Стабилизатор постоянного тока

Стабилизатор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных измерительных приборах и устройствах. Цель - повышение коэффициента стабилизации, выходного сопротивления и расширение динамического2-диапазона. Устройство содержит формиро-, ватель опорного напряжения, состоящий из операционного усилителя 1. нелинейного (с опорным стабилитроном) 3 и линейного (компенсирующего) 4 делителей напряжения и дополнительного линейного делителя напряжения на резисторах 6 и 7. а также формирователь выходного тока, состоящий из операционного усилителя 2 и измерительного резистора 8. Поставленная цель достигается тем, что опорное напряжение формируется как разность напряжений нелинейного и линейного делителей. Это позволяет скомпенсировать отклонения напряжения стабилитрона, связанн^ые с изменением напряжения питания нелинейного делителя. Изменение полярности выходного тока осуществляется как изменением положения переключателя, так и изменением между собой мест включения делителей 3 и 4.^2 ил.слсXIО Ч)ю00сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21р

М

С:

, С) 0

Ы

00 (Л

4 (21) 4768473/07 (22} 14.12.89 (46) 30.01.92. Бюл, № 4 (71) Пензенский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт средств контроля электронной аппаратуры и изделий электронной техники (72) О.П.Новиков и А.И.Федонин (53) 621.316.722,1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 824170, кл. 6 05 F 1/56, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1449974, кл. G 05 F 1/56, 1987. (54)СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных измерительных приборах и устройствах. Цель — повышение коэффициента стабилизации, выходного сопротивления и расширение динамического

„„Я, „1709285 А1 диапазона, Устройство содержит формиро-, ватель опорного напряжения, состоящий из операционного усилителя t. нелинейного (с опорным стабилитроном) 3 и линейного (компенсирующего) 4 делителей напряжения и дополнительного линейного делителя напряжения на резисторах 6 и 7, а также формирователь выходного тока, состоящий из операционного усилителя 2 и измерительного резистора 8. Поставленная цель достигается тем, что опорное напряжение формируется как разность напряжений нелинейного и линейного делителей. Это позволяет скомпенсировать отклонения напряжения стабилитрона, связанные с изменением напряжения питания нелинейного делителя. Изменение полярности выходного тока осуществляется как изменением положения переключателя, так и изменением между собой мест включения делителей 3 и 4. 2 ил.

1709285

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в прецизионных измерительных приборах и устройствах, Цель изобретения.— повышений коэффициента стабилизации, выходного сопротивления и расширение динамического диапазона.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора постоянного тока; на фиг. 2 — электрические схемы линейного (фиг. 2а) и нелинейного (фиг. 2б) делителей напряжения. °

Устройство содержит первый 1 и второй

2 операционные усилители, делители 3-и 4 напряжений, один из которых является линейным, а другой — нелинейным, входную шину 5 питания, дополнительный линейный делитель напряжения на резисторах 6 и 7, измерительный резистор 8 и переключатель

9. Линейный делитель напряжения состоит иэ резисторов 10 и 11. Крайние выводы резисторов 10 и 11 образуют первый и второй крайние вывдды делителя, а объединенные выводы резисторов образуют средний вывод делителя.

Нелинейный делитель напряжения состоит из токозадающего резистора 12 и опорного стабилитрона 13. Крайние выводы резистора 12 и стабилитрона 13 образуют первый и второй крайние выводы делителя, а объединенные выводы резистора 12 и стабилитрона — средний вывод делителя. Первые крайние выводы делителей 3 и 4 соединены с одной из раэнополярных шин

5 питания усилителей 1 и 2,.средние выводы делителей 3 и 4 соединены с инвертирующим и неинвертирующими входами усилителя 1, вторые крайние выводы — с выходами, усилителей 1 и 2 и крайними выводами резисторов 6 и 7, общая точка которых соединена с инвертирующим входом усилителя 2, неинвертирующий вход которого соединен с выходной шиной для подключения заземленной нагрузки 14 и первым выводом резистора 8, второй вывод которого соединен с переключающим контактом переключателя 9, замыкающий контакт которого соединен с выходом усилителя 1, а размыкающий контакт — с выходом усилителя 2.

Усилитель 1 совместно с нелинейным и линейным (компенсирующим) делителями 3 и 4 напряжений образуют формирователь стабильного опорного напряжения, независимого от изменений напряжений питания дйлителей, которое выделяется между вторыми крайними выводами делителей 3 и 4 и подается на дополнительный делитель напряжения.

Усилитель 2 совместно с резистором 8 образует формирователь выходного тока. В качестве опорного напряжения в формирователе тока используется часть напряже5 ния, снимаемого с одного из резисторов 6 или 7 дополнительного делителя;

Значение выходного тока (вых, протекающего по цепи: нагрузка 14-- резистор 8—

10 переключающий и размыкающий контакты переключателя 9 — выход усилителя 2, при выполненйи делителя 3 линейным, а делителя 4 — нелинейным, определяется по формуле:

Ов R О " 2("е "ц1 (os ()(ì ï "« "431

R> Й, я< (яю « "ч ю(ял з)

20 где 06. Ue, 01з. 014 — напряжения на шине 5, резисторе 8, источнике ЭДС стабилитрона

13 и нагрузке 14 соответственно;

R6, R7, ре, R1o,. R11, R1z, г1з — сопротивления резисторов 6 — 8, 10 — 12 и динамическое

25 сопротивление стабилитрона 13.

Если выполняется условие R1o г1з— — R11Жз = О, т.е. R1o/R» = Rn/г1з, То Tîê

U13 . R6 (вых =

Re R6+ R7

30 Если переключатель 9 перевести во второе положение, то ток (вых протекает с выхода усилителя 1 через переключатель 9, резистор 8 в нагрузку 14 и имеет значение

О1з R7

35 "" р р +р

Направление выхОдного тока изменяет-. ся на противоположное без изменения полярности напряжения на шине 5.

Когда делитель 3 выполнен нелиней40 ным, а делитель 4 — линейным, то выходной ток при установке переключателя 9 в первое положение находят по формуле (1з . Re (вых = +

При переводе переключателя 9 во второе положение выходной ток изменяет свое направление и находят по формуле

Ьз R7

Re R6+ R7

При равенстве сопротивления резисторов 6 и 7 выходные токи по абсолютной величине также равны, Отсутствие в выражениях выходного тока членов, содержащих сопротивление нагрузки 14 и напряжение на шине 5, свидетельствует о высоких значениях коэффициента стабилизации и выходного сопротивления стабилизатора.

1709285

Работа стабилизатора тока при изменении, например, питающего напряжения на шине 5 происходит следующим образом. увеличение питающего напряжения приводит к увеличению напряжений на делителях 3 и 4 тока через стабилитрон 13, падению напряжения на нем иэ-эа наличия дифференциального сопротивления. Одновременно на такую же величину увеличивается и напряжение на резисторе 11 линейного (компенсирующего) делителя. С помощью усилителя 1 эти приращения напряжений компенсируются, поскольку напряжение на делителе иэ резисторов 6 и 7 является разностью напряжений стабилитрона 13.и резистора 11.

Часть опорного напряжения, снимаемого с одного из резисторов 6 или 7 сравнивается с падением напряжения на резисторе

8 с помощью усилителя 2, который обеспечивает формирование заданного выходного тока.

Аналогично работает стабилизатор и при изменении сопротивления нагрузки.

В результате выходной ток остается практически неизменным, поскольку он определяется стабильным опорным напряжением на резисторе 6- или 7 и сопротивлением резистора 8, а они сохраняют постоянное значение.

Таким образом, по сравнению с прото. типом предлагаемый стабилизатор постоянного тока имеет более высокие коэффициент стабилизации, выходное сопротивление и широкий динамический диапазон изменения напряжения на нагрузке, Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий первый и второй операционные усилители,. линейный и нелинейный делители напряжений, имеющие первый и второй крайние и средний выводы. измерительный резистор, причем один из делителей напряжения подключен первым крайним выводом. к входной шине питания, средним выводом—

5 к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, вторым крайним выводом — к выходу второго операционного усилителя, а другой из делителей напряжения подключен средним и вторым крайним .

10 выводами к инвертирующему входу и выходу первого операционного усилителя соот, ветственно, измерительный резистор первым выводом соединен с неинвертирующим входом второго операционного усили15 теля и выходной шиной для подключения заземленной нагрузки, при этом нелинейный делитель напряжения выполнен на опорном стабилитроне, включенном между средним и вторым крайним выводами дели20 теля, и токозадающем резисторе, включенном между первым крайним и средним выводами делителя, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента стабилизации выходного сопротивления и

25 расширения динамического диапазона, в него введены переключатель и дополнительный линейный делитель напряжения, причем переключатель подключен размыкающим контактом к выходу второго операци30 онного усилителя, замыкающим контактом — к выходу первого операционного усилителя, переключающим контактом — к второму выводу измерительного резистора, дополнительный линейный делитель напряжения

35 подключен средним выводом к инвертирующему входу второго операционного усилителя, а крайними выводами — к выходам первого и второго операционных усилителей, при этом первые крайние выводы нели40 нейного и линейного делителей напряжения обь един ен ы.

1709285

Составитель В.Есин

Редактор Л.Пчолинская Техред M:Ìoðãåíòàë

Корректор Т.Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул-.Гагарина, 101

Ф

Заказ 25 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5