Устройство для управления подключением электропитания

Устройство для управления подключением электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. может быть использовано для подключения электропитания к электронным блокам и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1302283. Целью изобретения является повьш ение быстродействия устройства за счет формирования дополнительных импульсов повьш1енного напряжения для форсирования процесса подготовки к работе. Цель достигается тем, что в устройство по а.с. 1302283,введены второй формирователь импульсов 16, вентильный элемент 15 и элемент НЕ 14. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1427371 (51) 4 G 06 F 11/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMV СВИД=ТЕЛЬСТВУ

< \

Фб

° Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (61) 1302283 (21) 423791 2/24-24 (22) 23.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. Я 36 (72) С.В.Орешин, Б.П.Шурчков и Н.Н.Яцюк (53) 681.326 7 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1302283, кл. С 06 F 11/22, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДКЛЮЧЕНИЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной текнике, может быть использовано для подклю чения электропитания к электронным блокам и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. У 1302283. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет формирования дополнительных импульсов повышенного напряжения для форсирования процесса подготовки к работе. Цель достигается тем, что в устройство по а.с. 1302283 введены второй формирователь импульсов 16, вентильный элемент 15 и элемент НЕ 14. 4 ил.

1427371

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для подключения электропитания к электронным устройствам.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет формирования дополнительных импульсов повышенного напряжения для форсирования процесса подготовки к. работе.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема дешифратора адреса; на фиг.3 — то же, формирователя импульсов группы; на фиг.4 — то же, допол" нительного формирователя импульсов.

Устройство содержит (фиг.1) де- шифратор .1 адреса, информационный вход 2 которого является режимным входом устройства, формирователи 3 импульсов группы, входы 4 разрешения, выборки которых подключены к группевыходов дешифратора 1 адреса, первый 25 дополнительный формирователь 5 импульсов, управляющий вход 6 которого соединен со стробирующим входом дешифратора 1 адреса, первую 7 и вторую 8 группы разряжающих элементов, первые выводы которых объединены и подключены к выводу 9 номинального напряжения первого дополнительного формирователя 5 импульсов, вторые выводы разряжающих элементов 7 первой группы соединены соответственно 35 с входами 10 пуска формирователей

3 импульсов группы, выходы 11 кото" рых соединены соответственно с вторыми выводами разряжающих элементов

8 второй группы и являются группой выходов питания устройства, а входы питания формирователей 3 импульсов группы соединены с выходом 12 повы-. шенного напряжения первого дополнительного формирователя 5 импульсов, 45 вход питания которого соединен с входом 13 для подключения источника питания .устройства, элемент НЕ 14, вентильный элемент 15, второй дополнительный формирователь 16 импульсов, 5О причем вход элемента НЕ 14 является управляющим входом 17 устройства и соединен с управляющий входом второго дополнительного формирователя 16 импульсов, выход 18 повышенного нап- 55 ряжения которого соединен через вентильный элемент 15 с выходом 12 повышенного напряжения первого дополнительного формирователя 5 импульсов, управляющий вход 6 которого соединен с выходом элемента НЕ 14, а вход питания второго дополнительного формирователя 16 импульсов соединен.с входом 13 для подключения источника питания устройства.

Дешифратор 1 адреса предназначен для преобразования кода адреса в унитарный код для обеспечения подготовки (разрешения) к включению одного из формирователей 3 импульсов.

Дешифратор 1 адреса (фиг,2) содержит дешифратор 19, выходы которого соединены с входами соответствующих элементов НЕ 20, выходы которых являются информационными выходами дешифратора 1. На фиг.2 также показаны информационные входы и стробирующий вход дешифратора 1.

Формирователь 3 импульсов содержит (фиг.3) элемент НЕ 21, вход которого является входом 4 разрешения выборки формирователя 3, а выход соединен с первым выводом первого резистора 22, базой первого транзистора 23, эмиттер которого соединен с первым выводом второго резистора 24, а коллектор — с первым выводом третьего резистора 25, катодом стабилитрона. 26, базой второго транзистора 27 и является входом 10 пуска формирователя 3, вывод 12 питания которого соединен с вторыми выводами первого 22, второго 24 резисторов и коллектором второго транзистора 27, эмиттер которого является выходом 11 формирователя 3 импульсов, второй вывод третьего резистора 25 и анод- стабилитрона 26 соединен с общей шиной °

Дополнительный формирователь 5 импульсов содержит элемент НЕ 28, вход которого является управляющим входом 6 (.17) формирователя, а выход соединен с первым выводом первого резистора 29 и базой первого транзистора 30, эмиттер которого соединен с общей шиной и через второй резистор 31 с анодом первого диода 32, первым выводом третьего резистора 33, базой второго транзистора 34, эмнттер нцторого соединен с анодом второго диода 35 и первым выводом накопительного кон- . денсатора 36, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода

37, с выходом 12 (18) повышенного

1427371

55 напряжения формирователя, выход 9 номинального напряжения (в формирователе 16 не использован) соединен с коллектором первого транзистора

30 и с катодами первого 32 и второгс

35 диодов, анод трет его диода 37 соединен с вторыми выводами первого.

29 и третьего 33 резисторов, коллектором второго транзистора 34 и входом 13 для подключения источника питания формирователя.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

Работа устройства осуществляется по циклам, длительность которых может быть постоянной или временной и определяется заданным режимом обращения (синхронным или асинхронным).

В каждом цикле обращения устройство функционирует в двух основных режимах "Работа" и "Ожидание",причем независимо от длительности цикла в целях экономии энергопотребления Т = Тр„„„ =constr где Тр,,„ — минимальная длительность режима "Работа", достаточная для надежного выполнения заданной электронному устройству (нагрузке) функции, например считывания информации из блока постоянной памяти. Т Т „;„,, где Т „;,„ — минимальное время ожидания (подготовки к работе), при котором на выбранном питающем выходе устройства обеспечивается выработка импульса электропитания с заданными параметрами.

Питание устройства осуществляется по входу 13 от стабилизированного источника постоянного тока напряжением +5В. Общая шина питания зазем" ляется (на фиг.1 не показано). В исходном состоянии (режим "Ожидание" при T ) Т „;„ ) на управляющем входе

17 установлен единичный сигнал. На выходе элемента НЕ 14 установлен нулевой сигнал, под действием кото рого на стробирующем входе дешифратора 1, на его информационных выходах, а следовательно, и на входах 4 раз- решения выборки формирователей 3 установлены нулевые -сигналы. Формирователи 3 находятся в состоянии

"Ожидание", и на питающих выходах

11 устройства .установлены нулевые . сигналы. Формирователь 5 под действием нулевого сигнала на его управ,ляющем входе 6 также находится в состоянии "Ожидание", которое сопровождается в нем пополнением энергии по входу 13 о-. источника питания для формирования напряжения вольтодобавки B очередном цикле обращения к устройству. На выводах питания формирователей 3 поддерживается напряжение приблизительно

+4,3 В с выхода 12 формирователя 5, а входы 10 пуска и выходы 11 формирователей 3 установлены в низкоимпедансное состояние через разряжающие элементы 7 и 8 по цепи выхода 9 номинального напряжения формирователя 5 импульсов. Формирователь 16 под действием единичного сигнала на

его управляюшем входе 17 также находится в состоянии "Ожидание", которое не сопровождается накоплением в нем энергии от источника питания, а на его выходе 18 установлен потенциал, близкий к напряжению питания на входе 13, при котором ток через вентильиый элемент 15 отсутствует.

После поступления кода адреса на вход 2 и управляющего нулевого сигнала на вход l7 в устройстве начинают переключаться дешифратор 1 и формирователи 5 и 16. Дешифратор 1 срабатывает быстрее и на одном из своих выходов устанавливает единичный сигнал, который поступает на вход 4 соответствующего формирователя 3 (например, 3. 2) . На входах 10 пуска всех формирователей 3 поддерживаются нулевые сигналы за счет низкого импеданса выхода 9 формирователя 5 импульсов. Наличие единичного сигнала на входе 4.2 резрешения выборки и нулевого сигнала на входе 10.2 пуска формирователя 3.2 обеспечивает его переключение в состояние "Подготовка".

Формирователи S и 16 под действием .противоположных управляющих сигналов на их входах 6 и 17 практичес" ки одновременно переключаются в раз личные состояния, соответственно

"Работа" и "Подготовка".

С включением формирователя 5 в режим "Работа" на его выходе 12 появляется напряжение приблизительно

+7 В, равное сумме напряжений на входе 13 питания и вольтодобавки, сформированной в нем за время ожидания на предшествующем цикле обращения к устройству, которое подается на выводы питания формирователей 3.

1427371

Одновременно на выходе 9 формирователя 5 устанавливается высокоимпедансное состояние, обеспечивающее высокоимпедансное состояние разряжающих элементов 7 и 8, а следовательно, и высокоимпедансное состояние входов 10 и выходов 11 формирователей 3. Формирователь 3.2, подготовленный к включению единичным сигналом на его входе 4.2, с минимальной задержкой переключается в состояние "Работа" по входу 10.2 пуска и выдает на выход 11. 2 устройства мощный импульс электропитания напряжением +5 В заданной длительности (Тр) для режима "Работа".

Остальные формирователи 3 остаются в состоянии "Ожидание" под действием нулевых сигналов на их входах 4 разрешения выборки и практически не потребляют энергии, Состояние "Подготовка" формирователя 16 импульсов сопровождается накоплением в нем энергии по входу

13 от источника питания для формирования напряжения вольтодобавки в режиме "Ожидание" текущего цикла обращения к устройству.

При снятии нулевого сигнала с входа 17 устройство переключается в режим "Ожидание". Формирователи 5 и 16 практически одновременно пере", ключаются в противоположные состояния, соответственно "Подготовка" и

"Работа".

Переключение формирователя 5 в режим "Подготовка" сопровождается одновременным разрядом емкостных составляющих цепей входа 10,2 пуска и питающего выхода 11.2 формирователя 3.2 соответственно, через разряжающие элементы 7.2 и 8.2 по цепи выхода 9 формирователя 5 на общую шину, ускоряя таким образом процесс возврата в исходное состояние цепи питающего выхода 11.2 устройства.

С переключением формирователя 16 в состояние "Работа" на его выходе

18 появляется импульс повышенного напряжения амплитудой приблизительно +7 В, равной сумме напряжений на входе 13 питания и вольтодобавки, сформированной в нем на этапе "Работа" текущего цикла обращения к устройству, который подается через вентильный элемент 15 в цепи выхода 12 формирователя 5. В формирователе 5 форсированно и кратковременно (B

55 течение заданного времени Т „„ „ ) происходит накопление энергии по цепи выхода 12 за счет энергии запасенной формирователем 16 в режиме

"Работа" текущего цикла обращения к устройству. По .мере "перекачки" энергии из формирователя 16 в формирователь 5 напряжение на выходе

18 уменьшается, ток через вентильный элемент 15 прекращается и формирователь 16 автоматически отключается. Формирователи 5 и 16 переходят в состояние "Ожидание". При этом готовность формирователя 5 к очередному циклу обращения поддерживается за счет пополнения в нем энергии по цепи входа 13 от источника питания. С переключением формирователей 5 и 16 в состояние "Ожидание" может быть сразу же проведено очередное обращение к устройству.

Формирователь 3 импульсов (фиг.3) работает следующим образом.

В каждом цикле обращения к устройству формирователь 3 последовательно переключается в одно из трех состояний: "Подготовка", "Работа", "Ожидание", определяемых комбинацией уровней напряжения на его входах 4, 10.

В исходном состоянии †.режим

"Ожидание" — на вход 12 питания по" дается напряжение приблизительно

+4,3 В, а на входы 4, 10 — нулевой сигнал (низкий уровень), Выход элемента НЕ 21 установлен в высокоимпедансное состояние, транзисторы 23 и 27 закрыты. Напряжение на выходе

11 формирователя 3 отсутствует, и он практически не потребляет энергии.

При обращении к устройству на вход 4 разрешения выборки подается единичный сигнал (высокий уровень), под действием которого он переходит в состояние Подготовка". Выход элемента НЕ 21 устанавливается в низкоимпедансное состояние, в результате чего транзистор 23 открывается.

Транзистор 27 остается закрытым под действием нулевого сигнала на входе 10 пуска формирователя 3. В результате этого в режиме "Подготовка" напряжение íà выходе 11 отсутствует, а его потребление не превышает нескольких десятков миллиампер.

Формирователь 3 переключается из режима "Ожидание" в режим "Работа" при одновременном переводе в

7 высокоимпедансное состояние входа

10 пуска и подаче на вход 12 питания напряжения примерно +7 В. В результате того, что транзистор 23 открыт, резко возрастает ток базы транзистора 27 и он открывается.

Формирователь 3 выдает на выход 11 мощный импульс электропитания, ограниченный по амплитуде до напряжения

+5 В стабилитроном 26 и падением напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 27 °

Из режима "Работа" формирователь

3 может быть переведен в режим "Подготовка" при одновременном снятии активизирующих воздействий с входа

10 и входа 12 или в режим "Ожидание" при снятии активизирующего воздействия и с входа 4. В любом из указанных вариантов транзистор 27 резко закрывается за счет закорачивания (через соответствующий разря° жающий элемент 7) на общую шину паразитной емкости стабилитрона 26 по цепи входа 10 формирователя 3.

Включение первого транзистора 23 в режим "Подготовка", предшествующее включению транзистора 27 в режим "Работа", позволяет уменьшить задержку включения всего формирователя 3 по входу 10 пуска позволяет в целом ускорить процесс возврата в исходное состояние выходов 11 формирователей 3.

Первый дополнительный формирователь 5 импульсов (фиг.4) работает следующим образом.

На вход 13 питания подается стабилизированное напряжение с номиналом +5 В от внешнего источника питания устройства °

В каждом цикле обращения к устройству формирователь 5 последовательно переключается в одно из трех состояний: "Работа", "Подготовка", "Ожидание".

В режиме "Ожидание" (исходном состоянии) на вход 6 элемента НЕ 28 подается нулевой, сигнал. Выход элемента НЕ 28 находится в высокоимпедаHcHQM состоянии, транзистор 30 открыт, а транзистор 34, база которого подключена через диод 32 и открытый транзистор 30 к общей шине, закрыт. Открытое состояние транзистора 30 и закрытое транзистора 34 обеспечивает подзаряд накопительногс конденсатора 36 по следующей цепи:

427371 вход 13 питания формирователя 5, диод 37, конденсатор 36, диод 35, транзистор 30, общая шина. На выходе

12 установлено напряжение (+4,3 В), равное напряжению на входе 13 питания (+5 В) минус падение напряжения на диоде 37. На выходе 9 установлено низкоимпедансное состояние.

В режиме "Работа" на вход 6 элемента НЕ 28 подается единичный сиг5

10 нал. Выход элемента HE 28 устанавливается в низкоимпедансное состоя ние и подключает базу транзистора

30 к общей шине. Транзистор 30 закрывается и отключает базу транзистора 34 от общей шины. Транзистор

34 открывается и подключает предварительно заряженный на этапе

"Ожидание" предшествующего цикла обращения к устройству конденсатор

36 последовательно и согласно внешнему источнику питания устройства (+5 В). На выходе 12 повышенного напряжения формирователя 5 устанавливается напряжение (+7 В), превы15

25 шающее напряжение на входе 13 пита ния (+5 В) на величину напряжения на заряженном конденсаторе 36 (2,5 В).

На выходе 9 номинального напряжения формирователя 5 устанавливается вы30 ле чего ток в цепи выхода 12 прекращается в резульгате запирания вентильного элемента 15. С прекращением r тока в цепи выхода 12 фор— мирсватель 5 переходит в состояние

"Ожидание".

55 сокоимпедансное состояние.

Формирователь 5 переключается из режима "Работа" в режим "Подготовка" прн одновременной подаче на вход 6

35 нулевого сигнала, а на выход 12 дополнительного импульса повышенного напряжения .(+6,3 В). Выход элемента

НЕ 28 устанавливается в высокоимпедансное состояние и отключает базу транзистора 30 от общей шины. Транзистор 30 открывается и подключает базу транзистора 34 к общей шине.

Транзистор 34 закрывается. Под дейс" твием дополнительного импульса по45 вышенного напряжения на выходе f2 формирователя 5 конденсатор 36 фор. сированно и кратковременно заряжается по дополнительной цепи заряда: выход 12 формирователя э, конденса50 тор 36. диод 35, транзистор 30, общая шина (до напряжения примерно

+4,3 В относительно общей шины), пос1427371

Формирователь 5, подготовленный за минимальное время (Т „„<) к очередному циклу обращения, может быть сразу же переключен в режим "Работа".

При обращении к устройству на низкой частоте (7<» Tq „„ ) напряжение на накопительном конденсаторе

Эб (+4,3 В относительно корпуса)

"фиксируется" за счет подзаряда конденсатора 36 ог внешнего источника питания устройства по следующей цепи: вход 13 питания формирователя

5, диод 37, конденсатор 36, диод

35, транзистор 30, общая шина.

Разряжающие элементы 7 могут быть выполнены на диодах и подключены катодами к выходу 9 номинального напряжения формирователя 5 импульсов, а анопами — к входу пуска соответствующих формирователей 3.

Разряжающие элементы 8 могут быть выполнены на диодах и подключены катодами к выходу 9 формирователя 5, а анодами — к выходам 11 соответствующих формирователей 3.

Вентильный элемент 15 может быть выполнен на диоде и подключен катодом к выходу 12, а анодом — к выходу 18 повьппенного напряжения.

Второй дополнительный формирователь 16 импульсов (фиг.4) работает следующим образом.

На вход 13 питания формирователя

16 подается стабилизированное напряжение с номиналом +5 В от внешнего источника питания устройства.

B каждом цикле обращения к устройству формирователь 16 последовательно переключается в одно из трех состояний: "Подготовка", "Работа", "Ожидание", в отличие от формирователя 5, который в цикле обращения последовательно переключается в состояние: "PGGQTB "Подготовка", "Ожидание". Состояние "Ожидание" формирователя 16 следует за состоянием "Работа" и отличается от состояния "Ожидание" формирователя 5.

В режиме "Ожидание" (исходном состоянии) на управляющий вход 17 формирователя 16 подается единичный сигнал. Выход элемента НЕ 28 находится в низкоимпедансном состоянии, транзистор 30 закрыт, а транзистор

34 открыт, то ток в цепи выхода 18 повьппенного напряжения формирователя 5 отсутствует, так как вентильный элемент 15 нахопится в закрытом

10 состоянии. На выходе 18 формирователя 5 установлен потенциал (+4 3 B), близкий к напряжению питания на его входе 13.

В режиме "Подготовка" на вход 17 элемента HE 28 подается нулевой сигнал. Выход элемента НЕ 28 находится в высокоимпедансном состоянии, транзистор 30 открыт, а транзистор 34, база которого подключена через диод

35 и открытый транзистор 30 к общей шине, закрыт. Открытое состояние транзистора 30 и закрытое транзистора 34 обеспечивает заряд накопительного конденсатора 36 по следующей цепи: вход 13 питания формирователя 16, диод 37, конденсатор Эб, диод 35, транзистор 30, общая шина.

На выходе 18 установлено напряжение (+4,3 В), равное напряжению питания на входе 13 минус падение напряжения на диоде 37.

В режиме "Работа" на вход 17 эле25 мента НЕ 28 подается единичный сигнал. Выход элемента HE 28 устанавливается в низкоимпедансное состояние и подключает базу транзистора

30 к общей шине. Транзистор 30 зак30 рывается и отключает базу транзистора 34 от общей шины. Транзистор 34 открывается и подключает предварительно заряженный на этапе "Подготовка" конденсатор 36 последова35 тельно и согласно внешнему источнику питания устройства. На выходе 18 формирователя 16 формируется дополнительный импульс повышенного напряжения (+7 В), длительность которого

40 определяется временем разряда конденсатора 36 до напряжения (+4,3 В), при котором ток в цепи выхода 18 прекращается вследствие запирания вентильного элемента 15. С прекра45 щением тока в цепи выхода 18 формирователь 16 переходит в состояние

"Ожидание", из которого сразу же может быть вновь переведен в состояние "Подготовка".

50 .Формула изобретения

Устройство для управления подключением электропитания по авт.св.

У 1302283, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия устройства за счет формирования дополнительных импульсов повышенного напряжения, в него введе1427371

1l ны элемент НЕ, вентильный элемент и второй дополнительный формирователь импульсов, причем вход элемента НЕ является управляющим входом устройства и соединен с управляющим входом второго дополнительного формирователя импульсов, выход повышенного напряжения которого соединен череэ вентильный элемент с входами питания формирователей импульсов группы, стробируюлий вход дешифратора адреса соединен с выходом элемента НЕ, вход питания второго дополнительного формирователя импульсов соединен с входом для подключения источника питания устройства.

1427371

Составитель В.Вертлиб

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор О.Спесивых

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4853/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4