счетчика-регистра 7, что приводит к изменению уровня Ei. Одновременно записывается «1 и в счетчик-регистр 12 при увеличении тока /х и «11 ... 1 при его уменьшении. После этого схема 16 запрещает прохождение импульсов на счетчик-регистр 7 и дальнейщее управление самонастройкой осуществляется посредством счетчика-регистра 12 до следующего его обнуления. Схема 18 сравнения сравнивает код ограничения нагрузочной снособности источника, записанный в регистр 19 ограничения с кодами в счетчиках-регистрах 7 и 12 и выдает сигнал на блок 2 о превышении током /1 заданного ограничения.

Блок 2 осуществляет сброс регистров источника и останов генератора 14. Информация о состоянии источника выводится на блок 20 индикации. При самонастройке источника на неизвестную нагрузку в счетчики-регистры 7 и 12 предварительная информация не записывается; в регистр 19 ограничения записывается код предельной нагрузочной способности, а в регистр напряжения - код необходимой величины напряжения на нагрузке. Аналогично осуществляется самонастройка источника по нагрузочной способности при другой полярности напряжения U, ири этом информация о знаке напряжения на коммутаторы 15 и 17 поступает с регистра 3, а также самонастройка при втекающих токах /ж, т. е. когда нагрузка отдает электрическую энергию в программируемый источник напряжения. Зона нечувствительности по току преобразователя 13 может изменяться по сигналам от блока 2, а частота следования импульсов от генератора 14- по сигналу от преобразователя 13.

При соответствующей динамической нагрузочной способности преобразователя, 4, а также при соответствующем быстродействии задания токов смещения /,j программируемый источник напряжения может работать на нагрузку с различными частотными характерис