ИСТОЧНИК ТОКА

ИСТОЧНИК ТОКА


RU (11) 2006059 (13) C1

(51) 5 G05F1/56 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4949849/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.06.28 
(45) Опубликовано: 1994.01.15 
(71) Заявитель(и): Герасин Игорь Константинович 
(72) Автор(ы): Герасин Игорь Константинович 
(73) Патентообладатель(и): Герасин Игорь Константинович 

(54) ИСТОЧНИК ТОКА 

Область использования: в качестве источника стабильного тока или напряжения с термостабильными характеристиками. Сущность изобретения: устройство содержит включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на проходном биполярном 4 и согласующем полевом 5 транзисторах, усилитель 1 постоянного тока, измерительный мост 2 с источником 3 опорного напряжения в одном из плеч. В устройство введены двухплечевой делитель 7 тока, одно из плеч которого выполнено регулируемым, и источник 6 ЭДС, включенный между коллектором транзистора 4 и первой вершиной второй диагонали моста 2. Такое построение устройства позволит повысить линейность его термозависимых характеристик и увеличить внутреннее сопротивление. 1 з. п. ф-лы. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве источника стабильного тока или напряжения с термозависимыми выходными характеристиками.

Известен термозависимый регулятор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, термозависимый мост, дифференциальный усилитель с соответствующими связями [1] .

Однако он имеет недостаточно высокие стабильность и внутреннее сопротивление (при использовании его в качестве источника тока), что обусловлено непосредственной связью цепей, управляющих регулируемым транзистором, с обеими шинами питания источника.

Из известных устройств наиболее близким к описываемому является термозависимый источник опорного напряжения, который может быть также использован и как термозависимый источник тока [2] .

Это устройство, принятое за прототип, содержит включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на составном транзисторе, состоящем из проходного биполярного и согласующего полевого транзисторов, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с затвором согласующего полевого транзистора, измерительный мост с источником опорного напряжения в первом плече, причем первая вершина первой диагонали измерительного моста подключена к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, вторая вершина с источником опорного напряжения в плече - к неинвертирующему входу усилителя постоянного тока, вывод для подключения источника питания и общую шину.

Прототип обладает тем же недостатком, что и аналог - низкая линейность термозависимой характеристики и малое внутреннее сопротивление.

Целью изобретения является повышение линейности термозависимой характеристики и увеличение внутреннего сопротивления.

Цель достигается тем, что в источник тока, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на составном транзисторе, состоящем из проходного биполярного и согласующего полевого транзисторов, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с затвором согласующего полевого транзистора, измерительный мост с источником опорного напряжения в первом плече, причем первая вершина первой диагонали измерительного моста подключена к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, вторая вершина с источником опорного напряжения в плече - к неинвертирующему входу усилителя постоянного тока, вывод для подключения источника питания и общую шину, введены термозависимые элементы, включенные в первое и второе плечи измерительного моста, источник ЭДС, включенный между коллектором проходного биполярного транзистора и первой вершиной второй диагонали измерительного моста, и двуплечий делитель тока, крайним выводами включенный между второй вершиной второй диагонали измерительного моста и одной из питающихся шин усилителя постоянного тока, а средним выводом соединенный с общей шиной, при этом другая питающая шина усилителя постоянного тока подключена к точке соединения источника ЭДС с коллектором биполярного транзистора, эмиттер которого соединен с выводом для подключения источника питания, кроме того, по меньшей мере одно из плеч делителя тока выполнено регулируемым, а база проходного биполярного транзистора через цепь сток - исток согласующего полевого транзистора соединена с первой вершиной второй диагонали измерительного моста.

Кроме того, с целью расширения области использования, в цепь неинвертирующего и инвертирующего входов усилителя постоянного тока введены размыкающие контакты.

На фиг. 1 приведена схема термозависимого источника тока; на фиг. 2 - пример его реализации.

Термозависимый источник тока (см. фиг. 1) содержит дифференциальный усилитель 1 постоянного тока, термозависимый измерительный мост 2 плечи ас, сb, bd и ad, включающий первое ad и второе bd плечи с термозависимыми элементами, при этом первое плечо моста 2, выполненное в виде источника 3 опорного напряжения, соединено с первой вершиной первой диагонали моста 2 и неинвертирующим входом дифференциального усилителя 1, а второе плечо - с второй вершиной первой диагонали моста 2 и инвертирующим входом дифференциального усилителя 1, регулирующий элемент на проходном биполярном транзисторе 4 и согласующем полевом транзисторе 5, источник 6 ЭДС и делитель 7 тока, состоящий из двух плеч, по крайней мере одно из которых выполнено регулируемым, при этом эмиттер транзистора 4 соединен с первой шиной 8 питания, коллектором - с первым выводом питания дифференциального усилителя 1 и первым выводом источника 6 ЭДС, а база через полевой транзистор 5 соединена с вторым выводом источника 6 ЭДС и первой вершиной второй диагонали моста 2, вторая вершина которой и второй вывод питания дифференциального усилителя 1 соединены соответственно с первым и вторым плечами делителя 7 тока, вход которого соединен с второй шиной 9 питания. Выход дифференциального усилителя 1 соединен с затвором полевого транзистора 5, неинвертирующий и инвертирующий входы - соответственно с первой и второй вершинами первой диагонали моста 2 через размыкающиеся контакты 10.

Источник тока работает следующим образом.

До подключения к термозависимому источнику тока напряжения питания (к шинами 8 и 9 питания) канал полевого транзистора 5 находится в проводящем состоянии, т. е. его область сток - исток имеет минимальное омическое сопротивление, благодаря чему база биполярного транзистора 4 связана с источником питания через последовательно соединенные канал полевого транзистора 5, термозависимый мост 2 и делитель 7 тока, что обеспечивает надежный запуск источника тока. При включении питания появившийся ток коллектора транзистора 4 разветвляется на две составляющие: ток, протекающий через дифференциальный усилитель 1, и ток, протекающий через источник 6 ЭДС, выполненный, например, в виде полупроводникового диода. Каждая из этих составляющих токов способствует выходу режим дифференциального усилителя 1, источника 6 ЭДС и термозависимого моста 2.

В дальнейшем при рассмотрении работы источника тока, базовые токи транзисторов при 100 не учитываются.

Токи I2 и I1, протекающие через термозависимые плечи ad и bd моста 2, выполненные, например, в виде транзисторов в диодном включении с одинаковой или различной площадью эмиттера, смещают эти диоды в прямом направлении и связаны с напряжениями на диодах следующим образом

U= ln ;

U= ln , (1) где К - постоянная Больцмана;

Т - абсолютная температура;

q - заряд электрона;

То - ток насыщения.

Токи I1 и I2 находятся между собой в следующей связи:

I2/I1= n, (2) а ток I1= = ln , где Ro - сопротивление резистора в термозависимом плече с последовательно включенным диодом и резистором, а с учетом [2]

I1= ln n ; (3)

I2= ln n . (4)

При этом ток, входящий в плечо делителя 7 тока, соединенное с второй вершиной d второй диагонали моста, будет равен

I= I1+I2= (n+1) ln n

Если делитель 7 тока выполнен в виде токового зеркала (см. фиг. 2), то токи обоих его плеч будут равны между собой, а ток на выходе делителя 7 и, следовательно, ток термозависимого источника тока будет равен

I= 2(n+1) ln n= T .

Если по крайней мере одно из плеч делителя 7 тока выполнено регулируемым, например, в виде переменного резистора (см. фиг. 2), то, изменяя его величину и тем самым величину эмиттерного тока дифференциального усилителя 1, можно получить температурную зависимость источника тока с различным температурным коэффициентом (положительным, нулевым или отрицательным).

Как стабилизатор термозависимого тока при изменении амплитуды напряжения питания источник работает следующим образом. При изменении напряжения в ту или другую сторону это изменение с вершин первой диагонали моста 2, соединенных с входами дифференциального усилителя 1, передается на выход усилителя, который с помощью управляемого источника тока на полевом транзисторе 5, подключенного к базе транзистора 4, компенсирует это изменение.

Данный источник тока имеет существенно более высокое выходное сопротивление, чем прототип и аналоги, и требует более низкого напряжения питания, что достигается оригинальным включением полевого транзистора 5 и источника 6 ЭДС.

Данный источник может быть использован и как термозависимый источник постоянного напряжения, которое может сниматься с шин 9-11 и 9-12, а также как термозависимый источник переменного стабильного сигнала, если, например, инвертирующий вход дифференциального усилителя 1 одновременно связать через высокоомный резистор (несколько десятков мОм), включенный между разомкнутыми выводами 10, с второй вершиной первой диагонали моста 2 и через источник переменной ЭДС, например, пьезоэлемент - с второй шиной питания либо с термозависимым плечом bd, например, с точкой соединения диода с резистором. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 769513, кл. G 05 F 1/56, 1980.

2. Радио. -1980, N 8, с. 46. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий включенный в одну из силовых шин регулирующий элемент на составном транзисторе, состоящем из проходного биполярного и согласующего полевого транзисторов, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с затвором согласующего полевого транзистора, измерительный мост с источником опорного напряжения в первом плече, причем первая вершина первой диагонали измерительного моста подключена к инвертирующему входу усилителя постоянного тока, вторая вершина с источником опорного напряжения в плече - к неинвертирующему входу усилителя постоянного тока, вывод для подключения источника питания и общую шину, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности термозависимой характеристики и увеличения внутреннего сопротивления, в него введены термозависимые элементы, включенные в первое и второе плечи измерительного моста, источник ЭДС, включенный между коллектором проходного биполярного транзистора и первой вершиной второй диагонали измерительного моста, и двухплечий делитель тока, крайними выводами включенный между второй вершиной второй диагонали измерительного моста и одной из питающих шин усилителя постоянного тока, а средним выводом соединенный с общей шиной, при этом другая питающая шина усилителя постоянного тока подключена к точке соединения источника ЭДС с коллектором биполярного транзистора, эмиттер которого соединен с выводом для подключения источника питания, кроме того, по меньшей мере одно из плеч делителя тока выполнено регулируемым, а база проходного биполярного транзистора через цепь сток - исток согласующего полевого транзистора соединена с первой вершиной второй диагонали измерительного моста.

2. Источник тока по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования, в цепь неинвертирующего и инвертирующего входов усилителя постоянного тока введены размыкающие контакты.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru