Устройство для контроля напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/165 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля напряжения источника напряжения, работающего в к .гаочевом режиме и имекяцего .изменяе-; мне величину и направление тока нагруэки при предель.но допустимых токах нагрузки.

Известны устройства, содержащие, компараторы верхнего и нижнего -пороговых уровней, потенциометры, инвертор и элемент совпадения .

Недостаток известных устройств зак лючается в их ограниченных функциональных возможностях, так как они не позволяют контролировать выходное нап ряжение источника напряжения, работ ющего в к.шочевом режиме и имеющего изменяемые величину и направление то-г кй -нагрузки. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому-является устройство для контроля напряжения, содержащее компараторы верхнего и . нижнего пороговых уровней, пртенциометры, триггер, инвертор и элемент, совпадения 2.

Недостаток Э.ТОГО-устройства заключается в том, что оно также не позволяет контролировать выходное напряжение источника напряжения, работающего включевом режиме и -имеющего измeняe ыe величину и направление тока нагрузки, при предельно допустимых токах нагрузки, то есть функциональные возможности этого устройства также ограничены.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

10

Эта цель достигается тем, что известное устройство, содержащее компараторы нижнего и верхнего пороговых уровней, потенциометры, подвижные контакты которых соединены с пер15выми входами компараторов, инвертор и элемент совпадения, первый и второй входы которого соединены с выхода 1и компараторов, первый - непосредственно второй - через инвер20тор, и снабжено электронным ключом, выполненным по схеме сложного инвертора с последовательно включенными на его выходе усилителем и эмиттерным повторителем, нагрузками, которых

25 служат потенциометры, при эт.ом вход и выход электронного ключа соединены вместе и подключены к входным клеммам устройства, а вторые входы компараторов и третий вход элемента сов30падения поключены к шине тактовых им пульсов . На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содерхит компаратор 1 нижнего порогового уровня, компаратор 2 верхнего порогового уровня, по тенциометры 3 и 4, инвертор 5, элемент 6 совпадения, электронный ключ 7, содержащий резисторы 8, 9 и 10, диод 11, транзисторы 12 и 13, усилителъ на транзисторе 14 и эммитерный .повторитель на транзисторе 15, шину 16 тактовых импульсов и входные клем мы 1 7 и 1 8 . Устройство работает следующим образом. Выход источника контролируемо го напряжения (на черт, не показан) подключается к входной клемме 17 уст ройства. Источник контролируемого напряжения, работающий в ключевом режиме, находится в двух состояниях (открытом и закрытом), Если источник контролируемого напряжения закрыт, то на его выходе уровень напряжения высокий, соответствующий сигналу логичес кой , ток нагрузки имеет направ ление от источника контролируемого напряжения к нагрузке. Если источник контролируемого напряжения открыт, то на его выходе уровень напряжения.низкий, срответс вующий сигналу логического , ток нагрузки имеет обратное направле ние, т.е. от нагрузки к источнику контроли зуёмого напряжения. Состояние электронного ключа 7 оп ределяется уровнем напряжения, поступающего на входную клемму 17, устройства. Если этот уровень высокий (выше порога срабатывания электронного ключа 7), то через коллекторный переход транзистора 12, выполняющего функции переключателя тоКа .и в базу транзистора 13 течет ток. В р зультате транзистор 13 находится в открытом состоянии. 1ерез переход ба за-эмиттер эмиттерного повторителя на транзисторе 15 течет ток, обеспечивающий его работу в режиме насыщения. Диод 11 закрыт, а усилитель на транзисторе 14 выключен. Потенциомет 4 через коллекторно-эмиттерный переход эмиттерного повторителя на транзисторе 15 подключен к входной клемме -17 устройства. Таким образом, при высоком уровне контролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения являетря потенциометр 4 а ток нагру ки имеет положительное направление. Если уровень контролируемого напряжения низкий, то ток базы транзистора 12 течет через его эмиттер и да ле.е к входной клемме 17 устройства, т.е. к источнику контролируемого нап ряжения. Транзистор 13 и эмиттерный повторитель на транзисторе 15 при эт выключены, а усилитель на транзисторе 14 открыт. Потенциометр 3 через коллекторно-эмиттерный переход усилителя на транзисторе 14 подключен к входной клемие 17 устройства. Следовательно, при низком уровне контролируемого напряжения нагрузкой источника контролируемого напряжения яв пяется.потенциометр 3, а ток нагрузки имеет отрицательное направление. Потенциометры 3 и -4 выбраны таким образом, чтообеспечивают предельно допустимые токи нагрузки источника контролируемого напряжения. На входную клемму 18 устройства от источника тактовых импульсов (на черт, не показан) подаются тактовые импульсы. Тактовые импульсы должны следовать одновременно с перепадами контролируемого напряжения или немного опережать их. Длительность тактовых импульсов должна несколько превышать длительность переходных процессов, возникающих в устройстве, при переходе контролируемого напряжения от уровня логического О к уровню логической и наоборот. Тактирование работы устройства позволяет избежать его ложных срабатываний, .обусловленных переходными процессами в источнике контролируемого напряжения. Состояние компараторов 1 и 2 ниж- него и верхнего пороговых уровней, а также э-лемента 6 совпадения определяется прежде всего уровнем напряжения на шине 16 тактовых импульсов. Если этот уровень - логический О , то на выходах компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней, а также на выходе элемента 6 совпадения - логическая . Если уровень напряжения на шине 16 тактовых импульсов - логическая , то состояние компараторов 1 и 2 нижнего и верхнего пороговых уровней определяется ypoвня ш напряжения на их входах, соединенных соответственно с потенциометрами. 3 и 4, а уровень напряжения на выходе элемента 6 совпадения, т.е. на выходе устройства - состояниями компараторов 1 и 2 нижнего. и верхнего пороговых уровней. Для регулирования устройства к его входной клемме 1.7 подключают эталонный источник напряжения (на черт, не показан), который с высокой точностью фо лирует уровни эталонного .О и эталонной . Исходное напряжение на одном из входов .компаратора 1 нижнего порогог вого уровня устанавливают при наличии на входной клемме 17 уровня эталонного с помощью потенциометра 3, а исходное напряжение на соответствующем входе компаратора 2 верхнего порогового уровня - при на входной клеьме 17 уровня эталонной 1 с помощью потенциометраГ 4.