Стабилизатор импульсов тока

(54 С 05 Р 1/56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫтИЙ(21) 3709973/24-21(71) Казанский ордена Ленина и орде"на Трудового Красного Знамени государственный университетим., В. И. Ульянова Ленина(54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий токовый датчик, одинвывод которого через первый резистор подключен к первому входу иэмерительно-усилительного элемента, другой - к общей шине устройства, источ. ник импульсного опорного напряжения, выход которого через второй резистор подключен к второму входу измерительно-усилительного элемента, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, включенного последовательно с нагрузкой, источником питания и токовым датчиком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности работы, в него введен интегратор, один вход которого подсое-, динен к выходу источника импульсного опорного напряжения, другой - к выводу токового датчика, а выход черезтретий резистор - к второму входу измерительно-усилительного элемента,1 11749Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в устройствах формирования импульсного градиента магнитного поля.Целью изобретения является повышение стабильности работы устройства.На чертеже приведена принципиаль" ная электрическая схема устройства.Устройство содержит токовый дат О чик 1, один вывод которого через первый резистор 2 подключен к первому входу измерительно-усилительного элемента 3, другой - к общей шине устройства, источник 4 импульсного 15 опорного напряжения, выход которого через второй резистор 5 подключен к второму входуизмврительно-усилительного элемента.3, выход которого подключен к управляющему входу регу О лирующего элемента 6, включенного последовательно с нагрузкой 7, источником 8 питания и токовым датчиком 1; активный интегратор 9, один вход которого подсоединен к выходу 25 источника 4 импульсного опорного напряжения, другой - к выводу токовогодатчика 1, а выход через третий резистор 10 - к второму входу измерительно-усилительного элемента 3.Устройство работает следующим образом,В стационарном режиме (отсутствует импульс на выходе источника 4 импульсного опорного напряжениясхема35 работает в режиме стабилизации посто- янного тока, значение которого незначительно превышает ток утечки регулирующего элемента 6 и задается постоянным уровнем напряжения на выходе источника 4 импульсов опорного напряжения. 10 Е д Ь 11(й)ЙС 1(2) Ю 3с 1 с = О Выполнение (21 означает, что интегральное значение импульса тока, прошедшего через нагрузку 7 за промежуток времени д"+ в точности равно с коэффициентом пропорциональности Е (Е - сопротивление токовогоо -сдатчика 1).соответствующему значению импульса опорного напряжения длитель,ностью У, сформированного на выходе источника 4 опорного напряжения. Этому режиму соответствует состояние активного интегратора 9, определяемое его выходным напряжением 45 Е при котором разница напряженийстюцфна его. входах (сигнал рассогласования ЬБ(й) равна нулю. В момент формирования прямоугольного импульса на выходе источника 4 опорного напряже О ния схема переходит в режим стабилизации тока, амплитуда которого задана амплитудой импульса опорного напряжения. При этом неизбежно возникающий, особенно во время фронта импульса, 55 сигнал рассогласования Ю(С) приво дит к появлению в выходном напряжении интегратора 9 дополнительной составляющей Е , в соответствии с интегральным значением д 11(С) где К - постоянная интегрированияактивного интегратора 9;й - момент включения импульсаопорного напряжения;й - текущее время.Указанная составляющая (11 выходного напряжения интегратора 9 суммируется с сигналом рассогласования на входе измерительно-усилительного элемента 3, усиливается и управляет посредством регулирующего элемента 6 током в нагрузке 7 так, что в конечном счете сам сигнал рассогласования10(1) стремится к нулю. Аналогичные процессы происходят во время среза импульса. При этом по окончании импульса интегратор 9 вновь должен достигнуть исходного стационарного состояния, в котором он находился до начала импульса. Это означает, чтс весь сигнал рассогласования дБ накопленный в интеграторе за время действия импульса и связанных с ним переходных процессов, должен быть скомпенсирован до нуля по крайней мере в течение некоторого времени после окончания импульса, т.е. должно быть справедливо соотношение где о"- длительность импульса опорного напряжения; 1 - параметр, зависящий от по- . стоянной интегрирования интегратора 9 и определяющий скорость компенсации накопленной ошибки.Составитель А. ГорбачевРедактор Л. Гратилло Техред Т.Дубинчак Корректор А. Тяско Заказ 5185/49 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", гУжгород, ул, Проектная, 4 3 1749Точность компенсации накопленной в интеграторе 9 ошибки определяется произведением коэффициентов усиления интегратора 9 на нулевой частоте и измерительно-усилительного элемента 5 3. Последний с целью сохранения устойчивости работы устройства ограничен обычно величиной 1 О . Указан 2ный коэффициент усиления интегратора 9 при современной элементной базе 10 может достигать величин 310 . Таким образом, общий коэффициент усиленияв цепи обратной связи достигает величин 1, 10 ), практически не достижимых в известных устройствах, При этом главным достоинством предлагаемого стабилизатора является его способность запоминать (в отличие 10 фот известного ) в интегральной форме сигнал рассогласования в те промежутки времени, когда в принципе нарушены условия компенсационной стабилизации (переходные процессы во время фронтов импульсов, импульсные и другие помехи, флуктуации наф. пряжения источника питания и др.1:а впоследствии, накопленный сигнал рас. согласования компенсировать.Использование предлагаемого стабилизатора для создания импульсов градиента магнитного поля позволяет не менее чем в 10 раз по сравнению с известным увеличить их амплитуду при одновременном увеличении стабильности интегральных значений импульсов градиента.