Управляемый источник тока

 

Использование: в качестве источника тока с высоким выходным сопротивлением. Сущность изобретения: устр-во содержит два операционных усилителя (ОУ), эталонный резистор, включенный между выходом первого ОУ и выводом для подключения заземленной нагрузки, и два резистора. Питающие шины второго ОУ подключены к выводам для подключения изолированного двухполярного источника питания, выход соединен со своим инвертирующим входом и через второй резистор - с выходом первого ОУ. Неинвертирующий вход второго ОУ соединен с выводом для подключения заземленной нагрузки. Неинвертирующий вход первого ОУ соединен с выводом для подключения первого источника з одного напряжения, а инвертирующий - непосредственно с общим выводом для подключения двухполярного источника питания и через первый резистор-с выводом для подключения второго источника входного напряжения . Такое построение схемы позволяет при высоком выходном сопротивлении устр-ва обеспечить возможность линейного регулирования коэффициента передачи пходного напряжения в выходной ток. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906218/07 (22) 31.01,91 (46) 23,10,92. Бюл. N 39 (71) Научно-производственное объединение автоматики (72) B.Ñ.Ìàëîâ (56) Авторское свидетельство СССР № 930299, кл. G 05 F 1/56, 1980, Авторское свидетельство СССР

¹ 1501016, кл. G 05 F 1/625. 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1511746, кл, G 05 F 1/625, 1987. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА (57) Использование: в качестве источника тока с высоким выходным сопротивлением.

Сущность изобретения: устр-во содержит два операционных усилителя (ОУ), эталонный резистор, включенный между выходом первого OY и выводом для подключения заземленной нагрузки, и два резистора. ПитаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве управляемого стабилизирующего устройства с большим выходным сопротивлением.

Известны управляемые источники тока, содержащие источник входного напряжения, эталонный резистор, заземленную нагрузку и операционный усилитель с изолированным двухполярным источником питания. B известных устройствах отсутствует возможность линейной регулировки уровня выходного тока при заданном уровне входного напряжения (1).

Известны управляемые источники тока (2), содержащие первый и второй источники входного напряжения, первый и второй операционные усилители, пять резисторов, эта„„SU ÄÄ 1770954А1 ющие шины второго ОУ подключены к выводам для подключения изолированного двухполярного источника питания, выход соединен со своим инвертирующим входом и через второй резистор — с выходом первого ОУ. Неинвертирующий вход второго ОУ соединен с выводом для подключения заземленной нагрузки, Неинвертирующий вход первого ОУ соединен с выводом для подключения первого источника зсодного напряжения, а инвертирующий — непосредственно с общим выводом для подключения двухполярного источника питания и через первый резистор — с выводом для подкл очения второго источника входного напряжения. Такое построение схемы позволяет при высоком выходном сопротивлении устр-ва обеспечить возможность линейного регулирования коэффициента передачи входного напряжения в выходной ток. 1 ил, Ъ ( лонный резистор и заземленную нагрузку.

B известном устройстве достигнута возмож-: ность линейной регулировки коэффициента ( передачи входного напряжения в вь ходной ток, однако, в нем для получения большого,у выходного сопротивления должны быть выдержаны определенные соотношения между номиналами четырех резисторов.

Наиболее близок к данному техническому решению управляемый источник тока (3), содержащий первый операционный усилитель (ОУ), неинвертирующий вход i:oòoðoão . соединен с выводом для подключения первого источника входного напряжен я, а выход — с одним из выводов эталонного резистора, другой вывод которого с уединен с выводом для подключения заземленной

1770954

11 = (01 U2 e)/R1, !

2 = Uo/Й2 = 1нВо/R2, нагрузки, и узел обратной связи с токовым выходом, выполненный на первом и втором резисторах и втором ОУ, питающие шины которого подсоединены к выводам для подключения изолированного двухполярного источника питания, неинвертирующий вход соединен с выводом для подключения заземленной нагрузки, инвертирующий вход

: Ф со своим выходом и с первым выводом второго резистора, а инвертирующий вход первого. ОУ и первый вывод первого OV u первый вывод первого резистора соединены с выводом для подключения общего вывода для подключения двухполярного источника питания.

В известном устройстве отсутствует возможность линейной регулировки коэффициента передачи входного напряжения в выходной ток и в нем величина выходного сопротивления зависит от точности настройки номиналов первого и второго резисторов, Целью изобретения является обеспечение линейной регулировки коэффициента передачи входного напряжения в выходной ток при неизменно высоком сопротивлении устройства, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве второй вывод второго резистора соединен с выходом первого

ОУ, а второй вывод первого резистора — с введенным выводом для подключения второго источника входного напряжения, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается тем, что, в нем входные цепи узла обратной связи подключены не к выводам, а к выводам эталонного резистора, а токовый выход узла обратной связи замкнут через выводы первого резистора и второго источника входного напряжения, Новыв связи позволили получить положительный эффект — исключить необходимое требование по настройке номиналов пер"гвого и второго резисторов и обеспечить

: возможность линейной регулировки коэффициента передачи входного напряжения в выходной ток без снижения выходного сопротивленияя.

На чертеже представлена электрическая схема устройства, Управляемый источник тока содержит первый 1 и второй 2 источники входного напряжения, первый 3 и второй 4 ОУ, первый 5 и второй 6 резисторы, эталонный резистор 7, заземленную нагрузку 3 и изолированный двухполярный источник питания 9, 10 второго ОУ 4, В устройстве первый источник 1.входного напряжения подключен к неинверти5

55 рующему входу первого ОУ 3, инвертирующий вход которого через первый резистор 5 подключен к второму источнику 2 входного напряжения, Выход первого ОУ 3 подключен к последовательной цепи из эталонного резистора 7 и заземленной нагрузки 8. Узел обратной связи с токовым выходом содержит второй ОУ 4 с изолированным двухполярным источником питания 9, 10 и второй резистор 6, Выход второго ОУ 4 соединен со своим инвертирующим входом и первым выводом второго резистора 6, Второй вывод второго резистора 6 и неинвертирующий вход второго ОУ 4 образуют входные цепи узла обратной связи и подключены соответственно к выходу первого ОУ 3 и общей точке эталонного резистора 7 и заземленной нагрузки 8, Токовый выход узла обратной связи, образованный средней точкой источников питания 9, 10, подключен к точке соединения первого вывода первого резистора 5 с инвертирующим входом первого

ОУ 3.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При подаче питания на первый и второй

ОУ через первый резистор 3 будет протекать ток 11, определяемый выражением: где 01 и U2 — величины напряжений первого

1 и второго 2 источников входного напряжения;

e — напряжение между дифференциальными входами первого ОУ 3;

R1 — сопротивление первого резистора

5.

Выходной ток в нагрузке 8 будет определяться выражением;! н = 0вых/(Ro + RH) = eK/(Ro + Вн), где 0вых — выходное напряжение первого ОУ

Ro — сопротивление эталонного резистора 7;

RH — сопротивление нагрузки 8;

К вЂ” коэффициент усиления первого ОУ

3, Через второй резистор 6 будет протекать ток12; величина которого пропорциональна напряжению 0 на выходах эталонного резистора 7 и определяется выражением: где R2 — сопротивление второго резистора 6, Ток через выходную шину ОУ 4 будет равен току 12 и в целом выходному току узла о61770954

1н = (01 U2)R2/RoR1

50

55 ратной связи, вытекающему через среднюю точку изолирован ного двухполярного источника питания 9, 10, т,к. ток потребления второго ОУ 4 замыкается через источники питания 9, 10 и не вносит искажения в равенство токов 11 = 12, Решая уравнение для тока нагрузки 1н при вышеприведенном условии, получаем следующее значение: где y — методическая погрешность,определяемая влиянием сопротивления нагрузки и конечным значением коэффициента усиления К первого OY 3.

y = 1 RoR1/(о 1 + 2(о + н)/K).

Анализ выражений показывает, что при большом значении коэффициента усиления первого OY 3 методическая погрешность будет близка к нулю, а ток в нагрузке равен:

Таким образом, в предложенном устройстве выходной ток в нагрузке и соответственно напряжение 00 на выходах эталонного резистора 7, равное l

2, а при Rz = 2 R1 напряжение Uo будет в два раза больше и равно 2 (U1 — Uz).

Устройство обеспечивает большое входное сопротивление по первому входному источнику и конечное входное сопротивление по второму входному источнику, определяемое сопротивлением R1 первого резистора 5, и которое может быть достаточно большим.

5 Выходное сопротивление устройства велико и определяется выражением: живых = (RoR1K/R2 + Ro + н).

10 Формула изобретения

Управляемый источник така, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выводом для подключения первого источни15 ка входного напряжения, а выход — с одним иэ выводов эталонного резистора другой вывод которого соединен с выводом для подключения заземленной нагрузки, и узел обратной связи с токовым выходом, выпол20 ненный на первом и втором резисторах и втором операционном усилителе, питающие шины которого подсоединены к выводам для подключения изолированного двухполярного источника питания, неин25 вертирующий вход соединен с выводом для подключения заземленной нагрузки, инвертирующий вход — со своим выходом и с первым выводом второго резистора, а инвертирующий вход первого операцион30 ного усилителя и первый вывод первого резистора соединены с выводом длч подключения общего вывода для подключения двухполярного источника питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспе35 чения линейной регулировки коэффициента передачи входного напряжения в выходной ток при неизменно высоком выходном сопротивлении, в нем второй вывод второго резистора соединен с выходом первого опе40 рационного усилителя, а второй вывод первого резистора — с введенным выводом для подключения второго источника входного напряжения.

1770954

Составитель B.Ìàëîâ

Техред М.Моргентал Корректор А.Ворович

Редактор Т. Куркова

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

Заказ 3742 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5