CS244010B1 - Oboupolaritní programovatelný regulovaný zdroj s omezovačem - Google Patents

Abstract

Zdroj je použitelný pro tiSely velkého poětu měření řízených ροδίtečen, kdy je vý­ hodná použit jeden programovatelný zdroj pro více druhů míření. Účelem zapojení je možnost programování zatěžovacl charakteristiky zdroje a charakteru omezení výstupu zdroje. Toto nám dovoluje stabilizovat zdroj pro různou zátěž a zároveň zaručit, že na zátě­ ži nebudou překročeny mezní hodnoty jejich parametrů, uvedeného účelu se dosáhne tak, ze zatěžovacl charakteristika zdroje ee programuje ve smyčce zpětná vazby vhodně zvolenou funkční závislostí záporná zpětné vazby na napětí a proudu zátěže. Nežádoucí překročení peznlch parametrů zátěže je řeěeno silnou doplňkovou zápornou vazbou zavedenou omezovačem v případě překročení nastavených hodnot maxima a minima velikostí zvolená funkce napětí a proudu zátěže udá­ vající charakter omezení.

Description

⁽⁴⁵⁾ Vydáno 16 11 87 (75)

Autor vynálezu MATTAUSCH PAVEL ing., PRAHA (54) Oboupolaritní programovatelný regulovaný zdroj s omezovačem

Zdroj je použitelný pro tiSely velkého poětu měření řízených ροδίtečen, kdy je výhodná použit jeden programovatelný zdroj pro více druhů míření. Účelem zapojení je možnost programování zatěžovacl charakteristiky zdroje a charakteru omezení výstupu zdroje. Toto nám dovoluje stabilizovat zdroj pro různou zátěž a zároveň zaručit, že na zátěži nebudou překročeny mezní hodnoty jejich parametrů, uvedeného účelu se dosáhne tak, ze zatěžovacl charakteristika zdroje ee programuje ve smyčce zpětná vazby vhodně zvolenou funkční závislostí záporná zpětné vazby na napětí a proudu zátěže. Nežádoucí překročení peznlch parametrů zátěže je řeěeno silnou doplňkovou zápornou vazbou zavedenou omezovačem v případě překročení nastavených hodnot maxima a minima velikostí zvolená funkce napětí a proudu zátěže udávající charakter omezení.

Vynález řeěí oboupolaritní regulovaný zdroj s volbou zatěžovací charakteristiky s omezením výstupu na hodnoty mexima a minima dané zvolenou funkcí napití a proudu zátěže.

Známá zdroje, která mají pevni nastavenou zatěžovací charakteristiku a omezení výstupu většinou proudová při jedná polarit* se nehodí pro účely velkého počtu nezávislých měření řízených počítačem, kdy je výhodné použít jeden programovatelný zdroj pro více druhů měření.

Měření mohou být stejnosměrná i střídavá podle regulace. Vhodnou volbou zatěžoyací charakteristiky můžeme pak zdroj stabilizovat pro různou zátěž a vhodnou volbou charakteru omezení můžeme zaručit, že se na zátěži nepřekročí její mezní hodnoty parametrů například napětí, proud, výkon.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup bloku regulace je zapojen do prvího vstupu rozdílového členu, jehož druhý vstup je připojen k výstupu součtového členu, jehož první vstup je propojen e prvým výstupem bloku tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu součtového členu je zepojen výstup omezovače, zatímco prvý vstup omezovače je propojen do druhého výstupu bloku tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu omezovače je propojen výstup obvodu maxima omezení a současně do třetího vstupu omezovače je zapojen výstup obvodu minima omezení, zatímco sběrnicový výstup bloku určení zatěžovací charakteristiky je zapojen do třetího sběrnicového vstupu bloku tvorby vazeb, do jehož čtvrtého sběrnicového vstupu je zapojen sběrnicový výstup bloku určení charakteru omezení, do druhého vstupu bloku tvorby vazeb je propojen druhý výstup měřiče proudu a do prvého vstupu bloku tvorby vazeb je zapojen výstup měřiče napětí, jehož vstup je zapojen do druhého výstupu obvodu výstupu, jehož prvý výstup je výstupem oboupolaritního programovatelného regulovatelného zdroje s omezovačem a vstup obvodu výstupu je zapojen do prvého výstupu měřiče proudu, jehož vstup je připojen k výstupu zesilěveče se vstupem připojeným k výstupu rozdílového členu.

V zapojení zdroje podle vynálezu se programuje jeho zatěžovací charakteristika ve smyčce zpětná vazby vhodně zvolenou funkční závislostí záporná zpětná vazby na napětí a proudu zátěže. Nežádoucí překročení mezních parametrů zátěže je řeěeno silnou doplňkovou zápornou zpětnou vazbou zavedenou omezovačem v případě překročení nastavených hodnot maxima a minima velikostí zvolená funkce napětí a proudu zátěže udávající charakter omezení.

Na přiloženém výkrese je znázorněn příklad zapojení zdroje podle vynálezu.

Konkrétní provedení zdroje znázorněné ne obrázku je provedeno tek, že výstup bloku J, regulace je zapojen do prvního vstupu O. rozdílového členu jehož druhý vstup 22 je připojen k výstupu součtového členu 2, jehož první vstup 73 je propojen s prvým výstupem bloku 2 tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu 38 součtového členu 2 je zepojen výstup omezovače 8, zatímco prvý vstup 87 omezovače 8 je propojen do druhého výstupu bloku 2 tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu 89 omezovače £ je propojen výstup obvodu 2 maxima omezení a současně do třetího vstupu 81 omezovače 8 je zepojen výstup obvodu 10 minima omezení, zatímco sběrnicový výstup bloku 11 určení zatěžovací charakteristiky je zapojen do třetího sběrnicového vstupu 2L OlOkU 2 tvorby vazeb, do jehož čtvrtého sběrnicového vstupu 22 «Je zapojen sběrnicový výstup bloku12 určení charakteru omezení, do druhého vstupu 75 bloku 2 tvorby vezeb je propojen druhý výstup měřiče 2 proudu a do prvého vstupu 76 bloku 2 tvorby vazeb je zapojen výstup měřiče 6 napětí, jehož vstup 16 je zapojen do druhého výstupu obvodu výstupu, jehož prvý výstup 17 Je výstupem oboupolaritního programovatelného regulovaného zdroje s omezovačem a vstup 51 obvodu 13 výstupu je zapojen do prvého výstupu měřiče 2 proudu, Jehož vstup 54 je připojen k výstupu zesilovače £ se vstupem £2 připojeným k výstupu rozdílového členu 2·

Jednotlivá shora uvedená bloky mohou být uspořádány podle potřeby různě. Uvádíme vždy jedno z možných provedeni:

Blok 1 regulace je tvořen funkčním generátorem s možností nastavení různého průběhu řídicí veličiny. Rozdílový člen 2 je tvořen diferenčním zesilovačem se zesílením jedna. Součtový člen £ Je tvořen sumačním zesilovačem se zesílením jedna. Zesilovač £ je tvořen zesilovačem s velkým zesílením.

Měřič 2. proudu je tvořen sériovým odporem, přes který prochází proud do zátěže a snímačem napětí, který měří napětí na tomto obvodu, přičemž toto napětí je úměrné procházejícímu proudu a je vyvedeno na druhý výstup měřiče proudu.

Měřič 6, napětí je tvořen zesilovačem se zesílením odpovídajícím velikosti snímaného napětí na Zátěži. Blok £ tvorby vazeb obsahuje dva funkční zesilovače se dvěma vstupy a možností přepínání zpětné vazby.

Omezovač .8 sestává z předepnutých diod a I/U převodníku s velkým zesílením. Obvod 2. maxima omezení a obvod 10 minima omezení jsou tvořeny zdrojem stabilizovaného napětí. Blok 11 určování zatěžovací charakteristiky a blok 12 určení charakteru omezení jsou tvořeny přepínačem číslicového signálu.

Obvod 13 výstupu je tvořen tak, že je v něm umístěna konečná proudová tavná pojistka, přepětová pojistka, napětový sledovač pro snímání napětí na zátěži, v nejjednodušším případě může být obvod 13 výstupu tvořen uzlovým spojením svého vstupu a svých výstupů.

Funkce konkrétního zapojení zdroje podle vynálezu spočívá v tom, že výkonná část zdroje je tvořena zesilovačem £ s velkým zesílením, jenž zesiluje regulační odchylku, danou zápornou zpětnou vazbou, přivedenou na jeho vstup 42 z výstupu rozdílového členu 2, tvořeného diferenčním zesilovačem se zesílením jedna, určujícím rozdíl žádané hodnoty regulované veličiny a skutečné hodnoty regulované veličiny.

Velikost žádané hodnoty regulované veličiny je přivedena na prvý vstup ££ rozdílového členu 2, z výstupu bloku £ regulace, který je tvořen, v případě proměnné velikosti žádané hodnoty regulované veličiny v závislosti na čase, funkčním generátorem. Velikost skutečné hodnoty regulované veličiny je dána funkční závislostí na napětí a proudu zátěže a je přivedena na druhý vstup 23 rozdílového členu 2 z výstupu součtového členu £ tvořeného sumačním zesilovačem se zesílením jedna.

Výstup zesilovače £ napájí přes měřič £ proudu a obvod výstupu zátěž tak, že vlastní výstup zesilovače £ je zapojen do vstupu 54 měřiče £ proudu, jehož prvý výstup je veden do vstupu 51 obvodu 13 výstupu, z jehož prvého výstupu 17. vedeným do výstupu vlastního oboupolaritnlho programovatelného regulovaného zdroje s omezovačem je napájena připojená zátěž.

V obvodu 13 výstupu může být umístěna konečná proudová tavná pojistka, přepěťová pojistka, napělový sledovač pro snímání napětí na zátěži tak, aby bod snímání na zátěži, která je vyvedeno na druhý výstup obvodu 13 výstupu, ležel až za těmito pojistkami co nejblíže prvému výstupu obvodu 13 výstupu, tedy co nejblíže zátěži, aby případné úbytky napětí na dalším úseku napájení zátěže nezkreslily údaj o velikosti napětí na zátěži.

V nejjednoduSSlm případě bude obvod 13 výstupu utvořen uzlovým spojením svého vstupu a svých výstupů, prvého a druhého. Snímané napětí na zátěži je tedy vedeno z druhého výstupu obvodu 13 výstupu do vstupu 16 měřiče 6, napětí, tento je tvořen zesilovačem se zesílením odpovídajícím snímanému napětí na zátěži.

Měřič X proudu je tvořen sériovým odporem, přeskterý prochází proud do zátěže a snímačem napětí na tomto odporu, které je úměrné procházejícímu proudu, a je přítomné na druhém výstupu měřiče 2. proudu.

244010 4

Napětí úměrně měřenému proudu je vedeno z druhého výstupu měřiče χ proudu do diuhého vstupu 75 bloku X tvorby vazeb, do jehož prvého vstupu 76 je vedeno napětí úměrné snímanému napětí na zátěži, z výstupu měřiěe X napětí. Blok X tvorby vazeb je tvořen dvěma funkčními zesilovači sa dvěma vstupy - jeden pro napětí úměrné proudu zátěží, druhý pro napití úměrné napětí na zátěži, jeden funkční zesilovač je určen pro přímou zpětnou vazbu, druhý funkční zesilovač využívá doplňková zpětná vazba.

Tyto funkční zesilovače vytváří tedy zvolenou funkci napětí a proudu zátěží pro účely zpětné vazby. Parametry těchto funkčních zesilovačů - velikost lineárního nebo nelineárního zesílení -, tedy funkci napětí a proudu je možno pomocí změny zpětné vazby těchto zesilovačů, například přepnutím, změnit.

Přepnutí zpětných vazeb zajistí analogový multiplexer řízený číslicovým signálem do třetího sběrnicového vstupu 71 bloku X tvorby vazeb ze sběrnicového výstupu bloku JJ. určení zatěžovací charakteristiky pro tvorbu přímé zpětné vazby e doplňková zpětná vazba je řízena do čtvrtého sběrnicového vstupu 72 bloku X tvorby vazeb signálem přivedeným ze sběrnicového výstupu bloku 1.2 určení charakteru omezení.

Blok 11 určení zatěžovací charakteristiky a bloku 12 určení charakteru omezení můžou být tvořeny například přepínačem kombinaci číslicového signálu. 'Doplňková zpětná vazba je vedena ve formě napěťového signálu z druhého výstupu bloku X do prvého vstupu 87 omezovače 8, který je tvořen z předepnutých diod napětím přivedeným na druhý vstup 89 a třetí vstup 81 omezovače X z obvodu X maxima omezení a obvodu 10 minima omezení, tyto jsou tvořeny zdrojem stabilizovaného napětí pro předepnutí omezujících diod v omezovač 8.

V případě překročení limitních hodnot maxima a minima začne diodami protékat proud do I/U převodníku s velkým zesílením, který je rovněž součástí omezovače 8, a na výstupu omezovače 8 (na výstupu I/U převodníku) se objeví velké napětí, které je vedeno do druhého vstupu 38 součtového členu X, na jehož prvý vstup 73 je přivedeno nepití přímé zpětné vazby z prvého výstupu bloku X tvorby vazeb.

Takto se tedy v součtovém členu X určí součet přímé zpětné vazby určující funkční závislost proudu s napětí zátěže a doplňkové zpětné vazby komparačního charakteru, hlídající překročení maxima a minima jiné funkční závislosti proudu a napětí zátěže,

Funkce proudu a napětí ve zpětné vazbě zdroje určuje jeho VA-charakteristiku. V nejjednoduěěím případě může být takto vytvořen napěťový zdroj a limitací proudu nebo proudový zdroj s limitací napětí nebo jiný zdroj s danou VA-charakteristikou á limitací, například maxima výkonu na zátěži'- funkce pro omezení bude pak dána součinem proudu a napětí na zátěži, nebo může být vytvořena kruhová VA charakteristika zdroje s regulaci svého průměru e limitaci minima a maxima svého průměru.

Toto zapojení zdroje nám dovoluje programováním určit vhodnou zatěžovací charakteristi ku a charakter omezení výstupu zdroje. Toho lze využít pro účely velkého počtu měření řízených počítačem, kdy je výhodné použít jeden programovatelný zdroj pro více druhů měření.

Uěření mohou být stejnosměrná i střídavá podle regulace. Vhodnou volbou zatěžovací charakteristiky můžeme pak zdroj stabilizovat pro různou zátěž a vhodnou volbou charakteru omezeni výstupu můžeme zaručit, že na zátěži nebudou překročeny její mezní hodnoty parametrů (například napětí, proud', výkon).

Oboupolaritní programovatelný regulovaný zdroj s omezovačem podle vynálezu je určen pro ěiroké použití v testovací technice při provádění analogových testů řízených počítačem, kde je třeba měnit parametry zdroje pro napájení testovaných prvků, nemajl-li být na nich současně překročeny maximální hodnoty jejich parametrů (proud, napětí, výkon).

ř ϊ ΪΒ Μ ϊ I VYNÁLEZU

Claims (1)

1. Oboupolarltní programovatelný regulovaný zdroj s omezovačem, vyznačený tím, že výstup bloku (1) regulace je zapojen do prvního vstupu (21) rozdílového členu (2), jehož druhý vstup (23) je připojen k výstupu součtového členu (3), jehož první vstup (73) je propojen s prvým výstupem bloku (7) tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu (38) součtového členu (3) je zapojen výstup omezovače (8), zatímco prvý vstup (87) omezovače (8) je propojen do druhého výstupu bloku (7) tvorby vazeb, přičemž do druhého vstupu (89) omezoveče (8) je propojen výstup obvodu (9) maxima omezení a současné do třetího vstupu (81) omezovače (8) Je zapojen výstup obvodu (10) minima omezení, zatím co· sbšrnicový výstup bloku (11) určení zatěžovací Charakteristiky je zapojen do třetího sběrnicového vstupu (71) bloku (7) tvorby vazeb, do jehož čtvrtého sbérnicového vstupu (72) je zapojen sbérnicový výstup bloku (12) určení charakteru omezení, do druhého vstupu (75) bloku (7) tvorby vazeb je propojen druhý výstup měřiče (5) proudu a do prvého vstupu (76) bloku (7) tvorby vazeb je zapojen výstup měřiče (6) napětí, jehož vstup (16) je zapojen do druhého výstupu obvodu (13) výstupu, jehož prvý výstup (17) je výstupem oboupolaritnfho programovatelného regulovaného zdroje s omezovačem a vstup (51) obvodu (13) výstupu je zapojen do prvého výstupu měřiče (5) proudu, jehož vstup (54) je připojen k výstupu zesilovače (4) se vstupem (42) připojeným k výstupu rozdílového členu (2).

   1 výkres •4