用于产生直流电流负载电源的装置的制作方法

本工程设计涉及电气工程并且可以用在提供在负载在宽范围内变化的负载电路中流动的不变的直流电流的电源系统中。

背景技术：

已知类似的设计，诸如具有连续脉冲调节的线性电压调节器(su1229742，1986年5月7日公开)，该线性电压调节器包括以下一组基本特征：

-dc电压源；

-dc电压-脉冲电压转换器(dcpvc)，通过其输入连接到dc电压源的输出；

-脉冲电压-dc电压转换器(pdcvc)，其输入连接到dcpvc(dlc-滤波器)的输出；

-线性稳压器，通过其输入连接到pdcvc的输出；

-第一分压器，并联连接到pdcvc；

-第二分压器，连接在线性稳压器的输出和dc电压源的负端子之间；

-负载，通过其端子之一连接到线性稳压器的输出并且通过另一个端子连接到dc电压源的负端子；

-控制电路，通过其第一输入连接到第一分压器的输出、通过其第二输入连接到第二分压器的输出并且通过其输出连接到dcpvc的控制输入。

本设计和以上表征的现有技术调节器的共同特征是：

-dc电压源；

-dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；

-pdcvc；

-负载；

-控制电路，通过其输出连接到dcpvc的控制输入。

还已知类似的设备，参见由meanwellenterprises公司于2012年3月20日在http://lib.chipdip.ru/577/doc000577435.pdf公开的直流电流源“100wsingleoutputledpowersupplyhvgc-100series”的描述。该设备被认为是最接近的类似物——原型，并且它包括以下一组基本特征：

-dc电压供给；

-dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；

-第一流电解耦器(galvanicdecoupler)，包括变压器，通过其输入(通过其初级绕组的端子)连接到dcpvc的输出；

-pdcvc，通过其输入连接到第一流电解耦器的变压器的次级绕组的端子；

-负载，通过其端子连接到pdcvc的输出；

-第一过载保护电路，通过其输入连接到pdcvc的负端子；

-误差信号分离电路，通过其第一输入连接到第一过载保护电路的输出并且通过其第二输入连接到pdcvc的正端子；

-第一浪涌电压保护电路，通过其输入连接到pdcvc的正端子；

-第二流电解耦器，通过其输入连接到误差信号分离电路的输出；

-第三流电解耦器，通过其输入连接到第一浪涌电压保护电路的输出；

-控制电路，通过其第一输入连接到第二流电解耦器的输出、通过其第二输入连接到第三流电解耦器的输出并且通过其输出连接到dcpvc的控制输入；

-第二过载保护电路，通过其输入连接到dcpvc的相应输出并且通过其输出连接到控制电路的第三输入。

本设计和该原型的共同特征是：

-dc电压供给；

-dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；

-第一流电解耦器，通过其输入(通过该第一流电解耦器的初级绕组的端子)连接到dcpvc的输出；

-pdcvc，通过其输入连接到第一流电解耦器的输出(连接到第一流电解耦器的变压器的次级绕组的端子)；

-负载，通过其第一端子连接到pdcvc的输出；

-第二流电解耦器；

-控制电路。

以上表征的现有技术设计二者都不能实现的技术结果在于，在负载可以在较宽范围内变化的情况下提供值不变的负载直流电流。

无法实现以上技术结果的原因是，在用于产生直流负载电流的现有技术设备中，与负载电阻值的范围的扩展相关的问题还没被给予适当的关注，因为过去认为已经实现的负载范围值容易地满足了当前的要求。

给定现有技术的特性和分析，可以得出结论，提供用于生成流经具有较宽范围的负载电阻值的可变负载的不变dc电流的装置的任务已经有了意义。

技术实现要素：

根据所提出的设计中的第一个设计，通过提供用于产生流经负载的直流不变电流的装置来实现以上提到的技术结果，该装置包括dc电压源；dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；第一流电解耦器，通过其输入连接到dcpvc的输出；pdcvc，通过其输入连接到第一流电解耦器的输出；负载，通过其第一端子连接到pdcvc的输出；第二流电解耦器；以及控制电路；该装置还包括dc稳压器，通过其输入连接到负载的第二端子和控制电路的第一输入，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入。

dc稳压器(根据所提出的设计中的第一个设计，dc稳压器通过其输入连接到负载的第二端子和控制电路的第一输入，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入)的使用使得能够将在dc稳压器处的电压降稳定在可能的最低水平，以及由此确保获得流经在较宽负载范围内的可变负载的值不变的直流电流。这是由于通过来自第二流电解耦器(该第二流电解耦器确保在没有电接触的情况下的信号的传输，排除由彼此远离的接地的电势差所引起的接地总线上寄生电流的出现并且因此降低由那些电流引起的感应性拾取，还保护装备和人员免受电击)的输出的控制信号来控制将dc电压转换成脉冲电压的过程以及将经dc-脉冲电压转换形成的脉冲电压经由第一流电解耦器(其确保在没有电接触的情况下的脉冲电压的传输，排除由彼此远离的接地的电势差所引起的接地总线上寄生电流出现并且因此降低由那些电流引起的感应性拾取，还保护装备和人员免受电击)供给到脉冲电压到dc电压的电压转换器的输入，dc电压经由可变负载施加到dc稳压器，dc稳压器确保使不变的电流流经可变负载。这也是由于将来自相应负载端子的电压用于控制电路的第一输入、由于将来自dc稳压器的电压用于控制电路的第二输入以及由于将来自控制电路的输出的控制信号施加到第二流电解耦器的输入。

在此，当负载电流稳定时，负载处的最大输出电压仅受pdcvc中使用的元件的最大容许电压值限制。这些电压可以足够大，因此负载电阻可以在宽的限制内变化。

因此，确保了在较宽的负载改变范围内具有不变值的dc流，并且这表明根据所提出的设计中的第一设计的上述技术结果的实现。

根据所提出的设计中的第二个设计，通过提供用于产生流经负载的直流不变电流的装置来实现以上提到的技术结果，该装置包括dc电压源；dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；第一流电解耦器，通过其输入连接到dcpvc的输出；pdcvc，通过其输入连接到第一流电解耦器的输出；负载，通过其第一端子连接到pdcvc的输出；第二流电解耦器；以及控制电路；该装置还包括dc稳压器，通过其输入连接到负载的第二端子、连接到dc电压源的负端子以及连接到控制电路的第一输入，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入。

dc稳压器(根据所提出的设计中的第二个设计，dc稳压器通过其输入连接到负载的第二端子、连接到控制电路的第一输入以及连接到dc电压源的负端子，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入)的使用使得能够将在dc稳压器处的电压降稳定在可能的最低水平，以及由此确保获得流经在较宽负载范围内的可变负载的值不变的直流电流。这是由于通过来自第二流电解耦器(该第二流电解耦器确保在控制电路和dcpvc之间没有电接触的情况下信号的传输)的输出的控制信号来控制将dc电压转换成脉冲电压的过程以及将经dc-脉冲电压转换形成的脉冲电压经由第一流电解耦器(该第一流电解耦器确保在dcpvc和pdcvc之间没有电接触的情况下的脉冲电压传输)供给到脉冲电压到dc电压的电压转换器的输入，dc电压经由可变负载施加到dc稳压器，dc稳压器确保使不变的电流流经可变负载。这也是由于将来自连接到dc电压源的负端子的第二负载端子的电压用于控制电路的第一输入、由于将来自dc稳压器的输出的电压用于控制电路的第二输入以及由于将来自控制电路的输出的控制信号施加到第二流电解耦器的输入。

在此，当负载电流稳定时，负载处的最大输出电压仅受pdcvc中使用的元件的最大容许电压值限制。这些电压可以足够大，因此负载电阻可以在宽的限制内变化。

因此，确保了在较宽的负载改变范围内具有不变值的dc流，并且这表明根据所提出的设计中的第二个设计的上述技术结果的实现。

根据所提出的设计中的第三设计，通过提供用于产生流经负载的直流不变电流的装置来实现以上提到的技术结果，该装置包括dc电压源；dcpvc，通过其输入连接到dc电压源的输出；第一流电解耦器，通过其输入连接到dcpvc的输出；pdcvc，通过其输入连接到第一流电解耦器的输出；负载，通过其第一端子连接到pdcvc的输出；第二流电解耦器；以及控制电路；该装置还包括dc稳压器，通过其输入连接到负载的第二端子和控制电路的第一输入，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入，负载的第一端子还连接到dc电压源的负端子。

dc稳压器(根据所提出的设计中的第三设计，dc稳压器通过其输入连接到负载的第二端子和控制电路的第一输入，并且通过其输出连接到控制电路的第二输入，其中控制电路通过其输出经由第二流电解耦器连接到dcpvc的控制输入，负载还通过其第一端子连接到dc电压源的负端子)的使用使得能够将在dc稳压器处的电压降稳定在可能的最低水平，以及由此确保获得流经在较宽负载范围内的可变负载的值不变的直流电流。这是由于通过来自第二流电解耦器(该第二流电解耦器确保在控制电路和dcpvc之间没有电接触的情况下的信号的传输)的输出的控制信号来控制将dc电压转换成脉冲电压的过程以及将经dc-脉冲电压转换形成的脉冲电压经由第一流电解耦器(该第一流电解耦器确保在dcpvc和pdcvc之间没有电接触的情况下的脉冲电压传输)供给到脉冲电压到dc电压的电压转换器的输入，dc电压经由可变负载施加到dc稳压器，dc稳压器确保使不变的电流流经可变负载。这也是由于将来自负载的第一端子的电压用于控制电路的第一输入、由于将来自dc稳压器的输出的电压用于控制电路的第二输入以及由于将来自控制电路的输出的控制信号施加到第二流电解耦器的输入。

在此，当负载电流稳定时，负载处的最大输出电压仅受pdcvc中使用的元件的最大容许电压值限制。这些电压可以足够大，因此负载电阻可以在宽的限制内变化。

因此，确保了在较宽的负载改变范围内具有不变值的dc流，并且这表明根据所提出的设计中的第三设计的上述技术结果的实现。

现有技术的分析示出，它们都不包含所提出的技术方案的基本特征的全部及其独特特征，从而得出用于生成不变负载电流的本装置满足“新颖性”和“创造性步骤”的可专利性标准的结论。

附图说明

所提出的用于产生不变负载电流的设计通过以下描述以及要一起查看的图1a和1b、要一起查看的图2a和2b以及要一起查看的图3a和3b的附图来说明；这些图是用于产生不变负载电流的装置的设计的示意图。

具体实施方式

根据所提出的设计中的第一设计(图1a和1b)的用于产生不变负载电流的本装置包括：

-dc电压源1，该dc电压源1是通过任何已知的方法(例如，使用具有滤波器的全波整流电路)产生的；

-dc电压-脉冲电压转换器(dcpvc)2，包括例如：恒定频率的矩形脉冲发生器3(通过其一个端子4(该端子4是dcpvc2的第一输入)连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子6连接到dc电压源1的负端子7)、参考电压源8(通过其一个端子9连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子10连接到dc电压源1的负端子7)、可控开关11(通过其输入12连接到恒定频率的矩形脉冲发生器3的输出13)、运算放大器14(通过其输出15连接到可控开关11的控制输入16并且通过其非反相(“+”)输入17连接到参考电压源8的输出18)以及mos晶体管19(通过其栅极20连接到可控开关11的输出21并且通过其源极22经由电阻器23连接到dc电压源1的负端子7)；

-第一流电解耦器，包括变压器24(通过变压器24的初级绕组的一个端子25连接到mos晶体管19的漏极26并且通过变压器24的初级绕组的另一个端子27连接到dc电压源1的正端子5)；

-脉冲电压-dc电压转换器(pdcvc)28，包括例如：二极管29(通过其阳极30(pdcvc28的输入)连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的一个端子31)、电容器32(通过其一个端子33连接到二极管29的阴极34并且通过其另一个端子35连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的另一个端子36)、辅助dc电压源，该辅助dc电压源包括例如：二极管37(通过其阳极38连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的一个端子39)、电容器40(通过其一个端子41连接到二极管37的阴极42并且通过其另一个端子43连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的另一个端子44)、电阻器45(通过其一个端子46连接到二极管37的阴极42)以及齐纳二极管47(通过其阴极48连接到电阻器45的另一个端子49并且通过其阳极50连接到电容器40的另一个端子43)；

-负载51，通过其一个端子52连接到二极管29的阴极34，二极管29的阴极34是pdcvc28的输出；

-dc稳压器53，包括例如：mos晶体管54(通过其漏极55连接到负载51的第二端子56)、运算放大器57(通过其输出58连接到mos晶体管54的栅极59并且通过其反相(“-”)输入60连接到mos晶体管54的源极61)、第一电阻器62(通过其一个端子63连接到mos晶体管54的源极61，并且通过其另一个端子64连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阳极50并连接到pdcvc28的电容器32的另一个端子35)、第二电阻器65(通过其一个端子66连接到第一电阻器62的另一个端子64并且通过其另一个端子67连接到运算放大器57的非反相(“+”)输入68以及第三电阻器69(通过其一个端子70连接到第二电阻器65的另一个端子67并且通过其另一个端子71连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阴极48)；

-控制电路72，包括例如：运算放大器73，通过其反相(“-”)输入74(该反相(“-”)输入74是控制电路72的第一输入)连接到负载51的第二端子56，并且通过其非反相(“+”)输入75经由第一电阻器76(该第一电阻器76是控制电路72的第二输入)连接到dc稳压器53的mos晶体管54的源极61以及经由第二电阻器77连接到dc稳压器53的第三电阻器69的另一个端子71；

-第二流电解耦器78，包括例如：发光二极管(led)79(该发光二级管79通过其阳极80(该阳极80是第二流电解耦器78的输入)连接到控制电路72的运算放大器73的输出81并且通过其阴极82连接到dc稳压器53的第一电阻器62的另一个端子64)，以及光电晶体管83(该光电晶体管83通过其一个端子84连接到dc电压源1的负端子7，并且通过其另一个端子85经由电阻器86连接到dc电压源1的正端子5并连接到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87，该输入87是dcpvc2的控制输入)。

根据第一设计(图1a和1b)提出的用于产生不变的直流负载电流的装置操作如下。

在从dc电压源1的端子5和7向恒定频率的矩形脉冲发生器3的输入4和6(该输入4和6是dcpvc2的输入)施加dc电压时，发生器3产生恒定频率的矩形脉冲，这些脉冲从发生器3的输出13来到可控开关11的信息(数据)输入12。只要开关11的接触件闭合，恒定频率的矩形脉冲就从可控开关11的输出21到达mos晶体管19的栅极20，并且从mos晶体管19的漏极26到达第一流电解耦器的变压器24的初级绕组的端子25。

一旦恒定频率的矩形脉冲出现在第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的端子31、36处，以及出现在pdcvc28的输入(在二极管29的阳极30和在电容器32的端子35)处，就发生那些脉冲到dc电压的转换。在dc电压出现在pdcvc28的输出(在二极管29的阴极34)处之后，dc电压被施加到负载51的第一端子52。

将(在恒定频率的矩形脉冲之后获得的、从第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的端子39、44到达辅助dc电压源的输入(到达二极管37的阳极38和电容器40的端子43)、被转换成dc电压的)dc电压从辅助dc电压源的第一输出(齐纳二极管47的阴极的端子48)施加到电阻器69和77，并且从辅助dc电压源的第二输出(齐纳二极管47的阳极的端子50)施加到dc稳压器53的第一电阻器62的端子64和第二电阻器65的端子66以及施加到第二流电解耦器78的led79的阴极82。

dc电压从负载51的第二端子56来到dc稳压器53的输入，即，来到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55，其中第一电阻器62两端的电压通过由运算放大器57、mos晶体管54、第二电阻器65和从端子48(齐纳二极管47的阴极，该阴极是辅助dc电压源的输出)馈送的第三电阻器69组成的稳压器来稳定。结果，流经第一电阻器62的电流将既不依赖于dc稳压器53的输入处的电压也不依赖于负载51，并且该电流的值将由第一电阻器62的值和dc稳压器53的运算放大器57的输入68处的电压值限定，输入68是由dc稳压器53的第二电阻器65和第三电阻器69组成的分压器的中点。

在这个过程中，如果在连接到dc稳压器53的运算放大器57的非反相(“+”)输入68的第二电阻器65处的电压高于在连接到mos晶体管54的源极61和dc稳压器53的第一电阻器62的运算放大器57的反相(“-”)输入60处的电压，则在连接到mos晶体管54的栅极59的运算放大器57的输出58处的电压将具有使得mos晶体管54开启的值，并且在第一电阻器62处的电压将增加，直到该电压变得等于在第二电阻器65处的电压。在这个时候，在运算放大器57的输出58处的电压和在mos晶体管54的源极61处的电压将分别停止上升，并且将具有使得在mos晶体管54的源极61和第一电阻器62的连接点处的电压等于在运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压的值，其中运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压等于在第二电阻器65处的电压。这个状态将在dc稳压器53的输入电压改变的情况下以及在负载51改变的情况下保持，在保持该状态之后，当负载变化时，直流的稳定的(不变的)电流将流过负载，该电流的值由第二电阻器65两端的电压值和第一电阻器62的值限定。

同时，为了稳定在dc稳压器53处的电压，将从mos晶体管54的漏极55(从负载51的第二端子56)来到控制电路72的第一输入(来到控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74)的dc电压与经由第一电阻器76从dc稳压器53的mos晶体管54的源极61(该源极61是dc稳压器53的输出)来到控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75的电压进行比较，其中第一电阻器76的第二端子是控制电路72的第二输入，并且将由比较所得的电压通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78允许在控制电路和dcpvc2之间没有电接触的情况下传输控制信号)从运算放大器73的输出81施加到dcpvc2的控制输入，即，施加到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87。并且，只要控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压低于运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，在运算放大器73的输出81处就将存在高电压。因此，dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压低于连接到参考电压源8的输出18的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压。因此，在运算放大器14的输出15处将存在高电压，并且dcpvc2的可控开关11保持闭合，以允许来自dcpvc2的恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲通过可控开关11和mos晶体管19到达第一流电解耦器，并且相应地到达pdcvc28的输入(二极管29的阳极30和电容器32的端子35)，dc电压出现在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处并且来到负载51和dc稳压器53。

当这发生时，在pdcvc28的输入处出现的具有变化的脉冲比的脉冲将导致在那些脉冲已经被转换和滤波之后pdcvc28的输出电压的增加。这个过程将继续，直到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压相对于mos晶体管54的源极61变得等于或高于控制电路72的第一电阻器76两端的电压。

一旦发生这种情况，控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压就变得高于控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，并且在运算放大器73的输出81处将存在使得dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将增加并变得高于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压的电压值，其中运算放大器73的输出81经由第二流电解耦器78连接到dcpvc2的控制输入(即，连接到运算放大器14的反相(“-”)输入87)。

因此，在dcpvc2的运算放大器14的输出15处将存在低控制电压，可控开关11将断开，并且来自恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲将停止来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20。因此，在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处以及在dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压将停止增加并开始减少。为此，运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将再次变得低于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压，并且整个过程将重现。

以这种方式，dcpvc2的运算放大器14执行在参考电压源8的输出18处的电压与通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78在控制电路72和dcpvc2之间没有流电接触的情况下提供控制信号的传输)传输的控制电路72的输出电压的比较，并且在运算放大器14的输出15处生成控制电压，该控制电压出现在可控开关11的控制输入16处。可控开关11闭合或断开其接触件，由此改变来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20的脉冲的脉冲比。

这些脉冲经由第一流电解耦器(变压器24)从mos晶体管19的漏极26来到pcdvc28的输入30并且，在相应的转换和滤波之后，pcdvc28的输出(二极管29的阴极34)处的dc电压将再次开始增加。因此，dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55和源极61之间的电压将大约等于控制电路72的第一电阻器76两端的电压值，而流经负载51的电流将不依赖于负载51的改变，dc稳压器53两端的电压也将不依赖于负载(51)的值。

按照所提出的设计中的第二设计(图2a和2b)的用于产生不变负载电流的本装置包括：

-dc电压源1，该dc电压源1是通过任何已知的方法(例如，

使用具有滤波器的全波整流电路)产生的；

-dc电压-脉冲电压转换器(dcpvc)2，包括例如：恒定频率的矩形脉冲发生器3(通过其一个端子4(该端子4是dcpvc2的第一输入)连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子6连接到dc电压源1的负端子7)、参考电压源8(通过其一个端子9连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子10连接到dc电压源1的负端子7)、可控开关11(通过其输入12连接到恒定频率的矩形脉冲发生器3的输出13)、运算放大器14(通过其输出15连接到可控开关11的控制输入16并且通过其非反相(“+”)输入17连接到参考电压源8的输出18)以及mos晶体管19(通过其栅极20连接到可控开关11的输出21并且通过其源极22经由电阻器23连接到dc电压源1的负端子7)；

-第一流电解耦器，包括变压器24(通过变压器24的初级绕组的一个端子25连接到mos晶体管19的漏极26并且通过变压器24的初级绕组的另一个端子27连接到dc电压源1的正端子5)；

-脉冲电压-dc电压转换器(pdcvc)28，包括例如：二极管29(通过其阳极30(pdcvc28的输入)连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的一个端子31)、电容器32(通过其一个端子33连接到二极管29的阴极34并且通过其另一个端子35连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的另一个端子36)、辅助dc电压源，该辅助dc电压源包括例如：二极管37(通过其阳极38连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的一个端子39)、电容器40(通过其一个端子41连接到二极管37的阴极42并且通过其另一个端子43连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的另一个端子44)、电阻器45(通过其一个端子46连接到二极管37的阴极42)以及齐纳二极管47(通过其阴极48连接到电阻器45的另一个端子49并且通过其阳极50连接到电容器40的另一个端子43)；

-负载51，通过其一个端子52连接到二极管29的阴极34，二极管29的阴极34是pdcvc28的输出；

-dc稳压器53，包括例如：mos晶体管54(通过其漏极55连接到负载51的第二端子56并且连接到dc电压源1的负端子7)、运算放大器57(通过其输出58连接到mos晶体管54的栅极59并且通过其反相(“-”)输入60连接到mos晶体管54的源极61)、第一电阻器62(通过其一个端子63连接到mos晶体管54的源极61，并且通过其另一个端子64连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阳极50并连接到pdcvc28的电容器32的另一个端子35)、第二电阻器65(通过其一个端子66连接到第一电阻器62的另一个端子64并且通过其另一个端子67连接到运算放大器57的非反相(“+”)输入68以及第三电阻器69(通过其一个端子70连接到第二电阻器65的另一个端子67并且通过其另一个端子71连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阴极48)；

-控制电路72，包括例如：运算放大器73，通过其反相(“-”)输入74(该反相(“-”)输入74是控制电路72的第一输入)连接到负载51的第二端子56，并且通过其非反相(“+”)输入75经由第一电阻器76(该第一电阻器76是控制电路72的第二输入)连接到dc稳压器53的mos晶体管54的源极61以及经由第二电阻器77连接到dc稳压器53的第三电阻器69的另一个端子71；

-第二流电解耦器78，包括例如：发光二极管(led)79(该发光二级管79通过其阳极80(该阳极80是第二流电解耦器78的输入)连接到控制电路72的运算放大器73的输出81并且通过其阴极82连接到dc稳压器53的第一电阻器62的另一个端子64)，以及光电晶体管83(该光电晶体管83通过其一个端子84连接到dc电压源1的负端子7，并且通过其另一个端子85经由电阻器86连接到dc电压源1的正端子5并连接到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87，该输入87是dcpvc2的控制输入)。

按照第二设计(图2a和2b)提出的用于产生不变的直流负载电流的装置操作如下。

在从dc电压源1的端子5和7向恒定频率的矩形脉冲发生器3的输入4和6(该输入4和6是dcpvc2的输入)施加dc电压时，发生器3产生恒定频率的矩形脉冲，这些脉冲从发生器3的输出13来到可控开关11的信息(数据)输入12。只要开关11的接触件闭合，恒定频率的矩形脉冲就从可控开关11的输出21到达mos晶体管19的栅极20，并且从mos晶体管19的漏极26到达第一流电解耦器的变压器24的初级绕组的端子25。

一旦恒定频率的矩形脉冲出现在第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的端子31、36处，以及出现在pdcvc28的输入(在二极管29的阳极30和在电容器32的端子35)处，就发生那些脉冲到dc电压的转换。在dc电压出现在pdcvc28的输出(在二极管29的阴极34)处之后，其结果是被施加到负载51的第一端子52。

将(在恒定频率的矩形脉冲之后获得的、从第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的端子39、44到达辅助dc电压源的输入(到达二极管37的阳极38和电容器40的端子43)、被转换成dc电压的)dc电压从辅助dc电压源的第一输出(齐纳二极管47的阴极的端子48)施加到电阻器69和77，并且从辅助dc电压源的第二输出(齐纳二极管47的阳极的端子50)施加到dc稳压器53的第一电阻器62的端子64和第二电阻器65的端子66以及施加到第二流电解耦器78的led79的阴极82。

dc电压从负载51的第二端子56来到dc稳压器53的输入，即，来到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55，其中第一电阻器62两端的电压通过由运算放大器57、mos晶体管54、第二电阻器65和从端子48(齐纳二极管47的阴极，该阴极是辅助dc电压源的输出)馈送的第三电阻器69组成的稳压器来稳定。结果，流经第一电阻器62的电流将既不依赖于dc稳压器53的输入处的电压也不依赖于负载51，并且该电流的值将由第一电阻器62的值和dc稳压器53的运算放大器57的输入68处的电压值限定，输入68是由dc稳压器53的第二电阻器65和第三电阻器69组成的分压器的中点。

在这个过程中，如果在连接到dc稳压器53的运算放大器57的非反相(“+”)输入68的第二电阻器65处的电压高于在连接到mos晶体管54的源极61和dc稳压器53的第一电阻器62的运算放大器57的反相(“-”)输入60处的电压，则在连接到mos晶体管54的栅极59的运算放大器57的输出58处的电压将具有使得mos晶体管54开启的值，并且在第一电阻器62处的电压将增加，直到该电压变得等于在第二电阻器65处的电压。在这个时候，在运算放大器57的输出58处的电压和在mos晶体管54的源极61处的电压将分别停止上升，并且将具有使得在mos晶体管54的源极61和第一电阻器62的连接点处的电压等于在运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压的值，其中运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压等于在第二电阻器65处的电压。这个状态将在dc稳压器53的输入电压改变的情况下以及在负载51改变的情况下保持，在保持该状态之后，当负载变化时，直流的稳定的(不变的)电流将流过负载，该电流的值由第二电阻器65两端的电压值和第一电阻器62的值限定。

同时，为了稳定在dc稳压器53处的电压，将从mos晶体管54的漏极55(从负载51的第二端子56)来到控制电路72的第一输入(来到控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74)的dc电压与经由第一电阻器76从dc稳压器53的mos晶体管54的源极61(该源极61是dc稳压器53的输出)来到控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75的电压进行比较，其中第一电阻器76的第二端子是控制电路72的第二输入，并且将由比较所得的电压通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78允许在控制电路和dcpvc2之间没有电接触的情况下传输控制信号)从运算放大器73的输出81施加到dcpvc2的控制输入，即，施加到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87。并且，只要控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压低于运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，在运算放大器73的输出81处就将存在高电压。因此，dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压低于连接到参考电压源8的输出18的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压。因此，在运算放大器14的输出15处将存在高电压，并且dcpvc2的可控开关11保持闭合，以允许来自dcpvc2的恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲通过可控开关11和mos晶体管19到达第一流电解耦器，并且相应地到达pdcvc28的输入(二极管29的阳极30和电容器32的端子35)，dc电压出现在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处并且来到负载51和dc稳压器53。

当这发生时，在pdcvc28的输入处出现的具有变化的脉冲比的脉冲将导致在那些脉冲已经被转换和滤波之后pdcvc28的输出电压的增加。这个过程将继续，直到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压相对于mos晶体管54的源极61变得等于或高于控制电路72的第一电阻器76两端的电压。

一旦发生这种情况，控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压就变得高于控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，并且在运算放大器73的输出81处将存在使得dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将增加并变得高于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压的电压值，其中运算放大器73的输出81经由第二流电解耦器78连接到dcpvc2的控制输入(即，连接到运算放大器14的反相(“-”)输入87)。

因此，在dcpvc2的运算放大器14的输出15处将存在低控制电压，可控开关11将断开，并且来自恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲将停止来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20。因此，

在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处以及在dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压将停止增加并开始减少。为此，运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将再次变得低于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压，并且整个过程将重现。

以这种方式，dcpvc2的运算放大器14执行在参考电压源8的输出18处的电压与通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78在控制电路72和dcpvc2之间没有流电接触的情况下提供控制信号的传输)传输的控制电路72的输出电压的比较，并且在运算放大器14的输出15处生成控制电压，该控制电压出现在可控开关11的控制输入16处。可控开关11闭合或断开其接触件，由此改变来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20的脉冲的脉冲比。

这些脉冲经由第一流电解耦器(变压器24)从mos晶体管19的漏极26来到pcdvc28的输入30并且，在相应的转换和滤波之后，pcdvc28的输出(二极管29的阴极34)处的dc电压将再次开始增加。因此，dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55和源极61之间的电压将大约等于控制电路72的第一电阻器76两端的电压值，而流经负载51的电流将不依赖于负载51的改变，dc稳压器53两端的电压也将不依赖于负载(51)的值。由此，流经负载51的电流在负载51两端创建电压降，并且因此负载51的第一端子52的电势相对于负载51的第二端子56的电势变为正，并且相应地相对于与第二端子56连接的dc电压源1的负端子7的电势变为正。

按照所提出的设计中的第三设计(图3a和3b)的用于产生不变负载电流的本装置包括：

-dc电压源1，该dc电压源1是通过任何已知的方法(例如，使用具有滤波器的全波整流电路)产生的；

-dc电压-脉冲电压转换器(dcpvc)2，包括例如：恒定频率的矩形脉冲发生器3(通过其一个端子4(该端子4是dcpvc2的第一输入)连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子6连接到dc电压源1的负端子7)、参考电压源8(通过其一个端子9连接到dc电压源1的正端子5并且通过其另一个端子10连接到dc电压源1的负端子7)、可控开关11(通过其输入12连接到恒定频率的矩形脉冲发生器3的输出13)、运算放大器14(通过其输出15连接到可控开关11的控制输入16并且通过其非反相(“+”)输入17连接到参考电压源8的输出18)以及mos晶体管19(通过其栅极20连接到可控开关11的输出21并且通过其源极22经由电阻器23连接到dc电压源1的负端子7)；

-第一流电解耦器，包括变压器24(通过变压器24的初级绕组的一个端子25连接到mos晶体管19的漏极26并且通过变压器24的初级绕组的另一个端子27连接到dc电压源1的正端子5)；

-脉冲电压-dc电压转换器(pdcvc)28，包括例如：二极管29(通过其阳极30(pdcvc28的输入)连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的一个端子31)、电容器32(通过其一个端子33连接到二极管29的阴极34并且通过其另一个端子35连接到第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的另一个端子36)、辅助dc电压源，该辅助dc电压源包括例如：二极管37(通过其阳极38连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的一个端子39)、电容器40(通过其一个端子41连接到二极管37的阴极42并且通过其另一个端子43连接到第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的另一个端子44)、电阻器45(通过其一个端子46连接到二极管37的阴极42)以及齐纳二极管47(通过其阴极48连接到电阻器45的另一个端子49并且通过其阳极50连接到电容器40的另一个端子43)；

-负载51，通过其一个端子52连接到二极管29的阴极34并且连接到dc电压源1的负端子7，其中二极管29的阴极34是pdcvc28的输出；

-dc稳压器53，包括例如：mos晶体管54(通过其漏极55连接到负载51的第二端子56)、运算放大器57(通过其输出58连接到mos晶体管54的栅极59并且通过其反相(“-”)输入60连接到mos晶体管54的源极61)、第一电阻器62(通过其一个端子63连接到mos晶体管54的源极61，并且通过其另一个端子64连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阳极50并连接到pdcvc28的电容器32的另一个端子35)、第二电阻器65(通过其一个端子66连接到第一电阻器62的另一个端子64并且通过其另一个端子67连接到运算放大器57的非反相(“+”)输入68以及第三电阻器69(通过其一个端子70连接到第二电阻器65的另一个端子67并且通过其另一个端子71连接到辅助dc电压源的齐纳二极管47的阴极48)；

-控制电路72，包括例如：运算放大器73，通过其反相(“-”)输入74(该反相(“-”)输入74是控制电路72的第一输入)连接到负载51的第二端子56，并且通过其非反相(“+”)输入75经由第一电阻器76(该第一电阻器76是控制电路72的第二输入)连接到dc稳压器53的mos晶体管54的源极61以及经由第二电阻器77连接到dc稳压器53的第三电阻器69的另一个端子71；

-第二流电解耦器78，包括例如：发光二极管(led)79(该发光二级管79通过其阳极80(该阳极80是第二流电解耦器78的输入)连接到控制电路72的运算放大器73的输出81并且通过其阴极82连接到dc稳压器53的第一电阻器62的另一个端子64)，以及光电晶体管83(该光电晶体管83通过其一个端子84连接到dc电压源1的负端子7，并且通过其另一个端子85经由电阻器86连接到dc电压源1的正端子5并连接到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87，该输入87是dcpvc2的控制输入)。

按照第三设计(图3a和3b)提出的用于产生不变的直流负载电流的装置操作如下。

在从dc电压源1的端子5和7向恒定频率的矩形脉冲发生器3的输入4和6(该输入4和6是dcpvc2的输入)施加dc电压时，发生器3产生恒定频率的矩形脉冲，这些脉冲从发生器3的输出13来到可控开关11的信息(数据)输入12。只要开关11的接触件闭合，恒定频率的矩形脉冲就从可控开关11的输出21到达mos晶体管19的栅极20，并且从mos晶体管19的漏极26到达第一流电解耦器的变压器24的初级绕组的端子25。

一旦恒定频率的矩形脉冲出现在第一流电解耦器的变压器24的次级绕组的端子31、36处，以及出现在pdcvc28的输入(在二极管29的阳极30和在电容器32的端子35)处，就发生那些脉冲到dc电压的转换。在dc电压出现在pdcvc28的输出(在二极管29的阴极34)处之后，其结果是被施加到负载51的第一端子52。

将(在恒定频率的矩形脉冲之后获得的、从第一流电解耦器的变压器24的第三绕组的端子39、44到达辅助dc电压源的输入(到达二极管37的阳极38和电容器40的端子43)、被转换成dc电压的)dc电压从辅助dc电压源的第一输出(齐纳二极管47的阴极的端子48)施加到电阻器69和77，并且从辅助dc电压源的第二输出(齐纳二极管47的阳极的端子50)施加到dc稳压器53的第一电阻器62的端子64和第二电阻器65的端子66以及施加到第二流电解耦器78的led79的阴极82。

dc电压从负载51的第二端子56来到dc稳压器53的输入，即，来到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55，其中第一电阻器62两端的电压通过由运算放大器57、mos晶体管54、第二电阻器65和从端子48(齐纳二极管47的阴极，该阴极是辅助dc电压源的输出)馈送的第三电阻器69组成的稳压器来稳定。结果，流经第一电阻器62的电流将既不依赖于dc稳压器53的输入处的电压也不依赖于负载51，并且该电流的值将由第一电阻器62的值和dc稳压器53的运算放大器57的输入68处的电压值限定，输入68是由dc稳压器53的第二电阻器65和第三电阻器69组成的分压器的中点。

在这个过程中，如果在连接到dc稳压器53的运算放大器57的非反相(“+”)输入68的第二电阻器65处的电压高于在连接到mos晶体管54的源极61和dc稳压器53的第一电阻器62的运算放大器57的反相(“-”)输入60处的电压，则在连接到mos晶体管54的栅极59的运算放大器57的输出58处的电压将具有使得mos晶体管54开启的值，并且在第一电阻器62处的电压将增加，直到该电压变得等于在第二电阻器65处的电压。在这个时候，在运算放大器57的输出58处的电压和在mos晶体管54的源极61处的电压将分别停止上升，并且将具有使得在mos晶体管54的源极61和第一电阻器62的连接点处的电压等于在运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压的值，其中运算放大器57的非反相(“+”)输入68处的电压等于在第二电阻器65处的电压。这个状态将在dc稳压器53的输入电压改变的情况下以及在负载51改变的情况下保持，在保持该状态之后，当负载变化时，直流的稳定的(不变的)电流将流过负载，该电流的值由第二电阻器65两端的电压值和第一电阻器62的值限定。

同时，为了稳定在dc稳压器53处的电压，将从mos晶体管54的漏极55(从负载51的第二端子56)来到控制电路72的第一输入(来到控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74)的dc电压与经由第一电阻器76从dc稳压器53的mos晶体管54的源极61(该源极61是dc稳压器53的输出)来到控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75的电压进行比较，其中第一电阻器76的第二端子是控制电路72的第二输入，并且将由比较所得的电压通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78允许在控制电路和dcpvc2之间没有电接触的情况下传输控制信号)从运算放大器73的输出81施加到dcpvc2的控制输入，即，施加到dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87。并且，只要控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压低于运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，在运算放大器73的输出81处就将存在高电压。因此，dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压低于连接到参考电压源8的输出18的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压。因此，在运算放大器14的输出15处将存在高电压，并且dcpvc2的可控开关11保持闭合，以允许来自dcpvc2的恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲通过可控开关11和mos晶体管19到达第一流电解耦器，并且分别到达pdcvc28的输入(二极管29的阳极30和电容器32的端子35)，dc电压出现在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处并且来到负载51和dc稳压器53。

当这发生时，在pdcvc28的输入处出现的具有变化的脉冲比的脉冲将导致在那些脉冲已经被转换和滤波之后pdcvc28的输出电压的增加。这个过程将继续，直到dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压相对于mos晶体管54的源极61变得等于或高于控制电路72的第一电阻器76两端的电压。

一旦发生这种情况，控制电路72的运算放大器73的反相(“-”)输入74处的电压就变得高于控制电路72的运算放大器73的非反相(“+”)输入75处的电压，并且在运算放大器73的输出81处将存在使得dcpvc2的运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将增加并变得高于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压的电压值，其中运算放大器73的输出81经由第二流电解耦器78连接到dcpvc2的控制输入(即，连接到运算放大器14的反相(“-”)输入87)。

因此，在dcpvc2的运算放大器14的输出15处将存在低控制电压，可控开关11将断开，并且来自恒定频率的矩形脉冲发生器3的脉冲将停止来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20。因此，在pdcvc28的输出(二极管29的阴极34)处以及在dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55处的电压将停止增加并开始减少。为此，运算放大器14的反相(“-”)输入87处的电压将再次变得低于dcpvc2的运算放大器14的非反相(“+”)输入17处的电压，并且整个过程将重现。

以这种方式，dcpvc2的运算放大器14执行在参考电压源8的输出18处的电压与通过第二流电解耦器78(该第二流电解耦器78在控制电路72和dcpvc2之间没有流电接触的情况下提供控制信号的传输)传输的控制电路72的输出电压的比较，并且在运算放大器14的输出15处生成控制电压，该控制电压出现在可控开关11的控制输入16处。可控开关11闭合或断开其接触件，由此改变来到dcpvc2的mos晶体管19的栅极20的脉冲的脉冲比。

这些脉冲经由第一流电解耦器(变压器24)从mos晶体管19的漏极26来到pcdvc28的输入30并且，在相应的转换和滤波之后，pcdvc28的输出(二极管29的阴极34)处的dc电压将再次开始增加。因此，dc稳压器53的mos晶体管54的漏极55和源极61之间的电压将大约等于控制电路72的第一电阻器76两端的电压值，而流经负载51的电流将不依赖于负载51的改变，dc稳压器53两端的电压也将不依赖于负载(51)的值。由此，流经负载51的电流在负载51两端创建电压降，并且因此负载51的第二端子56的电势相对于负载51的第一端子52的电势变为负，并且相应地相对于与第一端子52连接的dc电压源1的负端子7的电势变为负。

最重要的是，对于上面讨论的三种设计的所有，具有稳定的负载电流的负载51两端的最大输出电压仅受pdcvc28中的二极管29和电容器32的电压的最大容许电压值限制，最大容许电压值可以足够大，并且因此负载电阻的值可以在宽范围内变化。

负载电阻的下限为零(短路模式)，装置继续工作，并且直流电流从pdcvc28的输出流经dc稳压器53，这个电流的值由第二电阻器65两端的电压和dc稳压器53的第一电阻器62的值限定。

负载电阻的上限由pdcvc28中的二极管29和电容器32的最大容许电压与流经dc稳压器53的电流的比值限定。

以上公开的设计之间的区别在于以下：

-按照装置的第一设计，可以不考虑dc电压源1的极性的情况下连接负载51；

-按照第二设计，连接到dc电压源1的负端子7的是负载51的第二端子56，而相对于dc电压源1的负端子7的正电势在负载51的第一端子52处被创建；

-按照装置的第三设计，连接到dc电压源1的负端子7的是负载51的第一端子52，而相对于dc电压源1的负端子7的负电势在负载51的第二端子56处被创建。

为此，装置的第二和第三设计可以在具有既用于dc电压源又用于负载的单个电力总线的系统中使用，各种极性的电压在负载两端被创建。

考虑到以上所述，根据所公开的示意图，通过稳定直流负载电流并且稳定dc稳压器中的dc电压来产生不变的直流负载电流的三个上述装置设计中的所有都确保证明了流经在较宽负载范围内的可变负载的直流电流的不变的值。