Стабилизированный источник токаС изМЕНяющЕйСя пОляРНОСТью Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА

С измЕнякхтдайся ПОЛЯРНОСТЬЮ

И;зобретение. относится к электротехнике и предназначено для исполь.эования в электротехнических установках различного назначения. Й-звестен двухполярный источник тока,содержащий два независимых.канала положительной и отрицательной полярности, работающих на зaзe 4лeнную нагрузку 1 В таком источнике тока неидентич .ность каналов вызывает погрешность асимметрии выходного тока при смене йолярности, эта асимметрия не является стабильной величиной и поэтому не устраняется при настройке. Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный источник тока с изме няющейся полярностью, содержащий два регулирующих элемента положительной и отрицательной полярности, управлякиций электрод каждого из кот рых через свой.выходной ключ соединен с выходом усилителя сигнала ошибки с двумяЕ входами, источник опорного напряжения с двумя разнополярными выходами, две пары выводо для подключения двух разнополярных источников питающего напряжения с общей точкой, измерительный резисто две группы ключей, каждая из которьк состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнала ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом . источника Опорного напряжения и через первый ключ второй группы с положительным выходом источника опорного напряжения, управляклцие входы ключей первой группы соединены с управляющим входом выходного ключа положительной полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляющим входом выходного ключа отрицательной полярности 2 . Недостатком такого устройства является наличие двух измерительных резисторов. Как известно, погрешность асимметрии данного устройства определяется степенью идентичности измерительных резисторов положй;тельной и отрицательной полярностей ,и для получения резисторов с близкими характеристиками по температурной и временной нестабильноОти требуется специальная дорогостоящая технология; кроме того, в данном устройстве всегда один из упомянутых резисторов оказывается в состоянии, когда через

него не протекает ток нагрузки, поэтому температура резисторов оказывается неодинаковой, и при смене полярно)ги по мере разогрева соответствующего резистора изменяется выз одной ток источника.

Цель изобретения - повышение точности стабилизированного источника тока с изменяющейся- полярностью. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике тока с .изменяющейся полярностью, содержащем два регулирующих элемента положительной и отрицательной полярности, управляющий электрод каждого 13 которых через свой выходной ключ соединен с выходом ycилитeлjJ сигнала ошибки с двумя входами, источник опорного напряжения с двумя разнополярными выходами,- две пары выводовv для подключения двух разнополярных источников питающего апряжения с общей точкой, измерительный резисто1э, две группы ключей, каждая из которых состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнсша ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом источника опорного напряения и через первый ключ второй группы - с положительным выходом сточника опорного напряжения, управ-t яющие входы ключей первой группы соединены с управляющим входом выходного ключа положительнбй полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляюим входом выходного ключа отрицательной полярности, в.каждую из упомянутых групп ключей введен дополнительный ключ, при этом первый вывод измерительного резистора через второй ключ первой группы соединен с. положительным выходом источника опорного напряжения, через второй ключ второй группы - с отрицательным выходом источника опорного напряжения, через третий ключ первой группы - с выходом источника питаюего напряжения положительной полярности, а через третий ключ второй группы - с выходом источника питаюего напряжения отрицательной поярности , второй .вывод измерительного резистора соединен непосредственно с инвертиру1ощим входом усиителя сигнала ошибки, а через четвертый ключ первой группы - с входным силовым выводом регулирующего элемента положительной полярности и через четвертый ключ второй группы - с входным силовым выводом регулирующего элемента отрицательной полярности.

На чертеже представлена функциоальная схема стабилизированного сточника тока с изменяющейся поляростью.

Стабилизированный тока содержит источник опорного напряжения 1, источники питающего напряжения положительной и отрицательной полярности 2 и 3, первые ключи первой и второй групп 4 и 5, вторые ключи первой и второй групп б и 7, третьи ключи первой и второй групп 8 и 9, четвертые ключи первой и второй групп 10 и 11,.измерительный резистор 12, усилитель сигнала ошиб 13, регулирукяцие элементы положителной и отрицательной полярности 14 и 15, соответствующие им выходные ключи 16 и 17, нагрузку 18.

Стабилизированный источник тока работает следующим образом.

При наличии сигнала о выдаче в нагрузку тока положительной гголярности ключи 4, 6, 8 и 10 замкнуты, а ключи-5, 7,9 и 11 разомкнуты, регулирующий элемент 14 включен, а регулирующий элемент 15 выключен, т.е. источник опорного напряжения 1 источник питающего напряжения положительной полярности 2, усилитель -сигнала ошибки 13, измерительный резистор 12, нагрузка 18 и вышеупомянутые включенные элементы образуют регулятор тока положительной полярности. При этом через нагрузку 18 течет тоК от источника 2, протекающий через ключ 8, резистор 12, ключ 10, регулирующий элемент 14. П отсутствии утечки тока в цепь управления регулирующего элемента 14 и в входную цепь усилителя 13, что не-ч трудно обеспечить на современной элементной базе, ток в нагрузке будет равен току, протекающему через измерительный резистор 12. Если усилитель 13 имеет недостаточно высокие характеристики (большой коэффициент усиления, малое смещение по токуй напряжению), то сигнал рассогласования на входе усилителя, равный разности напряжения источника опорного напряжения и падения напряжения от тока нагрузки йа измерительном резисторе 12, приблизит тельно равен нулю, т.е. с высокой точностью выполняется равенство

, - Цр

+ R .

где 1ф - ток положительной полярности внагрузке, DO - напряжение источника опорного напряжения} R - сопротивление измерительного резистора.

При поступлении сигнала о выдаче в нагрузку тока отрицательной полярности ключи 4, 6, 8 и 10 размыкаются, а ключи 5, 7, 9 и 11 замыкаются, регулирующий элемент 14 выключается, а регулирующий элемент 15 включается, т.е. источник опорного напряжения 1, источник питающего напряжения отрицательной полярноети 3, усилитель сигнала с;1 иибки 13, измерительный резистор 12, нагрузка 18 и упомянутые включенные элементы образуют регулятор тока отрицательной полярности, работа которого аналогична работе регулятора положитель ной полярности. В этом случае ток в нагрузке равен I и° , . где 1 - ток отрицательной полярности в нагрузке-. Up - напряжени-е источника опорного напряжения-, R - сопротивление измерительного резистора. Таким образом, благодаря применению на разных полярностях единствен ного измерительного резистора увелич вается точность.предлагаемого устрой ства, при этом расширяется сфера ег применения. Формула изобретения Стабилизированный источник тока с изменяющейся полярностью, содержа дий два ре булирующих элемента поло жительной и отрицательной полярности, управляющий электрод каждогО- из которйх через свой выходной ключ соединен с выходом усилителя сигнал ошибки с двумя входами, источник опорного напряжения с .двумя разнопо лярными выходами, две пары выводов для подключения двух разнополярных источников питающего напряжения с . общей точкой, измерительный резистор две группы ключей, каждая из которы состоит из трех ключей, причем неинвертирующий вход усилителя сигнал ошибки через первый ключ первой группы соединен с отрицательным выходом источника опорного напряжения и через первый ключ второй группы с положительным выходом источника опорного напряжения, управляющие входы ключей первой группы соединены с управляющим входом .выходного ключа положительной полярности, а управляющие входы ключей второй группы соединены с управляющим входом выходного ключа отрицательной полярности, отличаю щ.ийся там, что, с целью повЕлшения точности . стабилизации, в каждую из упомянутых групп ключей введен дополнительный ключ, при этом первый вывод измерительного резистора через второй ключ первой группа соединён с положительным выходом источника опорного напряжения, второй ключ второй группы - с отрицательным вы- . ходом источника опорного напряжения , через третий ключ первой группы - с выходом источника питающего напряжения положительной полярности, а через третий ключ второй группы с выходом источника питающего напряжения отрицательной полярности, второй вывод измерительного резистора соединен непосредственно с инверти- рующим входом усилителя сигнсша ошибки, а через четвертый ключ первой группы - с входнь1м силовым выводом регулирующего элементаположитель-ной полярности и через четвертый ключ второй группы - с входным силовым выводом регулирующего элемента отрицательной полярности. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контооля И измерения, М., Энергия, 1976, с. 355. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2451558/07,кл. G 05 F 1/56, 1977.