PL99623B1

PL99623B1 - SYSTEM OF HIGHLY STABLE SOURCE OF TENSION AND STEEL CURRENT CURRENTS

Info

Publication number: PL99623B1
Application number: PL19154176A
Authority: PL
Priority date: 1976-07-29
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1978-07-31

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad wysokostabilnego zródla napiec i pradów wzorcowych stalych, majacy zastosowanie w elektronicznej technice pomiarowej oraz wszedzie tam, gdzie wymagana jest duza dokladnosc, stabilnosc i rozdzielczosc stalopradowych sygnalów pomiarowych,, zwlaszcza w procesach pomiarowych w produkcji aparatury elektronicznej.The subject of the invention is a system of highly stable source of voltage and reference constant currents use in electronic measuring technology and wherever high accuracy is required, stability and resolution of DC measuring signals, especially in measuring processes in the production of electronic equipment.

Stan techniki. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 46952 uklad polaczen tranzystorowo-diodowego stabilizatora napiecia stalego o duzej stabilnosci i sprawnosci, w którym z wtórnikiem emiterowym tranzystora sterowanym napieciem uzyskiwanym z diody stabilizujacej np. typu Zenera jest polaczona szeregowo lub kaskadowo i zasilana wlasciwa dioda stabilizacyjna (lub uklad szeregowy tych diod), do której równolegle jest przylaczone obciazenie, przy czym w szereg z wyjsciem stabilizatora jest doprowadzone napiecie kompensujace proporcjonalne do napiecia zasilania stabilizatora, zapewniajace optymalna kompensacje wplywu zmian napiecia na wartosc napiecia na wyjsciu stabilizatora.State of the art. A connection system is known from the Polish patent description No. 46952 a transistor-diode constant voltage stabilizer with high stability and efficiency, in which with a follower voltage-controlled emitter transistor obtained from a stabilizing diode, e.g. of the Zener type is connected in series or cascade and supplied with the appropriate stabilization diode (or a series of these diodes), to which the load is connected in parallel, in series with the output of the stabilizer compensating voltage proportional to the stabilizer supply voltage, ensuring optimal compensation the influence of voltage changes on the value of voltage at the stabilizer output.

Znany jest równiez z innego polskiego opisu patentowego nr 67316 uklad zasilacza wysokostabilnego niskiego napiecia, zawierajacy transformatory sieciowe polaczone z ukladami przetwornikowymi, do których sa dolaczone uklady stabilizujace wyposazone w obwody zabezpieczenia przed przeciazeniem pradowym, z którymi odpowiednio sa sprzezone mostkowe uklady porównania napiec wyjsciowych zasilajace uklad logiczny wylaczajacy caly zasilacz. W ukladzie omawianego zasilacza sprzezenie ukladu przeciazenia pradowego zawierajacego tranzystor przeciwzwarciowy, w którego obwodzie baza—emiter sa wlaczone rezystory kompensujace oraz diody kompensujace z ukladem logicznym typu I, wykonanego za pomoca mostkowego dzielnika napiecia, zlozonego z rezystorów dzielnika i diody doprowadzajacej napiecie, przy czym w obwodzie jednej galezi polaryzacji tranzystora przeciwzwarciowego, zlozonej z rezystorów kompensujacych, jest wlaczony miernik magneto-elektryczny.A highly stable power supply system is also known from another Polish patent description No. 67316 low voltage, consisting of network transformers linked to the converter systems to which they are included stabilizing circuits equipped with overload protection circuits, with which the bridge output voltage comparison circuits supplying the circuit are respectively connected logical switching off the entire power supply. In the circuit of the discussed power supply, the connection of the overload circuit Contains a short circuit protection transistor in the base-emitter circuit with connected resistors compensating diodes and compensating diodes with logic type I, made with a bridge a voltage divider, composed of divider resistors and a voltage supply diode, with the circuit one branch of the short-circuit protection transistor, composed of compensating resistors, is on magneto-electric meter.

Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku ma zródlo odniesienia, zawierajace termostatowany korpus wykonany z materialu o duzej przewodnosci cieplnej, w którym to korpusie w warunkach równowagi termicznej sa usytuowane: termostatowana referencyjna dioda Zenera zasilana pradem pracy, polaczona z nieodwracajacym2 99 623 faze wejsciem wzmacniacza bledu i termistor, najkorzystniej dioda Zenera pracujaca jako czujnik temperatury korpusu, polaczona z wejsciem nieodwracajacym faze wzmacniacza-termoregulatora oraz element grzejny w postaci tranzystora, którego baza jest polaczona z wyjsciem wspomnianego wzmacniacza-termoregulatora, zas emiter tranzystora jest polaczony ze zródlem zasilania za posrednictwem diod, podczas gdy wejscie odwracajace faze wzmacniacza—regulatora jest polaczone z wyjsciem rezystorowepo dzielnika, zasilanego ze zródla napiecia, z którego poprzez rezystor jest zasilana dioda czujnikowa termostatowego korpusu.The essence of the invention. The system according to the invention has a reference source comprising a thermostated body made of a material with high thermal conductivity, in which the body is under thermal equilibrium conditions are located: a thermostated reference zener diode powered by running current, connected to a non-inverting 2 99 623 phase with the input of the error amplifier and a thermistor, preferably a Zener diode working as a temperature sensor body, connected to the input that does not invert the phase of the amplifier-thermoregulator and a heating element in the form of a transistor, the base of which is connected to the output of the mentioned amplifier-thermoregulator, while the emitter of the transistor is connected to the power source via diodes, while the input inverting amplifier phase - the regulator is connected to a resistor output by a divider, powered from a voltage source, from which the sensor diode of the thermostatic body is powered through a resistor.

W odniesieniu do znanego stanu techniki, zastosowanie w zasilaczu ukladu zródla napiec odniesienia, zaopatrzonego w elementy termostatyzacji, a ponadto w precyzyjny uklad regulacji sygnalu wyjsciowego, ma ten korzystny skutek, ze pozwala uzyskac duza stabilnosc, dokladnosc i rozdzielczosc sygnalu wyjsciowego, przy czym równoczesnie w procesie pomiarowym aparatury elektronicznej eliminuje potrzebe stosowania, do celów pomiarowo-kontrolnych, innych dokladnych przyrzadów pomiarowych, np. woltomierzy cyfrowych, co z kolei wiaze sie scisle ze znacznym skracaniem czasu pomiaru, uzyskiwanym droga wyeliminowania koniecznosci „mierzenia i doregulowywania sygnalu ze zródla napiecia.With reference to the known art, the use of a reference voltage source in the power supply, equipped with thermostatic elements and, moreover, with a precise control system for the output signal, it has this advantageous effect that it allows to obtain high stability, accuracy and resolution of the output signal, with At the same time, in the measurement process of electronic equipment it eliminates the need to use it for purposes measurement and control devices, other precise measuring instruments, e.g. digital voltmeters, which in turn It is closely related to a significant reduction in the measurement time, obtained by eliminating the necessity "Measuring and adjusting the signal from the voltage source.

-* Objasnienie rysunku. Przedmiot wnalazku jest odtworzony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacymi schemat ideowo-blokowy ukladu.- * Explanation of the drawing. The object of the invention is reproduced in the embodiment in the drawing depicting a schematic and block diagram of the system.

Przyklad realizacji wynalazku. Uklad wysokostabilnego zródla napiec i pradów wzorcowych stalych zawiera termostatowane zródlo napiecia odniesienia 1, zaopatrzone we wzmacniacz bledu 2, polaczony wyjsciem' z baza tranzystora Tl, pracujacego w ukladzie wspólnego kolektora, zas emiter wspomnianego tranzystora, poprzez rezystor Rl, jest polaczony z wejsciem odwracajacym faze wzmacniacza 3 regulacji poziomu sygnalu wyjsciowego. W petli sprzezenia zwrotnego wzmacniacza 3 jest usytuowany zespól rezystorów R2-s-Rn, wlaczanych w petle za pomoca kluczy. Wyjscie wzmacniacza 3 równiez jest polaczone, poprzez rezystor R6, z wejsciem odwracajacym faze wzmacniacza mocy 4, natomiast wejscia nieodwracajace faze wzmacniacza 3 regulacji poziomu sygnalu wyjsciowego, poprzez rezystor R7 i wzmacniacza mocy 4, poprzez rezystor R8, sa polaczone z masa ukladu. Do wejscia odwiacajacego faze wzmacniacza mocy 4 — w przypadku pracy ukladu jako zródlo napieciowe — poprzez przelacznik Ul i odpowiedni zestyk przelacznika PU jest dolaczona jedna z rezystancji sprzezenia zwrotnego RuKRundolaczona drugim koncem do wyjscia wzmacniacza mocy 4, które stanowi jednoczesnie „goracy" biegun Ul, II napiecia i pradu.An embodiment of the invention. System of highly stable source of voltage and reference constant currents contains thermostated reference voltage source 1, fitted with fault amplifier 2, connected output 'from the base of the transistor Tl, working in a common collector system, and the emitter of the mentioned of the transistor, through the resistor R1, is connected to the input reversing the phase of the amplifier 3 of the regulation output level. A set of resistors is located in the feedback loop of the amplifier 3 R2-s-Rn, enabled in a loop with the help of keys. The output of amplifier 3 is also connected via a resistor R6, with the input reversing the phase of the power amplifier 4, while the inputs of the non-inverting phase of the amplifier 3 adjusting the level of the output signal through the resistor R7 and the power amplifier 4 through the resistor R8, sa combined with the mass of the system. To the input of the unwinding phase of the power amplifier 4 - in the case of circuit operation as a voltage source - one switch is connected through the Ul switch and the appropriate contact of the PU switch from the feedback resistance RuKRunconnected with the second end to the output of the power amplifier 4, which it constitutes at the same time the "hot" pole of Ul, II of voltage and current.

W drugim rodzaju pracy — zródlo pradowe — przelacznik Ul dolacza rezystor R9 pradowego sprzezenia zwrotnego, którego drugi koniec jest polaczony z drugim biegunem 12 wyjscia pradowego. Do bieguna 12 jest dolaczany przelacznikiem zakresów PI odpowiedni rezystor odniesienia sposród rezystorów RIl^-RIn, drugim koncem dolaczony do masy ukladu. Masa ukladu jest jednoczesnie drugim biegunem zródla napieciowego.In the second mode of operation - current source - the Ul switch connects the R9 resistor for the current connection the reverse end of which is connected to the other pole 12 of the current output. Up to pole 12 there is the appropriate reference resistor added by the PI range selector among the resistors R1 ^ -RIn, the second finally attached to the mass of the system. The mass of the system is also the second pole of the voltage source.

W ukladzie wedlug wynalazku termostatowane zródlo napiecia odniesienia 1 zawiera ponadto korpus 5 wykonany z materialu o duzej przewodnosci cieplnej. W korpusie 5 w warunkach równowagi termicznej sa usytuowane: termostatowana referencyjna dioda Zenera 6 zasilana pradem pracy, polaczona z nieodwracajacym faze wyjsciem wzmacniacza bledu 2 i termistor, najkorzystniej dioda Zenera 7 pracujaca jako czujnik temperatury korpusu 5, polaczona z wejsciem nieodwracajacym faze wzmacniacza—termoregulatora 8, a ponadto element grzejny w postaci tranzystora T2, którego baza jest polaczona z wyjsciem wspomnianego wzmacniacza 8.In the system according to the invention, the thermostated reference voltage source 1 further comprises a housing 5 made of a material with high thermal conductivity. In the body 5 under conditions of thermal equilibrium sa positioned: thermostated reference Zener diode 6 powered by the running current, connected to a non-inverting phase with the output of the error amplifier 2 and a thermistor, preferably a Zener diode 7 working as a sensor body temperature 5, connected to the non-inverting input of the amplifier - thermoregulator 8, and heating element in the form of a transistor T2, the base of which is connected to the output of the said amplifier 8.

Emiter tranzystora T2 poprzez diody Dl iD2 jest polaczony ze zródlem zasilania, podczas gdy wejscie odwracajace faze wzmacniacza—termoregulatora 8 jest polaczone z wyjsciem dzielnika rezystorów RIO i Rll, zasilanego ze zródla napiecia, z którego poprzez rezystor R12 jest zasilana czujnikowa dioda 7 termostatowego korpusu 5.The emitter of transistor T2 is connected to the power source via diodes DI and D2, while the input the inverting phase of the amplifier - the thermoregulator 8 is connected to the output of the divider of the resistors RIO and Rll, powered from a voltage source, from which the sensor diode 7 of the thermostat is supplied through the resistor R12 body 5.

Dzialanie ukladu. Termostatowane zródlo napiecia odniesienia 1 jest zbudowane w konwencjonalnym ukladzie szeregowego stabilizatora napiecia z szeregowym tranzystoremTl, wzmacniaczem bledu 2 polaczonym wejsciem nieodwracajacym faze z referencyjna dioda Zenera 6.System operation. The thermostated reference voltage source 1 is of conventional construction a series voltage stabilizer circuit with a serial transistor TL, error amplifier 2 connected non-inverting input with reference zener diode 6.

W celu uzyskania wysokiej stabilnosci termicznej, czasowej i dokladnosci napiecia wyjsciowego tego zródla, zastosowano elementy termostatyzacji w postaci tranzystora T2 oraz czujnikowej diody 7. Elementy te sa umieszczone w specjalnym korpusie 5 zapewniajacym stala temperature diody referencyjnej okolo 40°c.Do wyjscia wzmacniacza termoregulatora 8 termostatowego zródla napiecia 1 jest dolaczony tranzystor T2 spelniajacy role grzejnika termostatu 5. Zmiany temperatury termostatu wywoluja zmiany napiec czujnikowej diody 7, te zas podawane w odpowiedniej fazie na wejscie wzmacniacza termoregulatora 8 steruja grzejnikiem termostatu 5. Dodatkowym zadaniem wzmacniacza bledu 2 jest ustalenie napiecia zródla odniesienia na poziomie 10 V.In order to achieve high thermal, time and accuracy of the output voltage this source, the elements of thermostat in the form of transistor T2 and a sensor diode 7 were used. These elements are housed in a special body 5 ensuring a constant temperature of the reference diode around 40 ° C outputs of the amplifier thermoregulator 8 of the thermostatic voltage source 1 transistor T2 is connected acting as a thermostat heater 5. Changes in the temperature of the thermostat cause changes in the sensor voltage LEDs 7, and those fed in the appropriate phase to the input of the thermoregulator amplifier 8 control the heater thermostat 5. An additional task of the error amplifier 2 is to establish the voltage of the reference source at level 10 V.

Napiecie z termostatowanego zródla napiecia odniesienia 1 jest podawane na wejscie wzmacniacza 3 regulacji poziomu sygnalu wyjsciowego. Przez zmiane opornosci sprzezenia zwrotnego tego wzmacniacza, uzyskiwana za pomoca precyzyjnego potencjometru wieloobrotowego i przelacznika wlaczajacego do petli dokladne stale rezystory R2-rRn, dokonuje sie regulacji poziomu wyjsciowego wzmacniacza 3, a przez to99623 3 i poziom sygnalu napieciowego badz pradowego - wyjsciowego calego ukladu. Regulowane napiecie z tego wzmacniacza jest podawane na wejscie wzmacniacza mocy 4, który ma dwa uklady pracy- pradowy i napieciowy- wybierane przelacznikiem Ul.The voltage from the thermostated reference voltage source 1 is applied to the input of amplifier 3 adjust the output level. By changing the feedback resistance of this amplifier, achieved by means of a precision multi-turn potentiometer and a loop switch R2-rRn resistors are always accurate, the output level of amplifier 3 is adjusted, and thus 99623 3 and the level of the voltage or current signal - the output of the whole system. Adjustable tension from it amplifier is fed to the input of power amplifier 4, which has two operating circuits - current and voltage - selected with the switch Ul.

Claims

1. Patent claim A system of highly stable voltage source and reference constant currents, containing a thermostated reference voltage source, provided with an error amplifier connected to a transistor operating in a common collector system, where the emitter of this transistor is connected through a resistor with the input that inverts the phase of the output control amplifier , while in the feedback loop of the said amplifier there is a set of resistors switched in the loop by means of switches, while the output of the output level control amplifier, through a resistor, is connected to the input reversing the phase of the power amplifier, with this input depending on type of operation, an appropriate feedback resistor is connected to define the range of the source current or voltage, and the non-inverting inputs of the output level control amplifier and the power amplifier are connected to the ground of the circuit through resistors. m that the reference voltage source (1) comprises a thermostated body (5) made of a material with high thermal conductivity, and in said body (5), under thermal equilibrium conditions, there are located: thermostated reference zener diode (6) powered by the operating current, connected with the non-inverting input of the error amplifier (2) and a thermistor, most preferably a Zener diode (7), working as a body temperature sensor (5), connected to the input of the non-inverting phase of the amplifier-thermoregulator (8) and a heating element in the form of a transistor (T2), which the base is connected to the output of the amplifier-thermoregulator (8), and the emitter of the transistor (T2) is connected to the power source via diodes (Dl and D2), while the input that inverts the phase of the thermoregulator amplifier (8) is connected to the output of the resistor divider (RIO) iR11) powered from a voltage source through a resistor