CS264216B1

CS264216B1 - Stabilized source connection

Info

Publication number: CS264216B1
Application number: CS863759A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Padevet; Jaroslav Ing Hylmar; David Ing Jerabek
Original assignee: Padevet Jiri; Hylmar Jaroslav; Jerabek David
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1989-06-13
Also published as: CS375986A1

Abstract

Jedná se o zapojení stabilizovaného zdroje konstantního napětí nebo proudu, vhodného pro řízení počítačem, které je určeno zejména pro stavebnicové řídicí a měřicí systémy. Usměrněné a vyhlazené sekundární napětí .je stabilizováno a řízeno prvním tranzistorem. Průtokem proudu digitálně—analogového převodníku třetím odporem se vytváří řídicí napětí, kterým lze regulovat napětí na výstupní svorce od nuly do maximální hodnoty. Hodnota tohoto napětí se udržuje na konstantní velikosti nezávisle na velikosti proudu až do jeho maximální hodnoty. Pokud výstupní napětí nedosahuje maximální hodnoty, je první dioda uzavřena, otvírá se druhá dioda a uplatňuje se regulační smyčka proudu s druhým zesilovačem. Hodnota výstupního proudu není nastavena od nuly, ale od minimální hodnoty určené zapojením osmého odporu mezi výstupem invertoru a neinvertujícím vstupem druhého zesilovače. Zapojení stabilizovaného zdroje je vhodné zejména pro řízení mikropočítačem. Zapojení může být speciální avšak univerzálně použitelnou částí souboru zařízení mikropočítačového systému.It is the involvement of a stabilized source constant voltage or current, suitable for computer control, which is intended in particular for modular control and measuring systems. Directed and the smoothed secondary voltage is stabilized and controlled by the first transistor. Flow digital-to-analog converter current the third resistor generates the control voltage, which can regulate the voltage at the output terminal from zero to maximum. The value of this the voltage is kept constant at a constant level the current up to its maximum values. If the output voltage does not reach maximum value, the first diode is closed, the second diode opens and the regulating is applied current loop with second amplifier. The output current is not set to zero, but from the minimum value determined by the wiring the eighth resistance between the inverter output and a non-inverting input of the second amplifier. In particular, the involvement of a stabilized source is appropriate for microcomputer control. Engagement it can be special but universally applicable parts of a microcomputer device set system.

Description

(57) Jedná se o zapojení stabilizovaného zdroje konstantního napětí nebo proudu, vhodného pro řízení počítačem, které je určeno zejména pro stavebnicové řídicí a měřicí systémy. Usměrněné a vyhlazené sekundární napětí .je stabilizováno a řízeno prvním tranzistorem. Průtokem proudu digitálně—analogového převodníku třetím odporem se vytváří řídicí napětí, kterým lze regulovat napětí na výstupní svorce od nuly do maximální hodnoty. Hodnota tohoto napětí se udržuje na konstantní velikosti nezávisle na velikosti proudu až do jeho maximální hodnoty. Pokud výstupní napětí nedosahuje maximální hodnoty, je první dioda uzavřena, otvírá se druhá dioda a uplatňuje se regulační smyčka proudu s druhým zesilovačem. Hodnota výstupního proudu není nastavena od nuly, ale od minimální hodnoty určené zapojením osmého odporu mezi výstupem invertoru a neinvertujícím vstupem druhého zesilovače. Zapojení stabilizovaného zdroje je vhodné zejména pro řízení mikropočítačem. Zapojení může být speciální avšak univerzálně použitelnou částí souboru zařízení mikropočítačového systému.(57) This involves the connection of a stabilized constant voltage or current source suitable for computer control, intended in particular for modular control and measurement systems. The rectified and smoothed secondary voltage is stabilized and controlled by the first transistor. The current flow of the digital-to-analog converter through the third resistor creates a control voltage that can control the voltage at the output terminal from zero to the maximum. The value of this voltage is kept constant, independent of the magnitude of the current up to its maximum value. If the output voltage does not reach the maximum value, the first diode is closed, the second diode opens and the current control loop is applied to the second amplifier. The output current value is not set from zero, but from the minimum value determined by connecting the eighth resistor between the inverter output and the non-inverting input of the second amplifier. Connection of stabilized power supply is suitable especially for microcomputer control. The wiring may be a special but universally usable part of a set of microcomputer system equipment.

CS 264 216 BlCS 264 216 Bl

Vynález se týká zapojení stabilizovaného zdroje konstantního napětí nebo proudu, vhodného pro řízení počítačem, které je určeno zejména pro stavebnicové a měřicí systémy.The invention relates to a stabilized constant voltage or current source suitable for computer control, particularly for modular and measuring systems.

Dosud známé napájecí zdroje využívající mikropočítače k nastavení hodnot výstupního napětí nebo proudu jsou samostatné přístroje značných rozměrů. Jejich řízení bývá obvykle realizováno unifikovanou přístrojovou sběrnicí, což však znamená doplnění obvodů zdroje jednou nebo několika deskami elektronických obvodů-řízení sběrnice.Previously known power supplies using microcomputers to set the output voltage or current values are separate devices of considerable size. Their control is usually realized by a unified instrument bus, which means, however, that the source circuits are supplemented by one or more boards of electronic circuits - bus control.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení stabilizovaného zdroje, konstantního napětí nebo proudu, jehož vstupní svorka je připojena přes puslní měnič, pulsní transformátor a záporný výstup usměrňovače s filtrem na emitor prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen-na výstupní svorku, uzemněn přes kondenzátor a současně také přes první a druhý odpor, jejichž společný bod je připojen na invertující vstup prvního zesilovače napěťové regulační smyčky, jehož výstup je spojen s výstupem druhého zesilovače regulační smyčky proudu přes první a druhou diodu, jejichž spojené katody jsou připojeny na emitor prvního tranzistoru přes čtvrtý odpor a pátý odpor, jejichž společný bod je připojen na bázi druhého tranzistoru, jehož emitor je uzemněn a kolektor je připojen na bázi prvního tranzistoru přes šestý odpor, zatímco kladný vstup usměrňovače s filtrem je uzemněn přes sedmý odpor podle vynálezu, jehož podstata je, že neinvertujícl vstup prvního zesilovače napěťové regulační smyčky je připojen jednak přes třetí odpor k zemi a dále na první přepínací kontakt elektronického přepínače. Na jeho druhý přepínací kontakt je připojen neinvertujícl vstup druhého zesilovače regulační smyčky proudu a proměnný odpor, jehož druhý konec je připojen přes sedmý odpor na zem a zároveň na kladný pól usměrňovače s filtrem, a dále osmý odpor. Jeho druhý konec je připojen na výstup invertoru, který je přes devátý odpor připojen na první pevný kontakt elektronického přepínače a přes desátý odpor je připojen na druhý pevný kontakt elektronického přepínače. Přičemž vstup invertoru je připojen jednak na výstup zdroje referenčního napětí a dále na vstup digitálně —analogového převodníku, jehož výstup je připojen na společný kontakt elektronického přepínače. Jeho řídicí vstup je připojen na datovou sběrnici, k níž je též připojen řídicí vstup digitálně— analogového převodníku.These disadvantages are eliminated by the connection of a stabilized power supply, a constant voltage or a current whose input terminal is connected via a pulse converter, a pulse transformer and a negative rectifier output with a filter to the first transistor emitter whose collector is connected to the output terminal. first and second resistors whose common point is connected to the inverting input of the first voltage control loop amplifier, the output of which is connected to the output of the second current control loop amplifier through the first and second diodes, the connected cathodes of which are connected to the emitter of the first transistor via resistors whose common point is connected on the basis of a second transistor, whose emitter is grounded and the collector is connected on the basis of the first transistor through the sixth resistor, while the positive input of the filter rectifier is grounded through the seventh resistor according to the The point is that they do not invert the input of the first voltage control loop amplifier to the ground via a third resistor and to the first changeover contact of the electronic switch. Its second changeover contact is connected to the non-inverting input of the second current control loop amplifier and a variable resistor, the other end of which is connected via the seventh resistor to the ground and to the positive pole of the filter rectifier and the eighth resistor. Its other end is connected to the inverter output, which is connected via the ninth resistor to the first fixed contact of the electronic switch and through the tenth resistor is connected to the second fixed contact of the electronic switch. The input of the inverter is connected both to the output of the reference voltage source and to the input of the digital-analog converter whose output is connected to the common contact of the electronic switch. Its control input is connected to the data bus to which the control input of the DAC is also connected.

Zapojení stabilizovaného zdroje podle vynálezu lze snadno realizovat jako jednu zásuvnou jednotku celého zařízení. Nevyžaduje samostatný napájecí zdroj, ani nemá žádné ručně nastavované prvky. Výhodou je především možnost přepínání výstupních charakteristik zdroje pro konstantní napětí nebo proud podle potřeby připojeného měřicího nebo řídicího systému.The connection of the stabilized power supply according to the invention can be easily realized as one plug-in unit of the whole device. It does not require a separate power supply, nor does it have any manually set elements. The main advantage is the possibility of switching the output characteristics of the source for constant voltage or current according to the needs of the connected measuring or control system.

Příklad vynálezu je dále popsán pomocí výkresu.An example of the invention is further described by means of a drawing.

Vstupní svorka U1 je připojena přes pulsní měnič 1, pulsní transformátor 2 a usměrňovač 3 s filtrem na emitor T1A prvního tranzistoru TI. Záporný výstup 3B usměrňovače 3 je připojen na druhý vstup 1B pulsního měniče 1. Kolektor T1C prvního tranzistoru TI je připojen na výstupní svorku U2 a současně je připojen k zemi jednak přes kondenzátor C, jednak přes první a druhý odpor R1 a R2. Společný bod prvního a druhého odporu R1 a R2 je připojen na invertující vstup Z1B prvního zesilovače Z1 napěťové regulační smyčky (NRS). Jeho neinvertujícl vstup Z1A je připojen jednak přes třetí odpor R3 k zemi, jednak na první přepínací kontakt 4D elektronického přepínače 4. Jeho druhý přepínací kontakt 4A je připojen na neinvertujícl vstup Z2A druhého zesilovače Z2 regulační smyčky proudu (RSP). Invertující vstup Z2B druhého zesilovače Z2 RSP je uzemněn a výstup Z2C je spojen s výstupem Z1C prvního zesilovače Z1 NRS přes první a druhou diodu Dl a D2. Jejich spojené katody DIB, D2B jsou přes čtvrtý odpor R4 připojeny na bázi T2B druhého tranzistoru T2, která je připojena na emitor T1A prvního tranzistoru TI přes pátý odpor R5. Emitor T2A druhého tranzistoru T2 je uzemněn a kolektor T2C je připojen přes šestý odpor R6 na bázi TIB prvního tranzistoru TI. Kladný výstup 3C usměrňovače 3 s filtrem je jednak přes sedmý odpor R7 uzemněn, jednak je připojen přes proměnný odpor Rll na neinvertujícl vstup Z2A druhého zesilovače Z2 RSP a dále přes osmý odpor R8 na výstup 5B invertoru 5, který je připojen přes devátý odpor R9 na první pevný kontakt 4F elektronického přepínače 4 a přes desátý odpor R10 na druhý pevný kontakt 4B elektronického přepínače 4. Společný kontakt 4C, 4E elektronického přepínače 4 je připojen na výstup 6C digitálně—analogového převodníku 6. Zdroj 7 referenčního napětí je připojen na vstup 5A invertoru 5 a vstup 6A digitálně—analogického převodníku 6. Řídicí vstup 6B tohoto převodníku 6 a řídicí vstup 4G elektronického přepínače 4 jsou připojeny na datovou sběrnici 8 mikropočítače.The input terminal U1 is connected via a pulse converter 1, a pulse transformer 2 and a rectifier 3 with a filter to the emitter T1A of the first transistor T1. The negative output 3B of the rectifier 3 is connected to the second input 1B of the pulse changer 1. The collector T1C of the first transistor T1 is connected to the output terminal U2 and at the same time connected to ground through capacitor C and the first and second resistors R1 and R2. The common point of the first and second resistors R1 and R2 is connected to the inverting input Z1B of the first amplifier Z1 of the voltage control loop (NRS). Its non-inverting input Z1A is connected via a third resistor R3 to ground and to the first change-over contact 4D of the electronic switch 4. Its second change-over contact 4A is connected to the non-inverting input Z2A of the second current control loop (RSP) amplifier. The inverting input Z2B of the second amplifier Z2 RSP is grounded and the output Z2C is coupled to the output Z1C of the first amplifier Z1 NRS through the first and second diodes D1 and D2. Their connected cathodes D1B, D2B are connected via fourth resistor R4 based on T2B of second transistor T2, which is connected to emitter T1A of first transistor T1 through fifth resistor R5. The emitter T2A of the second transistor T2 is grounded and the collector T2C is connected through a sixth resistor R6 based on the TIB of the first transistor T1. The positive output 3C of the rectifier 3 with the filter is grounded via the seventh resistor R7 and connected via a variable resistor R11 to the non-inverting input Z2A of the second amplifier Z2 RSP and via an eighth resistor R8 to the output 5B of the inverter 5. the first fixed contact 4F of the electronic switch 4 and through the tenth resistor R10 to the second fixed contact 4B of the electronic switch 4. The common contact 4C, 4E of the electronic switch 4 is connected to the output 6C of the digital-analog converter 6. 5 and input 6A of the digital-to-analog converter 6. The control input 6B of this converter 6 and the control input 4G of the electronic switch 4 are connected to the microcomputer data bus 8.

Vstupní stejnosměrné napětí na vstupní svorce U1 se přeměňuje puslním měničem 1 na impulsy, které se transformují obvykle na vyšší kmitočet pulsním transformátorem 2. Usměrňovačem 3 s filtrem se impulsy usměrňují a vyhlazují na stejnosměrné sekundární napětí. Toto sekundární napětí je stabilizováno a řízeno prvním tranzistorem TI. Druhý tranzistor T2 je trvale buzen napětím ze záporního výstupu 3B usměrňovače 3 přes pátý odpor R5. Budicí proud se reguluje tak, že část napětí na výstupní svorce U2, určená dělicím poměrem děliče z prvního a druhého odporu R1 a R2, se přivádí na invertující vstup Z1B prvního zesilovače Zl NRS. Na jeho neinvertujícl vstup Z1A se přivádí řídicí napětí přes první spínací kontakt 4D elektronického spínače 4. V nakreslené poloze prvního spínacího kontaktu 4D je na neinvertující vstup Z1A prvního zesilovače Zl NRS připojen výstup 6C digitálně—analogového převodníku 6, jehož výstupní proud je definován zdrojem referenčního napětí 7 a nastavením říCS 264 216 Bl dicího vstupu 6B digitálně—analogového převodníku 6 na datové sběrnici 8. Průtokem proudu digitálně—analogového převodníku 6 třetím odporem R3 se vytváří řídicí napětí, kterým lze regulovat napětí na výstupní svorce U2 od nuly do maximální hodnoty, nepřesahující hodnotu napětí na výstupu usměrňovače 3 s filtrem. Honosta napětí na výstupní svorce U2 se udržuje na konstantní velikosti nezávisle na velikosti proudu až do jeho maximální hodnoty. Průchodem proudu z kladného výstupu 3C usměrňovače 3 přes sedmý odpor R7 a proměnný odpor Rll se na neinvertujícím vstupu druhého Z2A zesilovače Z2 RSP sčítají proudy protékající přes invertor 5, desátý odpor R10 a druhý spínací kontakt 4A elektornického přepínače 4 v nakreslené poloze. Při dosažení maximální hodnoty proudu, nastavené proměnným odporem Rll, se výstupní napětí druhého zesilovače Z2 RSP změní tak, že vede druhá dioda D2. První dioda Dl se uzavře a napětí na výstupní svorce U2 se působením druhého tranzistoru T2 a prvního tranzistoru TI začne snižovat tak, aby hodnota výstupního proudu nepřekročila jeho dovolenou maximální velikost — proudová pojistka. Změnou logické úrovně na řídicímThe input DC voltage at input terminal U1 is converted by pulse converter 1 into pulses, which are usually transformed to a higher frequency by pulse transformer 2. With filter rectifier 3, the pulses are rectified and smoothed to DC secondary voltage. This secondary voltage is stabilized and controlled by the first transistor T1. The second transistor T2 is constantly energized by the voltage from the negative output 3B of the rectifier 3 through the fifth resistor R5. The excitation current is controlled such that a portion of the voltage at the output terminal U2, determined by the divider ratio of the first and second resistors R1 and R2, is applied to the inverting input Z1B of the first amplifier Z1 NRS. Control voltage is applied to its non-inverting input Z1A via the first switch contact 4D of the electronic switch 4. In the drawing position of the first switch contact 4D, the non-inverting input Z1A of the first amplifier Z1 NRS is connected to output 6C of the digital-analogue converter 6. voltage 7 and setting control input 6B of the digital-to-analog converter 6 on the data bus 8. The current of the digital-to-analog converter 6 through the third resistor R3 generates a control voltage that can control the voltage at output terminal U2 from zero to maximum value. not exceeding the voltage at the output of the filter rectifier 3. The Honosta voltage at the output terminal U2 is maintained at a constant magnitude independent of the magnitude of the current up to its maximum value. By passing the current from the positive output 3C of the rectifier 3 through the seventh resistor R7 and the variable resistor R11, the currents flowing through the inverter 5, the tenth resistor R10 and the second switch contact 4A of the electronic switch 4 in the drawn position are summed at the non-inverting input. When the maximum current set by the variable resistor R1 is reached, the output voltage of the second amplifier Z2 RSP changes so that it leads the second diode D2. The first diode D1 is closed and the voltage at the output terminal U2 begins to decrease by the action of the second transistor T2 and the first transistor T1 so that the value of the output current does not exceed its permissible maximum current fuse. Changing the logical level on the control

PŘEDMĚTSUBJECT

Zapojení stabilizovaného zdroje konstantního napětí nebo proudu, zejména vhodné pro řízení počítačem, jehož vstupní svorka je připojena přes pulsní transformátor a záporný výstup usměrňovače s filtrem na emitor prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen na výstupní svorku, uzemněn přes kondenzátor a současně také přes první a druhý odpor, jejichž společný bod je připojen na invertující vstup prvního zesilovače napěťové regulační smyčky, jehož výstup je spojen s výstupem druhého zesilovače regulační smyčky proudu přes první a druhou diodu, jejichž spojené katody jsou připojeny na emitor prvního tranzistoru přes čtvrtý odpor a pátý odpor, jejichž společný bod je připojen na bázi druhého tranzistoru, jehož emitor je uzemněn a kolektor je připojen na bázi prvního tranzistoru přes šestý odpor, zatímco kladný vstup usměrňovače s filtrem je uzemněn přes sedmý odpor, vyznačené tím, že neinvertující vstup (Z1Á) prvního zesilovače (Zl) paměťové regulační smyčky je přepojen jednak přes třetí odpor (R3) k zemi a dále na vstupu 4G elektronického přepínače 4 se přepnou oba spínací kontakty 4A, 4D do druhé polohy. Přes první pevný kontakt 4F elektronického přepínače 4 protéká proud ze zdroje 7 referenčního napětí, přes invertor 5, devátý odpor R9 a třetí odpor R3. První dioda Dl je otevřená a působením prvního zesilovače Zl NRS, prvního a druhého tranzistoru TI a T2 se reguluje výstupní napětí, aby nepřekročilo maximální hodnotu napětí — napěťová pojistka. Pokud výstupní napětí této hodnoty nedosahuje, je první dioda Dl uzavřena, otvírá se druhá dioda D2 a uplatňuje se regulační smyčka proudu s druhým zesilovačem Z2. Hodnota výstupního proudu není nastavena od nuly, ale od minimální hodnoty určení zapojením osmého odporu R8 mezi výstupem 5B invertoru 5 a neinvertujícím vstupem Z2A druhého zesilovače Z2 RSP. ·.Connection of a stabilized constant voltage or current source, particularly suitable for computer control, the input terminal of which is connected via a pulse transformer and the negative output of a rectifier with a filter on the emitter of the first transistor whose collector is connected to the output terminal. a second resistor whose common point is connected to the inverting input of the first voltage control loop amplifier, the output of which is connected to the output of the second current control loop amplifier through the first and second diodes, the connected cathodes of which are connected to the emitter of the first transistor via a fourth resistor and a fifth resistor; whose common point is connected on the basis of a second transistor, whose emitter is grounded and the collector is connected on the basis of the first transistor through a sixth resistor, while the positive input of the filter rectifier is grounded through a seventh resistor, characterized in that The input input (Z1A) of the first amplifier (Z1) of the memory control loop is connected to the ground via a third resistor (R3), and at the input 4G of the electronic switch 4, both make contacts 4A, 4D are switched to the second position. Current flows from the reference voltage source 7 through the first fixed contact 4F of the electronic switch 4, through the inverter 5, the ninth resistor R9 and the third resistor R3. The first diode D1 is open and the output voltage is regulated by the first amplifier Z1 NRS, the first and second transistors T1 and T2 so as not to exceed the maximum voltage value - the voltage fuse. If the output voltage does not reach this value, the first diode D1 is closed, the second diode D2 opens and a current control loop is applied with the second amplifier Z2. The output current value is not set from zero, but from the minimum value by determining the eighth resistor R8 between the output 5B of the inverter 5 and the non-inverting input Z2A of the second amplifier Z2 RSP. ·.

Zapojení stabilizovaného zdroje konstantního napětí nebo proudu podle vynálezu je vhodné zejména pro řízení mikropočítačem. Zapojení může být speciální, avšak univerzálně použitelnou části--souboru zařízení mikropočítačového systému. Je určeno pro různé řídicí a měřicí systémy.The connection of the stabilized constant voltage or current source according to the invention is particularly suitable for microcomputer control. The wiring can be a special but universally applicable part - a set of microcomputer system equipment. It is designed for various control and measuring systems.

Claims

a first changeover contact (4D) of an electronic switch (4) to which a second changeover contact (4A) is connected to a non-inverting input (Z2A) of a second current control loop amplifier (Z2) and a variable resistor (R11); the resistance (R7) to ground and at the same time to the positive pole (3C) of the filter rectifier (3), and the eighth resistor (R8), the other end of which is connected to the output (5B) of the inverter (5) R9) is connected to the first fixed contact (4F) of the electronic switch (4) and via a tenth resistor (R10) is connected to the second fixed contact (4B) of the electronic switch (4), the input (5A) of the inverter (5) being connected to the output (7A) of the reference voltage source (7) and further to the input (6A) of the digital-to-analog converter (6) whose output (6C) is connected to a common contact (4E, 4C) of the electronic switch (4) 4G) is connected to a data bus ici (8), to which the control input (6B) of the digital-to-analog converter (6) is also connected.