SU450305A1

SU450305A1 - Energy generator

Info

Publication number: SU450305A1
Application number: SU1829632A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Яковлевич Булгаков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2654
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1972-09-13
Publication date: 1974-11-15

Description

1one

Изобретение относитс к области усилительных устройств и может быть использовано дл получени высокостабильного тока при большом напр жении на нагрузке.The invention relates to the field of amplifying devices and can be used to obtain a highly stable current with a high voltage across the load.

Известен генератор тока, содержащий последовательно включенные источник входного тока, первый и второй усилители, выходной каскад, выполненный на активном трехполюсном элементе, вход которого подключен к входу первого усилител , а выход - к нагрузке, изолированный источник питани выходного каскада.A current generator is known, comprising a series-connected input current source, first and second amplifiers, an output stage performed on an active three-pole element, the input of which is connected to the input of the first amplifier and the output to the load, an isolated power source of the output stage.

Известный генератор обладает тем недостатком , что приращение напр жени на трехполюсном элементе равно приращению напр жени на нагрузке.The known generator has the disadvantage that the voltage increment on the three-pole element is equal to the voltage increment on the load.

С целью снижени напр жени па выходном каскаде в предлагаемом генераторе к общей щине изолированного источника питани , источника входного тока и первого усилител подключены выход второго усилител и обща шина изолированного источника питани выходного каскада.In order to reduce the voltage of the output stage in the proposed generator, the output of the second amplifier and the common bus of the isolated power supply of the output stage are connected to a common busbar of an isolated power source, an input current source and a first amplifier.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого генератора тока; на фиг. 2 - его напр жени и токи.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed current generator; in fig. 2 - its voltages and currents.

Предлагаемый генератор содержит источник 1 входного тока, первый усилитель 2 и источник 3 питани входного каскада, общие шины 4-6 которых соответственно соединеныThe proposed generator contains an input current source 1, a first amplifier 2 and an input stage power supply 3, the common buses 4-6 of which are respectively connected

между собой. Выход 1 источника 1 тока соединен со входом 2i первого усилител , его выход 22 соединен со входом второго усилител 7, обща шина которого («земл ) вл етс ободей шиной всего генератора тока. С выходов 3i источника питани 3 питающие напр жени подаютс на источник I тока и усилитель 2. Генератор тока содержит также выходной каскад, выполненный на активномbetween themselves. The output 1 of the current source 1 is connected to the input 2i of the first amplifier, its output 22 is connected to the input of the second amplifier 7, whose common bus ("ground") is the rim of the entire current generator. From the power supply 3i outputs 3i, the supply voltage is supplied to the current source I and amplifier 2. The current generator also contains an output stage, which is made on an active

трехполюсном элементе 8, вход 3i которого подключен к выходу второго усилител 7; один электрод трехполюсного элемента 8 соединен со входом 2i первого усилител 2, к другому его электроду подключена нагрузка 9three-pole element 8, the input 3i of which is connected to the output of the second amplifier 7; one electrode of a three-pole element 8 is connected to the input 2i of the first amplifier 2, the load 9 is connected to its other electrode

генератора тока, вл юща с его выходом. Между общей шиной усилител 2 и входом элемента 8 включен источник 10 напр жени посто нного тока.current generator, which is its output. Between the common bus amplifier 2 and the input of the element 8 is connected the source 10 voltage of direct current.

На схеме, предлагаемого генератора (фиг. 2)In the diagram, the proposed generator (Fig. 2)

показаны определенные направлени токов и пол рности напр жений. Выходной ток /i источника 1 тока разветвл етс на два тока: входной ток IBX, усилител 2 и ток /8 трехнолюсного элемента 8.The specific directions of the currents and polarities of the voltages are shown. The output current / i of current source 1 is branched into two currents: input current IBX, amplifier 2 and current / 8 of a three-pole element 8.

2525

Ток вызывает непосредственно на выходе усилител 2 напр жение f/вых, отрицательной пол рности. Входное напр жение усилител 7The current causes a voltage f / o of negative polarity directly at the output of the amplifier 2. Input voltage of amplifier 7

(1)(one)

вXl - t-вых, --вBX - t-out, --in

30 3 где /вых, -выходное напр жение усилител 7. Согласно выражению (1) усилитель 7 охвачен обратной св зью по напр жению; дл нормальной работы схемы обратна св зь долж-5 на быть отрицательной, т. е. при Дбвых, 0 должно быть , 0. (2) Напр жение f/вых, вл етс входным напр жением каскада, включающего в себ эле-ю мент 8 и нагрузку 9, при этом непосредственно на входе элемента 8 действует напр жение L/BX, Напр жение на нагрузке вых вых, - f/BX, - f/,0(3) 5 Ток нагрузки /ВЫХ-Л + /ВХ,,(4) /.., /,-/..(5) 20 Из выражений (3-5) следует, что схема Дл правильной работы схемы данна об- 25 ратна св зь должна быть отрицательной, т. е. должно быть , 0 при Д/вых 0. (6) Из выражени (4) при Д/вы, о А/. 0.(7) 30 Из выражени (5) при Д/.0 Д/вх,0, .,, ..,,..,. соответственно Д6вхз 0.(8) 35 „ ,, ,,,, Из выражении (1) и (2) должно быть ,0 при ,0. (9) Выражени (8, 9) определ ют фазировку 40 усилител 2: с учетом пол рностей напр жеНИИ t/BX, и LBUXJ ОН должен инвертировать входное напр жение. При /вх, « /еых и /вх, « /,(10) /ВЫтЯ /,.(11) При этом, если /1 const,(12) то 4ых« const,(13) т. е. имеет место стабилизаци тока нагрузки 9. В частности, выражение (13) верно при55 изменении сопротивлени нагрузки 9. При сопротивлении нагрузки если , то схема не компенсирует изменени RH., что вызывает следующую цепочку приращений токов и напр жений 60 Д/, 0; Д/вх. О, , 0; . 0; , 0; At/вых, О, что и необходимо при дл выполне- ни выражени (13).65 4 Стабилизирующие свойства генератора тока (фиг. 1) при изменении сопротивлени нагрузки и соответственно при изменении С/вых, где вх, RBX, - входные сопротивлени соответственно усилител 2 и трехполюсного элемента 8, определ ютс А/в,, - дТТ- ) в, „„ г frj кЙг1ц7ен 1ГусиленГТГк. ,о напр ж нГю усилите 2 и У соответст вепно «- - - Kt/, .; Af/вых, Ко,- , (15) ВХг ВХаД/ВХ8- (16) Из выражений (4), (16), (5) при /1 : const , , , + . (J,) Из выражений (16), (15) л - Btjx в, -- - .(18) Из выражений (1) и (15) д ду д д Л + . поч Из выражений (3) и (14) при f/e-const / v j- о , - + . -. Ai/вых + . (20) Из выражений (20) -(18) Д/вх, (Аб выхЧГ)( + к-1 / / 1 . /д., . А/вых /oix Ку (вых-1- - j . (i) где fl + ir-V-ir - (22) /I I Из выражений (17), (21) и (14) А/вь.х - - - А/вых - А Д;7в„, + 8 . 1д, г вых А/вых 23) L,L.{i,. о Л 5g , / Из выражений (23) и (22) при К и, 1 4) г л Л I I . - a,, , у S| Усилитель 2, источник 1 тока, источник 3 питани можно заключить в замкнутый контур , тогда но нервому закону Кирхгофа /10 /, + /вх,.(25) Ток нагрузки усилител 4 в соответствии с выражени ми (25) и (4) равен /ВЫХ, /10 + /вх, /ВЫХ + /вх, .(26) в предлагаемом генераторе тока напр жени между электродами трехнолюсного элемента 8 остаютс практически неизменными при изменении напр жени на нагрузке генератора тока. Благодар этому диапазон изменени этого напр жени не зависит от трехполюсного элемента 8. Практическое значение данного свойства схемы предлагаемого генератора тока (фиг. 1) заключаетс , в частности , в том, что можно получить выходное напр жение генератора тока в дес тки вольт использу в качестве трехполюсного элемента 8 полевые транзисторы, которые не допускают значительного напр жени между стоком и истоком. Вместе с тем, использу полевой транзистор , можно до минимума снизить напр жени между его электродами и соответственно снизить паразитные токи затвора, что необходимо дл увеличени стабильности выходного тока при его небольшой величине. Практическа неизменность между электродами трехполюсного элемента 8 имеет место благодар тому, что Af/BX.«f/,o. Предмет изобретени Генератор тока, содержащий последовательно включенные источник входного тока, первый и второй усилители, а также содержащий выходной каскад, выполненный на активном трехполюсном элементе, вход которого подключен к входу первого усилител , а выход - к нагрузке, изолированный источник питани выходного каскада, отличающийс тем, что, с целью снижени напр жени на выходном каскаде, к общей шине изолированного источника питани , источника входного тока и первого усилител подключены выход второго усилител и обща шина изолированного источника питани выходного каскада.30 3 where / o is the output voltage of the amplifier 7. According to the expression (1), the amplifier 7 is covered by voltage feedback; for the circuit to work properly, the feedback must be negative, i.e. at dBy, 0 must be 0. (2) The voltage f / o is the input voltage of the cascade including the element 8 and load 9, while the voltage L / BX acts directly on the input of element 8; The voltage on the load of the output of the output, - f / BX, - f /, 0 (3) 5 The load current / OUT-L + / VX, , (4) / .., /,-/..(5) 20 From expressions (3-5) it follows that the circuit For proper operation of the circuit, this feedback must be negative, i.e. , 0 at D / o 0. (6) From expression (4) at D / you, o A /. 0. (7) 30 From expression (5) with D / .0 D / in, 0,. ,, .. ,, ..,.,. respectively D6vhz 0. (8) 35 „,, ,, ,,,, From the expression (1) and (2) should be, 0 at, 0. (9) Expressions (8, 9) determine the phasing of 40 amplifier 2: taking into account the polarities of the voltage t / BX, and LBUXJ HE must invert the input voltage. With / in, “/ eih and / in,“ /, (10) / OUT /,. (11) In this case, if / 1 const, (12) then 4th “const, (13) i.e. stabilization of the load current 9. In particular, the expression (13) is true with 55 changes in load resistance 9. With load resistance if, the circuit does not compensate for changes in RH., which causes the following chain of current increments and voltages 60 D /, 0; D / in. Oh, 0; . 0; , 0; At / o, O, which is necessary for to perform the expression (13) .65 4 The stabilizing properties of the current generator (Fig. 1) when the load resistance changes and accordingly when changing C / o, where in, RBX, are input resistances respectively, the amplifier 2 and the three-pole element 8, are determined by A / V ,, - dTT-) c, „„ r frj CrrrrrrrrrrrrrrrGrrrrrrrrrcrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrcrrrrrrrrrrrrrrrrrrr , for example, nGyu strengthen 2 and Y correspondingly “- - - Kt /,.; A / o, Ko, -, (15) VHg VHAD / VX8- (16) From expressions (4), (16), (5) with / 1: const,,, +. (J,) From expressions (16), (15) l - Btjx in, - -. (18) From expressions (1) and (15) d d d d L +. From expressions (3) and (14) with f / e-const / v j- o, - +. -. Ai / out +. (20) From expressions (20) - (18) A / VX, (Ab VCG) (+ k-1 / / 1. / D.,. A / out / oix Ku (out-1- - j. (I ) where fl + ir-V-ir - (22) / II Of the expressions (17), (21) and (14) A / v.kh - - - A / o - A D; 7c „, + 8. 1d , g out A / out 23) L, L. {i,. about l 5g, / From expressions (23) and (22) with K and, 1 4) hl L II. - a ,, at S | The amplifier 2, the current source 1, the power source 3 can be enclosed in a closed loop, then the Kirchhoff’s nerve law / 10 /, + / in, .. (25) The load current of the amplifier 4 in accordance with the expressions (25) and (4) is equal to (O), / 10 + / I, / I / O + / I, (26) in the proposed current generator, the voltage between the electrodes of the three-pole element 8 remains almost unchanged when the voltage on the generator load changes. Due to this, the range of variation of this voltage does not depend on the three-pole element 8. The practical value of this property of the circuit of the proposed current generator (Fig. 1) lies, in particular, in that it is possible to obtain the output voltage of the current generator at ten volts using three-pole element 8 field-effect transistors, which do not allow for significant voltage between the drain and the source. However, by using a field effect transistor, the voltage between its electrodes can be reduced to a minimum and the parasitic gate currents can be reduced accordingly, which is necessary to increase the stability of the output current at its small value. Practically unchanged between the electrodes of the three-pole element 8 takes place due to the fact that Af / BX. “F /, o. The invention includes a current generator containing a series-connected input current source, first and second amplifiers, as well as an output stage performed on an active three-pole element, the input of which is connected to the input of the first amplifier, and the output to the load, an isolated power supply to the output stage, different In order to reduce the voltage on the output stage, the output of the second amplifier and the common bus are connected to the common bus of the isolated power supply, the input current source and the first amplifier In the isolated power supply of the output stage.