CS218315B1

CS218315B1 - Connection of a current source with floating output

Info

Publication number: CS218315B1
Application number: CS802680A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Bernkopf
Original assignee: Jaroslav Bernkopf
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález řeší zapojení zdroje proudu s plovoucím výstupem, vhodného zejména pro neurostimulátory. V zápojení je využito dvou transformátorů — a to výstupního a zpětnovazebního. Výstupní transformátor slouží pro přizpůsobení impedancí zesilovače a zátěže a k oddělení zátěže od neplovoucí čáislti zdroje proudu. Zpětnovazební transformátor, jehož primární vinutí je zapojeno v sérii se zátěží, snímá velikost výstupního proudu. Zapojení podle vynálezu je vhodné v případech, kdy se požaduje dodávání konstantního proudu do proměnné zátěže, kterou může tvořit například pacient. Z tohoto důvodu je vynález vhodný k využití především v oblásti lékařské elektroniky při neurositimulaci.The invention solves the connection of a current source with a floating output, suitable especially for neurostimulators. The connection uses two transformers — output and feedback. The output transformer serves to match the impedances of the amplifier and the load and to separate the load from the non-floating part of the current source. The feedback transformer, the primary winding of which is connected in series with the load, senses the magnitude of the output current. The connection according to the invention is suitable in cases where it is required to supply a constant current to a variable load, which can be, for example, a patient. For this reason, the invention is suitable for use primarily in the field of medical electronics in neurostimulation.

Description

Vynález se týká zapojení zdroje proudu š plovoucím výstupem, vhodného zejména pro neurostimulátory.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the use of a floating output current source, particularly suitable for neurostimulators.

V dolsud známých zapojeních bývá plovoucí celý koncový stupeň zdroje proudu. U tohoto zapojení jsou problémy s přenosem informace o žádané velikosti výstupního proudu, s přenosem napájecí energie do plovoucí části a s přenosem zpětnovazební informace a o skutečné velikosti výstupního proudu zpět z plovoucí čálsti.In the wiring known to date, the entire output stage of the power source is floating. In this connection, there are problems with transmitting information about the desired output current size, transferring power to the floating part and transmitting feedback information, and the actual output current size back from the floating part.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, které je tvořeno ták, že první konec Vstupního odporu je Vstupem zapojení. Druhý konec vstupního odporu je spojený s invertujícím vstupem zesilovače, prvním koncem zpětnovazebního odporu a začátkem sekundárního vinutí zpětnovazebného transformátoru. Konec sekundárního vinutí zpětnovazebního transformátoru je Uzemněn ’ přeš kondenzátor. Neinvertující Vstup zesilovače je uzemněn přímo a výstup zesilovače , je spojený s druhým koncem zpětnovazebního odporu a se začátkem primárního vinutí výstupního transformátoru. Konec primárního vinutí výstupního transformátoru je uzemněn. Konec sekundárního vinutí výstupního transformátoru je prvním výstupem zapojeni a začátek sekundárního vinutí výstupního transformátoru je spojený se začátkem primárního vinutí zpětnovazebního transformátoru a konec primárního vinutí zpětnovazebního transformátoru je druhým výstupem zapojení. Stejného účinku zapojení se dosáhne, jsou-li primární i sekundární vinutí výstupního transformátoru nebo zpětnovazebního transformátoru ziapojena v opačném smyslu.These disadvantages are overcome by the circuit according to the invention, which is such that the first end of the input resistor is the input of the circuit. The other end of the input resistor is connected to the inverting input of the amplifier, the first end of the feedback resistor, and the start of the secondary winding of the feedback transformer. The end of the secondary winding of the feedback transformer is Grounded across the capacitor. Non-inverting The amplifier input is grounded directly and the amplifier output is connected to the other end of the feedback resistor and the start of the primary winding of the output transformer. The end of the primary winding of the output transformer is grounded. The end of the secondary winding of the output transformer is the first output wiring and the beginning of the secondary winding of the output transformer is connected to the start of the primary winding of the feedback transformer and the end of the primary winding of the feedback transformer is the second output. The same wiring effect is obtained if the primary and secondary windings of the output transformer or the feedback transformer are connected in the opposite sense.

Zapojení podle vynálezu umožňuje dodávání konstantního střídavého nebo impulsního proudu při větším rozsahu zatěžovacích odporů než dosud známá zapojení, přičemž je jednodušší a levnější.The circuitry according to the invention allows the supply of a constant alternating or pulse current at a greater range of load resistances than hitherto known circuitry, and is simpler and less expensive.

Na přiloženém výkrese je znázorněno jedno z konkrétních zapojení zdroje proudu s plovoucím výstupem podle vynálezu. Řídicí napětí je přivedeno na první konec Vstupního odporu 1, zatímco druhý konec vstupního odporu 1 je spojený s invertujícím Vstupem zesilovače 3, prvním koncem zpětnovazebního odporu 2 a začátkem sekundárního vinutí zpětnovazebního transformátoru 5. Konec sekundárního vinutí zpětnovazebního transformátoru 5 je uzemněn přes kondenzátor 6. Neinvertující Vstup zesilovače 3 je uzemněn přímo a výstup zesilovače 3 je spojený s druhým koncem zpětnovazebního odporu 2 a se začátkem primárního vinutí výstupního transformátoru 4. Konec primárního vinutí výstupního transformátoru 4 je uzemněn. Konec sekundárního vinutí výstupního transformátoru 4 je prVním výstupem zapojení. Začátek sekundárního vinutí výstupního transformátoru 4 je spojený se začátkem primárního vinutí zpětnovazebního transformátoru 5. Konec primárního vinutí zpětnovazebního transformátoru 5 je druhým výstupem zapojení.The attached drawing shows one particular embodiment of a floating output power source according to the invention. The control voltage is applied to the first end of Input Resistor 1, while the other end of Input Resistor 1 is coupled to the inverting Input of Amplifier 3, the first end of the feedback resistor 2 and the start of the secondary winding of the feedback transformer 5.. The non-inverting input of the amplifier 3 is grounded directly and the output of the amplifier 3 is connected to the other end of the feedback resistor 2 and the start of the primary winding of the output transformer 4. The end of the primary winding of the output transformer 4 is earthed. The end of the secondary winding of the output transformer 4 is the first wiring output. The start of the secondary winding of the output transformer 4 is connected to the start of the primary winding of the feedback transformer 5. The end of the primary winding of the feedback transformer 5 is the second wiring output.

Stejného účinku zapojení se dosáhne, jsou-li primární i sekundární vinutí výstupního transformátoru 4 nebo zpětnovazebního transformátoru 5 zapojena v opačném smyslu.The same wiring effect is obtained if the primary and secondary windings of the output transformer 4 or the feedback transformer 5 are connected in the opposite direction.

Zapojení podle vynálezu pracuje tak, že na Vstup zapojení se přivádí řídicí impulsní nebo střídavé napětí, které je zesilovačem 3 zešíleno. Tímto zesíleným napětím se vyvolá proud v primárním vinutí výstupního transformátoru 4 a indukovaný výstupní proud v sekundárním vinutí Výstupního transformátoru 4. Indukovaný výstupní proud se uzavírá přete zátěž tvořenou například pacientem a přeš primární vinutí izpětnovalzebního transformátoru 5. V sekundárním vinutí zpětnovazebního transformátoru 5 se indukuje zpětnovazební proud, tekoucí do invertujícího vstupu zesilovače 3. Tento zpětnovazební proud působí proti účinkům řídicího napětí tak, že výstupní proud je úměrný Vstupnímu řídicímu napětí. Zpětnovazební odpor 2 a kondenzátor 6 zajišťují stejnosměrnou zápornou zpětnou vazbu z výstupu zesilovače 3 na jeho invertující vstup. Proud tekoucí zpětnovazebním odporem 2 je zanedbatelný proti zpětnovazebnímu proudu dodávanému sekundárním vinutím zpětnovazebního transformátoru 5, což je dáno hodnotou zpětnovazebního odporu 2. Kondenzátor 6 představuje v požadovaném kmitočtovém pásmu zkrat. Při splnění výše uvedených požadavků na velikost kondenzátoru 6 a zpětnovazebního odporu 2 je výstupní proud úměrný pouze Vstupnímu řídicímu napětí a nezávislý na odporu zátěže. Konstanta úměrnosti je dána vstupním odporem 1 a převodním poměrem zpětnovazebního transformátoru 5.The circuit according to the invention operates by supplying a control pulse or alternating voltage to the circuit input, which is amplified by the amplifier 3. This amplified voltage induces the current in the primary winding of the output transformer 4 and the induced output current in the secondary winding of the Output Transformer 4. The induced output current is closed due to the load generated by the patient, for example, and the primary winding of the feedback transformer 5 is induced. the current flowing into the inverting input of the amplifier 3. This feedback current counteracts the effects of the control voltage so that the output current is proportional to the input control voltage. The feedback resistor 2 and the capacitor 6 provide DC negative feedback from the output of the amplifier 3 to its inverting input. The current flowing through the feedback resistor 2 is negligible against the feedback current supplied by the secondary winding of the feedback transformer 5, given by the value of the feedback resistor 2. The capacitor 6 represents a short circuit in the desired frequency band. When the above requirements for capacitor size 6 and feedback resistance 2 are met, the output current is proportional only to the Input Control Voltage and independent of the load resistance. The proportionality constant is given by the input resistance 1 and the conversion ratio of the feedback transformer 5.

Vynález je využitelný především v oblasti lékařské elektroniky.The invention is particularly applicable in the field of medical electronics.

Claims

1. Floating output current wiring characterized in that the first end of the input resistor (1) is the wiring input, while the second end of the input resistor (1) is connected to the inverting input of the amplifier (3), the first end of the feedback resistor (2) and the secondary winding of the feedback transformer (5), the end of the secondary winding of the feedback transformer (5j being grounded through the capacitor (6) and the non-inverting input of the amplifier (3J) directly grounded and the output of the amplifier (3) connected to the other end ) and the start of the primary winding of the output transformer (4), while the end of the primary winding of the output transformer (4) is grounded, the end of the secondary winding of the output transformer (4) being the first wiring output and the start of the secondary winding of the output transformer (4) with the start of the primary winding and the end of the primary winding of the feedback transformer (5) is the second wiring output.

2. Floating output current connection according to claim 1, characterized in that the primary and secondary windings of the output transformer (4) or the feedback transformer (5) are connected in the opposite direction.