Нагрузочное устройство для контроля источников питания

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности автоматического перехода из режима стабилизации тока нагрузки нагружаемого источника в режим стабилизации напряжения. Устройство содержит резистор 2, транзисторы 3, 6, усилители 5, 10, диод 7, источник 4 напряжения установки по току, источник 8 напряжения смещения, источник 11 напряжения установки по напряжению, блок 9 выделения экстремального значения сигнала. За счет введения источника напряжения смещения, дополнительного усилителя 10, источника напряжения уставки по напряжению, блока выделения экстремального значения сигнала устройство обеспечивает автоматический переход из режима стабилизации тока нагрузки нагружаемого источника в режим стабилизации напряжения. Это расширяет функциональные возможности устройства и позволяет контролировать источники питания, имеющие область отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике. В описании приведен пример реализации блока выделения экстремального значения сигнала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

(19) (Il) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

<б11 4 С 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) . 4303363/24-21 (22) 11 . 09.87 (46) 07.05.89. Бюл. N- 17 (72) О.Н. Шаромет и В.П. Стоян (53) 621 .317.799(088.8) . (56) Микросхемы интегральные

КР 1 42ЕН1 А... Г, KP I 4 2EH2A... Г, рис.1-4. Технические условия бК0.348.634-01ТУ.

Патент CIIIA N - 4357574, кл. 324-73; 1982. (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения воэможности автоматического перехода из режима стабилизации тока нагрузки нагружаемого источника в режим . стабилизации напряжения. Устройство содержит резистор 2, транзисторы 3, 6, усилители 5, 10, диод 7, источник 4 напряжения уставки по току, источник 8 напряжения смещения, источник I I напряжения уставки по напряжению, блок 9 выделения экстремального значения сигнала. 3а счет введения источника напряжения смещения, дополнительного усилителя 10, источника напряжения уставки по напряжению, блока выделения экстремального значения сигнала устройство обеспечивает автоматический переход иэ режима стабилизации тока нагрузки нагружаемого источника в режим стабилизации напряжения. Это расширяет функциональные возможности устройства и позволяет контролирова fb источники питания, имеющие область отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике. В опи-, сании приведен пример реализации блока выделения экстремального значения сигнала. I з.п. ф-лы, 4 ил.

1478170

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности автоматич еского перехода из режима стабилизации тока наг рузки наг ру- 10 жаемого источника в режим стабилизации напряжения.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 — схема блока выделения экстремального значения сиг- 15 нала на фиг. 3 — вольт-амперная характеристика устройства, на фиг .4вольт-амперные характеристики, поясняющие применение устройства для

20 наг ружения источников питания.

Устройство для контроля (фиг. 1) источника 1 питания содержит первый резистор 2, первый транзистор 3, источник 4 напряжения уставки по току, первый усилитель 5, второй транзистор

6, диод 7, источник 8 напряжения смещения, блок 9 вьделения экстремального значения сигнала, второй усилитель 10, источник 11 напряжения уставки по напряжению.

Блок 9 вьделения экстремального . значения сигнала (фиг . 2) содержит четвертый 12 и третий 13 транзисторы, второй резистор 14, стабилитрон

15, источник 1 6 тока смещения, ис- 35 точник 17 питания устройства.

Первый транзистор 3 соединен истоком с первым выводом первого резистора 2, соединенного вторым выво- 40 дом непосредственно с первой клеммой для подключения контролируемого источника 1 питания и с общей шиной устройства, а через источник 4 напряжения уставки по току с неинвертирую- 45 щим входом первого усилителя 5, соединенного инвертирующим входом с первым выводом первого резистора 2. Блок

9 вьделения экстремального значения сигнала соединен первым, вторым и третьим выходами соответственно с затвором первого транзистора 3, затвором. второго транзистора 6 и с выходом устройства, первым входом — с выходом второго усилителя 1 О, соединенного инвертирующим входом через источник 11 напряжения уставки по .напряжению с общей шиной устройства неинвертирующим входом — с второй клеммой для подключения контролируемого источника 1 питания непосредственно, а через диод 7 — со стоком первого транзистора 3, через источник 8 напряжения смещения — со стоком второго транзистора 6, соединенного истоком с первым выводом первого резистора 2. Выход первого усилителя 5 соединен с вторым входом блока 9 вьделения экстремального значения сигнала.

Устройство работает следующим об.разом.

Назначением устройства является обеспечение нагрузки контролируемого источника 1 питания в двух основных режимах: в первом режиме устройство обеспечивает заданный ток потребления (I,) от источника 1, при этом может быть измерено и проконтролировано его выходное напряжение; во втором режиме устройство обеспечивает заданное выходное напряжение (U ) источника 1, при этом может быть измерен и проконтролирован ток, вьдаваемый источником 1 в нагрузку.

Значения U, и I, выставляются с помощью источников 11 и 4 за счет того, что напряжения этих источников могут программироваться извне, например, автоматически.

В том случае, если источник 1 подключается к устройству и при этом его выходное напряжение U „„(фиг .3) больше„чем U,, устройство работает в режиме стабилизации тока источника

1 на уровне I . При этом U,„>U и на выходе усилителя 1 0 формируется напряжение, которое превышает выходное напряжение усилителя 5. Блок 9 определяет, какое из значений его входных напряжений (с усилителя 1 0 или с усилителя 5) является экстремальным,например минимальным.и транслирует его с усилением на затворы транзисторов 3 и 6. Поскольку в режиме стабилизации тока I минимальо ное значение имеет напряжение на выходе усилителя 5, именно оно усиливается и передается на управляющие электроды транзисторов 3 и 6.

Блок 9 выполнен таким образом, что в режиме стабилизации выходного тока (I.) источника 1 при малых значениях выходного напряжения U ц,„« U (Uù, — напряжение порога включечения транзистора 3) ток Io протека1478170 ет в основном через транзистор 6, а при U „„) U« > U в основном через транзистор 3. В цепь стока транзистора 6 включен источник 8 смещения, который добавляет напряжение питания транзистора 6 при малых Ueb,„è обеспечивает нормальную работу цепи стабилизации тока I в области малых значео ний U ц. Включение транзистора 6 lp только при малых значениях Ueö„ U„ обусловлено тем, что при этом на выходе усилителя 5 образуется достаточно большое напряжение обратной cr.ÿçè, которое усиливается блоком 9 и слу- 15 жит для уменьшения сопротивления цепи коллектор-эмиттер транзистора 6 с целью поддержания выходного тока источника l постоянным и равным Т несмотря на уменьшение U,„äî малых значе- 20 ний. Транзисторы 3 и 6 работают в паре и обеспечивают за счет этого более качественную стабилизацию тока

Т во всем диапазоне Ue „ ) U, а

U, имеет за счет этого более широ- 25 кий диапазон значений.

Стабилизация тока Т источника 1 при Ueb „> U обеспечивается за счет увеличения проводимости транзисторов

3 и 6 при уменьшении значения U „30 и за счет напряжения обратной связи, снимаемого с резистора 2. В результате действия обратной связи ток в цепи резистора 2, а значит и в цепи источника 1 устанавливается приблизительно равным Uq/R (U — напряжение источника 4, R — сопротивление резистора 2) .

В том случае, если источник 1 подключается к устройству и У ы„ меньше 40 или близко к U, то устройство работает в режиме стабилизации напряжения источника l íà уровне П (фиг . 3), При этом напряжение на выходе усилителя 10 делается меньше напряжения 45 на выходе усилителя 5 (так как напряжения на входах усилителя 10 примерно равны), Блок 9 передает для управления проводимостью транзисторов 3 и 6 усиленное напряжение с вы- 5р хода усилителя 10, так как оно является минимальным. Блок 9 определяет также, в каком режиме работает, устройство, и вьдает сигнал о режиме на выход устройства. 55

С помощью устройства обеспечивается проверка источников 1, имеющих характеристику с отрицательным выходным сопротивлением (фиг. 4, кривая

18), Для проверки таких источников 1 необходимо задать значение напряжения источника 11 (U)близким,,но меньшим U„ „,(Uìàкс. напряжение источ— ника 1 в режиме холостого хода) . Программируя значения I в диапазоне

Т ц Т с 1 „,.можно фиксировать на о клеммах источника 1 получающиеся напряжения. После того, как значение

I станет равным I „,устройство автоматически перейдет в режим стабилизации напряжения (Ueblx Пма кс= Up ) °

В этом режиме можно измерять токи нагрузки при заданных напряжениях (программируя значениями,) . Это позволяет снять полную вольт-амперную характеристику источника 1 (по фиг. 4) .

Диод 7 обеспечивает защиту транзисторов 3 и 6 при замыкании источника 8 по цепи, "+" источника 8, сток транзистора 6, исток транзистора

6, исток транзистора 3, "-" источника 8 (в отсутствии диода 7), Блок 9 вьделения экстремального значения (фиг. 2) работает следующим образом. Если напряжение, поступающее на базу транзистора 13 с усилителя 5, меньше напряжения, поступающего на базу транзистора 12 с усилителя 10, то транзистор 13, открываясь, подзапирает транзистор 12. В этом случае сигнал с выхода усилителя 10 не проходит на транзисторы 3 и

6 через запертый транзистор 12, и управление транзисторами 3 и 6 через транзистор 13 осуществляет усилитель 5 .

Стабилитрон 15 уменьшает напряжение, поступающее на базу транзистора

3 с усилителя 5 через повторитель на транзисторе 13, что обеспечивает открывание транзистора 3 только при значительных напряжениях Ue» > U„ на выходе источника 1. При малых значе ниях U» z sa счет наличия стабилитровых на транзистор 3 закрыт и работает транзистор 6. Источник 16 обеспечивает смещение стабилитрона 15 в рабочий режим и задание тока в резистор 14. Напряжение на резисторе 14 зависит от того, закрыт транзистор

12 или открыт, т.е. определяется режимом работы устройства и вьдается для определения режима работы на выход устройства.

5 1

Таким образом, устройство имеет два режима работы . стабилизацию тока нагрузки, стабилизацию напряжения на нагрузке и автоматический переход от одного режима работы к другому, что расширяет его функциональные возможности, Формула изобретения

1. Нагрузочное устройство для контроля источников питания, содержащее первый .транзистор, соединенный истоком с первым выводом первого резистора, соединенного вторым BbI водом непосредственно с общей шиной устройства и с первой клеммой для подключения контролируемого источника питания, а через источник напряжения уставки по току - с неинвертирующим входом первого усилителя, соединенного инвертирующим входом с первым выводом первого резистора, второй транзистор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности автоматического перехода из режима стабилизации тока нагрузки нагружаемого источника в режим стабилизации напряжения, в него введены второй усилитель, источ ник напряжения уставки по напряжению, источник напряжения смещения, диод и блок выделения экстремального значения сигнала, соединенный первым, вторым и третьим выходами соответственно с затвором первого

4781 70 транзистора, затвором второго транзистора и выходом устройства, первым входом — с выходом второго усилителя, соединенного инвертирующим входом через источник напряжения уставки по напряжению с общей шиной устройства, неинвертирующим входомс второй клеммой для подключения контролируемого источника питания непосредственно, через диод — со стоком первого транзистора, через источник напряжения смещения — со стоком второго транзистора, соеди- . ненного истоком с первым выводом первого резистора, выход первого усилителя соединен с вторым входом блока выделения экстремального значения сигнала.

2р 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок вы деления экстремального значения сигнала содержит источник тока смещения, соединенный первым выводом с общей

25 шиной устройства, вторым выводом— с первым выходом блока непосредственно, а через стабилитрон — с вторым выходом блока и эмиттерами третьего н четвертого транзисторов, соединенд11 ных базами соответственно с вторым и первым входами блока, второй резистор, соединенный первым выводом с коллектором четвертого транзистора и третьим выходом блока, вторым выГ

35 водом — с коллектором третьего транзистора непосредственно, а через источник питания устройства — с общей шиной устройства.

ro

Фио,з РИСУ Pgy

Составитель В. Дворкин

Редактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2360/46 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при.ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101