SU1712944A1

SU1712944A1 - Dc regulator

Info

Publication number: SU1712944A1
Application number: SU894770580A
Authority: SU
Inventors: Олег Петрович Новиков; Александр Иванович Федонин
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в прецизионных измерительных приборах. Цель изобретени - повышение коэффициента стабилизации, выходного сопротивлени и^^Х. 53Ьрасширение динамического диапазона стабилизатора посто нного ток.а. Устройство содержит формирователь опорного напр жени , состо щий из рперационного усили- тел 1, нелинейного (с опорным стабилитроном) и линейного (компенсирующего) делителей 3 и 4 напр жени , и формирователь выходного тока, состо щий из операционного усилител 2 и измерительного резистора 6. Опорное, напр жение формируетс как разность напр жений нелинейного и линейного делителей. Это позвол ет скомпенсировать отклонение напр жени стабилитрона, св занное с изменением напр жени питани нелинейного делител . Измерение пол рности выходного тока осуществл етс как изменением положени переключателей 7 и 8, так и изменением точек включени делителей 3 и 4. 2 ил.•^1^ёThe invention relates to electrical engineering and can be used in precision measuring devices. The purpose of the invention is to increase the stabilization factor, the output resistance and ^^. 53B expands the dynamic range of the DC stabilizer. The device comprises a reference voltage driver consisting of a performance amplifier 1, a nonlinear (with a reference Zener diode) and a linear (compensating) voltage dividers 3 and 4, and an output current driver consisting of an operational amplifier 2 and a measuring resistor 6. The reference voltage is formed as the difference in voltage between the nonlinear and linear dividers. This makes it possible to compensate for the voltage deviation of the zener diode associated with a change in the supply voltage of the nonlinear divider. The polarity of the output current is measured both by changing the position of the switches 7 and 8, and by changing the switching points of the dividers 3 and 4. 2 or • ^ 1 ^ e

Description

-Ь-H

ND 4D 4 4iND 4D 4 4i

7у Л7u L

SS

Cpus.iCpus.i

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в прецизионных измерительных приборах и устройствах.The invention relates to electrical engineering and can be used in precision measuring devices and devices.

Цель изобретени - повышение коэффициента стабилизации, выходного сопротивлени и расширени динамического диапазона.The purpose of the invention is to increase the stabilization factor, the output impedance and the expansion of the dynamic range.

На фиг.1 представлена принципиальна схема стабилизатора посто нного тока; на фиг.2 - электрические схемы линейного (а) и нелинейного (б) делителей напр жени .Fig. 1 is a schematic diagram of a DC stabilizer; Fig. 2 shows the electrical circuits of the linear (a) and non-linear (b) voltage dividers.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, делители 3 и 4 напр жений, один из которых вл етс линейным , а другой - нелинейным, входную шину 5 питани , измерительный резистор 6, первый 7 и второй 8 переключатели. Линейный делитель выполнен на резисторах 9 и 10. Крайние выводы резисторов 9 и 10 образуют первый и второй крайние выводы делител , а обьединенные выводы резисторов 9 и 10 образуют средний вывод делител . Нелинейный делитель напр жени состоит из токозадающего резистора 11 и опорного стабилитрона 12. Крайние выводы резистора 11 и стабилитрона 12 образуют первый и второй крайние выводы делител , а объединенные выводы резистора 11 и стабилитрона 12 образуют средний вывод делител .The device contains the first 1 and second 2 operational amplifiers, dividers 3 and 4 voltages, one of which is linear and the other non-linear, input power supply bus 5, measuring resistor 6, first 7 and second 8 switches. Linear divider is made on resistors 9 and 10. Extreme terminals of resistors 9 and 10 form the first and second extreme terminals of the divider, and the combined terminals of resistors 9 and 10 form the middle terminal of the divider. The non-linear voltage divider consists of a current-setting resistor 11 and a reference Zener diode 12. The extreme terminals of the resistor 11 and Zener diode 12 form the first and second extreme terminals of the divider, and the combined terminals of the resistor 11 and Zener diode 12 form the average output of the divider.

Первые крайние выводы делителей 3 иThe first extreme conclusions of dividers 3 and

4соединены с одной из разнопол рных шин4 connected to one of the different polar tires

5питани усилителей 1 и 2, средние выводы делителей соединены с инвертирующим и неинвертирующими входами усилител 1, вторые крайние выводы - с выходами усилителей 1 и 2 и размыкающими контактами переключателей 7 и 8, замыкающие контакты ксторых соединены с выходами усилителей 2 и 1 соответственно, переключающий контакт переключател 7 соединен с инвертирующим входом усилител 2, неинвертирующий вход которого соединен с выходной шиной дл подключени заземленной нагрузки 13 и с первым выводом резистора 6, второй вывод которого соединен с переключающим контактом переключател 8,5pitania amplifiers 1 and 2, the middle pins of the dividers are connected to the inverting and non-inverting inputs of amplifier 1, the second extreme conclusions - to the outputs of amplifiers 1 and 2 and the disconnecting contacts of switches 7 and 8, the closing contacts of the quads are connected to the outputs of amplifiers 2 and 1, respectively, switching contact the switch 7 is connected to the inverting input of the amplifier 2, the non-inverting input of which is connected to the output bus to connect a grounded load 13 and to the first output of the resistor 6, the second output of which is connected to ne eklyuchayuschim contact switch 8,

Усилитель 1 совместно с нелинейным и линейным (компенсирующим) делител ми 3 и 4 напр жений образуют формирователь стабильного опорного напр жени , независимого от изменений напр жени питани делителей, которое выдел етс между вторыми крайними выводами делителей 3 и 4.The amplifier 1, together with the nonlinear and linear (compensating) voltage dividers 3 and 4, form a stable reference voltage generator that is independent of changes in the voltage of the power supply of the dividers, which is distinguished between the second extreme terminals of the dividers 3 and 4.

Усилитель 2 совместно с резистором 6 образует формирователь выходного тока. В качестве опорного напр жени в формирователе тока используетс напр жение, снимаемое с вторых крайних выводов делителей 3 и 4.The amplifier 2 together with the resistor 6 forms the output current driver. The voltage taken from the second extreme terminals of dividers 3 and 4 is used as a reference voltage in the current driver.

Значение выходного тока 1вых, протекающего по цепи: обща шина, нагрузка 13, резистор 6, переключатель 8, выход усилител 2, при выполнении делител 3 линейным , а делител 4 нелинейным и при установке переключателей 7 и 8 в первое положение, как изображено на фип1, определ етс по формулеOutput current 1 output flowing through the circuit: common bus, load 13, resistor 6, switch 8, output of amplifier 2, when the divider 3 is linear, and divider 4 is non-linear and when switches 7 and 8 are set to the first position, as shown in fig. determined by the formula

, U6 lJi2 U5-Ui3)(R9-ri2-Rio-Riij вых - pg - j gR6-Rii(R9-f-Rio) , U6 lJi2 U5-Ui3) (R9-ri2-Rio-Riij out - pg - j gR6-Rii (R9-f-Rio)

где Us, Ue, Ui2, Ui3-напр жени на шине 5, резисторе б, стабилитроне 12 и нагрузке 13; Re. RQ, RIO, Rii, Г12 - сопротивлени peзисторов 6,9,10 и 11 и динамическое сопротивление источника ЭДС стабилитрона 12 соответственно.where Us, Ue, Ui2, Ui3 voltage on bus 5, resistor b, zener diode 12 and load 13; Re. RQ, RIO, Rii, G12 are the resistances of the resistors 6.9, 10 and 11 and the dynamic resistance of the source of the emf of Zener diode 12, respectively.

Если выполн етс условие R9ri2 -RIO-RII о, т.е. Rg/Rio Rii/ri2. то ток 1вых находитс по формулеIf the condition R9ri2 -RIO-RII o is fulfilled, i.e. Rg / Rio Rii / ri2. then the current of the 1st is according to the formula

lBbix -Ul2/R6.lBbix -Ul2 / R6.

Если переключатели 7 и 8 переведены во второе положение, то выходной, ток проУекает с выхода усилител 1 через переключатель 8, резистор 6 и нагрузку и отличаетс If switches 7 and 8 are switched to the second position, then output, the current flows from the output of amplifier 1 through switch 8, resistor 6 and the load and is different

от предыдущего значени лишь знаком, т.е.from the previous value only a sign, i.e.

имеет противоположное значение.,has the opposite meaning.,

Изменить пол рность выходного токаChange output current polarity

можно также путем взаимной замены линвйного и нелинейного делителей 3 и 4.You can also by mutual replacement of linear and nonlinear dividers 3 and 4.

Отсутствие в выражении выходного тока членов, содержащих сопротивление нагрузки и напр жение шины 5, свидетельствует о высоких значени х козффициента стабилизации и выходного сопротивлени стабилизатора.The absence in the expression of the output current of the terms containing the load resistance and the voltage of the bus 5 indicates a high value of the stabilization coefficient and the output resistance of the stabilizer.

Стабилизатор тока при изменении напр жени на шине 5 или сопротивлени нагрузки работает,-следующим образом.The current stabilizer when the voltage on the bus 5 changes or the load resistance works, is as follows.

Например, увеличение напр жени на шине 5 приводит к увеличению падений напр жений на делител х 3 и 4. тока через стабилитрон 12, падению напр жени на нем из-за наличи дифференциального сопротивлени . Одновременно на такую же величину увеличиваетс также напр жение на резисторе 10 линейного (компенсирующего ) делител . С помощью усилител 1 эти приращени напр жений компенсируютс ,For example, an increase in voltage on bus 5 leads to an increase in voltage drops on dividers 3 and 4. of current through Zener diode 12, to a drop in voltage on it due to the presence of differential resistance. At the same time, the voltage across the resistor 10 of the linear (compensating) divider also increases by the same amount. With the aid of amplifier 1, these voltage increments are compensated,

поскольку напр жение на резисторе 6 вл етс разностью напр жений стабилитрона 12 и резистора 10. Это напр жение сравниваетс с падением напр жени на резисторе 6 с помощью усилител 2, которыйsince the voltage across resistor 6 is the voltage difference between zener diode 12 and resistor 10. This voltage is compared to the voltage drop across resistor 6 with the help of amplifier 2, which

обеспечивает формирование заданного выходного тока. Аналогичным образом происходит работа стабилизатора тока и при изменении сопротивлени нагрузки. В результате выходной ток остаетс практически неизменным, поскольку он определ етс стабильным опорным напр жением и сопротивлением резистора 6.provides the formation of a given output current. Similarly, the work of the current stabilizer occurs when the load resistance changes. As a result, the output current remains almost unchanged, since it is determined by a stable reference voltage and resistance of the resistor 6.

Таким образом, по сравнению с известным устройством данный стабилизатор имеет более высокие коэффициент стабилизации , выходное сопротивление и широкий динамический диапазон изменени напр жени на нагрузке.Thus, in comparison with the known device, this stabilizer has a higher stabilization factor, output resistance and a wide dynamic range of voltage variation across the load.

Claims

The formula of the invention. A DC stabilizer containing the first and second operational amplifiers. Linear and nonlinear voltage dividers having the first and second extreme and average outputs, a measuring resistor, one of the voltage dividers is connected to the input power bus by the first extreme terminal, the second output terminal to the noninverting input of the first operational amplifier, the second extreme terminal to the output of the second the operational amplifier, and the other voltage divider is connected by the middle second second terminals to the inverting input and the output of the first operational amplifier, respectively, the measuring resistor is the first Displayed is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier and to the output bus for connecting the grounded load with a nonlinear voltage divider is formed from the reference

a zener diode connected between the middle and second extreme pins of the voltage divider, and a current-carrying resistor connected between the first extreme and middle pins of the voltage divider, characterized in that, in order to increase the stabilization factor, the output resistance and the dynamic range, it introduced two a switch, the first switch being connected with a 4-contact closing to the output of the second operational amplifier, a disconnecting contact to the output of the first operational amplifier and to the closing terminal second tact switch

the switching contact - to the inverting input of the second operational amplifier, the second switch is connected by a disconnecting contact to the output of the second operational amplifier, switching

contact to the second terminal of the measuring resistor, and the first extreme terminals of the linear and nonlinear voltage dividers are combined.