Прецезионный стабилизатор переменного напряжения

 

Союз Советсиик

Социапистмческнк

Республик

О П И С А Н И Е ()1003041

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 21.10.81 (21) 3347883/24-07 (5! )М. Кл.

G 05 F 1/44 с присоединением заявки №

Гвеудлрстееииый камитет (23) Приоритет—

Опубликовано 07 о3 83 Бюллетень ¹ 9 вв явкам изеерегеиий и вткрытий (53) УДК 621316. .722.1 (088.8}

Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Авторы изобретения

H. А. Козвонин и А. Б. Потапенко

1 т .Л

))

Куйбышевский электротехнический институт связи ::,-:, (71) Заявитель (54} ПРЕЦИЗИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике.

Известен стабилизатор двухполярных импульсов тока, содержащий операционный усилитель, двухполярный источник, эталонный резистор, источник управляющих импульсов опорного напряжения, выполненный на параметрических стабилизаторах, трансформатор двухполярных импульсов напряжения с одной первичной и частью вторичными обмотками, и два МОП-транзистора (1).

Однако данный стабилизатор имеет низкий частотный диапазон из-за наличия трансформатора, значительные переходные процессы на фронтах стабилизированных импульсов то ка за счет наличия паразитных емкостей

"затвор — сток" и "затвор — исток" управляемых МОП-транзисторов, а также за счет того, что напряжение с одной из вторичных обмоток поступает на нагрузку раньше, чем установится стационарный режим регулирования тока.

Наиболее близким к изобретению является прецизионный стабилизатор переменного напряжения, содержащий задающий генератор, входом соединенный с входными клеммами, усилитель мощности, выход которого подключен к первой выходной клемме, два ключа, один из которых одним выводом соединен

5 с первым источником опорного напряжения 121.

Недостатками известного устройства являются сложность его схемного построения в особенности при стабилизации переменного напряжения прямоугольной формы, а также отсутствие возможности стабилизировать разнополярные импульсы тока на любом характе, ре нагрузки.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в прецизионный стабилизатор переменного напряжения введены второй источник опорто ного напряжения, полярность которого противоположна полярности первого источника опорного напряжения, три резистора, инвертирующий повторитель, операционный усили03041 4

5 !

О

ЛО

Л5

3 10 тель, переменный резистор и потенциометр, причем каждый из двух противофазных выходов задающего генератора соединен с управляющим входом одного иэ ключей, к выходу усилителя мощности подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод первого из которых соединен с входом инвертирующего повторителя и второй выходной клеммой, второй вывод второго резистора с инвертирующим входом операционного усилителя, который через третий резистор подключен к выходу инвертирующего повторителя, а через переменный резистор — к движку потенциометра, первый выход которого подключен к другому выводу первого ключа, а второй вывод — к одному выводу второго ключа, другой вывод которого соединен с вторым источником опорного напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема прецеэионного стабилизатора переменного напряжения.

Прецизионный стабйлизатор переменного напряжения содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, два ключа 3 и 4, источники 5 и 6 опорного напряжения, при этом противофаэные выходы генератора 1 соединены с управляющими входами ключей 3 и 4.

К выходу усилителя 2 мощности, подключенно го к первой выходной клемме 7 стабилизиооваиного переменного напряжения, подключены два резистора 8 и 9. Вторые выводы резисто° ров 8 и 9 соединены соответственно с входом инвертирующего повторителя 10, подключенного к второй выходной клемме 11 стабилизированного переменного тока. и с инвертирующим входом операционного усилителя 12, который дополнительно через третий резистор 13 соединен с выходом инвертирующего повторителя 10 напряжения, а через переменный резистор 14 — движком потенциометра 15, первый вывод которого через ключ

3 соединен с источником 5 опорного напряжения, а второй вывод через ключ 4 соединен с вторым, противоположным по полярности источником 6 опорного напряжения. Выход операционного усилителя 12 соединен с входом усилителя мощности 2.

Прецизионный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

В режиме стабилизации переменного напряжения прямоугольной формы сопротивление нагрузки переключается к выходной клеммме

7, при этом клемма 11 закорочена на общую шину устройства.

Источники 5 и 6 опорного напряжения, полярности которых противоположны, попеременно, согласно управляющих напряжений выходов генератора 1, через соответствующие ключу 3 и 4, плечи потенциометра 15 и переменный резистор 14 подключаются к инвертирующему входу операционного усилителя 12.

При этом ток, протекающий через переменный резистор 14, при подключении любого иэ источников 5 или 6 опорного напряжения компенсируется на входе операционного усилителя

12 противоположным по знаку и равным по величине током отрицательной обратной связи, включающей в себя выход операционного усилителя 12, один из резисторов 16 или 17, соответствующие ему проводящий транзистор

18 или 19, резистор 20 или 21, проводящий транзистор 22 или 23, далее резистор 9 и инвертирующий вход усилителя 12. Поэтому для каждой полярности подключенного через ключи 3 или 4 опорного напряжения на выходе усилителя 2 мощности, а следовательно, и на выходной клемме 7, возникает противоположное по полярности и стабилизированное по амплитуде выходное напряжение стабилизатора. Потенциометр 15 служит для точного выравнивания амплитуд стабилизированного переменного напряжения прямоугольной формы, исключая разброс параметрических стабилизаторов 5 и 6 и внутреннее сопротивление ключей 3 и 4. Переменным резистором 14 устанавливают абсолютное значение амплитуд переменных напряжений прямоугольной формы на выходе 7 стабилизатора.

В режиме стабилизации переменного тока прямоутольной формы сопротивление нагрузки подключается к клемме 11, как показано на чертеже. При таком подключении нагрузки через нее будут протекать стабильные импульсы тока любой полярности независимо от величины ее сопротивления. Это объясняется тем, что нагрузка включена последовательно с резистором 8, падение напряжения на котором всегда постоянно и не зависит от величины ее сопротивления. Если нагрузку закоротить, то падение напряжения на резисторе 8 будет равно выходному напряжению на клемме 11 в режиме стабилизации переменного напряжения прямоугольной формы. При включении прямоугольной формы к сопротивлению нагрузки любое падение напряжения на ией вызовет противоположное по знаку и равное по амплитуде выходное напряжение инвертирующего повторителя 10. При этом полярность текущего значения выходного напряжения инвертирующего повторителя всегда соответствует полярности подключенного в данный момент к инвертирующему входу операционного усилителя 12 одного из источников 5 и 6 опорного напряжения. Так как резисторы 9 и 13 выбраны строго равными, то дополнительный ток, протекающий через резистор 13, будет скомпенсирован равным

003041

5 1 ему током обратной отрицательной связи,. протекающим через резистор 9 и, следовательно, любой величине входного напряжения инвертирующего повторителя 10 соответствует равное и противофазное изменение выходного напряжения стабилизатора на его клемме 7.

Что .же касается клеммы 11, то любому падению напряжения на нем соответствует равное по вел чине и по знаку приращение выходного напряжения на клемме 7. Следовательно, текущая разность потенциалов между клеммами 7 и 11 всегда неизменна по абсолютной величчне и не зависит от величины сопротивления нагрузки, а потому и ток через нее так же неизменен по абсолютному значению.

Предлагаемое устройство значительно проще известного и позволяет обеспечить не только стабилизированное переменное напряжение, но . и стабилизированный переменный ток прямоугольной формы.

Преимуществом предлагаемого устройства является еще и то, что оно не критично к характеру нагрузки. Это особенно важно для режима стабилизации переменного тока, так как известные стабилизаторы тока склонны к возбуждению при нагрузке, например, с индуктивным характером. В предлагаемом стабилизаторе отсутствует условие возбуждения в режиме стабилизации тока.

Формула изобретения

Прецизионный стабилизатор переменного напряжения, содержащий задающий генератор, входом соединенный с входными клеммами, усилитель мощности, выход которого поцключен к первой выходной клемме, два ключа, один иэ которых одним выводом соединен с первым источником опорного напряжения, S отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей стабилиэатора,в него введены второй источник опорного напряжения, полярность которого противоположна полярности первого источника опорного напряжения, три резистора, инвертирующий повторитель, операционный усилитель, переменный резистор и нотенциометр, причем каждый из двух противофазных выходов задающего генератора соединен с управляющим входом одного из ключей, к выходу усилителя мощности подключены первые выводы двух резисторов,. второй вывод первого из которых соединен с входом инвертирующего повторите20 ля и второй выходной клеммой, второй .вывод второго резистора — с инвертирующим входом операционного усилителя, который через третий резистор подключен к выходу инвертирующего повторителя, а через пере25 менный резистор — к движку потенциометра, первый выход которого подключен к другому выводу первого ключа, а второй вывод — к одному выводу второго ключа, другой вывод которого соединен с вторым источником опорного напряжения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР я- 661526. кл. G 05 F 1/56, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 650057, кл. G 05 F 1/40, 1976.

1003041.Составитель С. Чернышева

Техред Т.Маточка

Корректор В. Бутяга

Редактор Г. Ус

Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Подписное

Заказ 1550(30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4