Усилитель с гальванической развязкой Советский патент 1991 года по МПК H03F3/38 

1.

(21)4723027/09

(22) 19.07.89

(46) 23.12.91. Бюл. №47

(72) Л.В. Резников, К.Д. Полозов, В.А. Ежов,

Д.Д. Ровинский, Н.А. Петров, В.Д. Сулимин

и Ю.Н. Щелкунов

(53)621.375.024(088.8)

(56)Патент США № 4506230, кл. НОЗ F3/38, 1985.

(54) УСИЛИТЕЛЬ С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ

(57)Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. В усилителе с гальванической развязкой используются входной и выходной усилители постоянного тока 1,2, модулятор 3, демодулятор 4, сигнальный и читающий трансформаторы 5, б, генератор импульсов 7, первая и вторая последовательные RC-цепи 8, 9 и усилитель мощности 10, выполненный на первом и втором транзисторах 11,12, дополнительном трансформаторе 13, первом и втором резисторах 14, 15 и конденсаторе 16. Для уменьшения ошибки коэффициента передачи устройства генератор импульсов 7 выполнен маломощным, питание входного и выходного усилителей постоянного тока 1, 2 и синхронизация модулятора 3 и демодулятора 4 осуществляются от питающего трансформатора 6. Выходное напряжение усилителя мощности 10 благодаря введению конденсатора 16 становится гладким без выбросов и высокочастотных колебаний. Влияние индуктивности рассеяния сиг- нальмого трансформатора 5 исключается первой и второй последовательными RC-це- пями 8, 9, которые вносят затухание в колебательный процесс. 1 ил.

XJ

О

XJ

N

СО

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в усилительных устройствах постоянного на- пряжения и тока с гальваническим разделением входа и выхода.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя.

Усилитель с гальванической развязкой содержит входной 1 и выходной 2 усилители постоянного тока, модулятор 3, демодулятор 4, сигнальный 5 и питающий 6трансформаторы, генератор 7 импульсов, первая 8 и вторая 9 последовательные RC-цепи и усилитель 10 мощности, выполненный на первом 11 и втором 12 транзисторах, дополнительном трансформаторе 13, первом 14 и втором 15 резисторах, конденсате- ре 16.

Предлагаемый усилитель с гальванической развязкой работает следующим образом.

Входное постоянное напряжение уси- ливается во входном усилителе 1 постоянного тока и поступает на вход модулятора 3, где под действием напряжения синхронизации медленно меняющееся напряжение преобразуется в последовательность двух- полярных импульсов, которые, проходя через сигнальный трансформатор 5, преобразуются в демодуляторе 4 снова в медленно меняющееся напряжение, в кото- ром имеются короткие провалы напряжение,обусловленные неидеальностью демодуляции переменного напряжения на выходе сигнального трансформатора 5. После выходного усилителя 2 постоянного тока в выходное напряжение повторяет с требуемым коэффициентом передачи входное напряжение.

Однако на величину выходного напряжения влияет неидеагьность сигнального трансформатора 5 и помехи, создаваемые источником переменного модулирующего напряжения, который обычно выполняется в виде автогенератора с насыщающимся выходным трансформатором. Насыщение указанного трансформатора вызывает резкие изменения тока и выбросы напряжения в трансформаторе автогенератора и, как следствие, проникновение помех на вход входного 1 и выходного 2 усилителей посте- янного тока, что вызывает возникновение ошибки в коэффициенте передачи устройства. Одновременно аналогичный эффект возникает и ст возникновения паразитных колебаний, вызванных индуктивностью рассеяния сигнального трансформатора 5, Для

ликвидации ошибки коэффициента передачи устройства генератор 7 выполнен маломощным, а питание входного 1 и выходного 2 усилителей постоянного тока, и синхронизация модулятора 3 и демодулятора 4 осуществляется от питающего трансформатора 6. Выходное напряжение усилителя 10 мощности благодаря введению конденсатора 16 становится гладким без выбросов и высокочастотных колебаний. А влияние индуктивности рассеяния сигнального трансформатора 5 исключается первой и второй последовательными RC-цепями 8 и 9, которые, сохраняя гальваническую развязку между входом и выходом, вносят необходимое затухание в колебательный процесс индуктивности рассеяния сигнального трансформатора 5, его паразитных емкостей и паразитных емкостей монтажа. Таким образом, введение усилителя 10 мощности с конденсатором 16 и демпфирующих RC-цепей позволяет снизить влияние промежуточного преобразования входного напряжения и высокочастотное переменное и повысить помехозащищенность предлагаемого устройства.

Формула изобретения Усилитель с гальванической развязкой, содержащий входной и выходной усилители постоянного тока, модулятор и демодулятор, сигнальный и питающий трансформаторы, а также генератор импульсоз, при этом выход входного усилителя постоянного тока через модулятор соединен с первичной обмоткой сигнального трансформатора, вторичная обмотка которого через демодулятор подключена к входу выходного усилителя постоянного тока, управляющие входы модулятора и демодулятора соединены с соответствующими вторичными обмотками питающего трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, введены первая и вторая последовательные RC-цепи и усилитель мощности выполненный на первом и втором транзисторах, дополнительном трансформаторе с первой и второй вторичными обмотками, первом и втором резисторах и конденсаторе, причем база каждого транзистора соединена со своим эмиттером через последовательно включенные соответствующие резистор и вторичную обмотку дополнительного трансформатора, конденсатор включен между базами первого и второго транзисторов, коллекторы которых подключены к концам первичной обмотки питающего трансформатора, средняя точка которой соединена с соответствующей шиной питания, другая шина питания подключена к объединенным эмиттером первого и

второго транзисторов, первичная обмоткаобмоток сигнального трансформатора, а дополнительного трансформатора соедине-вторая последовательная RC-цепь включена с выходом генератора импульсов, перваяна между концом первичной и началом вто- последовательная RC-цепь включена между ричной обмоток сигнального началом первичной и концом вторичной5 трансформатора.