Устройство для снятия вольт-амперных характеристик источников электрической энергии Советский патент 1979 года по МПК G01R27/08 G05F1/56 

1

Изобретет1е относится к устройствам для точного ретулирова1гая напряжения и тока и может быть использова1ю в качестве нагрузки для испытания источников тока для задания по напряжению точек вольт-амперной характеристики.

Известны устройства для автоматического регулирования напряжения и тока Ц, {2 и 3 В этих устройствах регулирование и стабилизация тока или напряжения осуществляется за счет того, что сигнал, соответствующий току или напряжению, сравнивается с сигналом эталонного источника, а сигнал рассогласования усиливается и подается на управляющие электроды силового регулирующего органа, в качестве которого исгользуется транзистор или несколько параллельно вютюченных транзисторов. При этом моицюсть и коэффициент усиления усилителя сигнала рассогласования должны быть такими, чтобы обеспечивался заданный коэффициент стабилизаили и в нагрузку от источника питания передавалась требуемая мощность.

Прототитом предлагаемого уст1юйства является устройство для снятия вольт-амперных характеристик источников электрической энергии, содержащее цепочку из 1Ю(.яедователыю соединенных регулирующего транзистора и резистора,нараллельно KOTOpofi мюдключен ряд цепей, каждая из которых состоит из последователыю соединенных регулируюше1Х) элемента н резистора, делитель напряжения, включенный параллельно входным выводам, дифференциальный усилитель, вход котор 5Го соединен с делителем напрягжения, а выход с базой регулирующего транзистора, и источник опорного напряжения.

Недостатком данрюго устройства яатяется то, что для перевода регузжрующих транзисторов всех параллельных цепочек, кроме последней, в режим насыщения при перехо.це от режима холостого хода к режиму максимальной нагрузки выходное напряжение дифференциального усилителя должно измениться на величину, равную величине падения напряжения на делителе, составленном из последовательно включенных диодов. Выходное напря36жение дифференциаль№)го усилителя есть произведение напряжс-шя рассогласования на коэффициент уснпения усилителя. Следовательно, для получения достаточно высокого выход ного напряжения усилителя величина рассогласования, которая определяет точность системы стабилизации, должна быть большой, а значит точность системы невысокая, или для достижения более „ высокой точности необходимо увеличение коэффициента усиления усилителя, что нежелательно с точки зрения получения достаточной устойчивости системы и постоянства временных и температурных харак теристик системы стабилиза1ип1. Целью изобретения является повышение то ности устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство для снятия вольт-амперных характеристик источников электрической энергии, дополнительно введены пороговый элемент и распределитоль управляющих сигналов, причем ко входу порогового элемента подключен эмиттер-коллекторный переход регулирующего транзистора, а к выходу - распределитель управляющи сигналов, выходы которого соединены с упра ляющими электродами регулирующих элементо соответствующих цепей. Функциональная схема представлена на чертеже. Устройство содержит делитель напряжения, включающий потенциометр 1 н резистор 2, источник 3 опорного напряжения, дифферен1шальный усилитель 4, регулирующий транзистор 5 и последовательно соединенный с ним резистор 6, ряд параллельных цепей, шунтирующих регулирующий транзистор 5 и резистор 6 и состоящих из регулирующих элементов 7-9 (например, транзисторов или тиристоров) и резисторов 10-12, пороговое устрой ство 13 и распределитель 14 управляющих им пульсов. Устройство работает следующим образом. Напряжение испытываемого источника подаетс на делитель напряжения -- потенциометр 1 и резистор 2. С помо1цью отградуированного потенциометра 1 устанавливается требуемая точка напряжения вольт-амперной характеристики. Напряжение с резистора 2 подается на один вход дифференшшльного усилителя 4, н второй вход которого поступает напряжение эталонного источника 3. Напряжения сравниваются, и сигнал рассогласования усиливается. Усиленный сигнал подается на базу регул рующего транзистора 5. В зависимости от сигнала управления коллекторный ток транзистора 5 устанавливается таким, при которо выходное напряжение испытываемого источни ка соответствует заданному. Напряжение испытываемого источника распределяется между резистором 6 и транзистором 5. Сопротивление резистора 6 выбрано таким, при котором при определенном значении тока все напряжение испытываемого источника падает на нем, и регулируюншй транзистор 5 переходит из усилительного режима в режим насыщения, и регулирование выходного напряжения источника прекращается. Напряжение коллектор-эмиттер транзистора 5 подается на вход порогового устройства 13, которое срабатывает в том случае, если регулирующий транзистор 5 входит в режим насыщения. Сигнал с выхода порогового устройства 13 дает разрещение на работу распределителя 14. Сигналы с выхода распределителя 14 последовательно подаются на управляющие эПектроды регулирующих элементов 7-9. . Выходы распределителя подключены к управляющим электродам регулирующих элементов параллельных цепочек таким образом, что сигналы управления с распределителя поступают последовательно на управляющие электроды регулирующих элементов, начиная с элемента 7 и т.д. Таким образом, первым открывается регулирующий элемент 7 и вместе с резистором 10 щунтирует транзистор 5 и резистор 6, вследствие чего ток через транзистор 5 уменьшается, падение напряжения на резисторе 6 также уменьшается и транзистор 5 может выйти из состояния насыщения. После выхода транзистора .S из состояния насыщения пороговое устройство 13 переходит в исходное состояние и распределитель 14 прекращает работу. Следующие регулирующие элементы не открываются. Если же после подключения резистора 10 транзистор 5 не выйдет из состояния насыщения, распределитель 14 будет подавать сигнал управления на регулирующие элементы следующих цепочек до тех пор, пока транзистор 5 не перейдет в усилительный режим. После измерения одной точки вольт-амперной характеристики устройство отключается от испытываемого источника все элементы схемь переходят в исхошше состояние и с помощью потенциометра 1 устанавливается следующая точка вольт-амперной характеристики. Повышенная точность устройства объясняется тем, что процесс стабилиза1щи напряжения осуществляется путем изменения только части тока нагрузки, протекающего через регу;;1ирующий транзистор, в то время как большая часть тока проходит через параллельные цени, управление регулирующими элементами которых осуществляется от дополнительных цепей (выходы распределителя) не связанных с усилителем сигнала рассогласования. Таким образом, основной элемент, опре