Управляемый источник тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

{: Is5

СО

00 о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах и устройствах для измерения и формирования мощных сигналов тока и напряжения в широкой полосе частот.

Цель изобретения - повьшениё точности выходного тока.

На фиг. 1 представлена блок-схема управляемого источника тока; на фиг. 2 - ее вариант.

Источник (фиг. 1) содержит основной регулятор I тока, дополнительный регулятор 2 тока добавки, сумматор 3 напряжений, датчик 4 тока и допол- нительный датчик 5 тока. При этом управляющий вход регулятора I и первый вход сумматора 3 соединены с источником управляющего напряжения, выход регулятора 1 соединен с выход- ным вьшодом через датчик 4, выход которого соединен с вторым входом сумматора 3, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного регулятора 2, выход которого соединен с выходом основного регулятора 1 через вход дополнительного датчика 5 тока,выходом соединенного с, третьим входом сумматора 3.

Источник (фиг.2) содержит входной

резистор 6, резистор 7 обратной связи, нагрузку 8, образцовый резистор 9 (датчик тока), дополнительный резистор 10, усилитель 11, дополнительный регулятор 12 тока и сумматор 13 напряжений.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Основной регулятор I создает ток, определяемый соотношением

I, и-к,,

( 1)

ток основного регулятора

тока;

и - управляющее напряжение; 45 К| - коэффициент преобразования основного регулятора 1 тока. Дополнительный регулятор 2 создаток, определяемый выражением 50 12 Ди К, (2)

I - ток дополнительного регулятора 2 тока;

К - коэффициент преобразования ,, дополнительного регулятора , 2 тока;

UU - напряжение на выходе сумматора 3.

Сумма токов 1 1 „ протекает через датчик 4 тока, поэтому на выходе датчика тока действует напряжение

а 1ц-К4,

(3)

где Пд - напряжение на выходе датчика 4 тока, К - коэффициент передачи датчика

4 тока; И. - выходной ток управляемого

источника тока.

Дополнительный датчик 5 тока создает напряжение поправки согласно соотношению

,

(4)

где Kj. - коэффициент переда 1и дополнительного датчика 5 тока, Uj. - напряжение поправки с выхода

датчика 5 тока.

Выходное напряжение сумматора 3 определяется соотношением

&U

(5)

и - Uo - Uy.

Выходной ток устройства определяется с учетом (1) - (4) соотношением

т II I Tf + Кй() ) I (-дч

1+МК4 -K,)j

Пусть К }д , и Куд- номюгальные значения коэффициентов К, К4 и Ку. Из (6) видно, что при 1 (, D K,Q, т.е. при номинальных значениях результат преобразования не

зависит от К, К у. Кроме того, если

К

40

Kjo то

исключаются автоколебания в замкнутом контуре из блоков 3, 2, 5 и 4.

Относительная погрешность преобразования определяется при К, К соотношением

5j, (5, 4 5у) S (7)

где 8 - относительная пбгрешность

преобразования напряжения

и в ток 1ц о, и Oji- относительные погрешности

регуляторов 1 и 2 тока относительные погрешности

Датчиков 4 и 5 тока.

Например, если погрешности S, 5. у , ff, 10, то из (7) получают S З- Ю. Таким образом, результат преобразования определяется в основном значением о

1442980

Для варианта устройства (фиг.2) принцип действия следующий. Управляющее напряжение поступает на первый вход сумматора 13 и через резис- g тор 6 на вход усилителя 1I. На второй и третий вход сумматора 13 поступают напряжения с датчика тока образцового резистора 9 и с выхода сумматора 13 соответственно. Выход- ю мое напряжение сумматора определяется соотношением

вы со

ли

где ли

К,, и

K,,uU

(8)

и к

выходной напряжение сумматора 13i

Uj, - падение напряжения на образцовом резисторе 9;

К

сг

сь

коэффициенты передачи сумматора по первому, второму и третьему входам соответственно.

Ток I л на выходе регулятора 12 определяется соотношением (2), где Kj - коэффициент преобразования напжения uU в ток 1/л,

Влияние синфазной составляющей н точность 1л несложно сделать малой

Предлагаемое устройство обеспечивает большую точность при больших значениях тока (до десятков ампер и боэтом рассеиваемая мощность в схеме увеличивается незначительно, так как

121 «-1, . Сумма входных токов усилителя определяется соотношением

11

35

и

R.

и„

&U R

i;

10

к:

)

(9)

где I, - выходной ток усилителя 11

40

К - коэффициент усиления по току усилителя

за счет увеличения значения сопротив- 30 g, выполнено на типо- ления обратной связи R регулятора 12. преобразователях напряжения в При этом рассеиваемая мощность в схе- низкой точности.

Фор мула изобретения

Управляемьй источник тока, содержащий основной регулятор тока, дополнительный регулятор тока добавки, датчик тока и сумматор напряжений, причем управляющий вход основного регулятора тока и первый вход сумматора напряжений соединены с источником уп1завляющего напряжения, выход основного регулятора тока соединен с выходным вьшодом через вход датчика тока, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного регулятора тока добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выходного тока, в него введен дополнительный датчик тока, при этом выход дополнительного регулятора тока добавки соединен с выходом основного регулятора тока через вход дополнительного датчика тока, выход которого соединен с введенным третьим входом сумматора.

tvg

И R

т ю

- значения сопротивлений резисторов 6, 7 и 10.

и,, .RO(II - 1г); СО) где UQ - падение напряжения на образцовом резисторе, ., Для того, чтобы ток I, не менялся

45

50

при действии тока I

2

ся компенсация составляющей V-gl,

осуществляет- /R,

на входе усилителя 11 путем ввода на вход усилителя 11 тока Л U/R о. На этом основании справедливо уравнение

55

uU

R-,

О,

из которого с учетом (9)

(П)

находят

R,

- К.

R,

(12)

7 Чо

Подставляя (12) в (9), получают выражение для выходного тока в виде соотношения

(8) 1

, находят выражение для тока нагрузки в виде

и

I, + Г,

Kid 1 +

RgK,) .)

О -

(14)

Использование общего обратного преобразователя для образования выходного тока в усилителе и для устройства в целом позволяет снизить рассеиваемую мощность, сократить число мощных резисторов.

Предлагаемое устройство обеспечивает большую точность при больших значениях тока (до десятков ампер и бо g, выполнено на типо- преобразователях напряжения в низкой точности.

11

35

40

45

50

55

Фие.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования мощных сигналов тока и напряжения в широкой полосе частот. Цель изобретения - повьшение точности и мощности преобразования напряжения в ток. Напряжение преобразуют по одному каналу в первый ток, а по другому преобразуют разность между преобразуемым и компенсирующим напряжениями во второй ток, суммируют первый и второй токи, дополнительно преобразуют величину, пропорциональную второму току, в напряжение поправки. Компенсирующее напряжение получают как разность напряжения, образуемого обратным преобразованием из суммы первого и второго токов, и напряжения поправки. 2 ил. (Л е

Фиг. 2