SU1381459A1 - Управл емый источник тока - Google Patents

Description

со оо

4

сл

со

1

Изобретение относитс  к стабилизированным источникам питани  с высоким выходным сопротивлением.

Цель изобретени  расширение диапазона выходных токов.

На чертеже изображена принципиальна  электрическа  схема управл емого источни ка тока.

Управл емый источник тока со;1ержи1 операционный усилитель 1,источник 2 управл ющего напр жени , токозадающий 3 и нагрузочный 4 резисторы, дополнительный операционный усилите.чь 5, источник 6 пит.чни  с искусстве 1Н()й средней точкой и iiinni)i 7 и 8 источника питани .

Управл емый источник тока работает следующим образом.

Пренебрега  входными токами операционных усилителей (ОУ) по сравнению с током }1агрузочно о резистора 4, можно считать, что через нагрузочный 3 и токоза- дающий 4 резисторы протекают равные по величине токи, которые  вл ютс  выходны .ми токами соответственно опера 1ииниог(.) усилител  I и дополнительного операционного усилител  5, охваченных цепью общей от)ицательн()й обратной св зи (ОО(.). Величина тока L. на1 рузки может быть (бе.з учета напр жени  смещени  операцислпюг о ч силител  1 ) определена по фор.муле

I3

I38I459

0

5

0

5

Urn, ТО оба операционных усилител  работают в линейном режиме (первый режим ) и за счет действи  цепи общей ООС потенциал на искусственной средней точке источника 6 устанавливаетс  равным относительно общей тины управл емого источника тока (с точностью до (Уем дополнительного ОУ 5). Соответствующим образом измен ютс  потенциалы относительно общей тины и на шинах 7 и 8 источника 6 питани . При этом на входах операционного уси, 1ител  1 действуют синфазные сигналы, равные к/нR (считаем, что неравенство (2) вьшплнеио). Дл  обеспечени  устойчивости схемы, содержащей два ОУ, охваченных цепью общей ООС, необходимо использовать соответствующие элементы частотной коррекции , которые определ ют быстродействие управл емого источника тока в первом режиме.

В случае, если Um, то дополнительный ОУ 5 оказываетс  в режиме ограничени  (второй режим): между его входами возникает значительный парафазный сигнал (до Urn)- Несмотр  на это ООС не разрываетс , и операционный усилитель 1 по-прежнему находитс  в линейном режиме, а ток нагрузки определ етс  формулой (I). ЛАаксимальное напр жение на нагрузочном резисторе 4 ограничиваетс  ве;|ичиной

I,: :

где ;,:,. R,

.(1)

напр жете ii;i выходе источника 2 уп)ав;1ЯЮ|цего напр жени  сопротивление токозадаюшегг; рс зистора 3.

этом ток нагрузки не до.тжеп ирс- максимального допустимого В1)1ход- испо. 1ьзуемы.х онерационны.ч усиПри вьцпать кого тока лите.тей.

Дл  достижени  максима,чьпо возможного диапазона выходных Т(жов (или сопротивлени  К нагрузс) резисто)а -1) необходимо иыполнение след Ю1цих условий:

и.

6.41. . и иф

« и,п

Ь т;

Ь ,„,

(2) нанр где v.iK, максимальное значение

жени  нсточника 2: и,:-макси.мальное В1 гходное на

г;р жение ОУ:

/У.Ф . м максимальные допустимые син- (()а UKje и napa(jia3H()e входные напр жени  ОУ.

В зависимости от величины U, и со- против.чепи  нагр : очного резистора 4 схема может работать в различньгх режимах. Предположим, что потенциал искуссгверщой средней точки источника fi соответствую половине на11р :кении источника б нигани  .между тинами 7 и 8. В с., ec, iH

(Л,;,)

0

5

0

5

0

5

{ ели управл емый источник тока исполь- п егс  только во втором режиме, то цепи ча .(;й коррекции могут быть выбраны исход  из менее жестких условий, поскольку )братной св зью охватываетс  по сущест- ну . один ОУ (второй работает в области 01раничени ).

На искусственной средней точке источника () может быть установ мен потенциал, НС равный половине нац) жени  .между шина.ми 7 и 8. Диапазон выходных токов цри этом остаетс  неизменным, однако измен ютс  пределы варьировани  напр жени  источника 2 и сопротивлени  нагрузоч- HOi o ()езистора 4, при которых схема работает в первом или втором режи.мах. Дан- H(je свойство управл емого источника тока позвол ет заранее выбирать тот режим, который необходим в конкретном устройстве , а именно: первый режим, характеризуемый большей точностью (поскольку схема имеет более высокое усиление по петле (.)братной св зи), или второй режим, характеризуемый больши.м быстродействием. Погрешность установки тока нагрузки управл емого источника тока определ етс  напр жением смещени  ОУ1, а также входными токами операционных усилителей и погреш- ност1 к) сопротивлени  токозадающего резистора 3, а температурна  стабильность -- чрсйфом перечисленных параметров.

Claims (1)

1. (541 УПРАВЛЯЕМЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с одним выводом источника управляющего напряжения, другой вывод которого соединен с первыми выводами токозадающего и нагрузочного резисторов и является общей шиной управляемого источника тока, при этом второй вывод нагрузочного резистора связан с выходом операционного усилителя, а шины питания операционного усилителя соединены с соответствующими шинами источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных токов, введен дополнительный операционный усилитель, а источник питания выполнен с искусственной средней точкой, причем шины питания дополнительного операционного усилителя соединены с соот ветствующими шинами источника питания, а неинвертирующий и инвертирующий входы подключены соответственно к искусственной средней точке источника питания и к выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом токозадаюшего резистора и с выходом дополнительного операционного усилителя.