CS210997B1 - Zapojení pro kompenzaci vlivu teploty referenčního odporu - Google Patents

Abstract

Zapojení ke kompenzaci vlivu teploty referenčního odporu. Vynález se týká zapojení, které odstraňuje vliv teploty referenčního odporu u proudových stabilizátorů s nastavitelnou hodnotou proudu. Vynález řeší náhradu složitých systémů s termostatickým udržováním teploty referenčního odporu. Podstatou zapojení je, že paralelně k referenčnímu odporu je připojen dělič ze dvou odporů v sérii se zdrojem referenčního napětí, kde střed děliče je spojen s invertujícím vstupem zesilovače odchylky, přičemž vinutí prvního odporu děliče a referenčního odporu jsou tepelně spojena. Vynález je určen pro proudové zdroje s vysokou stabilizační účinností.

Description

Vynález se týká zapojení pro kompenzaci vlivu teploty referenčního odporu u proudových stabilizátorů s nastavitelnou hodnotou proudu.

U proudových stabilizátorů je proud v zátěži ovládán napětím, získávaným porovnáním referenčního napětí s úbytkem napětí, který je vyvolán průtokem proudu přesným, tzv. referenčním odporem. Na stálost hodnoty referenčního odporu má v důsledku jeho nenulového teplot ního součinitele vliv především oteplení, způsobené ztrátovým výkonem v odporu samém. Tato okolnost je zvlášt významná, jde-li o zdroj proměnného stabilizovaného proudu. Lze odvodit, že relativní změna hodnoty referenčního odporu AR/R je úměrná druhé mocnině poměru hodnot stabilizovaného proudu.

Tato změna odporu probíhá s tepelnou časovou konstantou celé soustavy a to způsobuje nežádoucí časovou změnu nové nastavené hodnoty stabilizovaného proudu. Proto dosavadní způsoby odstranění tohoto vlivu spočívaly v udržováni odporu do termostatu s cirkulující kapalinou. Nevýhodami tohoto způsobu je, že stabilizace teploty referenčního odporu je nejen nákladná, ale také z konstrukčního hlediska vyžaduje značného prostoru. Dále pak je třeba značné doby k ustáleni teplot, zvláště při větších objemech chladicí kapaliny.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojeni ke kompenzaci vlivu teploty referenčního odporu proudového stabilizátoru, kde referenční odpor připojený ke společnému vodiči je spojen přes zatěžovací odpor s výstupem zesilovače odchylky. Podstatou zapojení je, že paralelně k referenčnímu odporu je připojen dělič ze dvou odporů v sérii se zdrojem referenčního napětí a střed děliče je spojen s invertujícím vstupem zesilovače odchylky, přičemž vinutí prvního odporu děliče a referenčního odporu jsou tepelně spojena například navinutím na sehe, případně vedle sebe a na společném tepelně vodivém nosiči.

Hlavni předností vynálezu je konstrukční a obvodová jednoduchost, která nahrazuje podstatně složitější a objemově prostornější konstrukce s termostaty, čímž přináší značné snížení výrobních nákladů. Zapojeni podle vynálezu současně snižuje dobu ustálení odběrových parametrů proudového stabilizátoru.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je naznačeno základní zapojení kompenzační části stabilizátoru.

Příklad zapojení znázorňuje kompenzační část stabilizátoru. Zesilovač i odchylky, který dodává proud I je výstupem spojen přes zatěžovací odpor &_z a přes referenční odpor Rp se společným vodičem. Neinvertující vstup zesilovače 1 odchylky je spojen rovněž se společným vodičem. Jeho invertující vstup je spojen se středem děliče ze dvou odporů Rj, První odpor Rj je spojen s uzlem referenčního a zatěžovacího odporu Rp, R_z· Odpor R, je současně v tepelném spojení s referenčním odporem Rp. Druhý odpor Rj děliče je spojen se zdrojem 2 referenčního napětí Up, jehož druhý pól je připojen ke společnému vodiči.

Funkční činnost zapojení lze zdůvodnit takto:

Proud I prochází zatěžovacím odporem R_z a v sérii zapojeným referenčním odporem Rp. Potom ve středu děliče, sestávajícího z odporů R, a Rj bude napětí U:

AU

I ^Rr

R, R,

Toto napětí je vzhledem k polaritě referenčního napětí velmi malé a je vlastně řídicím napětím pro zpětnovazební zesilovač 2 odchylky s výkonovým stupněm, který ovládá proud I do zátěže. Předpokládáme-li, že je přibližně AU = 0, pak:

-¾

Je zřejmé, že podeří-li se zajistit, aby se změnou referenčního odporu R^ proběhla současně i stejně veliká relativní změna na prvním odporu gj, zůstane hodnota druhého zlomku nezměněná a tedy i hodnota proudu I zůstane neovlivněna změnou referenčního odporu R? s teplotou. lato společná závislost je vyznačena na obrázku čárkovaně.

Společná tepelná vazba obou odporů gj, g₂ se provede například vinutím obou odporů Rj,

R? vedle sebe nebo na sebe a na jednom tepelně dobře vodivém nosiči. Aby se zajistila velmi těsné tepelná vazba mezi vinutími obou odporů Rj a Rp, jsou vinutí každého odporu rozdělena na vštěí počet sekcí. Nosič cívky je vytvořen se stejným počtem komor. V každé komůrce je uloženo vinutí jedné sekce odporu g_p a jedné sekce prvního odporu gj děliče. Odporový drát pro oba odpory gj , g^ je výhodné volit téhož průměru a ze stejného drátu.

Tím se dosáhne i stejné teplotní závislosti pro oba odpory R,, Rp. Aby se vyhovělo praktickým požadavkům, které stanoví pro hodnotu referenčního odporu gp podstatně nižší hodnotu než pro první odpor gj děliče, je vinutí sekcí obou odporů spojeno tak, že jednotlivé sekce referenčního odporu R_p jsou spojeny paralelně, zatímco jednotlivé sekce prvního odporu gj děliče jsou spojeny sériově.

Změhí-li se teplota nosiče buň v důsledku změny proudu I nebo změny teploty okolí, změní se hodnota referenčního odporu gp podle výrazu.

kde t_fcR - je teplotní součinitel odporového drátu vinutí R_p

AT_r - je oteplnení referenčního odporu _Ro - původní hodnota referenčního odporu r

Podobný výraz platí pro odpor gj :

^R, = (1 + t kR,

AT„ ) ^R1

Při použití shodného drátu lze předpokládat, že t^ = t,^ a v důsledku těsné tepelné vazby je i pro oba případy stejné oteplení. AT_R = AT_R , pak poměr obou odporů při nové teplotě je roven poměru původních hodnot: ^r '

nezávisle na teplotě, jak bylo předpokládáno. V důsledku toho zůstává konstantní hodnota proudu a tedy oteplení referenčního odporu nemá vliv na hodnotu proudu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro kompenzaci vlivu teploty referenčního odporu proudového stabilizátoru, kde referenční odpor připojený ke společnému vodiči je spojen přes zatěžovaoí odpor s výstupem zesilovače odchylky vyznačené tím, že paralelné k referenčnímu odporu (R_r) je připojen dělič sestávající ze dvou odporů (R^,a Rj) v sérii se zdrojem (2) referenčního napětí a střed děliče je spojen s invertujícím vstupem zesilovače (1) odchylky, přičemž vinutí prvního odporu (S₁) děliče a referenčního odporu (Η_ρ) jsou tepelně spojena například navinutím na sebe, případně vedle sebe a jsou umístěna na společném tepelně vodivém nosiči.