Биполярный стабилизатор тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 5 ц 4 С 05 Р 1/58 ЕЛЬСТВУ во СССР1976СССР1981.СССР1982. ТАБИЛИЗАТОР ТОионный усилиии и инвертируюподключены к выоединенных источ жения на зисторе и льно соедзисторах,табидатчиканенныха выий выные и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельстУ 514284 кл. С 05 Р 1/56,Авторское свидетельствоВ 802848 кл. С 05 Г 1/56,Авторское свидетельствоВ 935911, кл. С 05 Р 1/56,(54)(57) БИПОЛЯРНЫЙКА, содержащий опертель, неинвертирующщие входы которогоходам параллельно сника опорного напрялитроне и первом ретока на последоватевтором и третьем реход усилителя и вхо воды источника опорного напряженияи датчика тока связаны через диодный мост с выходным выводом стабилизатора тока, о,т л и ч а ю щ,.и й с ятем, что, с целью повышения точнос- .ти стабилизации выходного тока, в него введены первый, второй, третий ичетвертый 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, третийи первый ключи, первый диод мостасоответственно, а инверсный выходусилителя - через четвертый диодмоста, четвертый и второй ключи, второй диод моста, точки соединения первого ключа с третьим и второго ключас четвертым подключены соответственно к входным и общему выводам источника опорного напряжения и датчикаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в качестве управляемого биполярного источника тока,Нелью изобретения является повышение точности стабилизации биполярного тока.На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора тока,Устройство содержит источник опор кого напряжения из стабилитрона 1 ипервого резистора 2, параллельнокоторому подключен датчик тока извторого 3 и третьего 4 резисторов.Средняя точка первой последовательной цепочки соединена с положительным входом операционного усилителя5, средняя точка второй последовательной цепочки соединена с отрицательным входом усилителя 5. Стабили- ррзатор содержит также первый б, второй 7, третий Я, четвертый 9 ключи,заземленную нагрузку 10, управляющий сигнал 11, первый 12, второй 13,третий 14, четвертый 15 диоды. 15Незаэемленный вывод нагрузки 10соединен через первый диод 12, первый 6 и третий 8 ключи, третий диод14 соответственно с прямым выходомсилителя 5, а через второй диод 13,второй 7 и четвертый 9 ключи, четвертый диод 15 соответственно - с инверсным выходом усилителя 5, общаяточка первого б и третьего 8 ключейсоединена с общей точкой первого 2 и35второго 3 резисторов, а общая точкавторого 7 и четвертого 9 ключей - собщей точкой стабилитрона 1 и третье-го резистора 4,4 ООперационный усилитель 5 в биполярном стабилизаторе тока имеет дифференциальный вход и балансный выход. Все изменения прямого выходного напряжения находятся в фазе с изменениями напряжения 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 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 работы стабилитрона в прямом 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 б, параллельную цепочку из резистора 2 и стабилитрона 1 второго 3 и третьего 4резисторов, четвертый ключ 9, четвертый диод 15 и инверсный выход операционного усилителя 5. Напряжениена инверсном выходе операционногоусилителя относительно общей шины отрицательно.11808 У 0 О где Уст К Составитель В.ЕсинТехредЛ.Микеш Редактор Г,Волкова КорректорИ.Зрдейи Заказ 5923/46 Тираж 862ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 2 определяется выражением- напряжение стабилизации стабилитрона 11- козФфициентусиления операционного усили- теля;Кн К 1 К, К - значения сопротивлений нагрузки 10 первого 2, второго3, третьего 4резисторов соответственно.При большом значении К ток нагрузки равен 2 , Б (К + К )/ККи не зависит от сопротивления нагрузки.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 предлага 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.