Устройство для стабилизации тока Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для получения электрических импульсов тока стабильной амплитуды, подаваемых на внешнюю нагрузку.

Цель изобретения - повышение качества выходного тока путем сглажИ вания неравномерности вершины ВЬЕХОД- ных импульсов.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства для стабилизации тока.

Устройство для стабилизации тока содержит импульсный модулятор 1 с частичным разрядом накопительного конденсатора 2 через электронную лампу 3, например, триод с защитной сеткой и ограничительными резисторами 4 и 5. Модулятор своими выходными выводами (выводами резистора 5) подключен к нагрузке 6, например, к генераторному прибору. Управляющая сетка лампы 3 при этом является входом модулятора 1.

Первый источник 7 питания своим отрицательным полюсом соединен с общей шиной и положительным полюсом источника 8 смещения. Положительный полюс второго источника 9 питания через первую параллельную КС-цепочку 10 соединен с первым выводом второй параллельной RS-цепочки 11 и с базой первого п-р-п транзистора 12. Его коллектор соединен с положительным полюсом источника 7, а эмиттер подключен к коллектору второго п-р-п транзистора 13. База последнего соединена с первым выходным выводом генератора 14 управляющих импульсов и через первый резистор 15 - с вторым выходным выводом генератора 14, отрицательным полюсом второго источника 9 питания и с входом модулятора 1 к которому через второй резистор 16 присоединен эмиттер второго п-р-п транзистора 13.

Устройство для стабилизации тока содержит также источник 17 опорного напряжения, диод 18 и делитель 19 напряжения, операционный усилитель 20 и ограничитель 21 амплитуды в составе включенных последовательно диода 22 и конденсатора 23, а также р-п-р транзистор 24, четвертый 26, третий 25 и пятый 27 резисторы и конденсатор 28. При этом отрицательный полюс источника 17 опорного на

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пряжения соединен с общей шиной, эмиттером р-п-р транзистора 24 и кон- денсатором 23 ограничителя 21 амплитуды. Параллельно конденсатору 23 включен делитель 19, выход которого соединен с первым (например, неинвертирующим) входом операционного усилителя 20, второй (инвертируюпщй) вход которого подключен к положительному полюсу источника 17 опорного напряжения.

Выход операционного усилителя 20 соединен с базой р-п-р транзистора 24, коллектор которого соединен с анодом диода 18,катод которого подключен непосредственно к второму выводу второй RS-цепочки 11 и через третий резистор 25 соединен с отрицательным полюсом источника 8 смещения, который через четвертый резистор 26 соединен с входом модулятора 1 и анодом 22 ограничителя 21 амплитуды. Катод диода 22 через резистор 27 соединен с положительньп полюсом источника 9 питания.

Постоянные времени КС-цепонек 10 и 11 выбираются одинаковыми. Эти цепочки в совокупности образуют частотно-независимый делитель напряжения. Конденсатор 28 включен между катодом диода 27 и общей шиной.

Устройство для стабилизации тока работает следующим образом.

Конденсатор 2 в паузах между импульсами заряжается от источника питания Е через резисторы 4 и 5. Лампа 3 в это время заперта по сетке постоянным напряжением смещения, поступающим через резистор 26 от источника 8. Конденсатор 23 дозаряжа- ется через резистор 27 от источника 7, Сопротивления резистора 27 и делитель 19 выбраны таким образом, чтобы напряжение на конденсаторе 23 в отсутствие импульсов было бы несколько меньшим, чем заданное напряжение Е2Э Транзистор 13 заперт. Сопротивление резистора в RC-цепочке 11 имеет величину, намного большую (в 10 и более раз), чем сопротивле- резистора в RC-цепочке 10. Поэтому ток в цепи источников 7 и 9 пренебрежимо мал и падения напряжения на резисторе 26 практически нет.

При поступлении положительного импульсй запуска заданной длительности от генератора 14 на базу тран- 13 он отпирается, отпирается

также и транзистор 12. Напряжение на его коллекторе уменьшается от величины Е до Е ( , где Е - напряжение источника 7, Е, - падение напряжения на открытом транзисторе 13. RC-цепочка способствует ускорению процесса включения транзистора 12, что дает увеличение крутизны фронта импульса превышения Е, поступающего на сетку лампы 3. Амплитуда этого импульса равна приблизительно Е

где Е,2 падение

,-Е„ -Е„ напряжения на открытом транзисторе 12, Е - напряжение на конденсаторе 23 в ограничителе 21. При этом происходит отпирание диода 22, что обеспечивает дозаряд конденсатора 23 и ограничение амплитуды импульсов

Е на уровне напряжения Е

2-3

Этим

достигается повышенная равномерность вершины импульсов, в частности, практически полностью подавляется выброс на переднем фронте.

При отпирании лампы 3 происходит частичный разряд конденсатора 2 и к нагрузке 6 прикладывается выходной импульс отрицательной полярности. Через нагрузку 6 протекает импульс тока. Лампа 3 работает при этом в недонапряженном режиме, характеризующемся большой величиной динамического внутреннего сопротивления RJ Rg, где Rg - сопротивление нагрузки 6. Величина R при этом зави- Ьит от амплитуды Е импульса превышения на сетке. Таким образом, стабилизация тока нагрузки достигается путем стабилизации напряжения Е. Резистор 16 способствует улучшению процесса ограничения амплитуды импульса Ej .

Стабилизация напряжения Е достигается путем стабилизации напряжения на конденсаторе 23, т.е. путем стабилизации уровня ограничения амплитуды. Для этого часть положительного напряжения Е снимается с выхода делителя 19 и поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 20, где сравнивается с опорным напряж знием от источника 17. Если напряжение начинает возрастать под действием дестабилизирующих факторов (например, вследствие возрастания напряжения Е от источника 7), то отрицательное напряжение, поступающее на базу транзистора 24 от выхода операцион

0

ного усилителя 20, уменьшается по абсолютной величине. Поэтому ток коллектора транзистора 24, протекающий через резистор 25 и диод 18 от источника 8, становится меньше, а отрицательное напряжение на конденсаторе 28 возрастает по абсолютной величине. В результате, во время импульса ток, протекающий через RC-цепочки 10 и 11, возрастает. Соответственно, ток базы транзистора 12 уменьшается. В результате падение напряжения на открытом транзисторе 12 увеличивается, тем самым 5 стабилизируется амплитуда , В момент окончания импульса от генератора 14 на базу транзистора 13 поступает отрицательный импульс сброса, способствующий ускоренному запиранию транзисторов 13 и 12. Диод 18 предотвращает попадание положительного напряжения на коллектор р-п-р транзистора 24 от источника 9.

5 Формула изобретения

Устройство для стабилизации тока, содержащее импульсный модулятор с частичным разрядом накопительного

0 конденсатора, выход которого соеди- нег с выходными клеммами, первый источник питания, отрицательный полюс которого соединен с общей шиной и с положительным полюсом источника

, смещения, второй источник питания, положительный полюс которого через первую параллельную RC-цепочку соединен с первым выводом второй параллельной RC-црпочки и с базой первого п-р-п-транзистора, коллектор которого соединен с положительным полюсом первого источника питания, а эмиттер подключен к коллектору второго п-р-п-транзистора, база которого соединена с первым выходным выводом генератора управляющих импульсов и через первый резистор соединена с вторым выходным выводом генератора, отрицательным полюсом второго источт ника питания и входом импульсного модулятора, к которому через второй резистор присоединен эмиттер второ- го п-р-п-транзистора, источник опорного напряжения, первый диод и дели тель напряжения, отличающе- е с я тем, что, с целью повышения качества выходного тока путем сглаживания неравномер ности вершины выходных импульсов, в него введены опера0

5

0

ционный усилитель, ограничитель амплитуды, состоящий из включенных последовательно второго диода и первого конденсатора, а также дополнительные р-п-р-транзистор, третий, четвертый, пятый резисторы и второй конденсатор, при этом отрицательный полюс источника опорного напряжения соединен с общей шиной, эмиттером р-п-р-транзистора и выводом первого конденсатора ограничителя амплитуды, параллельно которому включен делител напряжения, выход которого соединен с первым входом операционного усилителя, второй вход которого подключен к положительному полюсу источника опорного напряжения, а выход опера

Редактор И.Касарда Заказ 780/51

Техред М.Ходанич-; Корректор М.Демчик

Тираж 864 . Подписное ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,чд. 4/5

Производственно-полиграфическое пр.едприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

ционного усилителя соединен с базой р-п-р-транзистора, коллектор которого соединен с анидом первого диода, катод которого подключен непосредственно к второму выводу второй RC-це- почки и через третий резистор соединен с отрицательным полюсом источника смещения, который через четвертый резистор соединен с входом импульсного модулятора и анодом второго диода ограничителя амплитуды, при этом катод второго диода через пятый резистор соединен с положительным полюсом первого источника питания, а второй конденсатор включен между катодом первого диода и общей шиной.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоппарату- ры. Целью изобретения является повы- шение качества выходного тока устройства стабилизации постоянного тока. Цель достигается тем, что в устройство введены операционный усилитель 20, ограничитель 21 амплитуды, состо- япдай из диода 22 и конденсатора 23, а также р-п-р-транзистор 24, резисторы 25-27 и конденсатор 28. За счет этого достигается ограничение выбросов на вершине выходных импульсов. В случаях, когда нагрузкой модулятора 1 является генераторный прибор, уменьшение неравномерности вершины импульсов обеспечивает стабильное возбуждение колебаний основного вида. 1 ил. (Л Ю vj Г 0 77