Стабилизатор импульсов тока Советский патент 1985 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в устройствах формирования импульс™ ного градиента магнитного поля. Целью изобретения является повышение стабильности работы устройства. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит токовый цатчин 1, один вывод которого через пер вый резистор 2 подключен к первому входу измерительно-усилительного эле мента 3, другой - к общей шине устройства, источник 4 импульсного опорного напряжения, выход которого через второй резистор 5 подключен к второму ВХОДУ- измерительно-усилитель ного элемента.35 выход которого подключен к управляющему входу регулируницего элемента 6, включенного последовательно с нагрузкой 7, источником 8 питания и токовым датчиком If активный интегратор 9, один вход которого подсоединен к выходу источника 4 импульсного опорного напряжения, другой - к выводу токового датчика I, а выход через третий резистор 10 - к второму входу измерительно-усилительного элемента 3. Устройство работает следующим об разом. В стационарном режиме (отсутствует импульс на выходе источника 4 импульсного опорного напряжения ) схема работает в режиме стабилизации посто янного тока, значение которого незначительно превьпиает ток утечки регулирующего элемента 6 и задается постоянным уровнем напряжения на вы, ходе источника 4 импульсов опорного напряжения. Этому режиму соответствует состояние активного интегратора 9, определяемое его выходным напряжением Е , при котором разница напряжений на его входах (сигнал рассогласовани AU(t) равна нулю. В момент формирования прямоугольного импульса на выходе источника 4 опорного напряжения схема переходит в режим стабилизации тока, амплитуда которого задан амплитудой импульса опорного напряже ния. При этом неизбежно возникающий, особенно во время фронта импульса, сигнал рассогласования 4U(t) приводит к появлению в выходном напряжени интегратора 9 дополнительной составляющей Едоп н соответствии с интег- . ральным значением jU(t) 4U(t)dt, где К - постоянная интегрирования активного интегратора 9; t - момент включения импульса опорного напряжения; t - текущее время. Указанная составляющая (1) выходного напряжения интегратора 9 суммируется с сигналом рассогласования |на входе измерительно-усилительного элемента 3, усиливается и управляет посредством регулирующего элемента 6 током в нагрузке 7 так, что в конечном счете сам сигнал рассогласования uU(t) стремится к нулю. Аналогичные процессы происходят во время среза импульса. При этом по окончании импульса интегратор 9 вновь должен достигнуть исходного стационарного состояния, в котором он находился до начала импульса. Это означает, чтс весь сигнал рассогласования AU(t) накопленный в интеграторе за время действия импульса и связанных с ним переходных процессов, должен быть скомпенсирован до нуля по крайней мере в течение некоторого времени после окончания импульса, т,е. должно быть справедливо соотношение AU(t)dt О где cf- длительность импульса опорного напряжения; i - параметр, зависящий от по- . стоянной интегрирования ин- тегратора 9 и определяющий скорость компенсации накопленной ощибки. Выполнение С2) означает, что интегральное значение импульса тока, прошедшего через нагрузку 7 за промежуток времени сЛ+t в точности равно с коэффициентом пропорциональности R (RO - сопротивление токового датчика 1)соответствующему значению импульса опорного напряжения длительностью сА, сформированного на выходе источника 4 опорного напряжения.

31

Точность компенсации накопленной в интеграторе 9 ошибки определяется, произведением коэффициентов усиления интегратора 9 на нулевой частоте и измерительно-усилительного элемента 3. Последний с целью сохранения устойчивости работы устройства ограничен обычно величиной /V- 10 . Указанный коэффициент усиления интегратора 9 при современной элементной базе может достигать величин . Таким образом, общий коэффициент усиления в цепи обратной связи достигает величин ( 10/, практически не достижимых в известных устройствах. При этом главным достоинством предлагаемого стабилизатора является его способность- запоминать (в отличие

4910, 4

от известного )в интегральной форме сигнал рассогласования в те промежутки времени, когда в принципе нарушены условия компенсационной 5 стабилизации (переходные процессы во время фронтов импульсов, импульсные и другие помехи, флуктуации пряжения источника питания и Др.-а впоследствии, накопленный сигнал рас)0 согласования компенсировать.

Использование предлагаемого стабилизатора для создания импульсов градиента магнитного поля позволяет не менее чем в 10 раз по сравнению 15 с известным увеличить их амплитуду при одновременном увеличении стабильности интегральных значений импульсов градиента.

СТАБИЛИЗАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий токовый датчик, один вывод которого через первый резистор подключен If первому входу измерительно-усилительного элемента, другой - к общей шине устройства, источник импульсного опорного напряжения, выход которого через второй резистор подключен к второму ходу измерительно-усилительного элемента, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, включенного последовательно с нагрузкой, источником питания и токовым датчиком, отличающийся тем, что, с целью повьшения стабильности работы, в него введен интегратор, один вход которого подсоединен к выходу источника импульсного i опорного напряжения, другой - к вьшоду токового датчика, а выход через СЛ третий резистор - к второму входу измерительно-усилительного элемента. 4 СО