Управляемый стабилизатор тока

дет 15 свидетел 05 Р 1/5 1 Й СТАБИЛИЗАТОРрвый и второй входыот- ффеуправл выход и втор лей, н ю ми о ртируювходньг точа иненно. с оединены с ключения и пряжен оответст Фщй М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) (57) УПРАВЛЯЕМЬ , ТОКА, содержащий пе регулирующие узлы, которых соединены с ветственно первого ренциальных усилите щие входы которых с ми выводами дЛя под ника управляющего н вертирующие входы -.ЯО, 1130843 А первым и вторым выводами датчика тока нагрузки, причем выводы питаниядифференциальных усилителей и регулирующих узлов связаны с входными выводами для подключения источника питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности стабилизации, КПД, надежности и расширения функциональных возможностей,регулирующие узлы выполнены двухтактными, при этом выводы питаниядифференциальных усилителей,и регулирующих узлов. соединены с входнымивыводами для подключения двухполярногисточника питания, а силовые выходыпервого и върого регулирующих узлови первый и второй выводы датчика токаобразуют соответственно первую и вторую пары рыходнык выводов. для подключения нагрузок.2 О11308Изобретение относится к электро"технике и может быть использовано для преобразования напряжения в токв устройства электропитания и функциональных блоках радиоэлектроннойаппаратуры с дистанционным управлени.5ем, в схемотехнике синтеза активныхчетырехполюсников, а также в метроло.гии при проверке образцовых катушек сопротивления.Известен управляемый стабилизатортока, содержащий дифференциальныйусилитель, инвертирующий вход которого подключен между соединенными после довательно измерительным резистором и регулирующим органом, а неинвертирую" щий вход соединен с .источнйком управляющего напряжения и средней точкой двухполярного источника питания Ц .Однако данное устройство имеет низкую стабильность коэффициента передачи при малой величине выходного тока и низкую точность управления Это обусловлено, с одной сто 25 роны, тем, что дрейф выходного напряжения.усилителя воздействует на регулирующий орган и приводит к флук туации тока, вносящим значительную погрешность в его коэффициент переда. чи. С другой стороны, включение упЗО равляющего источника последовательно с измерительным резистором вызывает протекание через последний ток управ ляющего источника, также вносящего погрешность в коэффициент передачи управляемого генератора. При этом оказывается принципиально невозможным разделение тока нагрузки и тока управляющего источника в измерительном резисторе.40По этой же причине известное устройство не может быть использовано в системах автоматического управления с дистанционным управлением, когда функцию измерительного резистора выполняет резистивный датчик контролируемого параметраКроме того, в данном устройстве для обеспечения. в нагрузке тока одно. го направления используется лишь по" 5 О ловина источника двухполярного напоя. .жения, что .снижает КПП устройства.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является управляемый стабилизатор тока содержащий первый.и второй регулирующие узды, управляющие входы которьнсоединены. с выходами первого и вто 43 2Рого дифференциальных усилителей, неинвертирующие входы. которых под-. ключены к источнику управляющего -напряжения, а инвертирующие входы- соответственно к первому и второму выводам датчика тока нагрузки, причем выходные выводы перво-о и второго регулирующих узлов связаны соответственно с первым и вторым выводами датчика тока, а выводы питания дифференциальных усилителей и регулирующих узлов с источником питания21 .Однако известное устройство имеет низкие точность стабилизации, БПД, надежность и ограниченные функ. циональные возможности, вызванные следующими причинами.Беэ переключения оператором человеком или дистанционным механизмом) выходных зажимов нагрузки в последней невозможно изменение направленйя тока на противоположное.За счет гальванической, развязки источника питания нагрузки от схемы питания управлением в цепи нагрузки возникают помехи (продольного вида), приводящие к пульсации и паразитным утечкам и значительно снижающие точность стабилизации. Для их частичной компенсации требуется наличие прецизионного повторителя тока.Операционные усилители в известном стабилизаторе требуют. дополнительного (двухполярного) источника питания, сниженного КПД стабилизатора (за счет балластньы выпрямителей, цепей развязок и Фильтров), усложняющего его схему.При работе известного стабилизатора воздействие дестабилизирующих факторов приводит к появлению систематической составляющей дрейфа операционных усилителей постоянного тока, вызывающей однонаправленное, по отношению к нагрузке изменение напряжения на зажимах регулирующих элементов ввиду их последовательного включения). Это вносит существенную погрешность стабилизации н снижает устойчивость и стабильность известного стабилизатора. в процессе работы.Целью изобретения является повышение,точности стабилйзации, КПД надежности и расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в управляющем стабилизаторе3 11308 тока, содержащем первый и второй регулирующие узлы, управляющие входы которых соединены с выходами соответ. ственно первого и второго дифференциальных усилителей, неинвертирующие входы Которых соединены с входными5 выводами для Подключения источника управляющего напряжения, а инвертирующие входы - соответственно с первым и вторым выводами .датчика тока нагрузки, причем выводы питания дифференциальных усилителей и регулирующих узлов связаны с входными выводами для подключения источника питания, регулирующие узлы .выполнены двухтактными, при этом выводы питания дифференциальных усилителей и регулирующих узлов соединены с входными. выводами для подключения двухполярного источника питания, а силовые выходы первого и второго регулирукгщих узлов и первый и второй выводы датчика тока образуют соответственно первую и вторую пары выходных выводов для подключения нагрузок.25На чертеже представлена функциональная схема устройства.Управляемый стабилизатор тока содержит первый"1 и второй 2 идентичные дифференциальные усилители, выхо. ды которых подключены соответственноЗО к входам первого 3 и второго 4 регулирующих узлов, а выводы питания - к источнику 5 двухполярного напряжения. Источник 6 управляющего напряжения включенмежду неинвертирующи ми входами дифференциальных усилите. лей 1 и 2, которые могут быть соединены с общей точкой источника 5, например, через балансный потенциометр 7. Датчик 8 тока нагрузки (измерительный резистор), например об.В lразцовая катушка сопротивления, подключен потенциальными выводами к инвертирующим "входам усилителей 1 и 2, а токовыми включен в цепь нагрузки 9 и регулирующего узла (вывод 10).Управляемый стабилизатор тока работает следующим образом.При подключении нагрузки 9 1 в одно или оба выходных плеча и измерительного резистора 8 замыкаются обе цепи. отрицательной обратной связи, охватывающие. усилители 1 и 2 через цепь нагрузки 9. Поэтому при включении источника 5 и при отсутствии.55 сигнала управления источника 6 ток в,цепи нагрузки 9 будет отсутствовать, а напряжения на потенциальных 43 4зажимах измерительного резистора 8 будут равны между собой и соответствовать напряжению общей точки двух 4 полярного источника 5 питания. При несимметрии сопротивления. нагрузки , включенной в выходные токовые ветви стабилизатора, уровень напряжения на потенциальных зажимах измерительного резистора 8 может корректироваться потенциометром 7. Воздействием дестабилизирующих факторов, например температуры, приводит к одинаковому смещению напряжений на потенциальных зажимах резистора 8 вследствие. идентичного смещения выходных напряжений усилителей 1 и 2, что исключает влияние систематической, составляющей дрейфа усилителей 1 и 2 на коэффициент передачи стабилизатора, Усилители 1 и 2 по отношению к управляющему источнику 6 включены в режиме повтори. телей напряжения на резисторе 8, т.е. в единичном. усилении, поэтому независимо от симметрии плеч нагрузки 9 систематическая составляющая дрейфа усилителей 1 и 2 при их идентичном исполнении компенсируется полностью.При воздействии сигналов управления, поступающих с источника б на неинвертирующие входы дифференциальных усилителей 1 и 2, управляющих регулирующими органами 3 и 4, ток, протекающий по цепи нагрузки 9, создает на потенциальных зажимах измерительного резистора 8 падение напряжения, уравновешивающее сигнал управления, Поэтому ток в цепи нагрузки 9 повторяет форму напряжения управляющего источни ка 6.Гальваническая развязка цепей тока управляющего источника 6 и тока нагрузки 9 позволяет применить в качестве измерительного резистора 8Ъобразцовую катушку сопротивления с двумя токовыми и двумя потенциальными зажимами, имеющую высокий класс точности. Это расширяет область применения предлагаемого, стабилизатора, создавая условия для его применения как при высокоточных измерениях,. так и в устройствах с дистанционным управлением,.когда измерительный резистор вынесен, например, в термо.стат, при помощи. кабельной линии связи с несимметричной нагрузкой в обеих плечах.В предлагаемом стабилизаторе управляющий источник 6.включен дифференциально между входами усилителейЗаказ 9609/34 Тираж 841 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо аелам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 и 2, поэтому напряжение на выходах регулирукицих органов 3 и 4 равны и противоположны по знаку. Этообеспечивает отбор тока в нагрузку 9 одновременно с обеих половин двухполярногоисточника 5 питания независимоот полярности управляющего сигнала, чторезко увеличивает КПД устройства