SU1629864A1 - Устройство дл контрол разр да источников питани посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в малогабаритных переносных приборах с автономными источниками питани . Цель изобретени  - повышение качества контрол  и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 17 пр моугольных импульсов, накопительный крнденсатор 19, индикатор 13иделитель2 напр жени . Введение триггера 9 Шмитта на микромощном программируемом операционном усилителе 10, микромощных источника 5 опорного напр жени  и стабилизатора 16 напр жени , а также умножител  18 и электронного ключа 20 на мощном полевом транзисторе 21 исключает генерацию устройством помех в цеп х контролируемого источника и его нагрузки, снижает потребление мощности от контролируемого источника и обеспечивает автоматическое отключение контролируемого источника от нагрузки при его разр де. 1ил. (Л С

Description

Os

hO

о

00

о

Јь

Изобретение относитс  к электроизмеительной технике и может быть использоано дл  контрол  и индикации предельно опустимого разр да источников питани  посто нного тока с одновременным ограничением этого разр да в малогабаритных переносных радиоэлектронных приборах с автономными источниками питани  постонного тока.

Цель изобретени  - повышение качества контрол  за счет исключени  генерации устройством помех в цеп х контролируемого источника и его нагрузки и снижени  потребл емой от контролируемого источника мощности, а также расширение функци- ональных возможностей за счет автоматического отключени  контролируемого источника от нагрузки при его разр де .

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит контролируемый источник 1 питани , подключенные параллельно ему делитель 2 напр жени , состо щий из последовательно соединенных резисторов 3 и 4, и микромощный источник 5 опорного напр жени , состо щий из Р-ка- нального полевого транзистора 6 с управл емым pn-переходом и резистором 7.

Сток транзистора 6 соединен с вторым (отрицательным) выводом источника 1, а его затвор и первый вывод резистора 7 - с первым (положительным) выводом источника 1 и общей шиной 8, второй вывод резистора 7 и исток транзистора 6 подключены к выходу источника 5 и к неинвертирующему входу триггера 9 Шмитта, состо щего из микромощного программируемого операционного усилител  10 с резистором 11 в цепи положительной обратной св зи и программирующего резистора 12, подключенного между программирующим и неинвертирующим входами этого операционного усилител . Инвертирующий вход триггера 9 подключен к выходу делител  2, отрицательный вывод питани  - к отрицательному выводу источника 1, положительный вывод питани - к общей шине 8. Выход триггера 9 соединен с вторым выводом индикатора 13, выполненного на последовательно соединенных токоограничивающем резисторе 14 и светодиоде 15, и с вторым (отрицательным) выводом питани  микромощного стабилизатора 16 напр жени , первый (положительный) вывод питани  которого соединен с общей шиной 8, а выход - с вторыми (отрицательными) выводами пи- тани  генератора 17 пр моугольных импульсов и умножител  18 напр жени , первые (положительные) выводы питани 

генератора 17 и умножител  18 соединены с общей шиной 8. Вход умножител  18 подключен к выходу генератора 17,второму выводу накопительного конденсатора 19 и

входу электронного ключа 20, состо щего из мощного n-канального полевого транзистора 21 с управл емым pn-переходом и диода 22. К затвору транзистора 21,  вл ющегос  входом ключа 20, подсоединен анод диода

0 22, исток транзистора 21 соединен с катодом диода 22, с первым выводом конденсатора 19 и с общей шиной 8, а сток - с выходом устройства.

Устройство работает следующим обра5 зом.

При полностью зар женном контролируемом источнике 1 питани  на выходе триггера 9 Шмитта выходное напр жение отсутствует (близкое к нулю), так как напр 0 жение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем. В результате све- тодиод 15 не горит и напр жение на выходе микромощного стабилизатора 16 отсутствует . Умножитель 18 и генератор 17 не ра5 ботагот, чем обеспечиваетс  отсутствие помех в работающей радиоэлектронной аппаратуре . Вследствие этого напр жение на накопительном конденсаторе 19 и затворе полевого транзистора 21 ключа 20 тоже рав0 но нулю. Поэтому электронный ключ 20 открыт , т.е. сопротивление канала транзистора 21 минимально. В результате ток со стока транзистора 21 идет в цепь нагрузки.

При разр де контролируемого источни5 ка 1 напр жение на инвертирующем входе триггера 9 уменьшаетс  пропорционально, а на неинвертирующем входе оно стабилизировано микромощным источником 5 опорного напр жени . Поэтому в некото0 рый момент, когда напр жение источника 1 станет меньше установленного, триггер 9 Шмитта переключитс : на его выходе установитс  напр жение, величина которого будет почти равна напр жению источника 1. В

5 результате загоритс  светодиод 15, сигнализиру  о разр де источника 1. Одновременно это же напр жение поступит на отрицательный вывод питани  микромощного стабилизатора 16. На его выходе по 0 витс  стабилизированное напр жение, величина которого устанавливаетс  минимально возможной, но вместе с тем она обеспечивает устойчивое возбуждение и работу генератора 17 пр моугольных импуль5 сов. После того, как стабилизированное напр жение поступит на отрицательные выводы питани  генератора 17 и умножител  18, они начинают свою работу. Генератор 17 вырабатывает пр моугольные импульсы, амплитуда которых стабилизирована стабилизатором 16. Эти импульсы, имеющие отрицательную пол рность, поступают с его выхода на вход умножител  18. В результате конденсатор 19 зар жаетс  до отрицательного напр жени , величина которого больше или, по крайней мере, равна напр жению отсечки полевого транзистора 21. Эта величина обеспечиваетс  соответствующим выбором коэффициента умножени  умножител  18.

После зар да конденсатора 19 электронный ключ 20 закрываетс  и разр д источника 1 через нагрузку прекращаетс . Величина отрицательного напр жени  на конденсаторе 19 и, следовательно, на затворе полевого транзистора 21 не подвержена колебани м напр жени  источника 1, так как умножитель 18 питаетс , как и генератор 17, стабилизированным напр жением. Отметим, что эта величина может быть любой в зависимости от выбранного коэффициента умножени  умножител  18, что позвол ет использовать в ключе 20 полевые транзисторы с любым напр жением отсечки .

После того, как ключ 20 закроетс , напр жение на источнике 1 начнет нарастать. И особенно быстро оно увеличиваетс , если разр д источника 1 производилс  большим током. Но триггер 9 Шмитта переключаетс  только тогда, когда напр жение на его инвертирующем входе достигнет второго значени  порогового напр жени , которое выше первого и устанавливаетс  резистором 11. Этим самым предотвращаетс  режим частого включени -выключени  ключа 20, который может оказатьс  нежелательным дл  питаемой аппаратуры.

Диод 22 служит дл  разр да напр жени  накопительного конденсатора 19 через свое обратное сопротивление перехода до нул  после прекращени  работы умножител  18, т.е. после того, как триггер 9 Шмитта оп ть переключитс  и его выходное напр жение исчезнет. Одновременно диод 22 предохран ет затвор транзистора 21 от воздействи  статического электричества.

Так как достоинством полевого транзистора 21  вл етс  практическое отсутствие расхода мощности коммутирующего сигнала , то можно сделать сопротивление его открытого канала сколь угодно малым, подключа  параллельно транзистору 21 другие полевые транзисторы этого же типа.

Чтобы снизить потребл емую устройством мощность от источника 1, первый вывод резистора 12, задающего ток потреблени  операционного усилител  10, подключен к его неинвертирующему входу, на котором создано опорное напр жение микромощным источником 5 опорного напр жени , а второй вывод резистора 12 подключен к соответствующему выводу операционного усилител  10. В результате ток через рези- 5 стор 12 будет неизменным и, следовательно , ток потреблени  триггера 9 Шмитта тоже будет посто нной величиной. При соответствующем выборе резистора 12 он составл ет единицы микроампер. Ток,

10 потребл емый источником 5 и делителем 2, тоже составл ет единицы микроампер.

Таким образом, когда источник 1 зар жен до заданного напр жени , устройство позвол ет полностью избавитьс  от помех,

15 создаваемых генератором пр моугольных импульсов. Устройство имеет расширенные функциональные возможности за счет автоматического отключени  разр женного источника питани  от нагрузки, позвол ет

Claims (1)

1. 0 снизить потребл емую им мощность от контролируемого источника питани . Формула изобретени  Устройство дл  контрол  разр да источников питани  посто нного тока, содержа5 щее генератор пр моугольных импульсов, первый вывод питани  которого подключен к общей шине, к которой подключены первый вход устройства, первый вывод накопительного конденсатора и первый вывод

   0 индикатора, выполненного на последовательно соединенных светодиоде и токоогра- ничивающем резисторе, второй вход устройства соединен с вторым выводом питани  делител  напр жени , отличаю5 щ е е с   тем, что, с целью повышени  качества контрол  и расширени  функциональных возможностей за счет автоматиче- ского отключени  контролируемого источника от нагрузки при его разр де, в

   0 него введены триггер Шмитта, микромощный источник опорного напр жени , микро- мощный стабилизатор напр жени , умножитель напр жени  и электронный ключ, выполненный на мощном полевом

   5 транзисторе с диодом, подключенным между его затвором и истоком, триггер Шмитта выполнен на микромощном программируемом операционном усилителе с резистором в цепи положительной обратной св зи и

   0 программирующим резистором, подключенным между программирующим входом этого операционного усилител  и его неинвертирующим входом, выводы питани  микромощного операционного усилител  и

   5 микромощного источника опорного напр жени  подключены к соответствующим входам устройства, первые выводы питани  делител  напр жени , микромощного стабилизатора напр жени  и умножител  напр жени  и исток полевого транзистора

   подключены к общей шине, инвертирующийвыход которого подключен к вторым вывовход микромощного операционного усили-дам питани  последовательно соединенных

   тел  соединен с выходом делител  напр -генератора пр моугольных импульсов и умжени , неинвертирующий вход- с выходомножител  напр жени , выход которого соемикромощного источника опорного напр -5 динен с вторым выводом накопительного

   жени , а выход - с вторым выводом индика-конденсатора и затвором полевого транзитора и вторым выводом питани стора, сток которого подключен к выходу

   микромощного стабилизатора напр жени ,устройства.