Биполярный стабилизатор тока

 

БИПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА , содержащий операционный усилитель , неинвертирующий и инвертирующие входы которого подключены к выходам параллельно соединенных источника опорного напряжения на стабилитроне и первом резисторе и датчика тока на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, а выход усилителя и входные и общий выводы источника опорного напряжения и датчика тока связаны через диодный мост с выходным выводом стабилизатора тока, о.т л и ч а ю щ,л и с я тем, что, с целью повышения точное- . ти стабилизации выходного тока, в него введены первый, второй, третий и четвертый ключи, а усилитель выполнен с прямым и инверсным выходами, причем прямой выход усилителя соединен с выходным вьшодом стабилизатора тока через последовательно соединенные третий диод моста, третий и первьй ключи, первый диод моста соответственно, а ;ГинверснЫй выход § усилителя - через четвертый диод (Л моста, четвертый и второй ключи, второй диод моста, точки соединения первого ключа с третьим и второго ключа с четвертым подключены соответственно к входным и общему выводам источника опорного напряжения и датчика |тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gy)4 G 05 F 1/585

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3 7 1 3563/24-07 (22) 21.03.84 (46) 23.09.85. Бюл. ¹ 35 (72) В.С9Малов (53) 621,316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 514284„кл. С 05 F 1/56, 1976..

Авторское свидетельство СССР № 802848,, кл. С 05 F 1/56, 198 1.

Авторское свидетельство СССР № 935911, кл. G 05 F 1/56, 1982. (54)(57) БИПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий и инвертирующие входы которого подключены к выходам параллельно соединенных источника опорного напряжения на стабилитроне и первом резисторе и датчика тока на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, а выход усилителя и входные и общий вы(l9> ® (Ill О А воды источника опорного напряжения и датчика тока связаны через диодный мост с выходным выводом стабилизатора тока, о.т л и ч а ю щ,.и и с я тем, что, с целью повышения точнос- . ти стабилизации выходного тока, в него введены первый, второй, третий и четвертый ключи, а усилитель выполнен с прямым и инверсным выходами, причем прямой выход усилителя соединен с выходным выводом стабилизатора тока через последовательно соединенные третий диод моста, третий и первый ключи, первый диод моста соответственно, а ., инверсный выход усилителя — через четвертый диод моста, четвертый и второй ключи, второй диод моста, точки соединения первого ключа с третьим и второго ключа с четвертым подключены соответствен( но к входным и общему выводам источника опорного напряжения и датчика ,тока.

1180870

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в качестве управляемого биполярного источника тока.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации биполярного тока.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора тока.

Устройство содержит источник опор-1О кого напряжения из стабилитрона 1 и первого резистора 2, параллельно которому подключен датчик тока из второго 3 и третьего 4 резисторов.

Средняя точка первой последователь- 15 ной цепочки соединена с положительным входом операционного усилителя

5, средняя точка второй последовательной цепочки соединена с отрицательным входом усилителя 5. Стабили- рр затор содержит также первый б, второй /, третий 8, четвертый 9 ключи, заземленную нагрузку 10, управляющий сигнал 11, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15 диоды.

Незаэемленный вывод нагрузки 10 соединен через первый диод 12, первый 6 и третий 8 ключи, третий диод 14 соответственно с прямым выходом силителя 5, а через второй диод 13, второй 7 и четвертый 9 ключи, четвертый диод 15 соответственно — с инверсным выходом усилителя 5, общая точка первого б и третьего 8 ключей соединена с общей точкой первого 2 и

35 второго 3 резисторов, а общая точка второго 7 и четвертого 9 ключей — с общей точкой стабилитрона 1 и третье- го резистора 4.

4О

Операционный усилитель 5 в биполярном стабилизаторе тока имеет дифференциальный вход и балансный выход.

Все изменения прямого выходного напряжения находятся в фазе с изменениями на- 5 пряжения положительного входа и в противоАаэе с изменениями напряжения отрицательного входа. Для инверсного выхода операционного усилителя 5 имеет место обратное соотношение. 50

Наличие двух выходов и четырех ключей позволяет получить простую структуру биполярного стабилизатора тока с заземленной нагрузкой, обладающего высоким быстродействием иэ- 55 менения направления тока и высокой точностью симметрии номиналов положительного и отрицательного токов.

Диоды 12 — 15 включены последовательно с ключами б — 9 соответственно и предназначены для исключения работы стабилизаторов в режиме рабо— ты стабилитрона в ITpHMQM смещении.

Они также исключают протекание тока через ключи другого направления и уменьшают сквозные токи через одновременно открытые ключи 6 — 9 при работе биполярного стабилизатора в динамическом режиме.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на ключи 6 — 9 поступает сигнал 11 управления, который включает ключи 7 и 8 и выключает ключи 6 и 9. Тогда инверсный выход операционного усилителя 5 оказывается отключенным, а операционный усилитель с прямым выходом, стабилитрон 1, токозадающий резистор 2, датчик тока на резисторах 3 и 4 образуют собой стабилизатор тока положительного направления, в котором стабилитрон 1 запитан частью стабилизированного тока нагрузки 10. Контур стабилизации тока положительного направления замыкается через прямой выход операционного усилителя 5, третий диод 14, третий ключ 8, параллельную цепочку иэ первого резистора

2 и стабилитрона 1, второго 3 и третьего 4 резисторов, второй ключ 7, второй диод 13 и заземленную нагрузку 10. Напряжение на прямом выходе операционного усилителя 5 относитель» но общей шины положительно.

При изменении сигнала 11 управления, включаются ключи 6 и 9 и выключаются ключи 7 и 8. Тогда прямой выход операционного усилителя 5 оказывается отключенным, а операционный усилитель 5 с инверсным выходом, стабилитрон 1, токозадающий резистор 2 датчик тока на резисторах 3 и 4 образуют собой стабилизатор тока отрицательного направления через нагрузку. Койтур стабилизации тока отрицательного направления замыкается через заземленную нагрузку 10, первый диод 12, первый ключ 6, параллельную цепочку из резистора 2 и стабилитрона 1,, второго 3 и третьего 4 резисторов, четвертый ключ 9, четвертый диод 15 и инверсный выход операционного усилителя 5. Напряжение на инверсном выходе операционного усилителя относительно общей шины отрицательно.

1180870!

О (P, 1 Р )

Ъ (i 12 Rç RЗ R;R„Rг R„)fK где Пст

Составитель В.Есин

Техред Л.Микеш

Редактор Г.Волкова

Корректор И.Зрдейи

Заказ 5923/46 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Таким образом, изменение сигнала

11 управления приводит к изменению . направления стабилизированного тока через нагрузку, но не приводит к изменению стабилизированного тока через стабилитрон 1 и датчик тока на резисторах 3 и 4. При этом, независимо от направления тока через нагрузку, его номинальное значение определяется выражением

Ъ вЂ” напряжение стабилизации стабилитрона 1;

ФФициент ЪО усиления операционного усили- теля;

R, R1, К„, R — значения сопротивлений нагрузки 10 первого 2, второго

3, третьего 4 резисторов соответственно.

При большом значении К ток нагрузки равен 2, U, ° (R< + Rz)/R

Неравенство номинальных значений положительного и отрицательного токов определяется токами утечки закрытых ключей. Время изменения полярности тока через нагрузку определяется в основном временем переключения ключей 6 — 9.

По сравнению с известными биполяр,ными стабилизаторами тока предлагаI емый стабилизатор имеет более высокие быстродействие переключения полярности тока нагрузки, точность стабилизацйи токов положительного и от- рицательного направлений и равенство их номинальных значений и не требует дополнительного источника напряжения питания.