Стабилизированный источник токас изменяющейся полярностью
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 130978 (21) 2663089/24-07 (я)м. к.з с присоединением заявки М G 05 F 1/56 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и .открытий (23) Приоритет (53} УДК 621. 316. .722.1(088.8) Опубликовано 30,03,81. Бюллетень ЙВ 12 Дата опубликования описания 30,0381 (72) Авторы изобретения A. E. Волынский, С. A. Рачин и А.A. С ирнов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫИ ИСТОЧНИК ТОКА С ИЗМЕНЯЮЩЕИСЯ ПОЛЯРНОСТЫО Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполь.зования в электротехнических установках различного назначения.. Известен двухполярный источник тока, содержащий два независимых канала положительной и отрицательной полярности, работающих на заземленную нагрузку 1 . В таком источнике тока неидентич.ность каналов вызывает погрешность асимметрии выходного тока при смене полярности, эта асимметрия не является стабильной величиной и поэтому не устраняется при настройке. 15 Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный источник тока с изменяющейся полярностью, содержащий два регулирующих элемента положи- . 20 тельной и отрицательной полярности, управляющий электрод каждого из которых через свой. выходной ключ соединен с выходом усилителя сигнала оШибки с двумя входами, источник опорного напряжения с двумя разнополярными выходами, две пары выводов для подключения двух разнополярных источников питающего напряжения с общей точкой, измерительный резистор, ЗО две группы ключей, каждая иэ которйх состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнала ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом источника Опорного напряжения и через первый ключ второй группыс положительным выходом источника опорного напряжения, управляющие входы ключей первой группы соединены c управляющим входом выходного ключа положительной полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляющим входом выходного ключа отрицательной полярности 21 . Недостатком такого устройства является наличие двух измерительных резисторов. Как известно, погрешность асимметрии данного устройства определяется степенью идентичности измерительных резисторов положительной и отрицательной полярностей . и для получения резисторов с близкими характеристиками по температурной и временной нестабильности требуется специальная дорогостбящая технология; кроме того, в данном устройстве всегда один из упомянутых резисторов оказывается в состоянии, когда через 817678 него не протекает ток нагрузки, поэтому температура резисторов оказывается неодинаковой, и при смене полярноОги по мере разогрева соответствующего резистора изменяется выходной ток источника. Цель изобретения — повышение точ- ности стабилизированного источника тока с изменяющейся. полярностью. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источ- нике тока с .изменяющейся полярностью, 1О содержащем два регулирующих элемента положительной и отрицательной полярности, управляющий электрод каждого из которых через свой выходной ключ соединен с выходом усилителя сигна- 15 ла ошибки с двумя входами, источник опорного напряжения с двумя разнополярными выходами, две пары выводов для подключения двух разнополярных источников питающего "апря- 2ц жения с общей точкой, измерительный резистор, две группы ключей, каждая из которых состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнала ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом источника опорного напряжения и через первый ключ второй группы — с положительным выходом источника опорного напряжения, управ ляющие входы ключей пердой группы соединены с управляющим входом выходного ключа положительной полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляющим входом выходного ключа отрицательной полярности, в каждую из упомянутых групп ключей введен дополнительный ключ, при этом первый вывод измерительного резистора через второй ключ первой группы соединен 40 с.положительным выходом источника опорного напряжения, через второй ключ второй группы — с отрицательным выходом источника опорного напряжения, через третий ключ первой группы — с выходом источника питающего напряжения положительной полярности, а через третий ключ второй группы — с выходом источника питающего напряжения отрицательной полярности, второй, вывод измерительного резистора соединен непосредственно с инвертирующим входом усилителя сигнала ошибки, а через четвертый ключ первой группы — с входным силовым выводом регулирующего элемента положительной полярности и через четвертый ключ второй группы — с входным силовым выводом регулирующего элемента отрицательной .полярности. 60 На чертеже представлена функциональная схема стабилизированного источника тока с изменяющейся полярностью Стабилизированный источник тока содержит источник опорного напряжения 1, источники питающего напряжения положительной и отрицательной полярности 2 и 3, первые ключи первой и второй групп 4 и 5, вторые ключи первой и второй групп 6 и 7, третьи ключи первой и второй групп 8 и 9, четвертые ключи первой и второй групп 10 и 11, измерительный резистор 12, усилитель сигнала ошибки 13,.регулирующие элементы положительной и отрицательной полярности 14 и 15, соответствующие им выходные ключи 16 и 17, нагрузку 18. Стабилизированный источник тока работает следующим образом. При наличии сигнала о выдаче в нагрузку тока положительной полярности ключи 4, 6, 8 и 10 замкнуты, а ключи .5, 7,9 и 11 разомкнуты, регулирующий элемент 14 включен, а регулирующий элемент 15 выключен, т.е. источник опорного напряжения 1, источник питающего напряжения положительной полярности 2, усилитель сигнала ошибки 13, измерительный резистор 12, нагрузка 18 и вышеупомянутые включенные элементы образуют регулятор тока положительной полярности. При этом через нагрузку 18 течет ток от источника 2, протекающий через ключ 8, резистор 12, ключ 10, регулирующий элемент 14. При отсутствии утечки тока в цепь управления регулирующего элемента 14 и во входную цепь усилителя 13, что не-. трудно обеспечить на современной элементной базе, ток в нагрузке будет равен току, протекающему через измерительный резистор 12. EOJIz усилитель l3 имеет недостаточно высокие характеристики (большой коэффициент усиления, малое смещение по току и напряжению), то сигнал рассогласования на входе усилителя,равный разности напряжения источника опорного напряжения и падения напряжения от тока нагрузки на измерительном резисторе 12, приблизи-. тельно равен нулю, т.е. с высокой точностью выполняется равенство Uo += R. Где 1 - ток положительной полярности в нагрузке; UO — напряжение источника опорного напряжения, R - сопротивление измерительного резистора. При поступлении сигнала о выдаче в нагрузку тока отрицательной полярности ключи 4, 6, 8 и 10 размыкаются, а ключи 5, 7, 9 и 11 замыкаются, регулирующий элемент 14 выключается, а регулирующий элемент 15 включается, т.е. источник опорного йапряжения 1, источник питающего 817678 напряжения отрицательной полярности 3, усилитель сигнала Сшибки 13, измерительный резистор 12, нагрузка 18 и упомянутые включенные элементы образуют регулятор тока отрицательной полярности, работа которого аналогична работе регулятора положительной полярности. В этом случае ток в нагрузке равен 0о 10 где 1 — ток отрицательной полярности в нагрузке; U — напряжение источника опорного напряжения; R — сопротивление измерительного резистора. Таким образом, благодаря применению на разных полярностях единственного измерительного резистора увеличивается точность. предлагаемого устрой- ства, при этом расширяется сфера его применения. Формула изобретения Стабилизированный источник тока с изменяющейся полярностью, содержащий два регулирующих элемента положительной и отрицательной полярности, управляющий электрод каждого из которых через свой выходной ключ 30 соединен с выходом усилителя сигнала ошибки с двумя входами, источник опорного напряжения с .двумя разнополярными выходами, две пары выводов для подключения двух разнополярных 35 источников питающего напряжения с . общей точкой, измерительный резистор, две группы ключей, каждая из которых состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнала ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом источника опорного напряжения и через первый ключ второй группы— с положительным выходом источника опорного напряжения, управляющие входы ключей первой группы соединены с управляющим входом, выходного ключа положительной полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляющим входом выходного ключа отрицательной полярности, о т л и ч а ю щ.и и с я там, что, с целью повышения точности . стабилизации, в каждую из упомянутых групп ключей введен дополнительный ключ, при этом первый вывод измерительного резистора через второй ключ первой группа соединен с положительным выходом источника опорного напряжения, через второй ключ второй группы — с отрицательным выходом источника опорного напряжения, через третий ключ первой груп- пы — с выходом источника питающего напряжения положительной полярности, а через третий ключ второй группы— с выходом источника питающего напряжения отрицательной полярности, второй вывод измерительного резистора соединен непосредственно с инвертирующим входом усилителя сигнала ошибки, а через четвертый ключ первой группы — с входным силовым выводом регулирующего элемента положительной полярности и через четвертый ключ второй группы — c входным силовым выводом регулирующего элемента отрицательной полярности. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения, М., "Энергия", 1976, с. 355. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2451558/07,кл.G 05 F 1/56, 1977. 817678 : Составитель С. Ситков Редактор. В. Левятов 2ехред Е.Раврилаако корректор H.Ивыдкая йа 4ФаВ @а 4@ ай »й@ 4М М ю «б Эаказ 1465/63 Тираи 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и.открытий 113035, Москва, Ж-35, Раужская наб.,д..4/5 ° В%045 ° ЮЮЮЮ Ю ° Ю м Ма> е ° Ю филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4
