Нагрузочное устройство для контроля источников питания

. (56) МикросхемыКР 142 ЕН 1 АГ,рис.1-4. ТехничебК 0.348. 634-01 ТУПатент США 9кл. 324-73; 1982 л, 11 17и В.П. Стоян088. 8)интег раль ныеР 142 ЕН 2 АГкие условия 5757 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯКОНТРОЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроляисточников питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения воэможности автоматическогоперехода из режима стабилизации токанагрузки нагружаемого источника врежим . стабилизации напряжения, Устроиство содержит резистор 2, транзисторы 3, 6, усилители 5, 10, диод 7, фисточник 4 напряжения уставки по току, источник 8 напряжения смещения, источник 1 напряжения уставки по напряжению, блок 9 выделения экстремального значения сигнала. За счет введения источника напряжения смещения, дополнительного усилителя 1 О, 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 расшиЖ ряет функциональные возможности устройства и позволяет контролировать источники питания, имеющие область отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике. В опи-, сании приведен пример реализации блока выделения экстремального значения сигнала, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.1478170 20 30 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 нагру жаемого источника в режим стабилизации напряжения.На фиг, 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 - схема блока выделения экстремального значения сиг нала на фиг. 3 - вольт-амперная характеристика устройства; на фиг .4- вольт-амперные характеристики, поясняющие применение устройства для 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 транзистор25 6, диод 7, источник 8 напряжения смещения, блок 9 вьделения экстремального значения сигнала, второй усилитель 1 О, источник 11 напряжения уставки по напряжению.Блок 9 вьделения экстремального . значения сигнала (фиг . 2) содержит четвертый 1 2 и третий 13 транзисторы, второй резистор 1 4, стабилитрон 15, источник 1 6 тока смещения, ис точник 17 питания устройства. Первый транзистор 3 соединен истоком с первым выводом первого резистора 2, соединенного вторым выво 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 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 (1,) от источника 1, при этом может быть измерено и проконтролировано его выходное напряжение; во втором режиме устройство обеспечивает заданное выходное напряжение (П ) источника 1, при этом может быть измерен и проконтролирован ток, вьдаваемый источником 1 в нагрузку.Значения П, и 1, 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 11 (фиг .3) большечем П устройство работает в режиме стабилизации тока источника 1 на уровне 1 . При этом 11 ыП 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 10 или с усилителя 5) является экстремальным,например минимальным.и транслирует его с усилением на затворы транзисторов 3 и 6. Поскольку в режиме стабилизации тока 1 минимальоное 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 (1 ) источника 1 при малых значениях выходного напряжения П ( Цвых Про (Ппор напряжение порога включечения транзистора 3) ток 1 О протека 1478170ет в основном через транзистор 6, а при П ) УоП в основном через транзистор 3, В цепь стока транзистора 6 включен источник 8 смещения, который добавляет напряжение питания транзистора 6 при малых Пвь,и обеспечивает нормальную работу цепи стабилизации тока 1 в области малых значеоний П ц. Включение транзистора 6 10 только при малых значениях Пеых Ппо обусловлено тем, что при этом на выходе усилителя 5 образуется достаточно большое напряжение обратной связи, которое усиливается блоком 9 и слу жит для уменьшения сопротивления цепи коллектор-эмиттер транзистора 6 с целью поддержания выходного тока источника 1 постоянным и равным 1 несмот- РЯ на Уменьшение У ыдо малых значе ний. Транзисторы 3 и 6 работают в паре и обеспечивают за счет этого более качественную стабилизацию тока Т во всем диапазоне П) По , а П, имеет за счет этого более широ кий диапазон значений.Стабилизация тока 1 источника 1 при Це0 обеспечивается за счет увеличения проводимости транзисторов 3 и 6 при уменьшении значения 11 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 П/КЯ - напряжение источника 4, К - сопротивление резистора 2) .В том случае, если источник 1 подключается к устройству и Увыменьше 40 или близко к П, , то устройство работает в режиме стабилизации напряжения источника 1 на уровне По (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 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 (11 ) близким, но меньшим Юмо,кс(Пикс напряжение источника 1 в режиме холостого хода) . Программируя значения 1 в диапазоне 1 вТ с Т ,.можно фиксировать наоклеммах источника 1 получающиеся напряжения. После того, как значение Т станет равным 1, ,устройство ав-" томатически перейдет в режим стабилизации напряжения (Пвь,= смака По) В этом режимеможно измерять токи нагрузки при заданных напряжениях (про граммируя 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 в ьд елен ия э к с т рема ль ног означения (фиг. 2) работает следующим образом. Если напряжение, поступающее на базу транзистора 13 с усилителя 5, меньше напряжения, поступающего на базу транзистора 1 2 с усилителя 1 О, то транзистор 13, открываясь, подзапирает транзистор 1 2. 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 1 5 уменьшает напряжение, поступающее на базу транзистора 3 с усилителя 5 через повторитель на транзисторе 13, что обеспечивает открывание транзистора 3 только призначительных напряжениях П ы Ц,р на. выходе источника 1. При малых значе ниях Уза счет наличия стабилитровына 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 1Таким 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 возмож- ностиФормула изобретения1 . Нагрузочное устройство для контроля источников питания, содержащее первый .транзистор, соединенный истоком с первым выводом первого резистора, соединенного вторым выводом 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, источник напряжения уставки по напряжению, источник напряжения смещения, диод и блок вьделения экстремального значения сигнала, соединенный первым, вторым и третьим выходами соответственно с затвором первого 478170 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- . 15 ненного истоком с первым выводом первого резистора, выход первого усилителя соединен с вторым входом блока вьделения экстремального значения сигнала. 20 2, Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок выделения 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, соединен- ЗО 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.Тираж 714 Подл тета по изобретениям,и о ва, Ж, Раущская наб.,исноекрытиям при ГКНТ СССд. 4/5