Нагрузочное устройство для контроля источников питания

- Г1 "4 1983. ДЛЯ КОНТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Микросхемы интегралКР 142 ЕН 1 А - Г, КР 142 ЕН 2 А бКО.348.634-01 ТУ, ТУ 11-85, рис.Патент США Р 4357.574,кл. С 01 К 15/12, С 01 К 31/36 (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВОРОЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Цель изобретения - повышение производительности контроля путем обеспечения возмож" ности автоматического переключения нагрузочного устройства в режим короткого замыкания. Нагрузочное устройство содержит транзисторы 1 и б, резистор 2, контролируемый источник 3 пи" тания, усилитель 4 обратной связи по току, источник 5 напряжения установ" ки по току, источники 7 и 8 напряжения смещения блок 9 выделения экстремального сигнала, усилитель 10 об Ратной связи по напряжению. Блок 9 выделения экстремального сигнала со, БО 1436896 держит транзисторы типа р-п-р, нагрузочный резистор, источник питания устройства. Источник 8 напряжения смещения содержит стабилитрон и источник тока смещения. Благодаря наличию ис" точника 7 напряжения смещения в цепи транзистора 6 последний эффективно поддерживает заданный ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю. Нулевое напряжение на выходе контролируемого источника 3 поддерживается за счет обратной связи по напряжению, обеспечиваемой усилителем 10, блоком 9 выделения экстремального сигнала пер- сУЖ вым и вторым источниками 7,8 напряжения смещения вторым транзистором 6. Причем, если максимально возможный ток нагрузки контролируемого источ- С ника 3 литания меньше программируемого значения тока нагрузочного устройства, последнее автоматически переключается в режим короткого замыкания. р При этом на втором выходе блока 9 вы-, деления экстремального спгналт появ- фф ляется сигнал результата контроля.4 ф 2 с.п, ф-лы, 5 ил. ЯбИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания.Целью изобретения является повьппение производительности контроля путем обеспечения возможности автоматичес" кого переключения нагрузочного уст ройства в режим короткого замыкания,Ра фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого нагрузочного устройства; на Фиг. 2 - схема блока вьделения 15 экстремального сигнала; на иг, 3 схема второго источника напряжения смещения; на фиг,. 4 - вольт-акперная характеристика нагрузочного устройства; на Фиг. 5 - вольт-амперные характеристики контролируемого источника питания (кривые С и Е) и нагрузочного устройства (кривая О).Нагрузочное устройство (фиг.1) содержит соединенные последовательно первый транзистор 1 и резистор 2, которые подключены к выходу контроли" руемого источника Э питания усилитель 4 обратной связи по .току, инверо тирующий вход которого соединен с общей точкой первых выводов транзистора 1 и резистора 2 второй вывод которого подключен к общему выводу устройства непосредственно и через по"35 ,следовательно включенный источник 5 напряжения уставки по тску соединен с неинвертирующим входом усилителя обратной связи по току, второй транзистор 6, первый 7 и второй 8 источ ники напряжения смещения, блок 9 выделения экстремального сигнала, усилитель 10 обратной связи по напряжению, Цепь из последовательно со- единенных второго транзистора 6 и первого источника 7 напряжения смещения соединена параллельно с первым транзистором 1. управлявшие электроды транзисторов вторсго 6 непосредственно, первого 1 через последовательно включенный второй источник 8 напряжения смещения соединены с выходом блока 9 вьщеления экстремального сигнала, два входа которого соединены порознь с выходами усилителей 4 и 10 обратных связей по току и напряжению,55 При этом два входа усилителя 10 обратной связи по напряжению соединены с выходом контролируемого источника 3 питания таким образом, что инвертирующий вход усилителя 10 обратной связи . по напряжению подключен к общему выводу устройства, второй выход блока 9 вьделения экстремального сигнала является выходной шиной устройства.Блок 9 вьделения экстремального сигнала (фиг. 2) содержит третий 11 и четвертый 12 транзисторы р-и-р"типа, нагрузочный резистор 13, источник 14 питания устройства. При этом базы третьего 11 и четвертого 12 транзисторов соединены соответственно с первым и вторым входами блока 9, коллекторы транзистора 12 непосредственно,транзистора 11 через последовательно включенный нагрузочный резистор 13 соединены с первым выводом источника 14 питания устройства, второй вывод которого является общим выводом устройства, эмиттеры третьего 11 и четвертого 12 транзисторов подключены к первому выходу блока 9, общая точка коллектора третьего транзистора 11 и первого вывода нагрузочного резистора 13 соединена с вторым выходом блока.Второй источник 8 напряжения смещения (фиг. 3) содержит стабилитрон 15 и источник 16 тока смещения. При этом катод стабилитрона 15 соединен с первым выводом источника 16 тока смещения, второй вывод которого подключен к общему выводу устройства, катод и анод стабилитрона 15 являются выходами второго источника 8 напряжения смещения.Нагрузочное устройство работает следующим образом.При достаточно большом напряжении на выходе контролируемого источника 3 выходное напряжение усилителя 10 обратной связи по напряжению превьпнает выходное напряжение усилителя 4 обратной связи по току, вследствие чего последнее передается блоком 9 вьделения экстремального (минимального) сигнала на управляющие электроды транзисторов 1 и 6. Б этом случае работает обратная связь по току и вы" ходной ток контролируемого источника 3 питания устанавливается равным 1=-У/К 2, где 1- выходной ток контролируемого источника питания; П- напряжение источника 5 напряжения уставки по току; К 2 " сопротивление резистора 2 (ветвь А на фиг. 4). При этом благодаря наличию напряжения смещения второго источника 8 ток в цепи второго транзистора 6 меньше то ка в цепи первого транзистора 1.При уменьшении выходного напряжения контролируемого источника 3 питания крутизна передаточной характеристики первого транзистора 1 падает, 10 что вызывает увеличение напряжения на выходе усилителя 4 обратной связи. по току, а значит, и на управляющих электродах транзисторов 1 и 6. Второй транзистор 6 открывается и качи кает проводить ток нагрузки контролируемого источника 3 питания, Благода" ря наличию первого источника 7 напряжения смещения в цепи второго транзистора 6 последний эффективно поддерживает заданный ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю (ветвь А на 1фиг. 4). При выходных напряжениях 25 контролируемого источника 3 питания, достаточно близких к нулю, выходное напряжение усилителя 10 обратной связи по напряжению уменьшается. Когда это напряжение становится меньше выходного напряжения усилителя 4 обратной связи по току, оно передается через открывающийся транзистор 11 на выход блока 9 выделения экстремального (минимального) сигнала и управляющие электроды транзисторов 1 и 6, обеспечивая обратную связь по напряжению, Так создается режим короткого замыкания на выходе источника 3 питания (ветвь В вольт-амперной характе 40 ристики на фиг, 4). При этом ток источника 16, протекающий в цепи транзистора 11, создает падение напряже" ния на резисторе 13, которое служит сигналом короткого замыкания нагрузочного устройства и является выходным сигналом контроля устройства.Пример использования нагрузочного устройства для контроля источников питания поясняется на фиг. 5.В случае, если программируемое50 значение тока 1вольтамперной характеристики нагрузочного устройства (кривая Э на фиг. 5) меньше макси" мально возможного тока нагрузки 1 контролируемого источника 3 питания (кривая Е на фиг. 5), на выходе последнего поддерживается заданное значение тока 1. Если максимально возможный ток нагрузки 1, контролируемого источника 3 питания (кривая С на фиг, 5) меньше программируемого тока 1 нагрузочного устройства (кривая Р на фиг,. 5), последнее автоматически переключается в режим короткого замыкания, о чем свидетельствует сигнал на выходе блока 9 выделения экстремального сигнала, являющемся выходом результата контроля нагрузочного устройства.Таким образом, благодаря наличию первого источника 7 напряжения смещения в цепи второго транзистора 6 последний эффективно поддерживает заданный ток нагрузки при уменьшении напряжения на выходе контролируемого источника 3 питания до значений, близких к нулю, Нулевое напряжение на выходе контролируемого нсточни; ка 3 поддерживается за счет обратной связи по напряжению, обеспечиваемой усилителем 10, блоком 9 выделения экстремального сигнала, первым 7 ио вторым 8 источниками напряжения смещения вторым транзистором 6. Причем, если максимальна возможный ток нагрузки контролируемого источника 3 питания меньшей программируемого значения тока нагрузочнаго устройства последнее автоматически переключается в режим короткого замыкания, и на втором выходе блока 9 выделения экстремального сигнала появляется сигнал результата контроля,.Формула изобретения1. Нагрузочное устройство для контроля источников питания, содержащее транзистор, подключенный последовательно с резистором между выходом контролируемого источника питания и общей шиной, усилитель обратной связи по току, соединенный инвертирующим входом с точкой соединения транэисто" ра и резистора, неинвертирующий вход усилителя обратной связи по току через последовательно включенный источник напряжения уставки по току соеди нен с общей шиной, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля путем обеспечения возможности автоматического переключения нагрузочного устройства в режим короткого замыкания, в него введены второй транзистор, первый и второй источники напряжения-,смещения блок вь 1 деленим экстремального сигнала, усилитель обратной свяПО НЯПРЯЦЕНИ 10 ПРИЧЕМ ПОСЛЕДОВЯ" тельно соединенные в 1 оро;: транзистор И ПЕРВЫЙ ИСТОЧНН 1 К Н 1 НРЯ ЦЕНН 1 т11 Е 11 ЕНТХ СОЕДИНЕНЫ ПЯОЯЛ 11 Е 11 Ь 1 О С 11 Е 11 З;111 Т 1 Я 1- зистором 1 нтлВтлтие з 1 т:1"гэот 61;рВчзисторов Бтаэого не 11 осоедст",=.:евно и первого чеоез 11 то,О 1 истт 1 тит, -,:8 п 1 тт,. ЛО НИЯ СРЕЩЕ НтИЯ СО ЕД 11 Н Е НЫ т: ПЕРВ,ты с У"-. ходом блока Вь,се 311 нин зк 1 тцерфятт -.;,"Оф".Я 11 Я Р О/ть кф "Ор 1-О -:- - ,41 тне:-:- ВЫХОДЯМ 1 СООТ"тт" твт 1-"тГ ; т"ут,; Обратной с 111 з,1 11 О тОку н:.т",.Д 11 л 11 обратной снзн но няпр 11111;:11 И 1.;,1111,1 ЗТОМ тЕИНВЕОТ 11 ттГ;ттт Ву,ттг т тт рр 1 т ОбрЯ 1" НОИ СВ /1 З 11 "("; . т 1(; Р",:11 " Г:;. 1" тт-" .1 О ЬЫХОДОМ КОН ТР 11 Ь,".У,1.1 О" О "; ;:",Н",/;ЯнПИТЯНИЯЯ И 1-т ",",1",111; "11 Отг тору г Общ т,у, ,пт,ДИНЕН С ВЬ 11 Х 1 )и1",т "Ч Я Щ Щ Е;. С у, тт т - т., От, д;.т;:.:, ЛЕНИН ЗКСгтЕ 1-,т; тО 1-О т - ;.-,;. , .- тУО 1 оя иТрЕТИИ И 1. ТАЕТ 1" Н 1" т)Я 11-;.СТО 131 О 11."В ПИТЯНИН Нрт 1.11 :;:1 ;1 ,1;,т Т т 1;.вертого транзисторов соединены соответственно с первым и вторым входамиблока вьделения зкстремального сигнала,. коллекторы транзисторов четвертого непосредственно и третьего черезпоследовательно включенный нагрузочный резистор соединены с первым выводом источника питания, второй выводкоторого соединен с общей шиной, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с первым выходом блока вьделения экстремального сигнала,общая точка коллектора третьего транзистора ч первого вывода нагрузочногО резистора соединена с его вторымВЫХОДОМ. 3, устройство по и. 1, о т л и". з ю щ е е с я тем, что второй источник напряжения смещения содер: 1 т стабилитрон и источник тока сме;,ения, при зтом катод стабилитрона соединен с первым выводом источника тока смещения, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, катод и анод стабилитрона являются выходами второго источника напря 1 кения смещения.Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская,наб., д,каз 5339/ 5 Ужгород, ул. Проектная, 4 графическое предприятие,ои ственно-по