Преобразователь напряжение-ток Советский патент 1989 года по МПК H02M7/00 G01R19/00 

(Л

СП

ьо

05

со

со

N)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации источников вторичного электропитания систем компенсации создаваемого оборудованием магнитного поля, а также в элек тромагнитньсх преобразующих системах и является усовершенствованием изобретения по авт. св. N 746302.

Цель изобретения - повышение

кпл.

На чертеже представлена принци- пиальная электрическая схема разователя напряжение - ток,

Преобразователь содержит первый преобразующий усилитель 1, масштабный резистор 2, резистор 3 обратной связи по напряжению, резистивный датчик 4 тока, масштабный резистор 5, резистор 6 токовой обратной связи, общую шину 7, второй преобразующий усилитель 8, масштабный резистор 9, резистор 10 обратной связи по напряжению, источники 11 и 12 питания соответственно положительной и отрицательной полярностей, дроссель 13 насыщения, двухвходовой сумматор 14, усилитель 15 тока.

В источник 11 положительной полярности входят сетевой трансформа,- тор 16, выпрямительный мост J7 и конденсаторный фильтр 18, а в источник 12 отрицательной полярности, входят сетевой транформатор 19, вы- прямительный мост 20 и конденсаторный фильтр 21.

Дроссель 13 насьш ения выполнен с использованием обмоток 22 и 23 управления, а также рабочих обмоток 24 и 25. На схеме показаны, кроме того, источник 26 преобразуемого напряжения и нагрузка 27.

Инвертирующий вход преобразующего усилителя 1 через масштабный резистор 2 соединен с выводами для подключения источника преобразуемого напряженияJнеинвертирующий вход зашунтирован масштабным резистором 5, а выход через масштабный резистор 9 подключен к инвертирующему входу преобразующего усилителя 8. Резистор 3 обратной с вязи по напряжению включен между выходом и инвертирующим входом преобразующего усилителя 1, а резистор 10 обратной связи по напряжению - между выходом и инвертирующим входом преобразующего усилителя 8, Резистивный датчик 4 тока

0 5

0

5

О

5 0

включен между выходным потенциальным выводом преобразующего усилителя 1 и первым выводом для подключения нагрузки 27, соединенным через резистор 6 токовой обратной связи с потенциальным выводом Неинвертирующего входа преобразующего усилителя 1.

Первый и второй входные потенциальные выводы сумматора 1А соединены соответственно с выводом для подключения потенциального полюса источника 26 преобразуемого напряжения и пер- вым выводом для подключения нагрузки 27. Вход усилителя 15 тока подключен к выходу сумматора 14, а выход - к обмотке 23 управления дросселя 13 насыщения. Перрый и второй выводы обмотки 22 управления дросселя 13 насыщения соединены соответственно с вторым выводом для подключения нагрузки 27 и выходным потенциальным выводом преобразующего усилителя 8. Рабочие обмотки 24 и 25 подключены к управляющим входам соответственно источников 11 и 12 питания.

В источнике 11 питания последовательно включены сетевой трансформатор 16, выпрямительный мост 17 и конденсаторный фильтр 18, а в источнике 12 питания - сетевой трансформатор 19, выпрямительный мост 20 и конденсаторный фильтр 21. Вьтоды управляющих входов источников 11 и 12 питания расположены в цепях вторичных обмоток Сетевых тр ансфор- маторов J6 и 19.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении при Г. О ток в нагрузке 27 не протекает, потребление усилителей 1, 8, 15 и сумматора 14 является незначительным. Напряжения источников 11 и 12 питания устанавливаются менее четвертой части от максимального значения, требуемого для обеспечения максимального нагрузочного тока при максимальном преобразуемом напряжении. В целом величина начального напряжения источников 11 и 12 питания определяется минимально допустимым . напряжением питания усилителей I, 8, 15 и сумматора 14. Сопротивление рабочих обмоток 24 и 25 выбирается таким, чтобы на фильтрующих конденсаторах 18 и 21 имелись минимальные напряжения положительной и отрица Тельной полярностей.

5

ПРИ подаче на вход напряжения Ua положительной полярности на выходе усилителя 1 появляется напряжение -1 , величина которого зависит от отношения сопротивлений резисторов 3 и 2. Обратная связь, снимаемая с датчика 4 тока с помощью делителя напряжения на резисторах 6 и 5, увеличивает выходное сопротивление усилителя 1 и при согласованных по величине сопротивлениях резисторов 3, 6 и 2, 5 последний работает как источник тока, управляемый входным напряжением И . Усилитель 8 при равенстве сопротивлений резисторов 9 и 10 инвертирует входной сигнал -и с единичным коэффициентом передчи, и между выходами усилителей 1 и 8 образуется сумматорный сигнал 2U, прикладываемый к нагрузке 27, обмотке 22 управления дросселя 13 насыщения и датчику А тока. Ток 1 в нагрузке 27 не изменяется при изменении нагрузочного сопротивления, поскольку усилитель 1 является истоником тока.

Ток Т. 1, протекая в обмотке 22 управления, изменяет индуктивное сопротивление дросселя 13 насьпцения в связи с этим напряжения источников 11 и 12 питания. Датчики следят за величиной тока. Эти напряжения незначительно (на 1-2 В) отличаются между собой практически во всем диапазоне изменения сигнала U д,( и ток 1, и, следовательно мощность рассеивания в выходных каскадах усилителей 1 и 8 поддерживается минимальной.

При Неизменном входном сигнале

и, в нагрузке 27 протекает неиэОХ

меняемый выходной ток 1, Если в этом случае нагрузочное сопротивление изменяется, например, в сторону уменьшения под воздействием дестабилизирующих факторов, то на выходе сумматора 14 появляется напряжение, пропорциональное изменению нагрузки. Данное напряжение преобразуется усилителем 15 в ток, который направляется в обмотку 23 управления. Сопротивление дросселя 13 насыщения возрастает, и напряжения источников 11 и 12 питания умень5276936

паются так, что мощность рассеивания в выходных каскадах усилителей 1 и 8 снова остается минимальной.

При подаче на вход напряжения U

вк

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

отрицательной полярности преобразователь работает аналоптчно.

В предлагаемом преобразователе вследствие включения последовательно с обмотками 22 и 23 управления дросселя 13 насьпцения высоких выходных сопротивлений преобразующего усилителя 8 и усилителя 15 тока имеют место малые постоянные времени указанных обмоток. Это обстоятельство положительно сказывается на общем быстродействии преобразователя.

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжение - ток по авт. св. tf 746302, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены сумматор, усилитель тока и дроссель насыщения с двумя рабочими обмотками и двумя обмотками управления, а источники питания снабжены управляющими входами, причем первый и второй входные потенциальные выводы сумматора соединены соответственно с выводом для подключения потенциального полюса источника преобразуемого напряжения и одним из выводов для подключения нагрузки, связанным с соответствующим выводом датчика тока, вход усилителя тока подключен к выходу сумматора, а выход к одной из обмоток управления дросселя насыщения, первый и второй выводы другой обмотки управления дросселя насыщения соединены соответственно с другим выводом для подключения нагрузки и выходным потенциальным выводом второго преобразующего усилителя, а его рабочие обмотки подключены к управляющим входам источников питания.

2. Преобразователь по п.1, о т - лич ающийс я Тем, что каждый источник питания состоит из последовательно включенных сетевого трансформатора, выпрямителя и фильтра, а выводы управляющего входа расположены в цепи вторичной обмотки сетевого трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. В УСТРОЙСТВО ДОПОЛНИТЕЛЬНО ВВЕДЕНЫ СУММАТОР 14, УСИЛИТЕЛЬ 15 ТОКА И ДРОССЕЛЬ 13 НАСЫЩЕНИЯ, А ИСТОЧНИКИ 11, 12 ПИТАНИЯ ВЫПОЛНЕНЫ УПРАВЛЯЕМЫМИ. ПРИ УМЕНЬШЕНИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ НАГРУЗКИ 27 ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА ВЫХОДЕ СУММАТОРА 14 ПОЯВЛЯЕТСЯ НАПРЯЖЕНИЕ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ ИЗМЕНЕНИЮ НАГРУЗКИ. ЭТО НАПРЯЖЕНИЕ ПРЕОБРАЗУЕТСЯ УСИЛИТЕЛЕМ 15 В ТОК, КОТОРЫЙ НАПРАВЛЯЕТСЯ В ОБМОТКУ 23 УПРАВЛЕНИЯ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДРОССЕЛЯ 13 НАСЫЩЕНИЯ ВОЗРАСТАЕТ, И НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ 11 И 12 ПИТАНИЯ УМЕНЬШАЮТСЯ ТАК, ЧТО МОЩНОСТЬ РАССЕИВАНИЯ В ВЫХОДНЫХ КАСКАДАХ УСИЛИТЕЛЕЙ 1 И 8 СНОВА ОСТАЕТСЯ МИНИМАЛЬНОЙ. 1 ИЛ.