Устройство нагружения для проверки источников питания

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля источников питания. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей , достигается за счет обеспечения защиты устройства от выхода из строя и работы во всем диапазоне выходных напряжений проверяемого источника питания. Для этого в устройство введены компенсационньй источник 8 постоянного напряжения, делитель 13 на резисторах 22 и 23, элемент 15 сравнения, источник 27 опорного напряжения , ключ 34. На чертеже.также показаны: нагрузочные транзисторы 1-3, входные клеммы 4 и 9, токоуправляющие резисторы 5-7, сумматор 10, элемент 11 сравнения, блок 12 задания режима нагружения, согласующий транзистор 14, резисторы 25 и 26, 16-19, усилитель 20, резистор 21 обратной связи, постоянньй 28 и пеi ременный 29 резисторы, стабилитрон 30. Ключ 34 содержит выходной тран (Л зистор 31, токозадающий,резистор 32 и диод 33. 2 з.п. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

72289 А1 (19) (11) (51) 4 G 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3881892/24-21 (22) 08.04.85 (46) 23.11.86. Бюл. В 43 (72) А.М. Муртазин и В.Л. Григолия (53) 621.317.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 227416, кл. G 01 R 31/28, 1966.

Авторское свидетельство СССР

У 817620, кл. G 01 R 31/28, 1979. (54) УСТРОЙСТВО НАГРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля источников питания. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей, достигается эа счет обеспечения защиты устройства от выхода из строя и работы во всем диапазоне выходных напряжений проверяемого источ. ника питания. Для этого в устройство введены компенсационныи источник 8постоянного напряжения, делитель 13 на резисторах 22 и 23, элемент 15 сравнения, источник 27 опорного напряжения, ключ 34. На чертеже также показаны: нагрузочные транзисторы

1-3, входные клеммы 4 и 9, токоуправляющие резисторы 5-7, сумматор 10, элемент 11 сравнения, блок 12 задания режима нагружения, согласующий транзистор 14, резисторы 25 и 26, 16-19, усилитель 20, резистор 21 обратной связи, постоянный 28 и переменный 29 резисторы, стабилитрон

30. Ключ 34 содержит выходной транзистор 31, токозадающий,резистор 32 и диод 33. 2 э.п. ф-лы; 1 ил.

1 12

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

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения защиты от выхода из строя и работы во всем диапазоне выходных напряжений проверяемого источника питания.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 нагрузочные транзисторы, первую входную клемму 4, первый 5, второй 6 и третий 7 токоуравнивающие резисторы, компенсационный источник 8 постоянного напряжения, вторую входную клемму 9, сумматор

10, первый элемент 11 сравнения, - блок 12 задания режима нагружения, резистивный делитель 13, согласующий транзистор 14, второй элемент 15 сравнения, ограничивающий резистор 16

Сумматор 10 содержит первый 17, второй 18 и третий 19 суммирующие резисторы, усилитель 20, резистор 21 обратной связи.

Резистивный делитель 13 содержит нагрузочный 22 и ограничивающий 23 резисторы.

Элемент 15 сравнения содержит дифференциальный усилитель 24, первый

25 и второй 26 резисторы.

Источник 27 опорного напряжения содержит постоянный 28 и переменный

29 резисторы, .стабилитрон 30.

Выходной транзистор 31, токоза-. дающий резистор 32 и диод 33 образуют ключ 34.

Первый 1, второй 2 и третий 3 нагрузочные транзисторы соединены коллекторами с первой входной клеммой 4 устройства, базами — с первым выводом ограничивающего резистора 16 и с эмиттером согласующего транзистора 14, соединенного коллектором с шиной питания устройства, базой— с вторым выводом ограничивающего резистора 16. Первый элемент 11 сравнения соединен первым входом с выходом блока 12 задания режима нагружения, соединенного входом с первым входом сумматора 10 и с первыми выводами первого 5, второго 6 и третьего 7 токоуравнивающих резисторов, вторые выводы которых соединены с.оответственно с эмиттерами первого 1, 72289 3 второго 2 и третьего 3 нагрузочных транзисторов и соответственно с вторым, третьим и четвертым входами сумматора 10, соединенного выходом с вторым входом первого элемента 11 сравнения.

Первый вход второго элемента 15 сравнения соединен с первой входной клеммой 4 устройства, выход — с пер1О вым входом ключа 34, соединенного вторым входом с первым выводом первого токоуравнивающего резистора 5 непосредственно, а через компенсационный источник 8 постоянного на15 пряжения с второй входной клеммой 9 устройства. Выход ключа 34 соединен с первым входом резистивного делителя 13, второй вхоД которого соединен с выходом первого элемента 11

20 сравнения. Второй вход второго элемента 15 сравнения соединен с выходом источника 27 опорного напряжения, выход резистивного делителя

13 соединен с базой согласующего транзистора 14. В сумматоре 10 усилитель 20 соединен выходом с выходом сумматора 10 и с первым выводом резистора 21 обратной связи, соединенного вторым выводом с входом

30 усилителя 20 и с первыми выводами первого 17, второго 18 и третьего

19 суммирующих резисторов, соединенных вторыми выводами соответственно с вторым, третьим и четвертым входами сумматора 10, первый вход которого соединен с общим выводом усилителя 20.

В резистивном делителе 13 ограничивающий резистор 23 соединен первым

40 выводом с вторым входом резистивного делителя 13, первый вход которого соединен с вторым выводом ограничивающего резистора 23 и с первым выводом нагрузочного резистора 22, 45 соединенного вторым выводом с выходом резистивного делителя 13.

Во втором элементе 15 сравнения дифференциальный усилитель 24 соединен первым входом через первый де 0 лительный резистор 25 с первым входом второго элемента 15 сравнения, через второй делительный резистор

26 — с общей шиной устройства, вторым входом — с вторым входом второго эле мента 15 сравнения, выходом — с выходом второго элемента 15 сравнения.

В источнике 27 опорного напряжения постоянный резистор 28 соединен

1272289 первым выводом с шиной питания устройства, вторым выводом с первым выводом переменного резистора 29 и с катодом стабилитрона 30, соединенного анодом с общей шиной устройства и вторым выводом переменного резистора

29, соединенного третьим выводом с выходом источника 27 опорного напряжения.

В ключе 34 выходной транзистор 31 10 соединен коллектором с выходом ключа 34, базой через токоэадающий резистор 32 — с первым входом ключа

34, базой — с катодом диода 33, соединенного анодом с эмиттером выход- !5 ного транзистора 31 и с вторым входом ключа 34.

Устройство нагружения работает следующим образом.

Проверяемый источник питания под- 20 ключается к входным клеммам 4 и 9, с блока 12 задается требуемый режим нагружения, т.е. определенная величина тока I, потребляемая от проверяемого источника, с источника 27 — 25 опорное напряжение Б „ (Ц -4 J еыХ 8ЫХ где U „, — номинальное выходное напряжение проверяемого источника питания, 4П, — максимально допустимая величина нестабильности выходного на-30 пряжения проверяемого источника питания при нагружении его по току предлагаемым устройством.

Если проверяемый источник исправен и включен, его напряжение превы- 35 шает напряжение с выхода опорного источника 27, элемент 15 сравнения вьщает напряжение, закрывающее ключ

34. При этом на втором входе элемента 11 сравнения действует выход- 40 ное напряжение сумматора 10

U = K R(I + I, I ), (1) где К вЂ” коэффициент передачи сум..— матора 10;

R — сопротивление токоуравнива- . 45 ющих резисторов 5-7, I, I I — токи через транзисторы 1-3, соответственно, Поскольку Т=Т, +Т +Т3 и U=K R T, то напряжение на втором входе элемента 11 сравнения пропорционально величине тока, потребляемого от проверяемого источника питания. При отклонении тока нагружения от заданной величины на выходе элемента 11 срав- 55 нения появляется сигнал, воздействующий на нагрузочные транзисторы 1-3 через согласующий транзистор 14 так, что величина указанного отклонения стремится к нулю. Резистор 16 обеспечивает необходимый режим работы транзистора 14.

Если же проверяемый источник неисправен или неправильно отрегулирован так, что его выходное напряжение меньше величины U8,„ - hU „, то нанапряжение с выхода источника 27 опорного напряжения превышает напряжение на входной клемме 4, и дополнительный элемент 15 сравнения выдает напряжение, открывающее ключ 34,Средняя точка резистивного делителя 13 оказывается соединенной с клеммой компенсационного источника 8, транзисторы 1-3 и 14, включенные по схеме эмиттерного повторителя, закрываются. Ток через устройство нагружения не течет, ток нагрузки проверяемого источника становится равФ ным. нулю. Этим предотвращается возможность выхода иэ строя:проверяемого источника из-за токовых перегрузок. Если проверяемый источник состоит из двух последовательно включенных источников питания, появляется возможность включения их в любой временной последовательности с целью поиска неисправностей в проверяемых источниках питания.

Напряжение между общей точкой резисторов 5-7 и клеммой 4 где U8 — напряжение источника 8, U — выходное напряжение проверя8ых емого источника питания.

Так как напряжение коллектор эмиттер U„, нагрузочных транзисторов

1-3 примерно равно напряжению П 8 1 (падением напряжения на резисторах

5-7 можно пренебречь), то из выражения (2) вытекает, что и при сколь угодно малом напряжении U можно выбрать величину напряжения U, обеспечивающую работу нагрузочных транзисторов 1-3 в линейном режиме, т.е. рабочая точка этих транзисторов всегда на линейном участке вольт-амперной характеристики

Сумматор 10 обеспечивает суммирование с помощью суммирующих резисторов 17-19 токов I„, I, I на входе усилителя 20, имеющего резистор

21 обратной связи.

Резистивный делитель 13 с помощью ограничивающего резистора 23 задает ток базы транзистора 14. Ре5 12 зистор 22 является нагруэочным резистором ключа 34.

Элемент 15 сравнения с помощью дифференциального усилителя сравнивает выходное напряжение источника питания, поступающее через усилитель на резисторах 25 и 26 со значением

U,„ поступающим с источника 27.

Источник 27 опорного напряжения с помощью делителя на резисторах 28 и

29 и стабилитрона 30 формирует величину U« которая может подбираться за счет использования переменного резистора 29.

Ключ 34 с помощью транзистора 31 усиливает токовый сигнал, поступивший через резистор 32 с усилителя

24. Диод 33 ограничивает напряже„ние база-эмиттер транзистора 32.

Таким образом, эа счет использования компенсационного источника 8 постоянного напряжения устройство обеспечивает новую функцию — задания токовой нагрузки проверяемого источника питания практически во всем диапазоне его выходных напряжений, за счет компенсации напряжения U, транзисторов 1-3. Кроме того, устройство обеспечивает защиту проверяемого источника питания от выхода иэ строя путем отключения нагрузки при снижении его выходного напряжения ниже допустимых значений, что расширяет функциональные возможности устройства.

72289

10,но делителя.

55 раж 728

Ти

Подписное

Формула изобретения

1. Устройство нагружения для проверки источников питания, содержащее первый, второй, третий нагрузочные транзисторы, соединенные коллекторами с первой входной клеммой устройства, базами — с первым выводом ограничивающего резистора и с эмиттером согласующего транзистора, соединенного коллектором с шиной питания устройства, базой — с вторым выводом ограничивающего резистора, первый элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания режима нагружения, соединенного входом с первым входом сумматора и с первыми выводами первого, второго и третьего токоуравнивающих резисторов, вторые выводы которых соединеВНИИПИ Заказ 6336/46

15 ны соответственно с эмиттерами первого, второго и третьего нагрузочных транзисторов и соответственно с вторым, третьим и четвертым входами сумматора, соединенного выходом с вторым входом первого элемента сравнения, вторую входную клемму, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения защиты от выхода из строя и работы во всем диапазоне выходных напряжений проверяемого источника питания, в устройство введены второй элемент сравнения, ключ, резистивный делитель, компенсационный источник постоянного напряжения и источник опорного напряжения, причем первый вход второго элемента сравнения соединен с первой входной клеммой устройства, выход — с первым входом ключа, соединенного вторым входом с первым выводом первого токоуравнивающего резистора непосредственно, а через компенсационный источник постоянного напряжения — с второй входной клеммой устройства, выход ключа соединен с первым входом резистивного делителя, второй вход которого соединен с выходом первого Элемента сравнения, второй вход второго элемента сравнения соединен с выходом источника опорного напряжения, выход реэистивного делителя соединен с базой согласующего транзистора.

2-. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что реэистивный делитель содержит ограничивающий резистор, соединенный первым выводом с вторым входом резистивного усилителя, первый вход которого соединен с вторым выводом ограничивающего резистора и с первым выводом нагрузочногб резистора, соединенного вторым выводом с выходом реэистивно3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ключ содержит выходной транзистор, соединенный коллектором с выходом ключа, базой через токозадающий резистор — с первым входом ключа, базой — с катодом диода, соединенного анодом с эмиттером выходного транзистора и с вторым входом ключа.

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4