Стабилизатор двуполярных импульсов тока

661526 Союз Советских Социалистиц вских Республик"ио-;5 Г 1/56 ооударетеенный немет СССР но делам изобретен н открытий(71) Заявите ЛИЗАТОР ДВУХПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТО 4) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания различных устройств, в том числе тензометрических и термометрических измерительных систем. 5Известен стабилизатор тока на транзисторе, эмиттер которого соединен с нулевой шиной через эталонный резистор, база подключена к источнику опорного напряжения, в качестве которого может быть использован стабилитрон, а в цепь коллектора включено резистор нагрузки 11,Недостатком известного стабилизатора тока является низкий коэффициент стабилизации, а также невозможность стабилизировать токи различных полярностей.Наиболее близкии по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стабилизатор двухполярных импульсов тока, содержащий операционный усилитель, двухполярный источник напряжения для питания операционного усилителя, 20 эталонный резистор, включенный между выходом операционного усилителя и одним из выводов для подключения нагрузки, источник управляющих импульсов опорного напряжения, выход которого включен между точкой соединения эталонного резистора с указанным выводом для подключения нагрузки и неинвертирующим входом операционного усилителя 21.Недостатком такого стабилизатора явпяется невозможность стабилизации тока различной полярности. Кроме того, при использовании такого стабилизатора для стабилизации импульсов тока питания измеритель. ных схем, в которых для повышения точности измерений необходима развязка пэ постоянному току измерительных цепей от сети питания, является либо низкой помехоустойчивость схемы, либо увеличивается сложность источникапитания операционного усилителя (например, в тензометрических измерительных схемах). Действительно операционный усилитель стабилизатора должен при этом иметь развязанный от остальных цепей источник питания. Причем для устранения влияния импульсных помех источник питания усилителя должен иметь минимальную емкость между сетью питания и цепями питания операционного усилителя, чего достичь достаточно сложно (необходимо использовать, например, пьезоэлектрические трансформаторы, трансформатор с объемным вит.ком и пр.).Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей стабилизатора двухполярных импульсов тока.Для этого в стабилизаторе двухполярных импульсов тока, содержащем операционный усилитель, двухполярный источник напряжения для питания операционного усилителя, эталонный резистор, включенный между выходом операционного усилителя и одним из выводов для подключения нагрузки, источник управляющих импульсов опорного напряжения, выход которого включен между точкой соединения эталонного резистора с указанным выводом для подключения нагрузки и неинвертирующим входом операционного усилителя, он снабжен трансформатором двухполярных импульсов напряжения с первичной и, по крайней мере, двумя вторичными обмотками, двумя МОП-транзисторами, а источник управляющих импульсов двухполярного напряжения выполнен на параметрических стабилизаторах положительного и отрицательного напряжений, каждый из которых состоит из стабилитрона, ограничительного резистора и делителя опорного напряжения, причем крайние выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены с затворами упомянутых МОП-транзисторов, средний вывод соединен с истоками МОП-транзисторов и с неинвертирующим входом операционного усилителя, стоки МОП-транзисторов соединены с соответствующими выходами делителей опорного напряжения параметрических стабилизаторов положительного и отрицательного напряжений, входы которых соединены с выводами второй вторичной обмотки трансформатора, а выход операционного усилителя соединен с его инвертирующим входом, трансформатор снабжен третьей и четвертой вторичными обмотками, подключенными одними выводами к соответствующим крайним выводам первой вторичной обмотки согласно, а другими выводами через диоды соединены с объединенными подложками МОП-транзисторов, в качестве двухполярного источника напряжения использован двухполярный выпрямитель, вход которого соединен с пятой дополнительно введенной обмоткой транс; форматора, а трансформатор снабжен шестой вторичной обмоткой, включенной между общей точкой двухполярного источника напряжения и другим выводом для подключения нагрузки.На чертеже изображен стабилизатордвухполярных импульсов тока,принципиальная электрическая схема.Стабилизатор двухполярных импульсов тока содержит операционный усилитель.1, двухполярный источник 2 напряжения для питания операционного усилителя 1, эталонный резистор 3, включенный между выходом операционного усилителя и одним из выводов для подключения нагрузки, источник уп 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 равляющих импульсов опбрного напряжения, выполненный на параметрических стабилизаторах, каждый из которых состоит соответственно из стабилитронов 4, 5, ограничительных резисторов 6, 7 и делителей опорного напряжения на резисторах 8, 9 и 10, 11, трансформатор 12 двухполярных импульсов напряжения с первичной 13 и шестью вторичными 14 - 19 обмотками и два МОП-транзистора 20, 21, причем крайние выводы обмотки 14 соединены с затворами транзисторов 20, 21 и с неинвертирующим входом усилителя 1, стоки транзисторов 20, 21 соединены с соответствующими выходами делителей опорного напряжения, входы которых соединены с выводами обмотки 15, одни выводы обмоток 16, 17 подключены к крайним выводам обмотки 14, а другие через диоды 22, 23 - к подложкам транзисторов 20, 21, в качестве двухполярного источника напряжения использован двухполярный выпрямитель 24, входом подключенный к крайним выводам обмотки 18, а выходом - к последовательно соединенным конденсаторам 25, 26, при этом средняя точка обмотки 18 соединена через обмотку 19 с другим выводом для подключения нагрузки.Стабилизатор двухполя рных импульсов тока работает следующим образом.При отсутствии импульсов питания нагрузки на первичной обмотке 13 трансформатора 12, на вторичных обмотках трансформатора 12 напряжения нет, схема стабилизатора тока, включая и цепи питания операционного усилителя 1, обесточена и не потребляет энергии.При подаче в первичную обмотку трансформатора, положительного импульса, на вторичной обмотке питания нагрузки 19 трансформируется положительный импульс. Одновременно на шинах питания операционного усилителя появляется напряжение питания, снимаемое с обмотки 18 и выпрямленное мостовой схемой 24. Начинает протекать ток по цепи, состоящей из резистора нагрузки, эталонного резистора 3, выхода шин питания операционного усилителя 1, обмотки 18 питания операционного усилителя и обмотки 19 питания нагрузки.Одновременно положительный импульс с выхода обмотки 15 трансформатора подается на источник управляющих импульсов опорного напряжения, состоящий из резисторов 6, 7 и стабилитронов 4, 5. При этом стабилитроном 4 будет выделен стабилизированный импульс напряжения.Кроме того, отрицательный импульс напряжения, снимаемый с половины обмотки 14, открывает транзистор 21, подключая средний вывод резистора 8 делителя опорного напряжения к неинверсному входу операционного усилителя 1. Операционным усилителем производится сравнение падения напряжения на эталонном резисторе 3 и опорного напряжения, выделяемого стабилитроном 4и снимаемого со среднего вывода резистора8, что приводит к изменению напряжения навыходе операционного усилителя относительно его шин питания. Это изменение напряжения изменяет ток в нагрузке, так как оновключено последовательно с обмоткой 19 питания нагрузки. Напряжение между выходомоперационного усилителя и его шинами питания, а следовательно, и ток, протекающийчерез резистор нагрузки, изменяется до техпор, пока падение напряжения на эталонном резисторе 3 не сравняется с напряжением источника опорного напряжения. А таккак эталонный резистор 3 включен последовательно с резистором нагрузки, через этотрезистор будет протекать стабилизированный ток в течение действия положительногоимпульса питания нагрузки,При изменении полярности импульса впервичной обмотке 13 трансформатора 12,на обмотке 19 питания нагрузки будет трансформироваться отрицательный импульс. Вышеописанный процесс стабилизации теперьуже отрицательного импульса тока в нагрузке повторяется, так как отрицательным импульсам с половины обмотки 14 открываетсятранзистор 20, подключая к инверсному входу операционного усилителя 1 отрицательное опорное напряжение, выделяемое стабилитроном 5.Резисторами 9, 11 осуществляется грубая,а резисторами 8, 0 - точная независимаярегулировка значений положительного и от- ЗОрицательного опорных напряжений, подаваемых на неинверсный вход операционногоусилителя, что приводит к независимой регулировке тока в нагрузке в течение действияположительного и отрицательного импульсов,Так как для нормальной работы МОПтранзисторов напряжение на подложке каждого транзистора должно быть более положительным относительно всех остальныхэлектродов транзистора, это напряжение вы Оделяется выпрямительными диодами 22 и23 с обмоток 16 и 17 последовательно и согласно включенных с обмоткой 14.Применение данного стабилизатора двухполярных импульсов тока позволяет при не 45 50 55 2. Журнал Электроника (США), 1976,1, с. 65 - 66. значительном усложнении схемы получить качественно новую функциональную возможность - стабилизировать импульсы тока, изменяющихся по направлению, При существующей тенденции все более широкого использования импульсного питания параметрических датчиков и измерительных схем данное устройство позволит значительно повысить точность измерения без существенного усложнения цепей импульсного питания.Формула изобретения1, Стабилизатор двухполярных импульсов тока, содержащий операционный усилитель, двухполярный источник напряжения для питания операционного усилителя, эталонный резистор, включенный между выходом операционного усилителя и одним из выводов для подключения нагрузки, источник управляющих импульсов опорного напряжения, выход которого включен между точкой соединения эталонного резистора с указанным выводом для подключения нагрузки и неинвертирующим входом операционного уси -лителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стабилизатора, он снабжен трансформатором двухполярных импульсов напряжения с первичной и, по крайней мере, двумя вторичными обмотками, двумя МОП-транзисторами, а источник управляющих импульсов опорного напряжения выполнен на параметрических стабилизаторах положительного и отрицательного напряжений, каждый из которых состоит из стабилитрона, ограничительного резистора и делителя опорного напряжения, причем крайние выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены с затворами упомянутых МОП-транзисторов, средний вывод соединен с истоками МОПтранзисторов и с неинвертирующим входом операционного усилителя, стоки МОП-транзисторов соединены с соответствующими выходами делителей опорного напряжения параметрических стабилизаторов положительного и отрицательного напряжений, входы которых соединены с выводами второй вторичной обмотки трансформатора, а выход операционного усилителя соединен с его инвертирующим входом.2, Стадилизатор по п. 1, отличающийся тем, что трансформатор снабжен третьей и четвертой вторичными обмотками, подключенными одними выводами к соответствующим крайним выводам первой вторичной обмотки согласно, а другими выводами через диоды соединены с объединенными подложками МОП-транзисторов.3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, отличающийс;г тем, что в качестве двухполярного источника напряжения использован двухполярный выпрямитель, вход которого соединен с пятой дополнительно введенной обмоткойтрансформатора.4. Стабилизатор по пп, 1, 2 и 3, отличающийся тем, что трансформатор снабжен шестой вторичной обмоткой, включенной между общей точкой двухполярного источника напряжения и другим выводом для подключения нагрузки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР514281, кл. Сг 05 Г 1(56, 1975.ъ: 661526 Л Мордвинк говая Редактор Ю. ЧелюкаиовЗаказ 2474/50ЦНИИПпо113035, Мфилиал П П П СоставительТехред О. Л Тираж 1014 Государствен лам изобрете ква, Ж - 35, Патент, г. Корректор О. БилаПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб;, д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4