Управляемый стабилизатор тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности преобразования и надежности управляемого стабилизатора тока. Цель достигается тем, что в управляемом стабилизаторе тока, содержащем первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с источником управляющего напряжения, выход - с нагрузкой через эталонный резистор, с инвертирующим входом первого усилителя и с выходом узла обратной связи через первый резистор, а вход узла обратной связи соединен с нагрузкой, узел обратной связи выполнен в виде вспомогательного стабилизатора тока. Вспомогательный стабилизатор тока выполнен на втором операционном усилителе, втором резисторе и подключен к изолированному двухполярному источнику питания. Причем в первом варианте исполнения инвертирующий вход второго усилителя соединен с нагрузкой, неинвертирующий вход - с общей шиной через второй резистор, с общим выводом изолированного двухполярного источника питания, а выход второго усилителя соединен с инвертирующим входом первого усилителя. Во втором варианте второй усилитель подключен неинвертирующим входом к нагрузке, выходом и инвертирующим входом - к общей шине через второй резистор, а инвертирующий вход первого усилителя соединен с общим выводом изолированного двухполярного источника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 G 05 F I/625

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4313057/24-07; 4332448/24-07 (22) 02.10.87 (46) 30.09.89. Бюл. Р 36 (72) В.С.Малов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ь - 746470, кл. G.05 F 1/563 1977.

Патент США Р 4.290. 024, кл. Н 03 F 1/26, 1981. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения — повышение точности преобразования и надежности управляемого стабилизатора тока. Цель достигается тем, что в управляемом стабили— заторе тока, содержащем первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с источником управляющего напряжения, выход — с нагрузкой через эталонный резистор, с инвертирующим входом первого усили теля и с выходом узла обратной связи

Изобретение относится к электротехнике и монет быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности преобразования и надежности устройства.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы управ„„Я0„„151.1746 А1

2 через первый резистор, а вход узла обратной связи соединен с нагрузкой, узел обратной связи выполнен в виде вспомогательного стабилизатора тока.

Вспомогательный стабилизатор тока выполнен на втором операционном усилителе, втором резисторе и подключен к изолированному двухполярному источнику питания. Причем в первом варианте исполнения инвертирующий вход второго усилителя соединен с нагрузкой, неинвертирующий вход — с общей шиной через второй резистор, с общим выводом изолированного двухполярного источника питания, а выход второго усилителя соединен с инвертирукицим входом первого усилителя. Во втором варианте второй усилитель подключен неинвертирукицим входом к нагрузке, выходом и инвертирующим входом - к общей шине через второй резистор, а инвертирующий вход первого усилителя соединен с общим выводом изолированного двухполярного источника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ляемых стабилизаторов тока с различным выполнением узла обратной связи.

Управляемый стабилизатор тока содержит первый операционный усилитель

1, эталонный резистор 2, первый резистор 3, узел обратной связи, состоящий из второго операцинного усилителя 4 и второго резистора 5. Причем

1511746 усилитель 1 подключен неинвертирующим входом к входной шине для подключения источника 6 управляющего напряжения, выходом - к выходной шине под- 5 ключения нагрузки 7 через эталонный резистор 2, к инвертирующему входу усилителя 1 через резистор 3. Усилитель 4 и резистор 5 в первом варианте выполнения узла обратной связи 10 (фиг.1) соединяются с остальными элементами следующим образом. Инвертирующий вход усилителя 4 соединен с выходкой шиной, неинвертирующий вход— с общей шиной устройства через резис- 15 тор 5, с общим выводом изолированного двухполярного источника 8 и 9 питания усилителя 4, выход которого соединен с инвертирующим входом усилителя 1 . 20

Во втором варианте выполнения узла обратной связи (фиг,2) усилитель

4 подключен неинвертирующим входом к выходной шине, выходом — к общей шине устройства через резистор 5, к ин- 25 вертирующему входу непосредственно, а инвертирующий вход усилителя 1 соединен с общим выводом изолированного двухполярного источника 8 и 9 питанля усилителя 4. Узел обратной связи вы- 30 полнен по схеме управляемого стабилизатора тока. Выходное напряжение Г, 9 силителя 1 равно сумме напряжения Г

9 источника 6 и напряжения 1. обратной связи, выделяемого на резисторе

Ua,,,= U „+ U . В свою очередь напряжение U> обратной связи определяется выходным током узла обратной связи, который равен току I 5 через резистор

5. Собственные токи йотребления уси- 40 лителя 4 замыкаются через источники 8 и 9 питания. Напряжение на резисторе

5 равно напряжению U „" на нагрузке 7.

При этом ток I обратной связи будет проходить через Один из источникОв 8 45 или 9 напряжения питания в зависимости от полярности напряжения на нагрузке 7. В итоге будет справедливо соотношение: Е = U R /R . При выполнении R > = R5 напрЯжение 1 э Обратной связи будет близко к напряжению U

При положительном напряжении U напряжение U3 будет также положительным и выходное напряжение 1.,, будет определЯться сООтнОшением; П 3„ — 1. у +

+ П . Напряжение U О, приложено к н последовательной цепи из эталонного резистора 2 и нагрузки 7. Поэтому напряжение U на эталонном резисторе 2 н = U (1 + p )/"-q, где

R н(К 3-Rä2 методическая погрешность, обусловленная эависиВ, R5-R „(К;В,) мостью тока на-. грузки от его сопротивления;

"-я R 3 R5 К н со"Ротивления ре зисторов 2, 3, 5 и нагрузки 7.

Коэффициент передачи К стабилизатора по управляющему воздействии определяется выражением: К = (1 + р)/Rт

При равенстве Р.з = R погрешность преобразования стремится к нулю, а коэффициент К стремится к значению:

К = 1/Rg.

При Р 3 = R5 s T o HK IH резистор приобретает функцию токозадающего резистора, изменением которого при постоянном управляющем напряжении возможно изменение выходного тока в широком диапазоне с одновременным обеспечением большого выходного сопротивления.

Поскольку в формировании определенного напряжения обратной связи участвуют только резисторы 3 и 5, то облегчается процесс настРОЙки устройства на заданное выходное сопротивление.

Работа управляемого стабилизатора тока при изменении управляющего напряжения, сопротивления нагрузки и напряжений питания происходит следующим образом.

При увеличении управляющего напряжения увеличивается напряжение на выходе усилителя 1, на нагрузке 7 и, следовательно, на входе вспомогательного управляемого стабилизатора тока, выполненного на усилителе 4 и резисторе 5, которое полностью передается на резистор 5. Это вызывает увеличение тока через резистор 5, который будет практически равно напряжению

Большое сопротивление управляющего входа усилителя 4 практически не влияет на значение токов через резистор 2 и нагрузку 7, которые будут равны.

В общем случае выходной ток I„ в нагрузке 7 определяется соотношением

5 15 проходит через усилитель 4, через источник 9 (фиг.1) или источник 8 (фиг.2), через резистор 3, на котором создается напряжение обратной связи, которое поступает на инвертирующий вход усилителя 1 и приводит к дальнейшему увеличению выходного напряжения усилителя 1 до заданного значения, при котором напряжение на эталонном резисторе 2 становится равным управляющему напряжению, а выходной ток увеличивается до значения, определяемоro указанным соотношением.

При изменении, например увеличении, сопротивления нагрузки 7 уменьшается выходной ток и одновременно увеличивается падение напряжения на нагрузке 7, что приводит к увеличению напряжения на входе усилителя 4, увеличению его выходного тока, что приводит к увеличению напряжения на резисторе 3 и, следовательно, на выходе усилителя 1 до нового значения

Uo „ = U RH/P>, соответствующего новому значению нагрузки. При этом выходной ток увеличивается до ранее установленного значения.

Изменение напряжений источников питания усилителей 1 и 4 не приводит. к заметным изменениям выходного тока благодаря включению их по схеме управляемых источников тока, обладающих большим входным сопротивлением по цепи питания усилителей.

Таким образом, данный управляемый стабилизатор тока по сравнению с прототипом имеет более высокую точность преобразования управляющего напряжения в выходной ток, большую надежность за счет упрощения схемы и позволяет упростить настройку стабилизатора за счет обеспечения независимой регулировки коэффициента преобразования управляющего напряжения в выходной ток и выходного сопротивления.

Фо р мул а из о бр е т ения

1, Управляемый стабилизатор тока, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого

11746 6

5 !

О !

50 соединен с входной шиной для подключения источника управляющего напряжения, выход — с выходной шиной для подключения нагрузки через эталонный резистор, с инвертирующим входом операционного усилителя через первый резистор, узел обратной связи, выпол ненный на втором операционном усилителе и втором резисторе, причем узел обратной связи управляющим выводом подключен к выходной шине, выходным выводом — к инвертирующему входу первого операционного усилителя, общим выводом — к общей шине стабилизатора, выводами питания соединен с входными шинами для подключения двухполярного источника питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и надеж. ности, узел обратной связи выполнен в виде вспомогательного управляемого стабилизатора тока, выводы питания которого соединены с входными шинами для подключения самостоятельного изолированного от общей шины стабилизатора двухполярíîro источника питания со средним выводом.

2. Стабилизатор по п.1 о т л ич а ю шийся тем, что в узле 66ратной связи управляющий вывод соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выходной вывод — с выходом второго операционного усилителя, общим выводом — с первым выводом второго резистора, общий вывод питания — с объединенными неинвертирующими. входами второго операционного усилителя и вторым выводом второго резистора.

3. Стабилизатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в узле обратной связи управляющий вывод соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, общий вывод с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с объединенными входом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, а выходной вывод узла обратной связи соединен с общим выводом питания.

1511746

Фи2.1

Риг.2

Составитель В.Есин

Редактор О.Спесивых Текред И.Верес Корректор A,ÎáÐÓ÷àð

Заказ 5904/51 Тираж 788 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101