Устройство для управления подключением электропитания

(088.8)свидетельство СССР С 06 Р 11/22, 1985. ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДРОПИТАНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВОКЛЮЧЕНИЕМ ЭЛЕКТ Изобретение относится к автое и вычислительной текнике,может быть использовано для подключения электропитания к электроннымблокам и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. У 1302283. Целью изобретенияявляется повышение быстродействияустройства за счет формирования дополнительных импульсов повьппенногонапряжения для форсирования процесса подготовки к работе. Цель достигается тем, что в устройство поа.с. 1302283 введены второй формирователь импульсов 16, вентильныйэлемент 15 и элемент НЕ 14, 4 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для подключения электропитания к электронным устройствам.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет формирования дополнительных импульсов повышенного напряжения для Форсирования процесса подготовки к работе.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема дешифратора адреса; на фиг,З - то же, формирователя импульсов группы; на фиг.4 - то же, допол" нительного формирователя импульсов.Устройство содержит (фиг.1) де- шифратор 1 адреса, информационный вход 2 которого является режимным входом устройства, формирователи 3 импульсов группы, входы 4 разрешения, выборки которых подключены к группе . выходов дешифратора 1 адреса, первый 25 дополнительный формирователь 5 импульсов, управляющий вход 6 которого соединен со стробирующим входом де" шифратора 1 адреса, первую 7 и вторую 8 группы разряжающих элементов, первые выводы которых объединены и подключены к выводу 9 номинального напряжения первого дополнительного Формирователя 5 импульсов, вторые выводы разряжающих элементов 7 первой группы соединены соответственно 35 с входами 10 пуска формирователей 3 импульсов группы, выходы 11 кото" рых соединены соответственно с вторыми выводами разряжающих элементов 8 второй группы и являются группой выходов питания устройства, а входы питания формирователей 3 импульсов группы соединены с выходом 12 повы-. шенного напряжения первого дополнительного формирователя 5 импульсов, 45 вход питания которого соединен с входом 13 для подключения источника питания .устройства, элемент НЕ 14, вентильный элемент 15, второй дополнительный Формирователь 16 импульсов, 50 причем вход элемента НЕ 14 является управляющим входом 17 устройства и соединен с управляющий входом второго дополнительного формирователя 16 импульсов, выход 18 повышенного нап ряжения которого соединен через вентильный элемент 15 с выходом 12 повышенного напряжения первого дополнительного формирователя 5 импульсов, управляющий вход 6 которого соединен с выходом элемента НЕ 14,а вход питания второго дополнительного формирователя 16 импульсов соединен с входом 13 для подключенияисточника питания устройства,Дешифратор 1 адреса предназначендля преобразования кода адреса вунитарный код для обеспечения подготовки (разрешения) к включению одного из формирователей 3 импульсов,Дешифратор 1 адреса (фиг,2) содержит дешифратор 19, выходы которого соединены с входами соответствующих элементов НЕ 20, выходы которыхявляются информационными выходамидешифратора 1. На фиг.2 также показаны информационные входы и стробирующий вход дешифратора 1.Формирователь 3 импульсов содержит (фиг.З) элемент НЕ 21, входкоторого является входом 4 разрешения выборки формирователя 3, а выход соединен с первым выводом первого резистора 22, базой первого транзистора 23, эмиттер которого соединен с первым выводом второго резистора 24, а коллектор - с первым выводом третьего резистора 25, катодом стабилитрона. 26, базой второготранзистора 27 и является входом 10пуска формирователя 3, вывод 12 питания которого соединен с вторымивыводами первого 22, второго 24 резисторов и коллектором второго транзистора 27, эмиттер которого являет"ся выходом 11 Формирователя 3 импульсов, второй вывод третьего резистора 25 и анод стабилитрона 26соединен с общей шинойДополнительный формирователь 5импульсов содержит элемент НЕ 28,вход которого является управляющимвходом б (17) формирователя, а выход соединен с первым выводом первого резистора 29 и базой первоготранзистора 30, эмиттер которогосоединен с общей шиной и через второй резистор 31 с анодом первогодиода 32, первым выводом третьегорезистора 33, базой второго транзистора 34, эмнттер нцторого соединен с анодом второго диода 35 ипервым выводом накопительного кон-,денсатора 36, второй вывод которогосоединен с катодом третьего диода37, с выходом 12 (18) повышенногонапряжения формирователя, выход 9 номинального напряжения (в Формирователе 16 не использован) соединен с коллектором первого транзистора 30 и с катодами первого 32 и второго 35 диодов, анод третьего диода 37 соединен с вторыми выводами первого.29 и третьего 33 резисторов, коллектором второго транзистора 34 и входом 13 для подключения источника питания формирователя.Устройство (фиг.1) работает следующим образом.Работа устройства осуществляется по циклам, длительность которых может быть постоянной или временной и определяется заданным режимом обращения (синхронным или асинхронным).В каждом цикле обращения устройство Функционирует в двух основных режимах "Работа" и "Ожидание",причем независимо от длительности цикла в целях экономии энергопотребления Т = Тр =сопзС, где Тр - минимальная длительность режима "Работа", достаточная для надежного выполнения заданной электронному устройству (нагрузке) функции, например считывания информации из блока постоянной памяти. Т Т 0,;, где Т 0;, - минимальное время ожидания (подготовки к работе), при котором на выбранном питающем выходе устройства обеспечивается выработка импульса электропитания с заданными параметрами.Питание устройства осуществляется по входу 13 от стабилизированного источника постоянного тока напряжением +5 В. Общая шина питания зазем" ляется (на фиг.1 не показано). В исходном состоянии (режим "Ожидание" при То ) Т) на управляющем входе 17 установлен единичный сигнал. На выходе элемента НЕ 14 установлен нулевой сигнал, под действием которого на стробирующем входе дешифратора 1, на его информационных выходах, а следовательно, и на входах 4 раз- решения выборки формирователей 3 установлены нулевые сигналы. Формирователи 3 находятсяв состоянии "Ожидание", и на питающих выходах 11 устройства .установлены нулевые сигналы, Формирователь 5 под действием нулевого сигнала на его управ,ляющем входе 6 также находится в состоянии "Ожидание", которое соп 35 40 45 50 55 5 1 О 15 20 25 ЗО ровождается в нем пополнением энергии по входу 13 о-. источника питания для формирования напряжения вольтодобавки в очередном цикле обращения к устройству. На выводах питания формирователей 3 поддерживается напряжение приблизительно +4,3 В с выхода 12 формирователя 5, а входы 10 пуска и выходы 11 Формирователей 3 установлены в низкоимпедансное состояние через разряжающие элементы 7 и 8 по цепи выхода 9 номинального напряжения формирователя 5 импульсов. Формирователь 16 под действием единичного сигнала на его управляющем входе 17 также находится в состоянии "Ожидание", которое не сопровождается накоплением в нем энергии от источника питания, а на его выходе 18 установлен потенциал, близкий к напряжению питания на входе 13, при котором ток через вентильиый элемент 15 отсутствует.После поступления кода адреса на вход 2 и управляющего нулевого сигнала на вход 17 в устройстве начинают переключаться дешифратор 1 и Формирователи 5 и 16Дешифратор 1 срабатывает быстрее и на одном из своих выходов устанавливает единичный сигнал, который поступает на вход 4 соответствующего формирователя 3 (например, 3.2), На входах 10 пуска всех формирователей 3 поддерживаются нулевые сигналы за счетнизкого импеданса выхода 9 формирователя 5 импульсов. Наличие единичного сигнала на входе 4.2 резрешения выборки и нулевого сигнала навходе 10.2 пуска формирователя 3.2обеспечивает его переключение в состояние "Подготовка".Формирователи 5 и 16 под действием .противоположных управляющих сИгналов на их входах 6 и 17 практичес"ки одновременно переключаются в различные состояния, соответственно"Работа" и "Подготовка",С включением формирователя 5 врежим "Работа" на его выходе 12 появляется напряжение приблизительно+7 В, равное сумме напряжений навходе 13 питания и вольтодобавки,сформированной в нем за время ожидания на предшествующем цикле обращения к устройству, которое подаетсяна выводы питания формирователей 3.Одновременно на выходе 9 формирователя 5 устанавливается высокоимпедансное состояние, обеспечивающеевысокоимпедансное состояние разряжающих элементов 7 и 8, а следовательно, и высокоимпедансное состояние входов 10 и выходов 11 формирователей 3, Формирователь 3.2, подготовленный к включению единичнымсигналом на его входе 4.2, с минимальной задержкой переключается всостояние "Работа" по входу 10.2пуска и выдает на выход 11. 2 устройства мощный импульс электропитания напряжением +5 В заданной длительности (Тр) для режима "Работа".Остальные формирователи 3 остаютсяв состоянии "Ожидание" под действиемнулевых сигналов на их входах 4 разрешения выборки и практически непотребляют энергии,Состояние "Подготовка" формирователя 16 импульсов сопровождаетсянакоплением в нем энергии по входу13 от источника питания для формирования напряжения вольтодобавки врежиме "Ожидание" текущего циклаобращения к устройству.При снятии нулевого сигнала свхода 17 устройство переключается врежим "Ожидание", Формирователи 5и 16 практически одновременно пере",ключаются в противоположные состояния, соответственно "Подготовка" и"Работа".Переключение формирователя 5 врежим "Подготовка" сопровождаетсяодновременным разрядом емкостныхсоставляющих цепей входа 10,2 пускаи питающего выхода 11.2 формирователя 3.2 соответственно, через разряжающие.элементы 7.2 и 8.2 по цепивыхода 9 формирователя 5 на общуюшину, ускоряя таким образом процессвозврата в исходное состояние цепипитающего выхода 11.2 устройства.С переключением формирователя 16в состояние "Работа" на его выходе18 появляется импульс повышенногонапряжения амплитудой приблизительно +7 В, равной сумме напряженийна входе 13 питания и вольтодобавки,сформированной в нем на этапе "Работа" текущего цикла обращения к устройству, который подается через вентильный элемент 15 в цепи выхода 12формирователя 5, В формирователе5 форсированно и кратковременно Гв 5 1 О 15 20 25 30 Э 5 40 45 50 55 течение заданного времени То(п )происходит накопление энергии поцепи выхода 12 за счет энергии запасенной формирователем 16 в режиме"Работа" текущего цикла обращенияк устройству. По .мере "перекачки"энергии из формирователя 16 в формирователь 5 напряжение на выходе18 уменьшается, ток через вентильный элемент 15 прекращается и формирователь 16 автоматически отключается. Формирователи 5 и 16 переходят в состояние "Ожидание". При этомготовность формирователя 5 к очередному циклу обращения поддерживается за счет пополнения в немэнергии по цепи входа 13 от источника питания. С переключением формирователей 5 и 16 в состояние "Ожидание" может быть сразу же проведено очередное обращение к устройству.Формирователь 3 импульсов (фиг.3)работает следующим образом.В каждом цикле обращения к устройству формирователь 3 последовательно переключается в одно из трехсостояний: "Подготовка", "Работа","Ожидание", определяемых комбинацией уровней напряжения на его входах 4, 10,В исходном состоянии в .режим+4,3 В, а на входы 4, 10 - нулевойсигнал (низкий уровень), Выход элемента НЕ 21 установлен в высокоимпедансное состояние, транзисторы 23и 27 закрыты, Напряжение на выходе11 формирователя 3 отсутствует, ион практически не потребляет энергии.При обращении к устройству навход 4 разрешения выборки подаетсяединичный сигнал (высокий уровень),под действием которого он переходитв состояние Подготовка". Выход эле -мента НЕ 21 устанавливается в низкоимпедансное состояние, в результатечего транзистор 23 открывается.Транзистор 27 остается закрытымпод действием нулевого сигнала навходе 10 пуска формирователя 3. Врезультате этого в режиме "Подготовка" напряжение на выходе 11 отсутствует, а его потребление не превышаетнескольких десятков миллиампер.Формирователь 3 переключаетсяиз режима "Ожидание" в режим "Работа" при одновременном переводе в17высокоимпедансное состояние входа 10 пуска и подаче на вход 12 питания напряжения примерно +7 В, В результате того что транзистор 23 открыт, резко возрастает ток базы транзистора 27 и он открывается. Формирователь 3 выдает на выход 11 мощный импульс электропитания, ограниченный по амплитуде до напряжения +К В стабилитроном 26 и падением напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 27Из режима "Работа" Формирователь 3 может быть переведен в режим "Подготовка" при одновременном снятии активизирующих воздействий с входа 10 и входа 12 или в режим "Ожидание" при снятии активизирующего воздействия и с входа 4. В любом из указанных вариантов транзистор 27 резко закрывается за счет закорачивания (через соответствующий разря жающий элемент 7) на общую шину паразитной емкости стабилитрона 26 по цепи входа 10 формирователя 3.Включение первого транзистора 23 в режим "Подготовка", предшествующее включению транзистора 27 в режим "Работа", позволяет уменьшить задержку включения всего формирователя 3 по входу 10 пуска позволяет в целом ускорить процесс возврата в исходное состояние выходов 11 Формирователей 3.Первый дополнительный Формирователь К импульсов (фиг.4) работает следующим образом.На вход 13 питания подается стабилизированное напряжение с номиналом +К В от внешнего источника питания устройстваВ каждом цикле обращения к устройству формирователь К последовательно переключается в одно из трех состояний: "Работа", "Подготовка", "Ожидание".В режиме "Ожидание" (исходном состоянии) на вход 6 элемента НЕ 28 подается нулевой, сигнал. Выход элемента НЕ 28 находится в высокоимпедансном состоянии, транзистор 30 открыт, а транзистор 34, база которого подключена через диод 32 и открытый транзистор 30 к общей шине, закрыт, Открытое состояние транзистора 30 и закрытое транзистора 34 обеспечивает подзаряд накопительногс конденсатора 36 по следующей цепи:427371 вход 13 питания формирователя К,диод 37, конденсатор 36, диод ЗК,транзистор 30, общая шина. На выходе 12 установлено напряжение (+4,3 В), равное напряжению на входе 13 питания (+К В) минус падение напряжения на диоде 37. На выходе 9 установлено низкоимпедансное состояние.В режиме "Работа" на вход 6 элемента НЕ 28 подается единичный сиг 5 10нал. Выход элемента НЕ 28 устанавливается в низкоимпедансное состояние и подключает базу транзистора30 к общей шине. Транзистор 30 закрывается и отключает базу транзистора 34 от общей шины. Транзистор34 открывается и подключает предварительно заряженный на этапе"Ожидание" предшествующего циклаобращения к устройству конденсаторЗб последовательно и согласно внешнему источнику питания устройства(+К В), На выходе 12 повышенногонапряжения формирователя К устанавливается напряжение (+7 В), превы 15 20 25 шающее напряжение на входе 13 питания (+К В) на величину напряженияна заряженном конденсаторе 36 (2,К В).На выходе 9 номинального напряженияформирователя К устанавливается вы 30 ле чего ток в цепи выхода 12 прекращается в резульгате запираниявентильного элемента 1 К. С прекращениемтока в цепи выхода 12 Фор -мирсватель К переходит в состояние"Ожидание",сокоимпедансное состояние.Формирователь К переключается изрежима "Работа" в режим "Подготовка"при одновременной подаче на вход б 35нулевого сигнала, а на выход 12 дополнительного импульса повышенногонапряжения,(+6,3 В). Выход элементаНЕ 28 устанавливается в высокоимпедансное состояние и отключает базутранзистора 30 от общей шины, Транзистор 30 открывается и подключаетбазу транзистора 34 к общей шине.Транзистор 34 закрывается. Под дейс"твием дополнительного импульса повышенного напряжения на выходе 12формирователя К конденсатор Зб ФЬр. сированно и кратковременно заряжается по дополнительной цепи заряда:выход 12 формирователя э, конденсатор 36. диод ЗК, транзистор 30, общая шина (до напряжения примерно1427371 9Формирователь 5, подготовленный за минимальное время (Ти) к очередному циклу обращения, может быть сразу же переключен в режим "Работа".При обращении к устройству на низкой частоте (ТоТ ) напряжение на накопительном конденсаторе 36 (+4,3 В относительно корпуса) "фиксируется" за счет подзаряда конденсатора 36 ог внешнего источника питания устройства по следующей цепи: вход 13 питания формирователя 5, диод 37, конденсатор 36, диод 35, транзистор 30, общая шина.Разряжающие элементы 7 могут быть выполнены на диодах и подключены катодами к выходу 9 номинального напряжения формирователя 5 импульсов, а анопами - к входу пуска соответствующих Формирователей 3.Разряжающие элементы 8 могут быть выполнены на диодах и подключены катодами к выходу 9 формирователя 5, а анодами - к выходам 11 соответствующих Формирователей 3.Вентильный элемент 15 может быть выполнен на диоде и подключен катодом к выходу 12, а анодом - к выходу 18 повышенного напряжения,Второй дополнительный формирователь 16 импульсов (Фиг,4) работает следующим образом.На вход 13 питанияформирователя 16 подается стабилизированное напряжение с номиналом +5 В от внешнего источника питания устройства.В каждом цикле обращения к уст" ройству формирователь 16 последовательно переключается в одно из трех состояний: "Подготовка", "Работа", "Ожидание", в отличие от формирователя 5, который в цикле обращения последовательно переключается в состояние: "Работа",. "Подготовка", "Ожидание". Состояние "Ожидание" Формирователя 16 следует за состоянием "Работа" и отличается от состояния "Ожидание" формирователя 5.В режиме "Ожидание" (исходном состоянии) на управляющий вход 17 Формирователя 16 подается единичный сигнал. Выход элемента НЕ 28 находится в низкоимпедансном состоянии, транзистор 30 закрыт, а транзистор 34 открыт, то ток в цепи выхода 18 повышенного напряжения Формирователя 5 отсутствует, так как вентильный элемент 15 нахопится в закрытом 10состоянии, На выходе 18 формирователя 5 установлен потенциал (+43 В),близкий к напряжению питания на еговходе 13.В режиме "Подготовка" на вход 17элемента НЕ 28 подается нулевой сигнал. Выход элемента НЕ 28 находитсяв высокоимпедансном состоянии, транзистор 30 открыт, а транзистор 34,база которого подключена через диод35 и открытый транзистор 30 к общейшине, закрыт. Открытое состояниетранзистора 30 и закрытое транзистора 34 обеспечивает заряд накопительного конденсатора 36 по следующей цепи: вход 13 питания формирователя 16, диод 37, конденсатор 36,диод 35, транзистор 30, общая шина.На выходе 18 установлено напряжение(+4,3 В), равное напряжению питанияна входе 13 минус падение напряженияна диоде 37.В режиме "Работа" на вход 17 эле мента НЕ 28 подается единичный сигнал. Выход элемента НЕ 28 устанавливается в низкоимпедансное состояние и подключает базу транзистора30 к общей шине. Транзистор 30 зак" 80 рывается и отключает базу транзистора 34 от общей шины, Транзистор 34открывается и подключает предварительно заряженный на этапе"Подготовка" конденсатор 36 последова- ЗБтельно и согласно внешнему источникупитания устройства. На выходе 18 Формирователя 16 Формируется дополнительный импульс повышенного напряжения (+7 В), длительность которого 40определяется временем разряда конденсатора 36 до напряжения (+4,3 В),при котором ток в цепи выхода 18прекращается вследствие запираниявентильного элемента 15, С прекращением тока в цепи выхода 18 формирователь 16 переходит в состояние"Ожидание", из которого сразу жеможет быть вновь переведен в состояние "Подготовка". 50,Формула изобретения Устройство для управления подключением электропитания по авт.св. У 1302283, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет Формирования дополнительных импульсов повышенного напряжения, в него введе1427371 1 г 11ны элемент НЕ, вентильный элемент и второй дополнительный формирователь импульсов, причем вход элемента НЕ является управляющим входом устройства и соединен с управляющим входом второго дополнительного формирователя импульсов, выход повышенного напряжения которого соединен череэ вентильный элемент с входами питания формирователей импульсов группы,стробируюлий вход дешифратора адреса соединен с выходом элемента НЕ,вход питания второго дополнительногоформирователя импульсов соединен свходом для подключения источника питания устройства,1427371 Составител Вертлиб О.Спесивых ехред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Реда каз 4853/45 ВН енногетении 303 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ПИ Государс о делам изо Москва, ЖПодписноекомитета СССРи открытийская наб д, 4/5