Усилительное устройство Советский патент 1978 года по МПК H03F9/00 

1

Устройство относится к области автоматики и тепемехалики. Оно может найти практическое применение в тех случаях, когда требуется для систем и устройств автоматики линейное преобразование напряжения, нап- g ример для плавного регулирования скорости мощных эпектродвш ателей и для других специальных целей.

Известны линейные преобразователи напряжения (ЛПН), выполненные на магнитных JQ усилителях. В таких схемах линейность пре- .образования- напряжения, связанная с усилением мощности,, достигается путем введения глубокой отрицательной обратной связи . Недостаток таких преобразователей закпю- и чается в трудности получения высокого коэффициента кратности, еспи необходимо обеспечить высокую линейность преобразования при условии получения максимальной отдаваемой мощности в нагрузку. Это относит- 20 ся к тем преобразователям, магнитопроводы которых выполнены на трансформатор1юй стали. В этом случае даже при введении отрицательной обратной связи не удается значительно улучшить линейность выходной, 25

лвИзвестен транзисторно-магнитный усилитель. Его отличительная особенность состоит в том, что последовательно с первичной обмоткой трансформаторной обратной связи встречно с источником питания усилителя включен источник управляющего напряжения 2, Транзисторно-магнитный усилитель такой схемы увеличивает диапазон регулирования и повышает линейность амппитудз ой характеристики усилителя. Недостаток известного усилителя заключается в наличии в схеме уси. лительных полупроводниковых элементов, что снижает стабильность работы устройства и его надежность.

По технической сущности к данному изретению наиболее близкое усилительное устройство, содержащее два эднотактных маглитных усилителя мощности, снабженных выходными выпрямителями, обмотки управления который, соединены со входным выводами, резисторы и диоды 3j.

К недостаткам известного устройства

.относится и сложность изготовления, а наличие усилительных транзисторов обуслопивает нестабильность работы устройства при изменении окружающих температурных ycnoBiivl. Цель изобретешш - снижение нелинейных искажений выходного сигнала усилительного устройства. Поставленная цель достигается тем, что усилительное устройство, содержащее два , одиотактных магнитных усилителя мощности, снабженные выходными выпрямителями, обмот управления которых соединены со вход)гыми выводами, резисторы и диоды, снабжено маломощным однотактным faгнитны i усили. тепем с выходным выпрямителем, обмотки управления всех усилителей через развяаыБающие диоды подключены параллопьло вход ным выводам устройства, выход допоплитепь ного усилителя, шунтированный резистором, включен последовательно с обмоткой управления одного из усилитепей мо1шгости, при этом выходы усилителей мощности , соедине ные яа встречно-последовательно, подключены к выходным выводам устройства. На фиг. 1 показана принципиальная схем усилитепьното устройства} на фиг. 2 - техли ческие характеристики усилительного устрой ства. Устройство содержит ошютактные магнит ные усилители (МУ) мощности 1 и 2, снабженные выходными вы111; ямитепями 3 и 4, обмотки управления которых соединены со входными выводами, резисторы 5 - 8 и развязывающие диоды 9-11, кроме того, устройство, содержит маломощный однотактный ма1 нитный усилитель 12с выxoдны f вы рямителем 13, причем выход усилителя 12 включен последовательно с обмоткой управления одного из усилитепей мощности, нагрузку 14 и источник переменного напряжения 15 и 16, Устройство работает следующим образом На входные выводы устройства через диод 10 на резистор 8 поступает вход ной сигнал Uy . Ошювременно он поступает через диоды О и 11 на входы МУ 12 и МУ 2. Предположим, что и-зменение этого СИ1 нала во времени Uy f (-fc) на резисторе 8 будет линейным. ГЗ то же время на резис торе 5, подключензюм также ко входу мапоMouuioro заданного МУ 12 и являюсиегося нагрузкой маломощного задающего ДУ 12, напряжение, выпрямлеляое ктостом 13, бу .дет изменяться во BpeNfe.nn по нели)(ей,ио;-.у закону . Следовательно, на вход ДАУ1 посту пает разность )яжений(и2ц- U ), iiN Kniie вид прямой 2 , кривая 1 изо(5ражает выход.1гук:1 характеристику маглитпого усилителя (J-o, ,„ -f (L/VJ) . Оювидно, что лля пог1 чения Во I пинейлото из eнeния выходного сигнала (пряхтая 2) леобходимо .л;ировать лекоторую кривую 3. Произведя вычитание коо)-. динат кривых 1 и 3, очевидно, можно получить линейный закон нарастания прямой 2. На выходном резисторе 6 МУ1 после выпрямления мостом 3 имеет вид (i;)Для обеспечения нормальной работы усл-ройства мощные МУ1 и МУ2 следует выбирать однотипными и имеющими одинаковые закнсимости f (tj) . При выдаче на вход МУ2 управляющего сигнала U на его выходном резисторе 7 будет выделяться выпрямленное ;ieлинейно мостом 4 и изменяющееся во времени напряжение (i). Подобрав соответствующий режим работы и вычитания напряжений 2 ъ на сопротивлении тшгрузки 14 мож5ю будет наблюдать паделие лап мжения, равное U Ug2 -в1 линеШш изменяющееся во времени. В значительной степени лкнейюсть напряже}шя Уц будет ог ределяться соответствующим подборов }1апряжелия этом следует обратить в}{имш1ие на то, чтобы разность напряжений tjgo U усиливалась на началь iOM участке выходной характеристики МУ1 (т. е. на участке Л« кривой 1) который, обычно, у магнитных усилителей в достаточной степени линейнь Й. Предлагаемое устройство позволяет использовать МУ12; и при необходимости осуществтшть пит/элие источников nepesfejoioro напряжения 15 и 16 с различными нaпpяжeния ;и от источников. Диоды. 9-11 предлазшнелы для развязки входлых цепей МУ12 и МУ2 и источников управляющего сигиамв от входного напряжения МУ12. Предлагаемое устройство позволяет значнтельло увеличить коэффнциеят кратности при обеспечении литгейной зависимости между входль м и выходным сигз{аяами нагрузки. В заключел5 е можно отметить, что nr литлыми усилителями мощности 1, 2 и 12 можло управлять как по току, так и по напряжению. Сопротивления управляющих обмоток и 2 величины резисторов 8 вычитаются таким образом, чтобы их сумг-то гная величина быпа бы равна или была больше ходного сопротивления /МУ, В з.чачите.чьой степени пОгрещность преобразовазгия стройства определяется томлостьк- фо)мирова.лия характег)истнк( 3, точлост) изотовления ч стабильност1.1Ю peзиcтo Юf 5 8 и 14. В aaBHcsiNfocTU от уровня входлогч) си;-апа сердечники ;.;агн 1тных уснлятсмой ожно вьгб(Г)ать ;i3 обычной ))то(;ой или ;1еп 1аплоя. В качестве источников питания 15, 16 может использоваться обычная электросеть (.трансформатор с обмотками) или автономный высокочастотный хенератор. Динамические характеристики устройства в первом приближезши определяются величи}1ами индуктивностей управляющих обмоток усилителей и величиной коэффициента усиления. Предлшаемое устройство от известных схем отличается тем, что входы всех трех МУ подключены к источнику входного сигна ла, т. е. сигнал без преобразования одно- временно поступает на входы усилителей. Использова}1ие предлагаемой схемы устройства позволяет значительно повысить линей310Сгь преобразования входного }1а11ряженая (тока), обеспечить повышенную крат шсть, -что, в конечном счете, позволяет ззш читепьно точность преобразования входной величины и обеспечить, например точность регулирования электроавтоматики в системах. Это позволяет в значительной степени сократить расход материалов, химикатов и т. п., в частности в технологи- ческом процессе химического и т. п. производства. Форм у- л а изобретения Усилительное устройство, содержащее дв однотактных магнитных усилителя юашости снаоженные выходны)И выпрямителями, обмотки управления которых соединены со входными выводами, резисторы и диоды, о т п iчающееся тем, что с целью снижения нели11ейиых искажений выходного сигзшла усилительного устройства,оно снабжено маломощным однотактным магнитным усилителем с выходным выпрямителем, обмотки управления всех усилителей через развязывающие диоды подключены параллельно вxoдны выводам устройства, выход дополнительного усилителя, шунтированный резистором, включен последовательно с обмоткой управления одного из усилителей мощлюсти, при этом выходы усилителей моицюсти, соединенные встречно-последовательно, подключены к выходным выводам устройства. Источники инфорктацни, прщштые во внимание при экспертизе: 1. Розенблат М. К. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники , М., Наука , 1966. с. 376-444. 2. Авторское свидетельство СССР 150133, кл, О 01 SJ 19/20, 1962. 3. Авторское свидетельство СССР Н ОЗ F 9/ОО. 1967.