Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2014
Clive Bolton
EDN
Токовые петли ±20 мА часто используются для управления пневматическими или гидравлическими двунаправленными пропорциональными сервоклапанами в робототехнических приложениях большой мощности. Большинство формирователей тока способно отдавать лишь однополярный ток, а биполярным формирователям обычно требуется источник отрицательного напряжения.
Предлагаемая схема работает от единственного источника питания, использует сдвоенные или счетверенные компоненты в миниатюрных корпусах и занимает очень мало места на печатной плате. Комплект из четырех драйверов вместе с разъемами можно разместить на площади менее 2 квадратных дюймов.
Противоположные выходы пар MOSFET Q1A/Q3B и Q1B/Q3A могут отдавать в нагрузку (в клапан) либо положительный, либо отрицательный ток. На резисторе датчика тока R3, включенном в цепь истоков выходных транзисторов, формируется пропорциональное току напряжение обратной связи, позволяющее расширить рабочий диапазон Rail-to-Rail операционного усилителя U1. Элементы RS1D, C1 и U1A образуют интегрирующий усилитель, регулирующий ток транзисторов выходного каскада пропорционально напряжению, приложенному к входу ТОК УПРАВЛЕНИЯ.
Диапазон выходных токов Iout устанавливается резистивным делителем R1, R2 и сопротивлением R3 датчика тока:
 |
(1) |
Подача напряжения высокого уровня на вход ЗАПРЕТ включает транзистор Q2A и обнуляет входное напряжение интегратора U1A, в результате чего выходной ток становится равным нулю. При низком уровне напряжения на входе ПОЛЯРНОСТЬ транзистор Q4B открывается высоким напряжением на затворе, выключая Q1A и Q3B. Высокий уровень напряжения на входе ПОЛЯРНОСТЬ открывает Q4A, вследствие чего транзисторы Q1B и Q3A выключаются. Напряжение на затворе Q4B опускается, позволяя интегратору U1A управлять транзисторами Q1A и Q3B.
Выходное напряжение драйвера ограничено напряжением питания операционного усилителя. Его максимальное значение определяется выражением
 |
(2) |
В схеме использована резисторная сборка EXB-V8V103JV производства Panasonic (RS1). Все MOSFET – сдвоенные типа Fairchild NDC7002N.
