Управляемый источник тока: Как разработать простой, управляемый напряжением, двунаправленный источник тока

Как разработать простой, управляемый напряжением, двунаправленный источник тока

Добавлено 16 ноября 2020 в 06:45

Сохранить или поделиться

В данной статье представлен высокопроизводительный источник тока, для которого требуется всего несколько легкодоступных компонентов.

Когда всё, что вы делаете, это рисуете схему, источники напряжения и тока одинаково легко реализовать. Однако, войдя в реальный мир схемотехники, мы постепенно понимаем, что создание более или менее стабильного тока по какой-то причине намного сложнее, чем создание более или менее стабильного напряжения. Однако это не меняет того факта, что источники тока иногда очень полезны, и хорошо, что умные инженеры создали множество практических схем источников тока.

Краткий обзор источника тока

В данной статье я хочу поделиться с вами интересным источником тока, который я нашел в старой заметке по применению, опубликованной Linear Technology. Однако сначала я должен упомянуть другие типы источников тока, которые обсуждаются в существующих статьях на RadioProg.

Если вы хотите перейти на уровень транзисторов, у нас есть статьи о токовом зеркале на MOSFET транзисторах и токовом зеркале на биполярных транзисторах. Если вы предпочитаете использовать операционные усилители, источник тока Хауленда вырабатывает ток, управляемый напряжением, и требует только одного операционного усилителя и четырех резисторов.

Рисунок 1 – Источник тока Хауленда

Если вам не нравится работать с дискретными транзисторами и (по какой-то причине) у вас нет под рукой операционных усилителей, возможно, вы захотите преобразовать один из ваших линейных стабилизаторов напряжения в источник тока.

Источник тока Джима Уильямса

Это ни в коем случае не официальное название схемы, и я, конечно, не хочу иметь в виду, что это единственный источник тока, который когда-либо проектировал Джим Уильямс – я не удивлюсь, если узнаю, что он придумал полдюжины инновационных, высокопроизводительных схем источников тока. Тем не менее, он является автором заметки о применении, и я не знаю, как еще назвать эту схему.

Как показано на схеме ниже, для этого источника тока требуются две микросхемы усилителей и несколько пассивных элементов.

Рисунок 2 – Схема источника тока, управляемого напряжением. Взята из технического описания LT1102

LT1006 – это типовой прецизионный операционный усилитель, а LT1102 – высокоточный инструментальный усилитель. Информация по применению была опубликована в 1991 году, так что это старые микросхемы. Я использовал LT1006 и LT1102 в своем моделировании (которое будет обсуждаться в следующей статье), чтобы убедиться, что в моделировании всё соответствует исходной конструкции, и, фактически, интернет-магазины по-прежнему классифицирует оба этих компонента как «производимые». Тем не менее, я рекомендую вам поэкспериментировать с некоторыми более новыми (и предположительно более производительными) заменами этих устаревших микросхем.

В следующем списке представлены некоторые характеристики схемы источника тока Джима Вильямса.

• Она управляется напряжением и является двунаправленной – величина и направление тока нагрузки определяются величиной и полярностью входного напряжения.
• В качестве опорной точки она использует землю; одна сторона сопротивления нагрузки подключена непосредственно к земле.
• Как показывает формула, включенная в рисунок выше, на величину тока также влияет R, то есть номинал резистора, помещенного между входными выводами инструментального усилителя.
• Если для R вы используете резистор очень высокой точности, и погрешность, вносимая этим компонентом, незначительна, начальная точность и температурная стабильность схемы соответствуют точности коэффициента усиления и температурному коэффициенту инструментального усилителя.
• Схема имеет хорошую стабильность и совместима с быстрыми изменениями входного напряжения.

Принцип работы схемы

Ключом к работе этого источника тока является использование инструментального усилителя. Измеряя напряжение на фиксированном сопротивлении, включенном последовательно с нагрузкой, мы можем генерировать выходной ток, на который не влияет значение сопротивления нагрузки.

Ниже представлена моя попытка пошагового объяснения того, как работает эта схема.

Рисунок 3 – Пояснение работы схемы источника тока

1. Операционный усилитель (A1) работает в схеме с отрицательной обратной связью. Наличие инструментального усилителя (A2) в тракте обратной связи не меняет того факта, что петля обратной связи замкнута.
2. Наличие отрицательной обратной связи позволяет нам использовать упрощение о виртуальном коротком замыкании. Таким образом, выход A2 должен быть равен входному напряжению.
3. Виртуальное короткое замыкание не возникает из ниоткуда; скорее, виртуальное короткое замыкание вызвано действием выхода операционного усилителя. Поскольку A2 имеет коэффициент усиления 100, выход A1 будет делать всё необходимое, чтобы напряжение на R было равно входному напряжению, деленному на 100.
4. Поскольку R – фиксированное сопротивление, и поскольку напряжение на R всегда пропорционально входному напряжению, мы знаем из закона Ома, что ток через R всегда будет пропорционален входному напряжению.
5. Поскольку нагрузка включена последовательно с резистором R, выходной ток всегда пропорционален входному напряжению, независимо от сопротивления нагрузки (конечно, в определенных пределах – например, вы не сможете обеспечить ток 10 мА через нагрузку 1 МОм, конечно если вы не сможете найти усилители, которые принимают напряжение питания до 10 000 В или около того).
6. Конденсатор и другой резистор определяют частотную характеристику схемы, и я предполагаю, что их значения были выбраны таким образом, чтобы создать необходимый запас по фазе.

Заключение

Мы рассмотрели простую схему двунаправленного источника тока, которая построена на основе высокоточного операционного усилителя и высокоточного инструментального усилителя.

В следующей статье мы воспользуемся моделированием LTspice для дальнейшего изучения работы и производительности этой схемы.

Оригинал статьи:

Теги

Двунаправленный источник токаИнструментальный усилительИсточник токаОУ (операционный усилитель)Токовое зеркалоУправление с помощью напряжения

Сохранить или поделиться

Источник тока управляемый напряжением CS580

Источник тока, регулируемый напряжением, модели CS580 обеспечивает новыми возможностями исследователей, которым необходим источник тока со сверхнизким уровнем шума в гибком и удобном в использовании приборе.

CS580 часто используется с приборами переменного тока с высокой чувствительностью, например синхронными усилителями, обеспечивая простой способ генерирования точного тока непосредственно от переменного или постоянного управляющего напряжения. Прибор является источником и потребителем тока, и имеет варьируемое выходное напряжение до ± 50 В. CS580 может стать прекрасным помощником в каждой исследовательской лаборатории, изучающей полупроводники, сверхпроводимость и нанотехнологии.

Благодаря выходному напряжению до ±50 В CS580 может выдавать и поглощать прецизионные переменные и постоянные токи от 100 фА до 100 мА. Ультрамалошумящая конструкция CS580 пользуется преимуществами лучших транзисторов, операционных усилителей и дискретных компонентов в сочетании с тщательно продуманной схемой плат с высоким импедансом для получения максимальной производительности. В конструкции также имеются линейные источники питания, а не коммутируемые, поэтому помехи связанные с коммутацией никогда не станут проблемой.

Активная защита обеспечивает максимальную пропускную способность (до 200 кГц) и минимально возможный ток утечки.

Настройки и состояние прибора управляется с помощью микроконтроллера с передней панели, тактовые сигналы которого идут только в те краткие моменты, которые необходимы для корректировки настроек прибора. Электроника полностью статична, без “сканирования” или обновления для максимальной минимизации помех.

Во время работы микроконтроллера, загорается индикатор “CPU Activity”. Это происходит в ответ на нажатие кнопки на фронтальной панели или получения управляющих команд с подключённого компьютера. Но в остальное время, когда микроконтроллер “спит”, никаких цифровых помех не возникает вообще.

На задней панели CS580 расположен стандартный компьютерный интерфейс RS-232. Все функции прибора могут быть настроены или опрошены через этот порт. При получении команд в приборе активируется микроконтроллер CS580, и могут возникать цифровые помехи.

Для удаленного взаимодействия с полной электрической развязкой CS580 также оснащен волоконно-оптическим интерфейсом на задней панели. При подключении к блоку интерфейсов SX199 появляется возможность для управления CS580 через GPIB, Ethernet и RS-232.

Управляемый напряжением источник тока

Вот схема, которая, кажется, работает довольно хорошо, позволяя напряжению контролировать ток до, возможно, двух ампер.

Он работает на симуляторе falstad (вход напряжения треугольной волны генерирует идентичную форму волны тока через диод, который является светодиодом – не только работает ШИМ-управление, установка входного напряжения на половину фактически вдвое уменьшает ток), и я буду использовать его с моими собственными компонентами, но я хочу выяснить некоторые вещи, прежде чем я смогу завершить разработку схемы.

Форма сигнала слева представляет напряжение, которое регулирует ток через диод. Треугольная волна (40 Гц и выбор треугольной волны произвольны) составляет 5В. Он подключен к операционному усилителю через делитель напряжения, а розовый резистор в правом нижнем углу выбран в соответствии с напряжением, поступающим в операционный усилитель (после делителя оно составляет 100 мВ). Цель установки его 1 7 Ω 1 7 Ω это минимизировать тепловыделение. Именно на это значение, потому что я хотел 700 мА через диод.

Источник постоянного напряжения справа – 10 В.

Теперь я посмотрел технические характеристики моего операционного усилителя MCP600x, и его абсолютный максимальный ток составляет 2 мА. Парный транзистор Дарлингтона, который я использую (BD681), имеет час F Е час F Е 750, что означает, что когда я достигну этого предела, ток коллектора 2 м A * 750 = 1,5 А 2 м * 750 знак равно 1,5 , Это означает, что я не должен использовать эту схему для управления 3-амперным светодиодом. Они делают железнодорожные операционные усилители с более высокими текущими рейтингами? Мой транзистор рассчитан на 4A (хотя ему потребуется некоторое теплоотвод, поскольку он имеет падение напряжения 1,3 В)

Поскольку транзистор рассеивает довольно мало тепла при высоких токах, я думаю, что MOSFET был бы необходим для снижения неэффективности. Однако мне не очень повезло, что схема МОП-транзистора имела хорошее регулирование тока, потому что нет проводящего пути от затвора к источнику. Однако я могу использовать его в качестве переключателя, поэтому работа с ШИМ в порядке.

Я предполагаю, что мой вопрос таков: существует ли относительно простой способ построить схему Mosfet, которая функционирует как эта, но способна к большему току (и более высокой эффективности)? Кроме того, какой тип MOSFET я должен использовать (p-тип, n-тип … другие типы?)?

Управляемый источник – ток – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Управляемый источник – ток

Cтраница 1

Управляемый источник тока обозначается переменной IG, которой перед вводом элементов схемы в строке 152 программы GLEICH присваивается значение, равное нулю.  [1]

Управляемый источник тока выполнен на биполярном транзисторе VT с коллекторной нагрузкой RK, а цепь обратной связи включена в эмиттер транзистора и состоит из параллельного включения элементов R, и С.

 [3]

Применение управляемых источников тока создает перспективы для включения в модели прямой аналогии систем привода моделей электрических машин переменного тока ( рис. 2 – 20 в), составленных по уравнениям Го-рева – Парка структурным методом.  [4]

Конденсатор С9 и управляемый источник тока в цепи вывода 9 определяют длительность переходных процессов в системе при воздействии кратковременных сигналов и помех большого уровня.  [5]

Ввод в ЭВМ управляемого источника тока оформляется в виде подпрограммы, которая используется и в про граммах ввода других элементов на БЕЙСИКе. Сначала осуществляется запрос, предполагается ли управление током или напряжением. Тип управляющих параметров фиксируется в массиве MZ ( I) следующим образом. При управлении напряжением номера ветвей запоминаются в массиве MZ ( I) как положительные числа, а при управлении по току программа присваивает номерам знак минус.

Пользователь ничего этого не замечает, он вводит только букву I или U управляющего параметра и номер ветви управления.  [6]

Схема инвертора на управляемых источниках тока приведена на рис. 21.7 а. Источники тока, управляемые напряжением, можно построить на операционных усилителях или полевых транзисторах. При использовании полевых транзисторов с управляющим – – переходом ток стока определяется напряжением на затворе, а ток затвора ничтожно мал.  [8]

Мутаторы реализуют с помощью

управляемых источников тока или напряжения.  [9]

Усиливающему действию транзистора эквивалентно действие управляемого источника тока /, включенного после участка RC параллельно с емкостью Ск запирающего слоя коллектора.  [10]

Очевидно, что схема с управляемым источником тока ( рис. 6.13, а) и схема с управляемым источником напряжения ( рис. 6.13, б) эквивалентны отрицательному резистору.  [12]

Здесь мы встречаемся с применением схемы управляемого источника тока, которая в моделях прямой аналогии может служить и многим другим целям, например заданию сил и моментов, изменяющихся во времени по заданному закону.  [13]

Транзистор Т3 работает в этой схеме ш управляемый источник тока. Rs образует токовое зеркало с малым дрейфом ( см. разд.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Управляемый напряжением источник – Энциклопедия по машиностроению XXL

Управление проектами обзор 122 Управляемый напряжением генератор прямоугольных импульсов 228 Управляемый напряжением генератор треугольных импульсов 228 Управляемый напряжением источник напряжения 226 Управляемый напряжением источник тока 226 Управляемый напряжением синусоидальный источник 227 Управляемый током источник напряжения 227  [c. 692]
Управляемые напряжением источники напряжения и тока  [c.228]

На схему 44 сравнения через переключатель П2 может быть подан сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний активного захвата, или сигнал, пропорциональный максимальной нагрузке за цикл. На другой вход схемы сравнения через переключатель ПЗ поступает сигнал программы. Этот сигнал в виде постоянного напряжения снимают либо с источника 52 опорного напряжения, либо с программатора 53. Балансировку схемы сравнения производят по показаниям иуль-индикатора 45. Алгебраическая сумма сигналов, действующих на входах схемы сравнения, пройдя через цепь 43 коррекции, является управляющим сигналом для потенциометра 42, который выполнен в виде делителя в коллекторной цепи транзистора. Одно плечо делителя образовано постоянным резистором, а другое — внутренним сопротивлением электронной лампы (или полевого транзистора). Управляющее напряжение действует на сетку электронной лампы (затвор транзистора).

Эта схема отличается достаточной глубиной регулирования, обеспечивая программирование в пределах 10—100% измеряемого параметра с запасом 20 дБ, Кроме того, она позволяет простым переключением П2 проводить испытания в реламплитуд колебаний активного захвата (жесткое нагружение) и режиме заданных нагрузок (эластичное нагружение). Автоматически выключается машина при разрушении испытуемого образца 18 или снижении частоты колебаний о заданного значения. В первом случае режим   [c.125]

Управляемый кремниевый вентиль (тиристор) представляет собой прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с многослойной структурой. Отпирание тиристора осуществляется посредством сигнала в цепи управления, а запирание — уменьшением напряжения источника питания (естественная коммутация) или сигналом в цепи управления (искусственная коммутация). Изменяя момент отпирания управляемого вентиля, можно менять среднее значение приложенного к нагрузке выпрямленного напряжения (фазовое регулирование).

В тиристорах с естественной коммутацией вентиль запирается тогда, когда протекающий через него ток падает до нуля в выпрямителях с искусственной коммутацией вентиль может быть заперт коммутационным устройством в любой момент времени.  [c.176]

Функциональная электрическая схема представлена на рис. 5.6. Блок 1 управления агрегатом суммирует, формирует сигналы управления и защищает агрегат. В блок / входят источник питания 2, система импульсно-фазового управления 5, управляющий орган 9, регулятор напряжения 13, узел токовой защиты 16, датчик напряжения 1 , узел токовой отсечки 10, задающее устройство 15. Система 5 преобразует постоянное управляющее напряжение, вырабатываемое системой автоматического регулирования агрегата, в последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров, расположенных в блоке 6 тиристоров. Диапазон регулирования фазы импульсов управления от О до 175°. Параметры управляющих импульсов длительность (10 3)°, ток управления при напряжении управления 6 В составляет 0,5 А.

 [c.84]

В процессе окраски в режиме постоянного напряжения значение напряжения не должно изменяться. Однако при замене партии лакокрасочного материала, частичном загрязнении ванны электролитами, определенных изменениях рецептурного состава,-вызванных эксплуатационными условиями или неточностью корректировок и другими причинами возникает необходимость в изменении напряжения. Поэтому в электросхему источника питания необходимо встраивать соответствующие регуляторы напряжения, обычно управляемые вручную. Источник питания должен быть обеспечен специальным блокирующим устройством для того, чтобы после коротких замыканий он опять был готов к употреблению.  [c.117]

БРЧ (рис. 285) состоит из датчика частоты ДЧ, выдающего напряжение постоянного тока, которое зависит от частоты магистрали 220 В. Это напряжение складывается с напряжением источника пилообразного напряжения ИПН и подводится на вход компаратора К. На другой вход К подается опорное напряжение от его источника ИОН. Компаратор выполняет функцию устройства сравнения этих напряжений и генератора управляющих импульсов, подаваемых на тиристор Тт2.  [c.333]

При соединении эмиттера и коллектора с источником 4 электроэнергии через транзистор пойдет очень небольшой ток, так как един из запирающих слоев, в нашем случае верхний слой 2, будет находиться под обратным напряжением. Положение резко изменится, если приложить напряжение между эмиттером и базой, соединив их с дополнительным источником 5 электроэнергии. Те.-перь из пластинки германия, в том числе и из запирающего слоя, будут отводиться электроны и запирающий слой приобретет положительный по отношению к коллектору заряд. В результате электроны из коллектора получат возможность перейти в базу, а затем и в эмиттер. Следовательно, между эмиттером и коллектором возникнет электрический ток транзистор отпирается. Сила этого тока будет увеличиваться с повышением управляющего напряжения, приложенного между эмиттером и базой. При изменении знака управляющего напряжения сопротивление транзистора резко возрастает (до нескольких десятков тысяч ом), через него совсем не проходит ток транзистор запирается.  [c.98]

Простейший расчет электронного реле заключается обычно в выборе электронной лампы, напряжения Ua источника анодного питания и значений управляющего напряжения на сетке лампы, необходимых для срабатывания и отпускания электромагнитного реле с известным сопротивлением R, током срабатывания 1ср и током отпускания от-  [c.186]

V. Высокотемпературная установка для измерения теплофизических свойств электропроводящих материалов (рис. 5). В основу установки положен метод плоских периодических колебаний температуры с применением в качестве периодического источника мощности электронной бомбардировки образца 1. Размеры образца диаметр — 10, толщина — 1 мм. Модуляция пучка производится с помощью сетки 8, на которую от генератора подается управляющее напряжение, изменяющееся по синусоидальному закону. Колебания температуры регистрируются фотоумножителем, постоянный сигнал с которого компенсируется потенциометром.  [c.85]

В [26] описана схема стабилизации напряжения на накопительном конденсаторе с помощью электронного ключа, управляемого пороговым устройством, связанным с выходом преобразователя. Эта схема более экономична, но применяемый в ней преобразователь должен быть рассчитан для работы при самом низком напряжении источника питания. Кроме того, эта схема достаточно сложна.  [c.42]

Управляющее напряжение на синхронный детектор получается от дополнительного источника света, освещающего через модулятор фотосопротивление Р. Кроме того, в схему включено автоматическое регулирование коэффициента усиления электронного усилителя, компенсирующее возможные колебания интенсивности источников Q за время записи распределения.  [c.177]

Источник тока, управляемый напряжением  [c.226]

Управляемый током источник тока 226 Управляемый частотой источник напряжения 227 Установка текущего начала координат 420 Установки по умолчанию  [c. 692]

Д1 и Д2, а вертикальная —шунтирующим диодом Дз, включенным между точкой соединения диодов Д1 и Дг в обратной полярности. При подаче в точку соединения диодов напряжения управления, полярность которого соответствует прямой проводимости диода Дз, диоды Д1 и Дг заперты, диод Дз открыт и ячейка находится в состоянии Выключено . При смене полярности управляющего напряжения диод Дз закрыт, диоды Д1 и Дг открыты и ячейка находится в состоянии Включено . Для повышения надежности работы коммутатора источник напряжения выключения ячейки Е2 на рис. 22.19) может быть постоянно соединен с диодами через балластное сопротивление Я.  [c.477]

В основе работы селектора лежит свойство полевых транзисторов работать в режиме управляемого напряжением сопротивления Чтобы подключить нужный источник сигнала (например, со входа Магнитофон ), затвор транзистора VT4 соединяют с общим про водом, а на затворы остальных транзисторов VT1—УТЗ через резисторы R19—R21 подают напряжение —15 В  [c. 51]

В этот момент напряжение источника через резистор R2, контакт ЗР1 и конденсатор СЗ прикладывается к резистору R4. Потенциал в точке А выше, чем в точке Б, в результате чего диод Д1 и транзисторы Tin Т2 заперты. Через размыкающий контакт 1РЗ подается питание к катушке контактора КМН, включающего электродвигатель МН маслопрокачивающего насоса. По мере заряда конденсатора СЗ потенциал в точке А уменьшается и после окончания установленной выдержки времени 60 с становится меньше потенциала в точке Б. Диод Д1 и транзисторы TI W Т2 открываются, и через резистор R5 напряжение подводится к управляющему электроду тиристора ВУ1. Тиристор открывается и через контакт 2Р2 включает реле Р1, Р2 и Р5. При этом контакт 1Р1 обеспечивает питание катушек реле Р1, Р2 и Р5, минуя тиристор ВУ1 контакты 2Р2 и ЗР2 отключают эти реле от тиристора ВУ1 и подключают к нему реле РЗ. В момент переключения контактов тиристор BPt отключается контакт 2Р1 закорачивает конденсатор СЗ, в результате чего транзисторы Т1 и Т2 запираются контакт 3PI включает в работу конденсатор С2, начиная отсчет второй выдержки времени контакты  [c.266]

Сопряжение моделей на операционных усилителях с пассивными электрическими цепями или пассивными электрическими моделями может осуществляться по схеме рис. 6.9, а, где источники тока, управляемые напряжением, реализуются, как показано в 6 5 или по схеме рис.  [c.299]

На втором рисунке приведен результат анализа схемы, которая содержит полиномиальный источник для трех вариантов. Управляющее напряжение подается от источника (узел 2, узел 0), в первом случае коэффициенты полинома равны соответственно Р0 = 0Р1=0 Р2=1  [c.25]

Ключ, управляемый напряжением Ключ, управляемый током Операционный усилитель Источник импульсного сигнала Источник синусоидального сигнала  [c.124]

Адресация с применением матрицы ПЗС позволяет создать функционально богатый, компактный и простой в управлении прибор [115, 116. 128] (см. также подпараграф 4.5.3). В таком Приборе (рис. 4.1) входной электрический сигнал 7 последовательно заполняет ячейки входного последовательного регистра 10 структуры ПЗС. Регистр управляется тактовыми импульсами последовагольного сдвига 8. После того как строка сфорМ Гро-вана, она параллельно одвигаегся на одщ1 ряд в ПЗС-структуру е поверхностными каналами II. Сдвиг выполняется с помощью тактовых импульсов параллельного сдвига 9, затем вводится новая Строка данных. Такая система обеспечивает высокие скорости ввода информации тактовая частота последовательного ввода может достигать 100 МГц. После того как двумерное распределение заряда в ПЗС-структуре 1 полностью сформировано, по–дается управляющее напряжение от источника на электрод структуры считывания 5 и сформированный заряд переносится на границу электрооптического слоя (в нашем случае — жидкокристаллического). Считывание информации п таком приборе производится в Отраженном свете.  [c.212]

Применение тех или иных электронных устройств в значительной степени зависит от того, какими были выбраны главные элементы схемы. Например, если используются акустооптические дефлекторы, то для управления ими необходимы высокочастотные генераторы с линейно регулируемым напряжением. При использовании электрооптическиX дефлекторов возникает необходимость в программно-управляемом высоковольтном источнике питания.  [c.438]

Главным преимуществом устройств на ЖК является низкое потребление электрической энергии на управление оптическими свойствами (что позволяет использовать автономные источники питания), а также малая величина управляющих напряжений, благодаря чему эти устройства подключаются непосредственно на выходе микроэлектронных приборов. Основными недостатками ЖК-пре-образователей являются сравнительно невысокое быстродействие (миллисекунды), ограниченный интервал рабочих температур. Эти трудности постепенно преодолеваются разрабатываются новые материалы, в частности сегнетоэлек-трические ЖК и их смеси, а также новые режимы работы устройств.  [c.35]

При работе устройства на просвет оба электрода выполняют из прозрачного материала (окись олова ЗпОа), но один из них имеет 4юрму сегментов цифр. Наличие управляющего напряжения на участках сегментов уменьшает рассеивающую способность жидкого кристалла. На этих возбужденных участках свет от внешнего источника проходит в сторону оператора. Оператор видит светящиеся сегменты.  [c.258]

На рис. 24, а показаны устройство тиристора и его изображение в схемах. Тиристор имеет три электрода анод Л катод К и управляющий электрод У. Тиристор состоит из четырех слоев с элек онной (тип п) н дырочной (тип р) проводимостью. Переход р п обладает весьма малым сопротивлением, если область р присоединена к положительному, а область п к отрицательному зажиму источника. Если же полярно сть напряжения источника обратная, то переход р—п имеет весьма большое сопротивление. В сооТветсМИи С эТим переходы Р — 1 1И Р2—Г12 При полярности источника, указанной на рис. 24, а, имеют малое сопротивление, а переход П —Р2 — большое.  [c.53]

При сварке переменным током требуются возбудители с импульсным питанием, которые наряду с первоначальным возбуждением дуги должны способствовать ее зажиганию при смене полярности переменного тока. Казалось бы, что осцилляторы отвечают этому требованию. Однако они неудовлетворительно выполняют повторные зажигания при смене полярности переменного тока источника, в результате чего действующий сварочный ток колеблется и ухудщается качество сварки. Кроме того, несинхронизированные осцилляторы создают значительные радиопомехи. Для стабилизации дуги переменного тока используются возбудители-стабилизаторы с импульсным питанием, управляемые напряжением дуги. Как правило, они являются частью установки для сварки на переменном токе. Так, в комплекте со сварочным трансформатором ТДМ-503-4 промышленность выпускает возбудитель-стабилизатор, управляемый напряжением дуги ВСД-01.УЗ. Амплитуда импульса стабилизатора достигает 400—бОО В. Энергия импульса накапливается в накопителе, обычно емкостном. Импульс вводится в цепь дуги по команде управляющего устройства. Такой тип стабилизатора называется активным в отличие от пассивных стабилизаторов, в которых импульс генерируется за счет процессов, происходящих в цепи дуги. Промышленностью используются стабилизаторы активного типа как более надежные. Управляющее устройство стабилизатора задерживает импульс на 60—100 мкс, что вместе с запозданием срабатываемых коммутаторов обеспечивает наиболее эффективное время ввода импульса для стабилизации дуги. Стабилизировать процесс сварки переменным  [c.62]

Работа регулятора происходит в такой последовательности. При срабатывании в схеме управления тепловозом контактора КРН замыкаются его контакты и на схему регулятора подается напряжение аккумуляторной батареи. При напряжении, равном на- фяжению пробоя стабилитронов Ст8—СтИ, они отпираются и пропускают в управляющую цепь тиристора ТЗ ток, достаточный для его открытия. В период открытого состояния тиристора ТЗ к обмотке возбуждения ОВСТ приложено практически полное напряжение источника, ток возбуждения при этом возрастает и напряжение СТГ увеличивается. Одновременно через резистор Я6 образуется цепь заряда конденсатора С2 с полярностью, указанной иа схеме.  [c.39]

Управляемый полупроводниковый диод. имеюш,ий четырехслойную структуру р — 1—Рг — пг и три р — л-перехода. называется тиристором. В отличие от неуправляемого диода тиристор имеет третий вывод — управляющий. При подаче на тиристор напряжения прямой полярности р —п-переходы Я[ и Яз смещаются в прямом направлении (открываются), а р—л-переход Яг остается закрытым. При этом напряжение источника питания приложено к р —л-переходу Яг, а ток, протекающий по тиристору, очень мал, тиристор закрыт. Повышение напряжения источника питания вызывает незначительное повышение силы тока, проходяш,его через гирйстор.  [c.54]

Тиристор способен находиться лишь в двух состояниях полностью закрытом и полностью открытом. Управляющий электрод может открыть тиристор, и ток прервется при снятии напряжения между анодом и катодом, которое произойдет при переходе переменного тока через нуль. С помощью тока управления тиристор открывается, но не может быть закрыт, а также не может изменить протекающий по нему ток Ток в цепи тиристора в открытом состоянии при отсутствии индуктивности в цепи определяется напряжением нсгочника и сопро-твлением потребителя / = где 1/— напряжение источника, а г — сопротивление потребителя.  [c.201]

Анализ чувствительности методом наихудшего случая проведен на схеме (рис. 4.16), которая обеспечивает коммутацию биполярного транзистора MPS3709, управляемого от источника напряжения VPULSE. При этом допуск 20% имеют резисторы R и К4, а резисторы R2 и R3 являются постоянными (допуск на их изменение не адается). Остальные параметры элементов приведены на схеме. Функцией сопоставления является величина тока через резистор R2.  [c.115]

Подобно аналоговым синтезаторам, в основе которых лежат либо генераторы, управляемые напряжением, либо источник шума,- цифровые генераторы теоретически могут базироваться на обоих принципах. Различие состоит в способах генерации сигналов, поскольку на выходе цифрового генератора, имеется поток чисел. Так как “оригинальный сигнал отсутствует, нет нужды в АЦП и оборудование может работать прямо на цифровые записьюающие устройства.  [c.73]

Обмотка управления обычно имеет значительно больше витков, чем рабочая, что позволяет обходиться малым значением управляющего тока. Если дроссель насыщения состоит из одной обмотки и одной обмотки (рис. 4.1, а), то при отсутствий Н или его малом значении обмотка для трансформируемого в ней переменного тока является практически закороченной. При этом дроссель насыщения превращается в трансформатор с короткозамкнутой обмоткой и теряет свое регулирующее действие, г рабочей обмотки практически приближается к ее активному сопротивлению. Поэтому в таком дросселе насыщения надо ограничить в цепи управления переменную составляющую тока, создаваемого наведенной в ней э. д. с. Для этой цели используют реостат или дроссель, включенный в цепь управления, что приводит к резкому возрастанию мощности, затрачиваемой в этой цепи. Кроме того, применение токоограничивающих элементов не снимает э. д. с., наводимую в обмотке управления. Эта э. д. с. может достигнуть значения, во много раз превышающего рабочее напряжение (поскольку ш. ) и опасной как для элементов источника управляющего напряжения, так и для самой обмотки управления. Поэтому конструкции дросселей насыщения выполняют так, чтобы сохранить управляющее действие обмотки и исключить трансформаторное действие рабочей обмотки на управляющую. При этом отпадает необходимость в токоограничении, в усиленной изоляции управляющей обмотки и применении в источнике управляющего напряжения элементов, способных выдержать высокое напряжение.  [c.165]

Структурные схемы компенсационных стабилизаторов напряжения и тока приведены соответственно на рис. 6.6, а и б. Принцип работы стабилизатора напряжения (рис. 6.6, а) следующий. Пусть напряжение i/вх возросло, тогда на измерительный элемент 2 поступает повышенное выходное напряжение t/вых или его часть. Измерительный элемент автоматически сравнивает напряжение Ubmk с эталонным напряжением t/эт (источник эталонного напряжения помещается в измерительном элементе) и вырабатывает управляюи ее напряжение сигнал рассогласования) Uy = t/вых — t/sT- Управляющее напряжение через усилительный элемент 3 (который не является принципиально необходимым) изменяет режим работы регулирующего элемента 1 так, что напряжение t/вых стремится достичь первоначального значения (или весьма близкой к ней).  [c.240]

При использовании конденсаторов типа К-5017 с рабочим напряжением 400 В и емкостью 500 мкФ при энергии накопителя 160 кДж понадобится 4000 конденсаторов. Если рабочее напряжение источника принять равным Ю кВ, то необходимо последовательное соединение 25 подгрупп, в каждой из которых окажется по 160 конденсаторов. Как и в предыдущем случае, такой накопитель можно выполнить в виде нескольких независимых накопителей с неизменной суммарной энергией. Вообще вопрос о том, в каком виде выполнять накопитель в виде единого блока с заданной энергией W и величадой заряда /q или идти по пути единичных модулей с W/n и варьируемым значением, способных объединяться при работе последовательными, параллельными или смешанными группа-, ми, остается открытым. В первом варианте может быть обеспечена экономия на количестве вспомогательных контролирующих и управляющих устройств по сравнению со вторым вариан-  [c.28]

Днодные ключи используются в основном в виде различных ййрйантов мостовых схем Они дешевы, обладают малым временем восстановления, позволяют коммутировать сигналы значительной амплитуды. Но для этого на них необходимо подавать противофазные симметричные управляющие импульсы, для чего требуются сбалансированные или изолированные источники управляющих напряжений.  [c.235]

LEVEL 1 — простейшая линейная модель, представляющая собой источник тока, управляемый напряжением. ОУ имеет конечное выходное и бесконечное входное сопротивление (тем не менее выводы питания ОУ нужно подключить к схеме, так как в модели они подсоединены к “земле через сопротивления 1 Ом), рис. 4.2,а  [c.217]

---

Управляемый источник тока для заземленной нагрузки

Изобретение относится к области автоматики и электроники как средство для управления физическими процессами и может быть использовано в технологиях электрохимических измерений при экологических и океанографических исследованиях.

Технический результат – уменьшение искажения сигнала, снимаемого с заземленной нагрузки при контроле управляемого тока, что повышает точность преобразования входного напряжения в выходной ток. Дополнительный технический результат – упрощение устройства.

Сущность: устройство содержит первый резистор R₁, первый вывод которого является входом устройства. Второй вывод R₁ подключен к первому выводу второго резистора R₂ и к инверсному входу операционного усилителя ОУ. Выход ОУ подключен ко второму выводу R₂ и к первому выводу третьего резистора R₃. Второй вывод R₃ подключен к первому выводу четвертого резистора R₄, второй вывод которого заземлен. Устройство содержит опорный резистор R_oп, первый вывод которого является выходом устройства и к этому выводу подключен неинверсный вход ОУ. Второй вывод R_оп через элемент-повторитель Π подключен ко второму выводу R₃. 4 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и электроники как средство для управления физическими процессами и может быть использовано в технологиях электрохимических измерений при экологических и океанографических исследованиях.

В управляемых источниках тока для заземленной нагрузки выходной ток, как правило, контролируется на опорном резисторе, включенном последовательно с выходной цепью устройства, и преобразуется в сигнал обратной связи, необходимый для управления выходным током. Основное требование к средству контроля при этом заключается в том, чтобы его контролирующие цепи были весьма высокоомны и ответвляли от выходного тока устройства как можно меньшую часть, чтобы не уменьшить точность управления током.

Измерители, используемые для исследований среды, должны быть не только точны, но и малогабаритны, чтобы чувствовать тонкую структуру этой среды, т.е. устройство должно содержать как можно меньше элементов.

Известны управляемые источники тока для заземленной нагрузки с дифференциальным усилителем [1, с. 134, рис. 7.14]. Для удовлетворения вышеизложенного требования к средству контроля выходного тока можно применить в качестве дифференциального усилителя инструментальный усилитель, что удорожает устройство, либо применить промежуточный усилитель-повторитель, что усложняет схему и создает дополнительную аддитивную погрешность.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков является управляемый источник тока, приведенный в [1, с. 134, рис.7.15.а)].

Прототип, подключенный к заземленной нагрузке R_н, изображен на фиг. 1 и содержит первый резистор 1 (R₁), первый вывод которого является входом устройства, на который подается входное напряжение U_вх. Второй вывод резистора 1 подключен к первому выводу второго резистора 2 (R₂) и к инверсному входу первого операционного усилителя 3 (ОУ1), выход которого подключен ко второму выводу второго резистора 2. Неинверсный вход первого операционного усилителя 3 заземлен. Устройство содержит второй операционный усилитель 4 (ОУ2), выход которого через третий резистор 5 (R₃) подключен к инверсному входу первого операционного усилителя 3 (ОУ1). Выходом устройства является первый вывод опорного резистора 6 (R_oп), который подключается к заземленной нагрузке – сопротивлению R_н. Второй вывод опорного резистора 6 подключен к выходу первого операционного усилителя 3. Выход устройства через четвертый резистор 7 (R₄) подключен к инверсному входу второго операционного усилителя 4, неинверсный вход которого заземлен. Инверсный вход второго операционного усилителя 4 и его выход подключены между собой посредством пятого резистора 8(R₅).

В схеме прототипа [1, с. 134, рис.7.15.а)] показано, что неинверсные входы операционных усилителей подключаются в цепь через балансировочные резисторы, которые уравнивают токи утечки входов этих усилителей. Однако современные микросхемы имеют пренебрежимо малые входные токи, например, с полевыми транзисторами на входе, и достаточно прецизионны [2, с. 351], поэтому балансировочные резисторы на фиг. 1 не показаны.

Первый R₁ и второй R₂ резисторы определяют коэффициент усиления (К_yc1.1) первого усилителя ОУ1 по управляющему напряжению U_вх. Пятый R5 и четвертый R4 резисторы определяют коэффициент усиления (К_ус2) второго усилителя ОУ2 по напряжению, снимаемому с нагрузки R_н. Второй R₂ и пятый R₅ резисторы определяют коэффициент усиления (К_yc1.2) первого усилителя ОУ1 по напряжению обратной связи. Коэффициент усиления (К_yc1.2·К_ус2) обратной связи, образованной операционными усилителями ОУ1 и ОУ2, устанавливают равным единице. Эта обратная связь является положительной. Опорный резистор R_oп, включаемый последовательно с заземленной нагрузкой R_н, определяет величину выходного тока I_вых устройства как отношение U_вх/R_oп.

Такие признаки прототипа, как первый резистор, первый вывод которого является входом устройства, а второй вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и к инверсному входу операционного усилителя, выход которого подключен ко второму выводу второго резистора, третий и четвертый резисторы, и опорный резистор, первый вывод которого является выходом устройства, совпадают с существенными признаками заявленного устройства.

Поясним работу прототипа с помощью его структурной схемы, изображенной на фиг. 2.

Входное управляющее напряжение U_вх с учетом коэффициента усиления первого операционного усилителя ОУ1 по этому входу, К_yc1.1, определяемого соотношением значений первого R₁ и второго R₂ резисторов поступает на первый суммирующий вход управляемого источника тока, представляющий собой инвертирующий сумматор, построенный на первом операционном усилителе ОУ1 и первом R₁, втором R₂, и третьем R₃ резисторах. Напряжение с выхода первого операционного усилителя ОУ1 преобразуется в выходной ток I_вых устройства с помощью опорного резистора R_oп и сопротивления нагрузки R_н. Падение напряжения на нагрузке R_н, вызванное выходным током I_вых, поступает на инвертирующий усилитель, с коэффициентом усиления К_ус2, который построен на втором операционном усилителе ОУ2 и четвертом R₄ и пятом R₅ резисторах. Преобразованное таким образом падение напряжение на нагрузке в напряжение обратной связи поступает на второй суммирующий вход управляемого источника тока, компенсируя влияние нагрузки. При этом произведение коэффициента усиления К_yc1.2 первого операционного усилителя ОУ1 по этому второму суммирующему входу, определяемого третьим R₃ и вторым R₂ резисторами, на коэффициент усиления К_ус2 второго усилителя ОУ2, определяемый четвертым R₄ и пятым R₅ резисторами, устанавливают равным единице.

С учетом приведенной структурной схемы прототипа можно представить его коэффициент преобразования К_пр следующим образом, учитывая, что К_yc1.2·К_ус2=1:

Из полученного выражения видно, что выходной ток прототипа определяется лишь управляющим входным напряжением U_вх и опорным резистором R_oп. Коэффициент усиления К_yc1.1 для простоты расчета схемы устанавливают равный единице.

Недостатком прототипа является то, что в случае высокоомной нагрузки и при малом значении управляемого тока входное сопротивление усилителя обратной связи ограничено, что приводит к ответвлению части управляемого тока, а, значит, и к ошибке управления. Это свойство особенно проявляется при использовании в качестве заземленной нагрузки электродной системы, которая работает в низкопроводящем растворе [3]. Управление током, проходящим через эту систему, осуществляют, контролируя падение напряжения на электродах. Чтобы не снизить точность управления, необходимо увеличить входное сопротивление усилителя обратной связи, т.е. увеличить номиналы четвертого R₄ и пятого R₅ резисторов. Но при этом увеличится аддитивная погрешность второго операционного усилителя ОУ2. (Эта зависимость известна, например, в работе [4, с. 22] сказано, что для уменьшения аддитивной погрешности инверсного усилителя следует уменьшать сопротивление обратной связи и его входное сопротивление) А увеличение аддитивной погрешности ОУ2 снижает точность управления током. В этом заключается техническое противоречие, свойственное прототипу при его работе в таком режиме.

В основу изобретения поставлена задача создания управляемого источника тока для заземленной нагрузки, который обеспечивал бы высокоомный съем сигнала с этой нагрузки, причем без привлечения дополнительных элементных ресурсов, например, согласующего устройства.

Поставленная задача решается тем, что в управляемом источнике тока для заземленной нагрузки, содержащем первый резистор, первый вывод которого является входом устройства, а второй вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и к инверсному входу операционного усилителя, выход которого подключен ко второму выводу второго резистора, третий и четвертый резисторы, и опорный резистор, первый вывод которого является выходом устройства, согласно изобретению первый вывод опорного резистора подключен к неинверсному входу операционного усилителя, выход которого подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого заземлен, при этом второй вывод опорного резистора через элемент-повторитель подключен ко второму выводу третьего резистора.

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает новое техническое свойство – возможность подачи падения напряжения на заземленной нагрузке непосредственно на неинверсный вход операционного усилителя, который высокоомен из-за наличия глубокой отрицательной связи, причем без привлечения дополнительного усилителя с глубокой отрицательной связью, как выполнено в известных технических решениях [5], [1, с. 134, рис.7.15, б)].

Это новое свойство обеспечивает достижение технического результата изобретения – уменьшение искажения сигнала, снимаемого с заземленной нагрузки, за счет увеличения входного сопротивления средства контроля управляемого тока.

Указанный технический результат повышает точность преобразования входного напряжения в выходной ток устройства.

Дополнительным техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет исключения одного из резисторов.

Заявленный управляемый источник тока, подключенный к заземленной нагрузке R_н, изображен на фиг. 3 и содержит первый резистор I (R₁), первый вывод которого является входом устройства, на который подается входное напряжение U_вх. Второй вывод резистора 1 подключен к первому выводу второго резистора 2 (R₂) и к инверсному входу операционного усилителя 3 (ОУ). Выход операционного усилителя 3 подключен ко второму выводу второго резистора 2 и к первому выводу третьего резистора 4 (R₃). Второй вывод третьего резистора 4 подключен к первому выводу четвертого резистора 5 (R₄), второй вывод которого заземлен. Устройство содержит опорный резистор 6 (R_oп), первый вывод которого является выходом устройства и к которому подключен неинверсный вход операционного усилителя 3. Второй вывод опорного резистора 6 через элемент-повторитель 7 (П) подключен ко второму выводу третьего резистора 4.

Поясним работу предложенного устройства с помощью его структурной схемы, приведенной на фиг. 4.

Входное управляющее напряжение U_вх с учетом коэффициента усиления К_yc1.1 операционного усилителя ОУ по этому входу, определяемого соотношением номиналов первого R₁ и второго R₂ резисторов, поступает на суммирующий вход устройства, который представляет собой усилитель с двумя входами – инвертирующий с коэффициентом усиления К_yc1.1, определяемым соотношением номиналов первого R₁ и второго R₂ резисторов, и неинвертирующий с коэффициентом усиления К_yc1.2, определяемым отношением номинала второго R₂ резистора к номиналу первого R₁ резистора плюс единица. Сигнал с ОУ поступает на делитель, выполненный на третьем R₃ и четвертом R₄ резисторах. Соотношение их номиналов выбирают так, чтобы коэффициент передачи этого делителя, умноженный на коэффициент усиления К_yc1.2, был равен единице. Например, при равенстве номиналов первого R₁ и второго R₂ резисторов номиналы третьего R₃ и четвертого R₄ резисторов должны быть тоже равны. Напряжение с делителя поступает на вход элемента-повторителя П. Напряжение с выхода Π преобразуется в выходной ток I_вых устройства с помощью опорного резистора R_oп и нагрузки R_н. Падение напряжения на заземленной нагрузке R_н, вызванное выходным током I_вых поступает на неинверсный вход операционного усилителя ОУ, компенсируя влияние этой нагрузки.

С помощью приведенной структурной схемы предложенного управляемого источника тока можно представить его коэффициент преобразования К_пр следующим образом:

где R₃ и R₄ – номиналы соответственно третьего и четвертого резисторов.

С учетом того, что коэффициент деления делителя, образованного третьим и четвертым резисторами, подбирают так, чтобы его коэффициент деления и коэффициент усиления К_yc1.2 операционного усилителя по неинверсному входу образовали единичную положительную обратную связь, выражение (2) в конечном счете примет вид:

откуда видно, что выходной ток предложенного управляемого источника тока определяется лишь управляющим входным напряжением U_вх и опорным резистором R_oп. Некоторое уменьшение коэффициента передачи предложенного устройства по сравнению с прототипом, вызванное коэффициентом передачи делителя, легко компенсируется соотношением значений К_yc1.1 и R_oп.

Элемент-повторитель 7 может быть реализован на базе второго операционного усилителя, неинверсный вход которого является входом повторителя. При этом выход этого операционного усилителя подключен к его инверсному входу и является выходом элемента-повторителя 7.

Достоинство заявленного управляемого источника тока заключается также в том, что в случае использования в качестве заземленной нагрузки электродной системы повторитель 7 может быть выполнен в виде простого проводника, без привлечения в устройство для выполнения этой функции элементных ресурсов и свойственной им аддитивной погрешности! Это поясняется следующим. При построении измерителей концентраций растворенных веществ с передаточной функцией, использующей основное уравнение электрохимической кинетики, рабочий электрод поляризуют током, близким к токам обмена, который может иметь порядок от 10^-8 до 10^-13А [6, с. 212]. Например, ионоселективные стеклянные электроды имеют электрическое сопротивление более 100 МОм [7, с. 71]. Это значит, что выходной ток, протекающий через нагрузку, значительно меньше тока I_д, протекающего через делитель, образованный третьим R₃ и четвертым R₄ резисторами (I_вых<<I_д). Поэтому при такой заземленной нагрузке второй операционный усилитель в качестве элемента-повторителя не нужен.

Для управления электрохимической реакцией на электродах [8. 9] предложенный управляемый источник тока эффективен и удобен.

Он может быть выполнен, например, на прецизионной микросхеме ОРА2107 фирмы Burr-Brown с полевыми транзисторами на входе [10].

Использованные источники:

1. Щербаков В.И., Грездов Г.И. “Электронные схемы на операционных усилителях”. Справочник, Киев, “Технiка”, 1983.

2. Достал И. “Операционные усилители”. Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.

3. Патент Украины № 74422 на изобретение, МПК 7 G01N27/28, G01N27/48. Цифровий перетворювач концентрацii розчиненого кисню полярографiчного типу. Автор Кирющенко И.Г. Заявка № 2003098113, дата подачи 01.09.2003. Опубл.15.12.2005, бюл. № 12.

4. Гутников B.C. “Интегральная электроника в измерительных устройствах”. 2-е изд., Ленинград, Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988.

5. William W. Goldsworthy and Ray G. Clem. Bipolar Digipotentiogrator for Electroanalytical Uses. Direct Conversion of Charge to a Digital Number.// Analytical Chemistry, Vol. 44, No. 8, July 1972.

6. Антропов Л.И. “Теоретическая электрохимия”. 2-е изд., Москва, Изд-во “Высшая школа”, 1969.

7. Камман К. Работа с ионселективньгмй электродами / Пер. с нем., под ред. док. хим. наук О.М.Петрухина – М.: Мир, 1980.

8. Кирющенко И.Г. Обоснование режима работы сульфидселективных электродов в зондирующих приборах для измерения показателя активности сульфид-ионов рS^-2/И.Г.Кирющенко//Сборник научных трудов СНИЯЭиП.-Севастополь: Изд-во СНИЯЭиП, 2006. – Вып. 14 – С.61.

9. Кирющенко И.Г. Методы потенциометрии с компенсацией влияния электрода сравнения/И.Г.Кирющенко//Матёриалы XIV международной конференции ученых Украины, Белоруссии, России – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 11-15 сентября 2006 г. – С. 173.

10. Linear Products, Вurr – Brown, 1999.

Управляемый источник тока для заземленной нагрузки, содержащий первый резистор, первый вывод которого является входом управляемого источника тока, а второй вывод подключен к первому выводу второго резистора и к инверсному входу операционного усилителя, выход которого подключен ко второму выводу второго резистора, третий и четвертый резисторы, и опорный резистор, первый вывод которого является выходом управляемого источника тока, отличающийся тем, что первый вывод опорного резистора подключен к неинверсному входу операционного усилителя, выход которого подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого заземлен, при этом второй вывод опорного резистора подключен к выходу элемента-повторителя, вход которого подключен ко второму выводу третьего резистора.

mosfet – Источник тока, управляемый напряжением

Вот схема, которая, похоже, работает очень хорошо, позволяя напряжению контролировать ток до двух усилителей.

Он работает на симуляторе falstad (вход напряжения напряжения треугольника создает идентичную форму сигнала тока через диод, который является светодиодом – не только управление PWM работает, установив входное напряжение на половину, фактически уменьшит ток на половину), и я буду макетировать его с моими собственными компонентами, но я хочу выяснить некоторые вещи, прежде чем я смогу закончить дизайн схемы.

Форма сигнала слева представляет собой напряжение, которое регулирует ток через диод. Треугольная волна (40 Гц и выбор треугольной волны произвольна) составляет 5 В. Он подключается к ОУ с помощью делителя напряжения, а розовый резистор справа внизу выбирается по согласованию с напряжением, поступающим в операционный усилитель (после делителя – 100 мВ). Цель установки этого параметра в \ $ \ frac {1} {7} \ Omega \ $ заключается в минимизации выработки тепла. Именно на это значение, потому что я хотел 700 мА через диод.

Источник напряжения постоянного тока справа – 10В.

Теперь я просмотрел спецификацию для моего операционного усилителя, MCP600x и абсолютный максимальный ток – 2 мА. Паразитный транзистор Дарлингтона, который я использую (BD681), имеет значение \ $ h_ {FE} \ $ 750, что означает, что, когда я достигаю этого предела, ток коллектора равен \ $ 2mA * 750 = 1.5A \ $. Это означает, что я не должен использовать эту схему для управления светодиодом 3 ампера. Делают ли они оправы с рельсовыми рейками с более высокими номинальными токами? Мой транзистор рассчитан на 4A (хотя для его работы потребуется некоторое теплоотдача, так как он имеет 1,3-ватное падение)

Поскольку транзистор рассеивает довольно много тепла при высоких токах, я думаю, что МОП-транзистор будет необходим для снижения неэффективности. Однако мне не очень повезло, что схема МОП-транзистора имеет хорошее регулирование тока, потому что нет проводящего пути от источника к источнику. Однако я могу использовать его в качестве переключателя, поэтому операция PWM в порядке.

Я предполагаю, что мой вопрос: существует ли относительно простой способ построения схемы mosfet, которая функционирует как эта, но способна к более течению (и более высокой эффективности)? Кроме того, какой тип MOSFET я должен использовать (p-type, n-type … other types?)?

Controlled Current Source – обзор

In Amp Driven Source Current Source

На Рисунке 2-30 показан прецизионный источник тока, управляемый напряжением, использующий IN-ампер. Входное напряжение V _IN создает выходное напряжение V _OUT , равное GV _IN между выходным контактом AD620 и контактом REF. При показанных подключениях напряжение V _OUT также подается на измерительный резистор R _SENSE , создавая ток нагрузки V _OUT / R _SENSE .OP97 действует как буфер единичного усиления для изоляции нагрузки от импеданса 20 кОм на выводе REF AD620. В этой схеме входное напряжение может быть плавающим по отношению к заземлению нагрузки (до тех пор, пока существует путь для токов смещения в усилителе). Высокий CMR входного усилителя позволяет достичь высокой точности тока нагрузки, несмотря на напряжения CM.

Рисунок 2-30. Прецизионный источник тока, управляемый напряжением, с использованием входного усилителя

Схема будет работать как для больших, так и для малых значений G в AD620.Самая простая форма – позволить G = 1 с открытым R _G . В этом случае V _OUT = V _IN , а I _LOAD пропорционален V _IN . Но коэффициент усиления входного усилителя можно легко использовать для масштабирования практически любого входного напряжения до желаемого уровня тока.

Соответствие выходному напряжению нагрузки обычно составляет ± 10 В при работе от источников питания ± 15 В, а допустимые токи нагрузки до ± 15 мА ограничиваются приводом AD620. Типичным рабочим условием может быть полный ток нагрузки 10 мА, полный диапазон V _OUT = 0.5 В и R _SENSE = 50 Ом.

Для малых значений R _SENSE буфер OP97 может быть устранен при условии, что результирующая ошибка, вызванная эффектом нагрузки вывода AD620 REF, является приемлемой. В этом случае нагрузка и нижний узел R _SENSE будут подключены непосредственно к выводу REF в усилителе.

Существует множество других полезных вариаций базовой схемы, которые можно легко добавить. Для токов до 50 мА между выходом AD620 и верхней частью R _SENSE можно добавить единичный буфер с малым смещением.Это снимет весь ток нагрузки с AD620, что позволит ему работать с максимальной линейностью.

Схема также очень полезна при очень малых токах. Он будет хорошо работать с OP97 до 1 мкА, прежде чем ток смещения операционного усилителя станет ограничением производительности. Для еще более низких токов можно легко заменить прецизионный операционный усилитель с полевым транзистором на полевых транзисторах, такой как AD8610. Этот шаг позволит получить точные значения токов низкого уровня до менее 1 нА. Обратите внимание, что AD8610 должен работать при напряжении питания ± 13 В или меньше, но это не обязательно проблема (AD620 по-прежнему будет хорошо работать при напряжении питания до ± 2 В).5 В).

Фактором, который может быть неочевидным, является то, что допустимый выходной ток этого источника тока является двусторонним, как показано. Это делает эту форму источника тока большим преимуществом по сравнению с источниками тока типа Howland, которые всегда проблематичны из-за большого количества требуемых резисторов, которые должны быть хорошо согласованы и стабильны для хорошей производительности. Напротив, источник тока на рис. 2-30 чистый и эффективный, не требует согласованных резисторов и точен в очень широком диапазоне токов.

Контролируемые источники

Контролируемые источники Подразделы

---

Модели контролируемых источников содержат коэффициент передачи. Это сложно из-за времени задержки и частоты.

(9.162)

Во время анализа постоянного тока (нулевая частота) это становится реальным, потому что коэффициент экспоненты равен единице.

Источник тока, управляемый напряжением

Источник тока, зависящий от напряжения (VCCS), как показано на рис.9.8, определяется по следующему уравнению, которое вводит еще одно неизвестное в матрицу MNA.

Рисунок 9.8: источник тока, управляемый напряжением

(9.163)

Новая неизвестная переменная должна быть учтена четырьмя оставшиеся простые уравнения.

(9.164)

А в матричном представлении это:

(9.165)

Как видите, последняя строка была добавлена ​​VCCS. представляет определяющее уравнение (9.166). Дополнительные правый столбец в матрице поддерживает согласованность системы.

При повороте вышеуказанного штампа MNA (9.168) дополнительная строка и столбец могут быть сохранены, обеспечивая конечное значение ( элемент pivot должен быть ненулевым). Оба представления эквивалентны. Если равно нулю, необходимо использовать приведенное ниже представление.

(9.166)

Матрица рассеяния источника тока, управляемого напряжением пишет следующим образом (это выдержка времени).

(9.167)

(9.168)

(9.169)

(9.170)

Источник тока с регулируемым током

Токозависимый источник тока (CCCS), как показано на рис.9.9, определяется по следующему уравнению, которое вводит еще одно неизвестное в матрицу MNA.

Рисунок 9.9: источник тока с регулируемым током

(9.171)

Новая неизвестная переменная должна быть учтена четырьмя оставшиеся простые уравнения.

(9.172)

А в матричном представлении это:

(9.173)

Матрица рассеяния текущего управляемого источника тока пишет следующим образом (это выдержка времени).

(9.174)

(9,175)

(9.176)

(9.177)

Источник напряжения, управляемый напряжением

Источник напряжения, зависящий от напряжения (VCVS), как показано на рис.9.10, определяется следующим уравнением, которое вводит еще одно неизвестное в матрицу MNA.

Рисунок 9.10: источник напряжения с регулируемым напряжением

(9.178)

Новая неизвестная переменная должна быть учтена четырьмя оставшиеся простые уравнения.

(9.179)

А в матричном представлении это:

(9.180)

Матрица рассеяния источника напряжения, управляемого напряжением пишет следующим образом (это выдержка времени).

(9.181)

(9.182)

(9.183)

(9.184)

Источник напряжения с регулируемым током

Токозависимый источник напряжения (CCVS), как показано на рис.9.11, определяется следующими уравнениями, которые ввести еще два неизвестных в матрицу MNA.

Рисунок 9.11: источник напряжения с регулируемым током

(9.185)

(9.186)

Новые неизвестные переменные и должны быть учтены четыре оставшихся простых уравнения.

(9.187)

Матричное представление необходимо дополнить еще двумя новыми строками. (для новых неизвестных переменных) и соответствующие им столбцы.

(9.188)

Матрица рассеяния токового управляемого источника напряжения пишет следующим образом (это выдержка времени).

(9.189)

(9.190)

(9.191)

(9.192)

Этот документ был создан Stefan Jahn на 30 декабря 2007 г. с использованием latex2html.

CS580 Источник тока

CS580 Источник тока

Источник тока с регулируемым напряжением модели CS580 открывает новые возможности для исследователей, которым нужен источник тока со сверхмалым шумом в гибком и простом в использовании приборе. CS580 – естественный компаньон с чувствительными приборами переменного тока, такими как синхронизированные усилители, обеспечивая простой способ генерации точного тока непосредственно из управляющего напряжения переменного или постоянного тока.Прибор является источником и потребителем тока и имеет регулируемое напряжение согласования до ± 50 В, обеспечивая полную четырехквадрантную производительность. CS580 – долгожданное дополнение к любой исследовательской лаборатории, изучающей полупроводники и явления переноса, сверхпроводимость и нанотехнологии, и это лишь некоторые из них.

Конструкция со сверхнизким уровнем шума

При допустимом напряжении до ± 50 В CS580 может подавать и принимать точные переменные и постоянные токи от 100 фА до 100 мА. В конструкции CS580 со сверхнизким уровнем шума используются лучшие из доступных транзисторов, операционных усилителей и дискретных компонентов в сочетании с тщательной компоновкой платы с высоким импедансом для достижения максимально возможной производительности.В конструкции даже используются линейные блоки питания, а не импульсные блоки питания, поэтому помехи от частоты переключения никогда не могут быть проблемой.

Активно управляемая защита обеспечивает максимальную полосу пропускания (до 200 кГц) и минимально возможный ток утечки. Также имеется буферный выход монитора для измерения напряжения с высоким импедансом. Щелкните здесь, чтобы просмотреть примеры конфигурации загрузки.

Архитектура остановки тактовой частоты ЦП

Конфигурация прибора

на передней панели управляется микроконтроллером, системные часы которого колеблются только в короткие моменты времени, необходимые для изменения настроек прибора.Электроника привода полностью статична, без «сканирования» или обновления для создания малейших помех.

Каждый раз, когда микроконтроллер становится активным, загорается индикатор «CPU Activity», четко показывая, когда работают цифровые часы. Это происходит в ответ на нажатие кнопок на передней панели или команды удаленного компьютера. Но когда микроконтроллер не активен, цифровых помех нет совсем.

Интерфейсы RS-232 и оптоволокно

На задней панели CS580 находится компьютерный интерфейс RS-232.Все функции прибора можно установить или прочитать через интерфейс. При отправке команд на инструмент микроконтроллер CS580 будет активирован, и может присутствовать цифровой шум.

Для удаленного взаимодействия с полной гальванической развязкой CS580 также имеет волоконно-оптический интерфейс на задней панели. При подключении к модулю удаленного компьютерного интерфейса SX199 предоставляется возможность управления CS580 через GPIB, Ethernet и RS-232.

Микроконтроллер

– Источник тока, управляемый микроконтроллером

Все эти решения расходуют одинаковое количество электроэнергии и генерируют одинаковое количество тепла.Каждая из ваших схем просто меняет, какой компонент нагревается.

Это все то, что называется линейным источником тока . Линейный источник тока работает (по определению) путем преобразования избыточного напряжения в тепло. Если вашей нагрузке требуется 2 В для достижения желаемого тока 5 А, а напряжение питания 5 В, тепло (мощность) \ $ P \ $ будет превышением напряжения \ $ E \ $, умноженным на ток \ $ I \ $:

\ $ P = IE = 5A (5V-2V) = 5A \ cdot 3V = 15 Вт \ $

Никакого выхода из этого с любым линейным источником тока.Вы можете разложить его или перемещать по разным компонентам, но вы никогда не уменьшите его. Во всем виновата физика. Энергия должна идти где-то .

Если вы хотите уменьшить потери энергии, вам, вероятно, понадобится импульсный источник питания (SMPS). Их конструкция достойна целой книги, но если вам нужно быстрое введение, я предлагаю вам прочитать Как я могу эффективно управлять светодиодом? Хотя вы не управляете светодиодом, проблема, по сути, та же, поскольку светодиоды в идеале также управляются от источника тока.

Однако, поскольку похоже, что ваша нагрузка представляет собой фиксированный резистор \ $ 1 \ Omega \ $, вам действительно не нужен источник тока. Источник напряжения подойдет так же хорошо, поскольку резистор является преобразователем тока в напряжение по закону Ома:

\ $ E = IR \ $

Если это допустимо в вашем приложении, более простым решением, чем SMPS, является быстрое включение и выключение полного напряжения батареи через вашу нагрузку. Если у вас напряжение питания 5 В, то это обеспечит нагрузку 5 А. Вы можете подавать 5A или 0A с низкими потерями, и если вам нужно что-то среднее, вы быстро включаете и выключаете его, поэтому средний ток – ваше желаемое значение.Для многих приложений этого достаточно. Если нет, то SMPS, по сути, таков, с добавленной катушкой индуктивности для сглаживания тока до среднего значения по циклам переключения.

7.4: Зависимые источники – Engineering LibreTexts

Зависимый источник – это источник тока или напряжения, значение которого не является фиксированным (т. Е. Независимым), а зависит от тока или напряжения какой-либо другой цепи. Общая форма значения зависимого источника: \ (Y = kX \), где \ (X \) и \ (Y \) – токи и / или напряжения, а \ (k \) – коэффициент пропорциональности.Например, значение зависимого источника напряжения может быть функцией тока, поэтому вместо источника, равного, скажем, 10 вольт, оно может быть в двадцать раз больше тока, проходящего через конкретный резистор, или \ ( V = 20I \).

Существует четыре возможных зависимых источника: источник напряжения, управляемый напряжением (VCVS), источник напряжения, управляемый током (CCVS), источник тока, управляемый напряжением (VCCS), и источник тока, управляемый током (CCCS). Параметры источника и управления одинаковы как для VCVS, так и для CCCS, поэтому \ (k \) безразмерный (хотя он может быть задан как вольт / вольт и ампер / ампер, соответственно).Для VCCS и CCVS \ (k \) имеет единицы ампер / вольт и вольт / ампер, соответственно. Они называются трансмиссионными сопротивлениями и крутизнами источников с единицами измерения в омах и сименсах.

Условные обозначения зависимых или контролируемых источников обычно рисуются ромбом. Также может быть вторичное соединение для управляющего тока или напряжения. Примеры источника напряжения, управляемого напряжением, источника напряжения, управляемого током, источника тока, управляемого напряжением, и источника тока, управляемого током, показаны на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) слева направо.На каждом из этих символов слева от источника показан элемент управления. Эта часть не всегда отображается на схеме. Вместо этого источник может быть просто обозначен как функция, например, \ (V = 0,02 I_X \), где \ (I_X \) – управляющий ток.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Зависимые источники (слева направо): VCVS, CCVS, VCCS, CCCS.

Зависимые источники не являются стандартными предметами, в отличие от батарей. Скорее, зависимые источники обычно используются для моделирования поведения более сложных устройств.Например, биполярный переходной транзистор обычно моделируется как CCCS, тогда как полевой транзистор может моделироваться как VCCS ¹ . Точно так же многие схемы операционных усилителей моделируются как системы VCVS. Решения для цепей с использованием зависимых источников следуют линиям решений, установленных для независимых источников (т. Е. Применение закона Ома, KVL, KCL и т. Д.), Однако теперь источники зависят от остальной части цепи, что имеет тенденцию усложнять Анализ.

Как правило, возможны две конфигурации: изолированная и связанная.Пример изолированной формы показан на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Зависимый источник: изолированная конфигурация.

В этой конфигурации зависимый источник (в центре) не взаимодействует с подсхемой слева, управляемой независимым источником, поэтому его можно проанализировать как две отдельные цепи. Решения для этой формы относительно просты в том, что контрольное значение для зависимого источника может быть вычислено напрямую.Затем это значение подставляется в зависимый источник, и анализ продолжается как обычно. Иногда удобно, если решение для конкретного напряжения или тока определяется в терминах управляющего параметра, а не как конкретное значение (например, напряжение на конкретном резисторе может быть выражено как 8 \ (V_A \) вместо 12 вольт. , где \ (V_A \) – 1,5 вольта).

Второй тип схемы (связанный) несколько сложнее, поскольку зависимый источник может влиять на параметр, управляющий зависимым источником.Другими словами, зависимый источник (и) будет вносить термины, которые включают управляющий параметр (ы), таким образом частично контролируя себя. Для устранения этих цепей потребуются некоторые дополнительные усилия. Для иллюстрации рассмотрим схему на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Зависимый источник: объединенная конфигурация.

В этом примере должно быть очевидно, что ток от зависимого источника может влиять на напряжение в узле \ (a \), и именно это напряжение, в свою очередь, устанавливает значение источника тока.Цепи этого типа можно анализировать с помощью сеточного или узлового анализа. Узловой анализ здесь хорошо работает и проиллюстрирован ниже.

Начнем с определения текущих направлений. Предположим, что токи через \ (R_1 \) и \ (R_3 \) текут в узел \ (a \), ток через \ (R_2 \) вытекает из узла \ (a \), а ток через \ (R_4 \) вытекает из узла \ (b \). Мы пронумеруем токи ответвления, чтобы отразить соответствующий резистор. В результате получаются уравнения KCL:

\ [\ sum I_ {in} = \ sum I_ {out} \ nonumber \]

\ [\ text {Узел} a: I_1 + I_3 = I_2 \ nonumber \]

\ [\ text {Узел} b: k V_a = I_3 + I_4 \ nonumber \]

Затем токи описываются их эквивалентами по закону Ома:

\ [\ text {Узел} a: \ frac {E − V_a} {R_1} + \ frac {V_b − V_a} {R_3} = \ frac {V_a} {R_2} \ nonumber \]

\ [\ text {Узел} b: k V_a = \ frac {V_b − V_a} {R_2} + \ frac {V_b} {R_4} \ nonumber \]

Расширение доходности:

\ [\ text {Узел} a: \ frac {E} {R_1} – \ frac {V_a} {R_1} + \ frac {V_b} {R_3} – \ frac {V_a} {R_3} = \ frac {V_a } {R_2} \ nonumber \]

\ [\ text {Узел} b: k V_a = \ frac {V_b} {R_2} – \ frac {V_a} {R_2} + \ frac {V_b} {R_4} \ nonumber \]

Условия сбора и упрощения урожайности:

\ [\ text {Node} a: \ frac {E} {R_1} = \ left (\ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} + \ frac {1} {R_3} \ right ) V_a – \ frac {1} {R_3} V_b \ nonumber \]

\ [\ text {Узел} b: 0 = – \ left (k + \ frac {1} {R_2} \ right) V_a + \ left (\ frac {1} {R_2} + \ frac {1} {R_4} \ right) V_b \ nonumber \]

Значения резисторов, \ (k \) и \ (E \) обычно известны, поэтому анализ проводится напрямую.

Кроме того, стоит помнить, что можно выполнять преобразование исходных текстов на зависимых источниках в определенных пределах. Применяется та же процедура, что и для независимых источников. Новый источник останется зависимым источником (например, преобразование VCVS в VCCS). Этот процесс не применим, если управляющий параметр напрямую связан с внутренним импедансом (т. Е. Является его напряжением или током).

Пришло время для примера, здесь используется упрощенная модель транзисторного усилителя.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Найдите \ (V_b \) и \ (V_c \) для схемы на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {1} \).

Этот CCCS типичен для простой модели транзистора с биполярным переходом (узлы \ (a \), \ (b \) и \ (c \)). В идеале выходное напряжение \ (V_c \) было бы равно входному напряжению (1 В), умноженному на соотношение резисторов 15 к \ (\ Omega \) / 2 кОм \ (\ Omega \) и инвертированное, или приблизительно −7.5 вольт. На самом деле этого обычно немного не хватает. Посмотрим, насколько хорошо это сработает.

Эта схема является хорошим кандидатом для узлового анализа с использованием общего метода. Обратите внимание, что точки, помеченные \ (a \) и \ (b \), являются одним и тем же узлом, поэтому мы можем написать только два суммирования KCL. Используя текущие направления, как показано на схеме, для узла \ (b \) мы имеем:

\ [\ sum I_ {in} = \ sum I_ {out} \ nonumber \]

\ [I_x + 100 I_x = \ frac {V_b} {2 k \ Omega} \ nonumber \]

\ [101 \ frac {1V − V_b} {10 k \ Omega} = \ frac {V_b} {2 k \ Omega} \ nonumber \]

\ [10.1 мА = \ влево (\ frac {1} {2 k \ Omega} + \ frac {101} {10 k \ Omega} \ right) V_b \ nonumber \]

\ [10,1 мА = 10,6 мСм V_b \ nonumber \]

\ [V_b = 0,95283 В \ nonumber \]

Для узла \ (c \) имеем:

\ [\ sum I in = \ sum I out \ nonumber \]

\ [- \ frac {V_c} {15 k \ Omega} = 100 I_x \ nonumber \]

\ [- \ frac {V_c} {15 k \ Omega} = 100 \ frac {1V − V_b} {10 k \ Omega} \ nonumber \]

\ [V_c = −7,0755 V \ nonumber \]

В качестве альтернативы, вместо записи второго суммирования KCL мы могли бы использовать \ (V_b \) для определения \ (I_x \), i.е., \ ((1 – V_b) / 10 \) к \ (\ Омега \). Поскольку ток через резистор 15 кОм \ (\ Omega \) равен \ (100 I_x \), мы могли бы использовать закон Ома, чтобы найти \ (V_c \). В любом случае, мы видим, что \ (V_c \) инвертирован и не соответствует оценке 7,5 В.

Компьютерное моделирование

Для проверки схема зависимого источника из примера \ (\ PageIndex {1} \) вводится в симулятор, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Выполняется анализ рабочей точки постоянного тока, результаты которого показаны на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).Выходное напряжение составляет примерно -7,08 В и \ (V_b \) чуть менее 1 В, что обеспечивает отличное согласие с ручным расчетом.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Схема рисунка \ (\ PageIndex {4} \) в симуляторе.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): результаты моделирования для схемы на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

Хотя это моделирование эффективно в данном случае, использование зависимого источника вместо транзистора довольно ограничено.Есть много других, возможно, более тонких, элементов правильной модели транзистора, которые обеспечат как большую точность, так и правильные результаты в широком диапазоне рабочих условий. Любой качественный симулятор будет включать библиотеку деталей, использующую имитационные модели, которые точно настроены на номера деталей конкретного производителя.

Список литературы

¹ Для получения дополнительной информации см. Fiore, J.M., Semiconductor Devices: Theory and Application, and Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits: Theory and Application, как бесплатные названия OER.

FSRC – Источник тока с регулируемым током, модель

Старое содержимое – посетите altium.com/documentation

Изменено администратором 13 сентября 2017 г.

Вид модели

Источник тока

Подвид модели

с управлением по току

Префикс SPICE

F

Формат шаблона списка цепей SPICE

В @ ДИЗАЙНЕР% 1% 2 0В
@ ДИЗАЙНЕР% 3% 4 В @ ДИЗАЙНАТОР @GAIN

Параметры (задаются на уровне компонентов)

Следующие параметры уровня компонента могут быть определены для этого типа модели и перечислены на вкладке «Параметры » диалогового окна « Sim Model ».Чтобы открыть это диалоговое окно, просто дважды щелкните запись для ссылки на имитационную модель в области Models диалогового окна Component Properties .

Усиление

коэффициент усиления по току источника (в амперах).

Банкноты

1. Этот источник вырабатывает ток на выходных клеммах, который является линейной функцией тока на входных клеммах в зависимости от усиления источника.
2. Источник тока с управляемым током фактически реализует два отдельных устройства, как видно из шаблона Netlist. Первый – это источник напряжения 0 В, который действует как амперметр для измерения входного тока, а затем фактический источник тока с регулируемым током, который ссылается на него. Направление положительного управляющего тока – от положительного узла через источник к отрицательному узлу источника напряжения 0 В.
3. Характеристическое уравнение для этого источника:

i = fi

, где
f – текущий коэффициент усиления

4. Готовый к моделированию компонент источника тока с управляемым током ( FSRC ) можно найти в интегрированной библиотеке Simulation Sources ( \ Library \ Simulation \ Simulation Sources.IntLib ).

Примеры

Рассмотрим источник тока с регулируемым током на изображении выше со следующими характеристиками:

• Контакт1 (положительный управляющий узел) подключен к сети N7
• Pin2 (отрицательный управляющий узел) подключен к сети N10
• Контакт 3 (положительный выходной узел) подключен к сети GND
• Pin4 (отрицательный выходной узел) подключен к сети N11
• Обозначение FLIM
• Прирост = 1

Запись в списке соединений SPICE будет:

* Схема списка соединений:
VFLIM N7 N10 0V
FLIM 0 N11 VFLIM 1

Поддержка PSpice

1. Поддерживается следующая общая форма модели PSpice:

F <имя> <(+) узел> <(-) узел> POLY (<значение>) <имя управляющего устройства V> <<значение полиномиального коэффициента>>

2. Это устройство не поддерживает файлы связанных моделей.Формат списка соединений для модели PSpice в приведенной выше форме должен быть указан с помощью универсального редактора. В диалоговом окне Sim Model установите Model Kind на General и Model Sub-Kind на Generic Editor .
3. Для правильного анализа схемы убедитесь, что в поле Spice Prefix установлено значение F.
4. Для этого типа модели может использоваться следующий пример общего формата шаблона списка соединений:

@DESIGNATOR% 1% 2 POLY (@dimension) @ControlSource @coeffs

5. Значения для измерения , ControlSource и coeffs Параметры вводятся на вкладке Parameters диалогового окна Sim Model .

Контролируемый источник тока (блок питания системы)

Контролируемый источник тока (блок питания системы)

Блок питания системы питания

Управляемый источник тока

Реализуйте управляемый источник тока.

Библиотека

Источники электроэнергии

Описание

Блок Controlled Current Source предоставляет источник тока, управляемый сигналом Simulink.Положительное направление тока показано стрелкой на значке блока.

Вы можете инициализировать блок Controlled Current Source определенным переменным или постоянным током. Если вы хотите запустить симуляцию в установившемся режиме, вход блока должен быть подключен к сигналу, начинающемуся как синусоидальный сигнал или сигнал постоянного тока, соответствующий начальным значениям.

Диалоговое окно и параметры

Инициализировать

Если отмечено, инициализируйте блок Controlled Current Source с указанными параметрами Initial current , Initial phase и Initial frequency .

Тип источника

Тип источника тока. Выберите AC , чтобы инициализировать блок управляемого источника тока в качестве источника переменного тока. Выберите DC , чтобы инициализировать блок Controlled Current Source как постоянный ток.

Параметр Тип источника не отображается в диалоговом окне, если параметр Инициализировать не отмечен.

Начальный ток

Начальный пиковый ток для инициализации источника в амперах (A).Параметр Initialize не отображается в диалоговом окне, если параметр Initialize не отмечен.

Начальная фаза

Начальная фаза инициализации источника в градусах. Параметр Начальная фаза не отображается в диалоговом окне, если для параметра Тип источника установлено значение DC .

Начальная частота

Начальная частота для инициализации источника в герцах (Гц).Параметр Начальная частота не отображается в диалоговом окне, если для параметра Тип источника установлено значение DC .

Измерения

Выберите Current , чтобы измерить ток, протекающий через блок Controlled Current Source.

Поместите блок мультиметра в вашу модель, чтобы отображать выбранные измерения во время симуляции. В списке доступных измерений блока мультиметра измерение будет идентифицировано меткой, за которой следует имя блока:

Измерение	Этикетка
Текущий	i Src:

Пример

Сгенерируйте ток 60 Гц, модулированный с частотой 5 Гц, с помощью блока Controlled Current Source.

Эта схема доступна в файле psbcontrolcurr.mdl . Моделирование дает следующие формы сигналов:

См. Также
Источник переменного тока, источник управляемого напряжения, мультиметр

Шина

Источник управляемого напряжения

.