РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания.
Известен «Релейный регулятор тока» (RU 2111526 С1 опубл. 20.05.1998 г., МПК G05F 1/56), содержащий включенные в цепь сопротивления нагрузки и рабочего источника напряжения последовательно соединенные токоизмерительное устройство, дроссель и переключательный элемент, управляемый конденсатором связи, а также диод, расположенный между массой и точкой соединения переключательного элемента и дросселя, и компаратор, инвертирующий вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, а выход соединен с конденсатором связи. Усилитель, вход которого подключен к выходу токоизмерительного устройства, а выход - к неинвертирующему входу компаратора, причем генератор пилообразного напряжения выполнен в виде RC-звена и тактовым входом соединен с выходом логической схемы И-НЕ, первый вход которой через инвертор соединен с выходом триггера, выполненным на операционном усилителе и транзисторе, а второй служит для приема такта, причем инвертирующий вход триггера соединен с выходом токоизмерительного устройства, а неинвертирующий - с опорным напряжением, и напряжение на инвертирующем входе триггера, меньшее, чем опорное напряжение на неинвертирующем входе триггера, дает на его выходе состояние низкого логического уровня.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Стабилизатор постоянного регулируемого тока» (RU №2010305 С1 опубл. 30.03.1994 г. МПК G05F 1/56), состоящий из силовой регулятор, соединенный через датчик тока с выводами для подключения нагрузки, пороговый элемент тока, одновибратор, вход запуска которого подключен к соответствующему выходу блока связи с электронно-вычислительной машиной, к соответствующему входу которого подключен выход порогового элемента тока, усилитель постоянного тока, вход которого подключен к выходу датчика тока, который выполнен в виде измерительного узла с уравновешиванием ампервитков постоянных токов, включающего в себя измерительную обмотку, подключенную к входным выводам датчика тока, компенсационную обмотку, состоящую из N отдельных секций с разным числом витков, детектор разбаланса ампервитков, выход которого использован в качестве выхода датчика тока, источник эталонного тока, силовой трансформатор с первичной и вторичной обмотками, а также цифровой переключатель, состоящий из N переключающих ячеек, к выходным выводам которых подключены соответственно выводы секций компенсационной обмотки, переключающие ячейки входными выводами соединены последовательно одна к другой необъединенный входной вывод N-й ячейки использован в качестве первого входного вывода цифрового переключателя. Кроме того он содержит логический блок, аналоговый запоминающий блок, сигнальный вход и вход управления которого подключены соответственно к выходу усилителя постоянного тока и выходу одновибратора, а выход - к управляющему входу силового регулятора, вспомогательная переключающая ячейка, выводы переменного напряжения которой подключены к вторичной обмотке силового трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения силовой сети переменного напряжения, первый вывод источника эталонного тока соединен непосредственно с первым входным выводом цифрового переключателя, а через введенный резистор - с первым выводом вспомогательной переключающей ячейки, второй вывод которой соединен с вторым входным выводом цифрового переключателя, второй вывод источника эталонного тока через пороговый элемент тока соединен с третьим выводом вспомогательной переключающей ячейки, две дополнительные секции компенсационной обмотки, которые соединены последовательно встречно, кроме того, цифровой переключатель снабжен дополнительной переключающей ячейкой, к первому и второму выходным выводам которой подключены соответственно необъединенные выводы дополнительных секций компенсационной обмотки, их объединенные выводы подключены к третьему выходному выводу дополнительной переключающей ячейки, первый входной вывод которой подключен к необъединенному входному выводу первой переключающей ячейки, а второй использован в качестве соответственно второго входного вывода цифрового переключателя, цифровые входы и входы управления которого подключены к соответствующим выходам логического блока, к выходам блока связи с электронно-вычислительной машиной подключены соответственно входы управления и цифровые входы вспомогательной переключающей ячейки и логического блока, имеющего первый и второй входы управления, первый и второй выходы управления, а также n цифровых входов и m цифровых выходов, при этом в логическом блоке на первом выходе управления двоичный нуль будет при двоичных единицах на обоих входах управления, на втором выходе управления двоичный нуль будет при двоичной единице на первом и двоичном нуле на втором входах управления, на первом цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на первом входе управления и первом цифровом входе, на втором цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичной единице на первом входе управления и двоичных нулях на втором входе управления и первом цифровом входе, на третьем цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на обоих входах управления и двоичном нуле на первом цифровом входе, на четвертом цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на обоих входах управления и втором цифровом входе, а также при двоичной единице на первом входе управления и двоичных нулях на втором входе управления и втором цифровом входе, на пятом цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на первом входе управления, втором цифровом входе и двоичном нуле на втором входе управления, а также при двоичных единицах на обоих входах управления и двоичном нуле на втором цифровом входе, на m-1 цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на обоих входах управления и n-м цифровом входе, а также при двоичной единице на первом входе управления и двоичных нулях на втором входе управления и n-м цифровом входе, на m-м цифровом выходе двоичный нуль будет при двоичных единицах на первом входе управления, n-м цифровом входе и двоичном нуле на втором входе управления, а также при двоичных единицах на обоих входах управления и двоичном нуле на n-м цифровом входе, при этом каждая из переключающих ячеек цифрового переключателя включает в себя первый, второй, третий и четвертый оптронные тиристоры, соединенные силовыми выводами по схеме вентильного моста, причем объединенные силовые выводы первого и второго, третьего и четвертого оптронных тиристоров использованы в качестве соответственно первого и второго входных выводов переключающей ячейки, а объединенные силовые выводы первого и четвертого, второго и третьего оптронных тиристоров - соответственно первого и второго выходных выводов переключающей ячейки, первые выводы управления оптронных тиристоров через резисторы подключены к выводу для подключения источника постоянного напряжения питания, вторые выводы управления первого и третьего оптронных тиристоров объединены и подключены к первому выводу управления переключающей ячейки, к второму выводу управления которой подключены соответственно объединенные вторые выводы управления второго и четвертого оптронных тиристоров, дополнительная переключающая ячейка выполнена на основе первого, второго и третьего оптронных тиристоров, объединенные первые силовые выводы которых использованы в качестве первого входного вывода дополнительной переключающей ячейки, вторые силовые выводы первого и второго оптронных тиристоров использованы в качестве соответственно первого и второго выходных выводов дополнительной переключающей ячейки, второй силовой вывод третьего оптронного тиристора использован в качестве одновременно третьего выходного вывода и второго входного вывода дополнительной переключающей ячейки, первые выводы управления первого, второго и третьего оптронных тиристоров через резисторы подключены к выводу для подключения источника постоянного напряжения питания, а их вторые выводы управления - соответственно к первому, второму и третьему выводам управления дополнительной переключающей ячейки.
Недостатками известных устройств являются уменьшение уровня стабильности тока на нагрузке при работе в широком диапазоне температур, высокий уровень пульсаций и сложность устройства.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении уровня стабильности тока на нагрузке в широком диапазоне температур и снижения уровня пульсаций.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что регулятор постоянного тока состоит из устройства усиления, источника тока и нагрузки.
Новым в предлагаемой полезной модели является введение узла связи, цифро-аналогового преобразователя, первого стабилизатора тока и второго стабилизатора тока. Выход узла связи шиной соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к входу устройства усиления, выход устройства усиления подключен к первым входам соответственно первого и второго стабилизаторов тока, выход первого стабилизатора тока и выход второго стабилизатора тока объединены и подключены ко входу нагрузки, а выход источника тока соединен со вторым входом первого стабилизатора тока и вторым входом второго стабилизатора тока.
На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого регулятора постоянного тока.
На фиг.2 изображена зависимость уровня тока от его цифрового кода
Регулятор постоянного тока состоит из узла связи 1, цифро-аналогового преобразователя 2, устройства усиления 3, источника тока 4, первого стабилизатора тока 5, второго стабилизатора тока 6, нагрузки 7. Выход узла связи 1 шиной соединен с входом цифро-аналогового преобразователя 2, выход которого подключен к входу устройства усиления 3. Выход устройства усиления 3 подключен к первым входам соответственно первого 5 и второго 6 стабилизаторов тока. Выход первого стабилизатора тока 5 и выход второго стабилизатора тока 6 объединены и подключены ко входу нагрузки 7, а выход источника тока 4 соединен со вторым входом первого стабилизатора тока 5 и вторым входом второго стабилизатора тока 6. Предлагаемый регулятор постоянного тока позволяет получить стабильный уровень тока на нагрузке в широком диапазоне температур с низким уровнем пульсаций с возможностью управления от цифрового устройства.
Регулятор постоянного тока работает следующим образом: для удобства сопряжения с внешними устройствами введено цифровое управление первым 5 и вторым 6 стабилизаторами тока. Для этого введены узел связи 1 и цифро-аналоговый преобразователь 2. Входной цифровой сигнал (код тока) поступает с внешнего устройства управления на узел связи 1. Цифро-аналоговый преобразователь 2 определяет по цифровому коду рабочее напряжение управления первым и вторым стабилизаторами тока 5 и 6. Устройство усиления усиливает напряжение управления до требуемого уровня для управления стабилизаторами тока 5 и 6. Устройство усиления усиливает аналоговый сигнал до требуемого уровня для управления первым и вторым стабилизаторами тока 5 и 6. Напряжение аналогового сигнала поступает на первый и второй стабилизаторы тока 5 и 6, включенные параллельно. От источника тока 4 напряжение поступает на первый и второй стабилизатор тока 5 и 6. Параллельная схема включения первого и второго стабилизаторов тока 5 и 6 позволяет получить высокую стабильность, низкий уровень пульсаций выходного тока на нагрузке 7 в широком диапазоне температур за счет компенсации друг друга.