Устройство нагружения для проверки стабилизаторов напряжения и источников питания

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть испольгс -ано мри контропе стабилизаторов напряжения и источников г.итамин Цель изобретения - повышение точности заданий тока нагрузки за счег умень .чонгл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО((ИАЛИСтичЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я15 G 01 R 31/28

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 КРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕ, lbCTBY

AF . (21) 4653432/21 (22) 22.02.89 (46) 07.02.91. Бсл. N. 5 (72) А.С. Агаджанян (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свид тельство СССР

М 227416, кл. 6 01 И 31/28, 1966.

Авторское свидетельство С" СР

М 817620, кл. 6 01 8 31/28, 1981

„„SU«, 1626226 I i. (54) УСТРОЙСТВО НАГРУЖЕНИЯ ДЛ1

ПРОВЕ КИ СТАЬИПИЗ. КТОРОВ НАПРЯЖЕНИЕ И ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ (57) i .бретение относится к контро..ьноизмер тельной технике и может бьть использc: ано ри контроче стабилизаторов напряжения и источников пита ин Цель изобретен :я — повь. жение точности задаHL я тока нагрузки за счег умг ньч HI я

1626226

40 влияния базовых токов нагрузочных транзисторов на ток нагрузки и повышение надежности устройства эа счет уменьшения токов на рузочных транзисторов. Устройство содержит блок 1 задания режима, элемент 2 сравнения, нагрузочные транзисторы 3,1—

3.1, согласующий транзистор 4, сумматор 5, резисторы G, 7.1-7.1, 8, 9, компаратор 10, выходные клеммы 11, 12. Блок 1 задания режима содержит регистр 13. Элемент 2 сравнения содержит цифроаналоговый преИзобретение о осится к контрольно— измерительной техн«ке и может быть использовано при кон. роле стабилизаторов напряжения и источников питания.

Цель изобретения — повышение точности задания тока нагрузки за счет уменьшения влияния базовых токов нагрузочных транзисторов на ток нагрузки и повышение надежности устройства эа счет уменьшения токов нагрузных транзисторов, На чертеже приведена схема устройстУстройство содержит блок 1 задания режима, элемент 2 сравнения, нагруэочные транзисторы 3.1 — З,i, согласующий транзистор 4, сумматор 5, первый резистор 6, нагруэо ные резисторы 7,1 — 7.I, второй резистор 8, третий резистор 9, компаратор

10, вторую 11 и первую 12 выходные клеммы.

Блок 1 задания режима содержит регистр 13, элемент 2 сравнения содержит цифроаналоговый преобразователь 14 и усилитель 15. Сумматор 5 содержит резистор 16, резисторы 17.1 — 17.i, усилитель 18 и резистор 19, Блок 1 задания режимов соединен информационными и синхровходом с соответствующими входами устройства, выходами— с первыми входами элемента 2 сравнения, соединенного вторым входом с выходом сумматора 5, выходом — с базой согласующего транзистора 4, соединенного эмиттером с базами нагрузочных транзисторов 3.1—

З.i, соединенных эмиттерами непосредственно с соответствующими входами сумматора 5, а через соответствующие нагрузочные резисторы 7.1 — 7.i — с общей шиной устройства и с первой выходной клеммой 12 устройства, вторая выходная клемма 11 которого соединена с коллекторами нагрузочных резисторов 3.1 — З.i, коллекгор согласующего транзистора 4 со«динен с коллекторами нагрузочных тран10

35 образователь 14 и усилитель 15. Сумматор 5 содержит резисторы 16, 17,1 — 17Л, 19 и усилитель 18, Введение резисторов 6, 8, 9, компаратора 10 и новых связей уменьшает ошибку задания тока нагрузки, связанную с базовым током нагрузочных транзисторов

3.1-3,l, и обеспечивает защиту нагрузочных транзисторов 3.1-3,i от перегрузок по току, что повышает точность задания тока нагрузки и надежность устройства соответственно. 1 ил, зисторов 3,1 — З,i, эмиттер — непосредственно с соответствующим входом сумматора 5, а через первый резистор 6 — с общей шиной устройства. Вторая выходная клемма 11 устройства соединена через второй резистор

8 с первым выводом третьего резистора 9, соединенного вторым выводом с шиной питания ус ройства, общая шина которого соединена с первым входом компаратора 10, соединенного вторым входом с первым выводом третьего резистора 9, а выходом — с входом сброса блока 1 задания режима.

Блок 1 задания режима выполнен на микросхеме К555ТМ9, ЦАП 14 — на микросхеме 57 2 ПА1, усилитель 3 и сумматор 5 выполнены на микросхеме К 1408УД1. В качестве согласующего транзистора 4 и нагрузочных транзисторов 3.1 — 3,i используют транзисторы типа КТ827А; компаратор 10— микросхема типа К554САЗА.

Устройство работает следующим образом.

Проверяемый источник питания подключается к входным клеммам 11 и 12. На входы регистра 13 в блоке 1 подают код тока нагрузки проверяемого источника питания (или стабилизатора напряжения). При поступлении команды "Прием" код запоминается регистром 13 и поступает на входы элемента 2 в ЦАП 14, где преобразуется в ток, который поступает на входы усилителя

15 и преобразуется в напряжение, причем величина тока и напряжения зависят от напряжения на входе обратной связи ЦАП 14.

Выходным напряжением усилителя 15 управляют транзисторы 4 и 3.1 — 3.1.

Резисторы 7.1 — ".I являются датчиками тока нагрузки, а поскольку входы сумматора

5 подключены к эмиттерам транзисторов 4 и 3,1 — З.i. то напряжение на входе сумматора 5 пропорционально току нагрузки. Это напряжение поступает на вход обратной связи ЦАП 14, тем самым регулирует выходной ток ЦАП 14, а значит и ток нагрузки.

182622б

Зависимость напряжения на выходе сумматора от тока нагрузки имеет вид

IR6 R6 R71 R72

+ !",.1 + !Я7.2 + 16 R17 1 R17 2

R7.i -Овых,сум

87

R17.t 19 прлчем ! н6 + IR71 т !я72 +!я7i = — ток нагрузки, де R6, R7,1, R7.2, R7 i — сопротиаления нагрузочных резисторов

R16, Р1-.1, В17.ъ R17. — сопротивления соответствующих входных резисторов сум матора 5; ! г. 6, Ië17.1 !9172 IR171 1оки, протека ю цие через соответствующие нагруэочны» резисторы; живых.сум вь ходное напряжение сумматора 5;

Il1g — сопротивление резистора обратн и связи сумматора.

Если принят ., что 76 R71 R7

R16 R17.1 R17.2 R17,1 то получаем (Ir(6 + IR7 1 + !г17.2 + !Я7.! ) Лt х.сум

R19

Принимая К = -зй19, получаем I =

=живых.сум, Напряжение на выходе усилителя 18 сумматора 5, а соответственно, и на входе обратной связи ЦАП 14 пропорционально величине тока нагрузки проьерчемого источника питания. При отклонении тока нагрузки от заданной величины изменяется напряжение на входе обратной связи ЦАП

14, соответственно меняется выходной ток

ЦАП 14 и выходное напряжение усилителя

15, воздействующее на транзисторы 4 и 3,1—

З.i, так, что величина отклонения тока нагрузки стремится к нулю.

Защита нагрузочных транзисторов 4 и

3. i — З.i происходит следующим образом.

При превышении напряжения на входной клемме 11 заданно.1 величины увеличивается ток через реэистивный делитель на резисторах 8 и 9 и напряжение в средней точке этого делит ля увеличивается относительно общей точки, При этом компаратор 10 переходит в состояние, пГи котором сигнал на его выходе сбрасывает регистр 13. Это приводит к уменьшению тока нагрузки до „. я, что предотвращает пробои транзисго!.ов 1 и 3. — 3.I.

Порог напряжения срабатывания .,« ци ы определяется слецующей формулой;

Unnp = Е—! 9

10 1де !7а — сопротиьление резистора 8;

R9 — сопротивление резистора 9:

Š— напряжение источника пи. ания, Uncp — напряжение на клемме 11, при котором срабатывает защита. !

5 0 о9 вь бира тся из графиков области максимальных режимов тоанзисторов 4 и ;,1 — З,i так:"1 образом, чтоьбы при напряжениvl на клемме 11, равном бчар, и максимальнгм токе нагрузки режим«транзисторов 4 и

20 3.1 -- 3.! н= бь:ли максимал. |ыми.

Как видно из описания работы устрой;тва, со.f,àñóþùèé транзистор 4 выпо IHëåò роль у лителя гiо току, а также роль допол:,:roni .- ого нагрузочно"о транзистора, это

25 прив;.дит к перерзспределени.о входного тока устройства ме.кду согласующим 4 и нагрузочным 3.1 — 3.! транзисгорами и соо1ветственно к снимению про екающего r":кa и рас< еиваемой мощности на нагрузочных

30 транзис1орах 3.1 — З.i для тех же значен-1й тока I на р,эки. Резистор б, как дополнительный измерительный ре" истор, при сооТ ветствующем включении сумматора 5, также способствует снижению рассеивае35 мой мощности на резисторах 7.1 — 7.l.

В устр йстве ток нагрузки отли ается от суммарного значения токов, протекающих через резисторы б и 7.1 — 7.i 1oëüêo на величину базового тока транзистора 4, кО1о40 рый значительно меньше, чем сумма базовых токов нагрузочных транзисторов 3.1—

3.I, поэтому ошибка задания гока I, связанная с базовым током, существенно уменьшается, тем самым увеличивается точность

45 задания тока нагрузки.

Использование отключения транзисторов 4 и 3.1 — З,i при повышении напряжения на клеммах 11 и 12 предотвращает выход режимов транзисторов из области макси50 мыльных режимсв, тем самым искл, счзется воэможность их пробоя. Обеспечение "облегченного" режима работы транзисторов 4 и 3.1 — З.l уменьшает вероятность и", отказа и повышает надежность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство нагруженная для прсверки стабилизаторов напряжения и источников

1626226

Составитель ВДворкин

Тех ред M. Морге и тал Корре кто р С. Ш е кмар

Редактор Н.Яцола

Заказ 278 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 .3035, Москва, >У-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбина "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 питания, содержащее блок задания режимов, соединенный информационными входами и синхровходом с соответствующими входами устройства, выходами — с первыми входами элемента сравнения, соединенно- 5 го втсрым входом i выходом сумматора, Obl ходом — с базой согласующего транзистора, соединенного эмиттером с базами нагрузочных транзисторов, соединенных эмиттерами непосредственно с соответствующими вхо- 10 дами сумматора. а через соответствующие нагоуэочные резисторы — с общей шиной устройства и с первой выходной клеммой устройства, вторая выходная клемма которого соединена с коллекторами нагрузоч- 15 ныхтранзисторо отличающееся тем, что, с целью повышения точности задания тока нагрузки и надежности устройства, в него гведены комг.эратор и три резистора, причем коллектор согласующего транзистп- 20 ра сог.динен с коллекторами нагрузочных транзисторов,эмиттер — непосредственно с соответствующим входом сумматора, а через первый резистор — с общей шиной устройства, вторая выходная клемма устройства соединена через второй резистор с первым выводом третьего резистора, соединенного вторым выводом с шиной питания устройства. общая шина которого соединена с первым входом компаратора, соединенного вторым входом с первым выводом третьего резистора, а выходом — с входом сброса блока задания режима.

2. Устройство по п.1, отл ич а ю щеес я тем, что блок задания режима содержит регистр, соединенный синхровходом, информационными входами, входом сброса с соответствующими одноименными входами блока задания режима, выходами — с входами блока задания режима.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что элемент сравнения содержит цифроаналоговый преобразователь, соединенный информационными входами м входом обратной связи соответственно с первыми и вторыми входами элемента сравнения, выходом через усилитель — с выход дом элемента сравнения.