Усилитель постоянного тока с развязкой Советский патент 1990 года по МПК H03F3/38 

вгод

апек

ОУщ Ч

й

С Ј

(Л

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение надежности. Усилитель постоянного тока с развязкой содержит двухтактный магнитно-транзисторный автогенератор 1 с коллекторными обмотками 18 и 19, развязывающий трансформатор 2 с первичной и вторичной обмотками 5 и 12, операционные усилители 3 и 10, резисторы 4,11,15,16 и 17, однополупериодные выпрямители 6,7,8,9, RC-фильтр 13, дифференциальный усилитель 14 и ограничительный резистор 20. Цель достигается путем развязки выходного операционного усилителя 10 от источника питания с помощью введенных резисторов 15,16,17 и 20 и усилителя 14. 1 ил.

1

19

,1

СП

GO СО СО 0

общ г

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для гальванической развязки аналоговых сигналов в системах сбора данных.

Цель изобретения - повышение надежности путем развязки выходного операционного усилителя от источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя постоянного тока с развязкой.

Усилитель постоянного тока с развязкой содержит двухтактный магнитно-транзисторный автогенератор 1, развязывающий трансформатор 2, входной операционный усилитель (ОУ) 3, первый резистор 4, первичную обмотку 5 развязывающего трансформатора 2, первый - четвертый однополупериодные выпрямители 6-9, выходной ОУ 10, второй резистор 11, вторичную обмотку 12 развязывающего трансформатора 2, НС-фильтр 13, дифференциальный усилитель 14, третий, четвертый и пятый резисторы 15,16 и 17, коллекторные обмотки 18 и 19 магнитно-транзисторного автогенератора 1, ограничительный резистор 20.

Усилитель постоянного тока с развязкой работает следующим образом.

Переменное напряжение, индуцируемое двухтактным транзисторным автогенератором 1, выпрямляется первым четвертым однополупериодными выпрямителями 6-9 и используется для питания входного ОУ 3, дифференциального усилителя 14 и выходного ОУ 10. При нулевом входном сигнале токи, потребляемые входным 3 и выходным 10 ОУ и дифференциальным усилителем 14 по обоим шинам питания, равны между собой, при этом ввиду симметричности двухтактного магнитно-транзисторного автогенератора 1 на обмотках развязывающего трансформатора 2 формируется переменное напряжение с равными полупериодами. Переменное напряжение вторичной обмотки 12 развязывающего трансформатора 2 через третий 15 и четвертый 16 резисторы подается на первый вход дифференциального усилителя 14. При равенстве длительностей полупериодов переменного напряжения постоянная составляющая напряжения, выделяемая на выходе НС-фильтра 13, равна нулю, и выходное напряжение выходного ОУ 10 также равно нулю.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При подаче ненулевого входного сигнала равенство токов, потребляемых входным ОУ 3 по различным шинам питания, нарушается. Входной сигнал положительной полярности приводит к увеличению тока, потребляемого от первого однополупериодного выпрямителя 6, а при смене полярности входного сигнала возрастает потребление от второго однополупериодного выпрямителя 7. На выходе КС-фильтра 13 выделяется постоянная составляющая напряжения, величина и полярность которой определяются величиной и полярностью входного сигнала. На входах выходного ОУ 10 появляется дифференциальный сигнал, а на его выходе - выходное напряжение, при этом равенство токов, потребляемых им от третьего 8 и четвертого 9 однополу- периодных выпрямителей, нарушается. Первичная 5 и вторичная 12 обмотки развязывающего трансформатора 2 включены противофазноэ поэтому появление напряжения на выходе выходного ОУ 10 приводит к выравниванию длительностей полупериодов переменного напряжения, формируемого двухтактным магнитно-транзисторным автогенератором 1, и уменьшению величины постоянной составляющей напряжения на входе RC-фильтра 13. Благодаря большому коэффициенту усиления выходного ОУ 10 напряжение на его выходе возрастает до тех пор, пока токи, потребляемые входным и выходным ОУ 3 и 10 от двухтактного магнитно- транзисторного автогенератора 1, не станут равны, чем обеспечивается соответствие между токами, протекающими через первый 4 и второй 11 ре- t зисторы.

Таким образом, обеспечивается усиление сигналов постоянного тока при гальванической развязке выхода от источника питания.

Кроме того, включение ограничительного резистора 20 в цепь питания магнитно-транзисторного автогенератора 1 позволяет сильнее проявиться зависимости длительности импульсов от величины тока, потребляемого от магнитно- транзисторного автогенератора 1.

Формула изобретения

Усилитель постоянного тока с развязкой, содержащий двухтактный маг

нитно-транзисторныи автогенератор, коллекторные обмотки которого являются обмотками развязывающего трансформатора, входной операционный усилитель, выход которого соединен с его инвертирующим входом, а через первый резистор - с первой общей шиной и с первым выводом первичной обмотки развязывающего транформато- ра, второй вывод которой через первый и второй однополупериодные выпрямители подключен к соответствующим шинам питания входного операционного усилителя, выходной операционный усилитель, выход которого соединен через второй резистор с второй общей шиной и с первым выводом вторичной обмотки развязывающего трансформатора, второй вывод которой через третий и четвертый однополупериодные выпрямители подключен к соответствующим шинам питания выходного операционного усилителя, RC-фильтр,

0

5

выход которого подключен к входам выходного операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены третий, четвертый, пятый резисторы, диференциальный усилитель, выходы которого подключены к входам RC-фильт- ра, первый вход дифференциального усилителя- через третий резистор подключен к второй общей шине, а через четвертый резистор - к второму выводу вторичной обмотки развязывающего трансформатораs второй вход дифференциального усилителя через пятый резистор подключен к второй общей шине, а шины питания дифференциального усилителя подключены к соответствующим шинам питания выходного операционного усилителя, при этом между точкой соединения коллекторных обмоток автогенератора и соответствующей шиной источника питания введен ограничительный резистор.