устройство для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку

Формула изобретения

1. Устройство для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку постоянного тока, включающее источник напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре с образованием первого контура, и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, отличающийся тем, что источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, выполнен в виде двух источников вторичного питания постоянного тока, один из которых присоединен к выводу минус аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу минус цепи питания аппаратуры, образуя второй контур, а второй источник - к выводу плюс аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу плюс цепи питания аппаратуры, образуя третий контур и обеспечивая возможность протекания по цепям питания аппаратуры токов, соответствующих номинальным.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено устройством синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено схемами измерений токов в коммутационных цепях контролируемой аппаратуры, а устройство синхронизации выполнено на двух микропроцессорах, связанных со схемами измерений токов и имеющих возможность подключения к внешней системе управления.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что микропроцессоры имеют возможность подключения к внешней системе управления через трансформаторные развязки между первым и вторым и первым и третьим контурами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры, содержащей элементы коммутации внешней нагрузки постоянного тока, и предназначена, например, для использования при испытании электронной аппаратуры пуска снарядов.

Известно устройство для испытаний на исправность электротехнических элементов (патент RU 2279101, МПК G01R 31/02 (2006.01), опубл. 2006 г.), включающее коммутатор, первый и второй резисторы, а также источник питания, первый и второй светодиоды, коммутатор выполнен в виде мультивибратора, при этом первый выход мультивибратора подключен к первому выводу первого электротехнического элемента и через последовательно включенные первый резистор и первый светодиод - к минусу источника питания, а второй выход мультивибратора подключен к первому выводу второго электротехнического элемента и через последовательно включенные второй резистор и второй светодиод - к минусу источника питания, при этом к плюсу источника питания подключены вторые выводы первого и второго электротехнических элементов.

Недостатком такого устройства является необходимость использования основного источника питания большой мощности, что не позволяет имитировать продолжительные токовые нагрузки большой величины на цепи питания и коммутируемые цепи контролируемой аппаратуры.

Наиболее близким к заявляемому устройству и принятым в качестве прототипа является имитатор нагрузки для испытаний управляемого ключа (патент RU 2138850, МПК⁶ G06G 7/625, опубл. 1999 г.), включающий источник напряжения питания постоянного тока и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания - понижающий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, выход которого подключен параллельно управляемому ключу, причем к шине питания подключен одноименный по полярности вывод выхода преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

В таком устройстве можно использовать основной источник питания меньшей мощности.

Однако это устройство не позволяет имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры и для его реализации требуется источник питания большой мощности, что объясняется необходимостью питания от этого источника преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение мощности источника питания контролируемой аппаратуры и обеспечение возможности имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры.

Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку постоянного тока, включающего источник напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре с образованием первого контура и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания.

Это усовершенствование заключается в том, что источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, выполнен в виде двух источников вторичного питания постоянного тока, один из которых присоединен к выводу минус аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу минус цепи питания аппаратуры, образуя второй контур, а второй источник - к выводу плюс аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу плюс цепи питания аппаратуры, образуя третий контур и обеспечивая возможность протекания по цепям питания аппаратуры токов, соответствующих номинальным.

Выполнение источника напряжения, величина которого меньше напряжения питания, в виде двух источников вторичного питания позволяет снизить мощность источника питания контролируемой аппаратуры.

Вышеописанная схема соединения двух источников вторичного питания обеспечивает протекание тока не только через коммутируемую цепь, но и через цепи питания контролируемой аппаратуры, имитируя токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры.

Кроме того, устройство может быть снабжено устройством синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания, что обеспечивает одновременное включение работы обоих источников вторичного питания и исключает работу одного источника при выключенном другом для повышения достоверности имитации токовой нагрузки и снижения энергозатрат.

Кроме того, устройство может быть снабжено схемами измерений токов в коммутационных цепях контролируемой аппаратуры, а устройство синхронизации выполнено на двух микропроцессорах, связанных со схемами измерений токов и имеющих возможность подключения к внешней системе управления, что позволяет автоматизировать работу устройства.

Кроме того, микропроцессоры могут иметь возможность подключения к внешней системе управления через трансформаторные развязки между первым и вторым и первым и третьим контурами - рациональный вариант схемы, обеспечивающей взаимодействие элементов устройства, включенных в разные контуры.

Устройство поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 - функциональная схема с устройством синхронизации.

Устройство содержит источник 1 напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре 2 с образованием первого контура, и подключенный к аппаратуре 2 источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания 1, выполненный в виде двух источников 3 и 4 вторичного питания постоянного тока. Источник 3 вторичного питания присоединен к выводу 5 минус аппаратуры 2, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки 6, и к выводу 7 минус цепи питания аппаратуры 2, образуя второй контур. Второй источник 4 подключен к выводу 8 плюс аппаратуры 2, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки 6, и к выводу 9 плюс цепи питания аппаратуры 2, образуя третий контур. При этом коммутируемая нагрузка 6 к схеме не подключается. Параметры источников 3 и 4 выбраны из условия обеспечения протекания по цепям питания аппаратуры 2 токов, соответствующих номинальным. В варианте на фиг.2 в схему включено устройство синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания 3 и 4, выполненное на двух микропроцессорах 10 и 11, связанных со схемами измерений токов 12 и 13 соответственно. Микропроцессоры 10 и 11 имеют возможность подключения к внешней системе управления 14 через трансформаторные развязки 15 и 16 между первым и вторым и первым и третьим контурами. Позицией 17 обозначен коммутационный элемент аппаратуры 2, позициями 18 и 19 управляемые ключи в цепи питания микропроцессоров 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 к испытываемой аппаратуре 2 по первому контуру подается напряжение, например 27 В, питания постоянного тока. От источника 3 по второму контуру подается напряжение, например 3,3 В, на вывод 5 минус аппаратуры 2, предназначенный для подключения коммутируемой нагрузки 6, и на вывод 7 минус цепи питания аппаратуры 2. От источника 4 по третьему контуру подается напряжение, например 3,3 В, на вывод 8 плюс аппаратуры 2, предназначенный для подключения коммутируемой нагрузки 6, и на вывод 9 плюс цепи питания аппаратуры 2. После включения аппаратура 2 начинает функционировать. При включении коммутационного элемента 17 аппаратуры 2 по третьему контуру через источник 4 протекает ток по цепи плюс источника 4 - вывод 8 плюс аппаратуры 2 - коммутационный элемент 17 аппаратуры 2 - вывод 9 плюс цепи питания, и по второму контуру через источник 3 протекает ток по цепи вывод плюс источника 3 - вывод 5 минус аппаратуры - внутренние цепи аппаратуры 2 - вывод 7 минус цепи питания - вывод минус источника 3. При этом за счет выбора параметров источников 3 и 4 обеспечивается протекание по цепям питания аппаратуры 2 токов, соответствующих номинальным. Контроль величины тока, протекающего по исследуемой цепи, осуществляется схемами измерений 12 и 13 при помощи любого известного способа измерения, например путем измерения падения напряжения на резистивном элементе с известным сопротивлением, включенным в цепь. В варианте на фиг.2 при приеме команды от внешней системы управления (не показана) микропроцессоры 10 и 11 одновременно замыкают управляемые ключи 18 и 19, подключая источники питания 3 и 4 к цепям контролируемой аппаратуры 2. По цепям контролируемой аппаратуры начинают протекать токи, которые измеряются схемами измерений 12 и 13. Микропроцессоры 10 и 11 получают данные от схем измерений 12 и 13 и по запросу от внешней системы управления передают их, автоматизируя процесс измерений.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет снизить мощность источника питания и обеспечить возможность имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры, а также автоматизировать процесс имитации.