RU2368070C1 - Электронный коммутатор напряжения - Google Patents
Электронный коммутатор напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368070C1 RU2368070C1 RU2008113921/09A RU2008113921A RU2368070C1 RU 2368070 C1 RU2368070 C1 RU 2368070C1 RU 2008113921/09 A RU2008113921/09 A RU 2008113921/09A RU 2008113921 A RU2008113921 A RU 2008113921A RU 2368070 C1 RU2368070 C1 RU 2368070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- key
- switch
- bus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении функциональной надежности коммутатора. Электронный коммутатор содержит первый и второй резисторы и последовательно соединенные первую шину питания, первый ключ с первой шиной управления, блок нагрузки, второй ключ со второй шиной управления и вторую шину питания, при этом первый вывод первого резистора подключен к общей точке первого ключа и блока нагрузки, кроме того, в него введены первая, вторая, третья и четвертая шины измерения, первый и второй мультиплексоры, первые сигнальные входы которых соединены с первой шиной питания, а вторые сигнальные входы - со второй шиной питания, входы управления первого и второго мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму технологическим входам, первый вывод первого резистора соединен с первой выходной шиной измерения, второй вывод первого резистора соединен со второй выходной шиной измерения и выходом первого мультиплексора, первый вывод второго резистора соединен с третьей выходной шиной измерения и общей точкой второго ключа и блока нагрузки, второй вывод второго резистора соединен с четвертой выходной шиной измерения и выходом второго мультиплексора. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания, где требуется коммутация обеих шин питания электронным ключом, основные параметры которого - ток утечки и падение напряжения на открытом ключе - подлежат определению.
Известен электронный коммутатор напряжения [1], содержащий последовательно соединенные первую шину питания, электронный ключ, блок нагрузки, датчик тока и вторую шину питания.
Недостаток этого коммутатора состоит в том, что он имеет электронный ключ для коммутации одной шины питания, что снижает его надежность в случае отказа одного ключа.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является электронный коммутатор напряжения [2], содержащий первый и второй резисторы и последовательно соединенные первую шину питания, первый ключ с первой шиной управления, блок нагрузки, второй ключ со второй шиной управления и вторую шину питания.
Недостаток этого коммутатора напряжения состоит в том, что он обладает низкой функциональной надежностью на стадии изготовления, так как в нем отсутствует возможность определения исправного состояния ключей за счет измерения основных его параметров: падения напряжения на открытом ключе и тока утечки ключей в закрытом состоянии.
Задача изобретения - повышение функциональной надежности электронного коммутатора напряжения на стадии изготовления за счет определения исправного состояния ключей путем измерения основных его параметров: падения напряжения на ключе в открытом состоянии (сопротивления открытого ключа) и тока утечки ключей в закрытом состоянии.
Решение этой задачи достигается тем, что в электронный коммутатор напряжения, содержащий первый и второй резисторы и последовательно соединенные первую шину питания, первый ключ с первой шиной управления, блок нагрузки, второй ключ со второй шиной управления и вторую шину питания, при этом первый вывод первого резистора подключен к общей точке первого ключа и блока нагрузки, дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая шины измерения, первый и второй мультиплексоры, первые сигнальные входы которых соединены с первой шиной питания, вторые сигнальные входы мультиплексоров соединены со второй шиной питания, а входы управления первого и второго мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму технологическим входам, первый вывод первого резистора соединен с первой выходной шиной измерения, второй вывод первого резистора соединен со второй выходной шиной измерения и выходом первого мультиплексора, первый вывод второго резистора соединен с третьей выходной шиной измерения и общей точкой второго ключа и блока нагрузки, второй вывод второго резистора соединен с четвертой выходной шиной измерения и выходом второго мультиплексора.
На чертеже приведена блок-схема электронного коммутатора напряжения. На этой схеме: 1 - первая шина управления, 2 - вторая шина управления, 3 - первый ключ, 4 - блок нагрузки, 5 - второй ключ, 6 - первый мультиплексор, 7 - первый резистор, 8 - второй резистор, 9 - второй мультиплексор, 10 - первый технологический вход, 11 - второй технологический вход, 12 и 13 - соответственно первая и вторая выходные шины измерения, 14 и 15 - соответственно третья и четвертая выходные шины измерения, 16 и 17 - соответственно первая и вторая шины питания.
Первая шина управления 1 соединена с входом управления первого ключа 3, вторая шина управления 2 соединена с входом управления второго ключа 5. Соединены последовательно первая шина питания 16, первый ключ 3, блок нагрузки 4, второй ключ 5 и вторая шина питания 17. Общая точка первого ключа 3 и блока нагрузки 4 соединена с первым выводом первого резистора 7 и первой выходной шиной измерения 12, общая точка второго ключа 5 и блока нагрузки 4 соединена с первым выводом второго резистора 8 и третьей выходной шиной измерения 14. Второй вывод первого резистора 7 соединен со второй выходной шиной измерения 13 и выходом первого мультиплексора 6, второй вывод второго резистора 8 соединен с четвертой выходной шиной измерения 15 и выходом второго мультиплексора 9. Первые сигнальные входы первого 6 и второго 9 мультиплексоров соединены с первой шиной питания 16, вторые сигнальные входы первого 6 и второго 9 мультиплексоров соединены со второй шиной питания 16. Входы управления первого 6 и второго 9 мультиплексоров соединены соответственно с первым 10 и вторым 11 технологическими входами.
Электронный коммутатор напряжения работает следующим образом. Если на первую шину управления 1 подан сигнал В1=0 (низкий уровень) и на вторую шину управления 2 подан сигнал В2=0, то оба ключа 3 и 5 закрыты. Пусть сопротивление первого закрытого ключа 3 равно RK1, а сопротивление второго закрытого ключа 5 равно RK2, при этом ток утечки JУТ1 первого ключа 3 и ток утечки JУТ2 второго ключа 6 определим в виде
где U1 и U2 - соответственно напряжение на первом 3 и втором 5 ключах.
При подаче на первую шину управления 1 сигнала В1=1 (высокий уровень) и на вторую шину управления 2 сигнала В2=1 открываются первый 3 и второй 5 ключи и на блок нагрузки 4 поступает напряжение питания UП=(Е1-Е2), где Е1 - потенциал на первой шине питания 16, Е2 - потенциал на второй шине питания 17. Сопротивление первого открытого ключа 3 обозначим rК1, а сопротивление второго открытого ключа 5 обозначим rК2. Если ток блока нагрузки 4 равен JH, то падения напряжения на первом ключе 3 UOK1 и на втором ключе 5 UOK2 связаны соотношением
Будем считать, что при поступлении на вход управления первого 6 (второго 9) мультиплексора сигнала Т1=0 (Т2=0) выход F1 первого мультиплексора (выход F2 второго мультиплексора) подключается к первому сигнальному входу С1(С2). При поступлении на вход управления мультиплексоров сигналов Т1=1 (Т2=1) выход F1(F2) подключается ко второму сигнальному входу D1(D2).
Пусть требуется определить падение напряжения UOK1 на первом 3 и U0K2 на втором 5 ключах при токе в нагрузке JH. Подадим на первый 10 и второй 11 технологические входы соответственно сигналы Т1=0 (первый сигнальный вход С1 первого мультиплексора 6 подключается к его выходу F1) и Т2=1 (второй сигнальный вход D2 второго мультиплексора 9 подключается к его выходу F2), а на входы управления первого 3 ключа сигнал В1=1 и второго ключа 5 сигнал В2=1. В этом случае падение напряжения U1 на первом 7 резисторе R1 будет равно падению напряжения UOK1 на первом ключе 3 (первый 7 резистор R1 включен параллельно первому ключу 3), а падение напряжения U2 на втором 8 резисторе R2 будет равно падению напряжения UOK2 на втором ключе 5 (второй 8 резистор R2 включен параллельно второму ключу 5). Падение напряжения U0K1 фиксируется на первой 12 и второй 13 выходных шинах измерения, падение напряжения U0K2 фиксируется на третьей 14 и четвертой 15 выходных шинах измерения. При известном токе нагрузки JH можно определить сопротивление первого открытого ключа 3 rК1 и сопротивление второго открытого ключа 5 rK2 в соответствии с (2).
Выберем сопротивления R1 и R2 из соотношений (3)
где RH сопротивление нагрузки. В этом случае при открытых ключах 3 и 5 токи измерения JИ3M1 и JИ3M2, протекающие соответственно в цепи сопротивлений R1 и R2, много меньше тока в нагрузке JH и токи измерения JИ3M1 и JИ3M2 можно не учитывать.
Определим ток утечки Jут1, первого ключа 3. Сформируем сигналы В1=О, В2=О, Т1=1, Т2=1. В этом случае первый 3 и второй 5 ключи закрыты, вторые сигнальные входы D1 первого мультиплексора 6 и D2 второго мультиплексора 9 подключаются соответственно к выходам F1 и F2. Ток утечки Jут1, первого ключа 3 будет протекать как по цепи первого 7 резистора R1, так и по цепи второго 8 резистора R2. Так как согласно (3) RК2 » R2, то в цепи второго ключа 5 протекание части тока утечки Jyт1 первого ключа 3 будет незначительным и этой частью тока можно пренебречь. Измерим напряжения U1 на шинах 12 и 13 и U2 на шинах 13 и 14. Ток в цепи первого 7 резистора R1 обозначим Jут11 ток в цепи второго 8 резистора R2 обозначим Jут12. Имеем соотношения
Соотношение (6) определяет значение тока утечки Jут1 первого ключа 3. Таким образом, при входных сигналах В1=0, В2=0, Т1=1, Т2=1 путем измерения напряжений U1 и U2 на шинах 12 и 13 и на шинах 14 и 15 при известных сопротивлениях первого 7 резистора R1 и второго 8 резистора R2 можно определить значение тока утечки первого ключа 3 согласно (6).
Определим ток утечки Jут2 второго ключа 5. Сформируем сигналы В1=0, В2=0, Т1=0, Т2=0. В этом случае первый 3 и второй 5 ключи закрыты, первые сигнальные входы С1 первого мультиплексора 6 и С2 второго мультиплексора 9 подключаются соответственно к выходам F1 и F2. Ток утечки Jyт2 второго ключа 5 будет протекать как по цепи первого 7 резистора R1, так и по цепи второго 8 резистора R2. Так как согласно (3) RK1>>R1, то в цепи первого ключа 3 протекание части тока утечки Jут2 второго ключа 5 будет незначительным и этой частью тока можно пренебречь. Измерим напряжения U1 на шинах 12 и 13 и U2 на шинах 13 и 14. Ток в цепи первого 7 резистора R1 обозначим Jут21, ток в цепи второго 8 резистора R2 обозначим Jут22. Имеем соотношения
Соотношение (9) определяет значение тока утечки Jут2 второго ключа 5. Таким образом, при входных сигналах В1=0, В2=0, Т1=0, Т2=0 путем измерения напряжений U1 и U2 на шинах 12 и 13 и на шинах 14 и 15 при известных сопротивлениях первого 7 резистора R1 и второго 8 резистора R2 можно определить значение тока утечки второго ключа 5 согласно (9).
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает измерение основных параметров ключей: падения напряжения на открытом ключе (сопротивления открытого ключа) и тока утечки ключей в закрытом состоянии.
Покажем, что возможность измерения основных параметров ключей повышает функциональную надежность электронного коммутатора напряжения на стадии его изготовления. Надежность каждого элемента на данный момент времени определяется технологией его изготовления и зависит от многих факторов. Вместе с тем, выходные параметры элемента характеризуют его состояние и по их значениям можно судить о его надежности. Если, например, какие - либо параметры элемента находятся на границе (или за границей) дозволенных значений, то такой элемент менее надежен (или ненадежен). В процессе изготовления электронного коммутатора напряжения такие элементы возможно выявить на любой стадии путем измерения основных параметров и заменить их на более надежные элементы. Если при изготовлении известного электронного коммутатора напряжения [2] установлено, например, два "ненадежных" элемента с надежностью Р1 и четыре "надежных" элемента с надежностью Р2, то надежность Р3 такого устройства будет равна
При изготовлении предлагаемого электронного коммутатора напряжения за счет возможности измерения основных параметров ключей и выявления "ненадежных" элементов будут установлены все "надежные" элементы с надежностью Р2. Надежность Р4 предлагаемого устройства будет равна
При Р1=0,9 и Р2=0,99 надежность известного устройства Р3=0,78, а надежность предлагаемого устройства Р4=0,94.
Предлагаемая совокупность признаков в рассмотренных авторами решениях не встречалась для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". В качестве элементов для реализации устройства могут быть использованы стандартные ключи, мультиплексоры, резисторы.
Литература
1. Патент Российской Федерации №2208292, Кл. Н03К 17/08, 2003 г.
2. Патент Российской Федерации №2210183, Кл. Н03К 17/08, 2003 г.
Claims (1)
- Электронный коммутатор напряжения, содержащий первый и второй резисторы и последовательно соединенные первую шину питания, первый ключ с первой шиной управления, блок нагрузки, второй ключ со второй шиной управления и вторую шину питания, при этом первый вывод первого резистора подключен к общей точке первого ключа и блока нагрузки, отличающийся тем, что в него дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая шины измерения, первый и второй мультиплексоры, первые сигнальные входы которых соединены с первой шиной питания, вторые сигнальные входы мультиплексоров соединены со второй шиной питания, а входы управления первого и второго мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму технологическим входам, первый вывод первого резистора соединен с первой выходной шиной измерения, второй вывод первого резистора соединен со второй выходной шиной измерения и выходом первого мультиплексора, первый вывод второго резистора соединен с третьей выходной шиной измерения и общей точкой второго ключа и блока нагрузки, второй вывод второго резистора соединен с четвертой выходной шиной измерения и выходом второго мультиплексора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113921/09A RU2368070C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Электронный коммутатор напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113921/09A RU2368070C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Электронный коммутатор напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2368070C1 true RU2368070C1 (ru) | 2009-09-20 |
Family
ID=41168119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008113921/09A RU2368070C1 (ru) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Электронный коммутатор напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368070C1 (ru) |
-
2008
- 2008-04-09 RU RU2008113921/09A patent/RU2368070C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107643490B (zh) | 电池监控系统 | |
US7944199B2 (en) | Voltage-measuring circuit and method | |
CN101283282B (zh) | 电流测量电路和诊断电流测量电路中的故障的方法 | |
JP5667192B2 (ja) | リーク電流を検出及び補正するマルチプレクサ | |
TW200620291A (en) | Memory and semiconductor device | |
JP2007240299A (ja) | フライングキャパシタ方式電圧測定装置 | |
US9696352B2 (en) | Current sense circuit with offset calibration | |
US8988141B2 (en) | On-chip port current control arrangement | |
CN111551865B (zh) | 用于监测电池单元的单元阻抗测量的可靠性的设备和方法 | |
CN108693399A (zh) | 补偿分流漂移的电流测量技术 | |
TWI409484B (zh) | 電壓/電流源及具有電壓/電流源之測試系統 | |
CN208353304U (zh) | 电流感测放大器和通用串行总线usb端口 | |
JP2012007992A (ja) | スイッチ装置および試験装置 | |
US8816891B2 (en) | Wide range input current circuitry for an analog to digital converter | |
RU2368070C1 (ru) | Электронный коммутатор напряжения | |
RU2230332C2 (ru) | Устройство для измерения электрического сопротивления изоляции | |
JP2017519477A (ja) | 小さい電流を検出するための方法及び装置 | |
RU2743101C1 (ru) | Преобразователь уровней и способ преобразования значений уровней в устройствах управления транспортных средств | |
US10274536B2 (en) | Time to current converter | |
RU2342773C1 (ru) | Многоканальный коммутатор напряжения | |
JP2002122643A (ja) | 組電池の電圧検出装置 | |
CN210090563U (zh) | 用于反相器栅极动态电容测试的电路单元及测试电路 | |
JP5370915B2 (ja) | 電圧制限回路 | |
RU2609726C1 (ru) | Способ определения сопротивления изоляции сети постоянного тока с изолированной нейтралью | |
RU2405131C1 (ru) | Устройство измерения разности температуры c терморезистивными датчиками |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180410 |