Генератор тока

1 129049Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразовательных устройствах,Цель изобретения - повышение стабильности работы устройства путем уменьшения зависимости выходного тока от пульсаций напряжения питания, от нестабильности напряжения питания и при изменениях температуры окружающей среды . 10На Фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства, на Фиг2 и 3 - варианты его выполнения.Генератор тока содержит стабили трон 1, анод которого соединен с шиной 2 источника напряжения и первым выводом датчика 3 тока, катод стабилитрона 1 связан с первым выводом первого резистора 4 и неинвертиру ющим входом операционного усилителя 5, инвертирующий вход которого подключен к второму выводу датчика 3 тока и входу регулирующего элемента 6, выход которого соединен с шиной 25 7 выхода устройства, второй 8 и третий 9 резисторы, причем первый вывод второго резистора 8 соединен с выходом операционного усилителя 5 и вторым выводом первого резистора 4, 30 а второй вывод - с управляющим входом регулирующего элемента б, первым выводом третьего резистора 9, второй вывод которого соединен с шиной 2 источника напряжения. Кроме того, в устройство введен компенсирчоший элемент 10, первый и второй выводы которого включены соответственно между первым выводом третьего резистора 9 и вторым выводом второго 40 резистора 8, Компенсирующий 10 и регулирующий, б элементы выполнены на первом и втором полевом транзисторах 11 и 12 соответственно, причем исток и сток первого полевого транзистора 11 подключены соответственно к первому и второму выводу компенсирующего элемента 1 О, затвор соединен с входом регистрирующего элемента 6; который соединен с истоком второго полевого транзистора 1, затвор которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента 6, сток - с его выходом.Устройство работает следующим образом, Опорное напряжение стабилитрона 1 сравнивается операционным усилителем 5 с напряжением датчика 3 тока по цепи отрицательной-ст --(К +К )=Е +Е К (1) где Б,тнапряжение стабилизации при токе стабилизации,раво Е;сопротивление резистора 4 сопротивления резисторов 8 и 9 соответственно; напряжение между управляющим и токовыми входами рег и ю его элемента улрущ(2)ст К +К, ст К +К4 9 4 9 Для анализа качества схемы рассмотрим Формулу (2) при условии а 9 11 ст+2 ЕЬ-эст4(3) Практически, при аБВ. /дй С= =2 мВ/ С, К =1 кОм, Б, =9,1 В, Кэ= =18 Ом - найряжение стабилизации и дифференциальное сопротивление стабилитрона КС 191 Ф 3.362.03 ТУ температурный дрейф напряжения стабили- зации=0,072 мВ/ СЕстоаС Сили в процентах 0,00079 Е/С, чтопрактически приемлемо для многихсхем,Как видно из Формулы 3 , температурный дрейф тока стабилизации зависит практически только от температурного дрейфа напряжения Б (Посравнению с температурным уходомнапряжения стабилизации стабилитрона КС 191 Ф на + 6 мВ при изменении,9 2обратной связи: инвертирующий вход " выход операционного усилителя 5 - первый резистор 8, база-эмиттер транзистора регулирующего элемента б - инвертирующий вход операционного усилителя 5. Напряжение на датчике 3 тока поддерживается равным напряжению стабилитрона 1 и поэтому стабильность выходного тока Е непосредственно зависит от стабильности напряжения стабилизации, Вследствие конечного дифференциального сопротивления стабилитрона 1 стабильность опорного напряжения зависит от стабильности протекающего через него тока стабилизации.Ток стабилизации Е т задается резистором 4 и определяется уравнением:12904 Недостаток схемы проявляется в нестабильности выходного напряжения усилителя, эквивалентного напряже- нию 55 где ЬЕ- часть напряжения на выходе усилителя 5, обусловленная значением то 3температуры от -60 ОС до +60 ОС). Этот, недостаток устраняется включением компенсирующего элемента 1 О последовательно с резистором 9 делителя напряжения, как показано на фиг. 2.С увеличением температуры окружающей среды уменьшается напряжение перехода база-эмиттер транзистора регулирующего элемента 6. При этом напряжение (фиг, 1) на выходе опера ционного усилителя 5 уменьшается пропорционально коэффициенту деления напряжения резисторами 8 и 9. Уменьшение напряжения перехода база-эмиттер транзистора компенсирующего эле мента 1 О (фиг. 2) практически равно уменьшению напряжения перехода базаэмиттер транзистора регулирующего элемента 6. Происходит как бы уменьшение сопротивления, что приводит к 20 эквивалентному увеличению напряжения на выходе операционного усилителя 5. Таким образом, уменьшение напряжения на выходе операционного усилителя 5 за счет транзистора ре гулирующего элемента 6 компенсируется его увеличением транзистором компенсирующего элемента 1 О. Напряжение на выходе операционного усилителя 5 остается практически постоян- З 0 ным.Для полной компенсации необходимо ввести два компенсирующих р-пперехода. В генераторе тока с полевым транзистором 12 в качестве регулирующего элемента 6 (фиг. 3) в элемент 10 соответственно включается однотипный полевой транзистор 11, затвор которого соединен с истоком регулирующего транзистора На затве ре компенсирующего транзистора 11 напряжение не имеет температурного дрейфа в результате чего осуществляется полная компенсация дрейфа напряжения затвор-исток транзистора 12. Кроме того, ток затвора транзистора 11 компенсирует температурный дрейф тока стока транзистора 12, обусловленный температурным дрейфом тока затвора транзистора 12,50 ков затвора транзисторов12 и 11;1 - ток затвора транзистоыпра 12;- ток затвора транзистора 11.Для многих практических применений током затвора транзистора 11 по сравнению с током делителя и по сравнению с положительным влиянием компенсации тока затвора транзистора 12 можно пренебречь. Соответственно, нестабильность можно считать равнойнулю.Генератор тока, по сравнению с известным, уменьшает зависимость выходного тока от пульсаций напряжения питания, от нестабильности напряжения питания и при изменении температуры окружающей среды,Формула изобретения1. Генератор тока, содержащий стабилитрон, анод которого соединен с шиной источника напряжения и с первым выводом датчика тока, катод стабилитрона соединен с первым выводом первого резистора и неинвертирующим входом операционного усилителя, инрертирующий вход которого соединен с вторым выводом датчика тока и входом регулирующего элемента, выход которого соединен с шиной выхода устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения стабильности работы устройства путем уменьшения зависимости выходного тока от пульсаций напряжения питания, от нестабильности напряжения питания и при изменениях температуры окружающей среды, в него введены второй и третий резисторы, причем первый вывод второго резистора соединен с выходом операционного усилителя и вторым выводом первого резистора, а второй вывод - с управляющим входом регулирующего элемента, первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с шиной источника напряжения.2. Генератор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что.в него введен компенсирующий элемент, первый и второй выводы которого включены соответственно между первым выводом третьего резистора и вторым выводом второго резистора3. Генератор по пп.и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что компен.П Тираж 922 ВНИИПИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва, Ж, з 7945/5 ПодписиСР ного комитетаий и открытий адская наб Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 . 5 1290499 6сирующий и регулирующий элементы вы- ющего элемента, затвор соединен с полнены на первом и втором полевом входом регулирующего элемента, и истранзисторах соответственно, причем током второго полевого транзистора, исток и сток первого полевого тран- затвор которого соединен с управлязистора подключен соответственно к 5 ющим входом регулирующего элемента, первому и второму выводу компенсиру- сток - с его выходом.