Дифференциальный выпрямитель Советский патент 1981 года по МПК H02M7/217 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНБШ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительных преобразователях переменного напряжения в постоянное.

Известны дифференциальные выпрямители, содержащие диоды или диодные мосты, детектирующие два переменных напряжения и выделяющие дифференциальные значения их после суммирования продетектированных полных напряжений 1.

Однако такие дифференциальные выпрямители работают с большими недифференциальными напряжениями, рричем при увеличении дифференциального напряжения появляется значительная погрещность, обусловленная нелинейностью вольт-амперной характеристики диодов. Кроме того, они обладают малой нагрузочной способностью из-за значительной величины прямого сопротивления диодов (100Ом и более). Это не позволяет использовать их в прецизионных измерительных устройствах.

Кроме того, при выполнении аналогичного устройства по мостовой схеме без гальванической развязки цепей управления возникает большая аддитивная погрешность выпрямления при малых уровнях выпрямленного напряжения, обусловленная остаточным напряжением транзисторов 2.

Известны дифференциальные выпрямители, осуществляющие выпрямление дифференциального напряжения двух источников и выполненные на управляемых транзисторных, чаще компенсированных, ключах 3. Они обладают значительно лучшей линейностью в области малых величин детектируемых напряжений, малой температурной погрешностью, однако требуют галь10ванической развязки цепи управления от сигнальной (измерительной) цепи. В случае увеличения коэффициента передачи дифференциального выпрямителя, а именно построения выпрямителя по схеме удвоения или 5 двухполупериодного выпрямления с использованием транзисторных компенсированных ключей, требуется уже не менее двух гальванически развязанных цепей управления, что в значительной мере усложняет схемы дифференциальных выпрямителей.

30

Наиболее близким к изобретению является дифференциальный выпрямитель 3, содержащий два силовых транзистора одинакового типа проводимости, базы которых соединены между собой через соответствующие ограничивающие резисторы и потенциометр, а одни из силовых электродов транзисторов соединены с выводами для подключения системы электропитания. Цель изобретения - упрощение дифференциального выпрямителя и повышение точности преобразования. Цель достигается тем, что в дифференциальном выпрямителе 3 одни из силовых электродов транзисторов соединены с выводами для подключения системы электропитания, состоящей из двух противофазных последовательно соединенных источников переменного напряжения, другие силовые электроды соединены с выходными выводами, а подвижный вывод потенциометра соединен с выводом для подключения общей точки источников переменного напряжения. В дифференциальный выпрямитель может быть введена пара транзисторов другого типа проводимости, соединенных между собой аналогично указанным транзисторам, причем подвижные выводы потенциометров в базах транзисторов, образующих мостовую схему,соединены между собой, при этом одна из диагоналей моста подключена к выходным выводам выпрямителя, а другая- к входным. Это позволяет упростить дифференциальный выпрямитель при использовании в нем компенсированных транзисторных ключей, так как исключается необходимость в гальванически развязанном источнике управления транзисторами. На фиг. 1 и 2 изображена принципиальная схема выпрямителя, два варианта. Выпрямитель содержит два источника 1 и 2 переменного противофазного напряжения соединенных последовательно (фиг. 1). К этим источникам переменного напряжения подключены коллекторы (в случае прямого включения эмиттеры) транзисторов 3 и 4. Базы транзисторов соединены между собой через ограничивающие резисторы 5, 6 и потенциометр 7, подвижный вывод которого соединен с выводом для подключения общей точки источников переменного напряжения. Эмиттеры (в случае прямого включения коллекторы; подключены к нагрузке 8 с фильтром 9. Работает дифференциальный выпрямитель следующим образом. Переменное напряжение, приложенное к цепям коллектор-база (или эмиттер-база), в один из полупериодов открывает транзисторы, в другой закрывает. В результате по нагрузке протекает ток, пропорциональный разности амплитуд входных напряжений. На фиг. 2 приведен один из вариантов дифференциального выпрямителя, выполненный на транзисторах различного типа проводимости по мостовой схеме. Принципиальная схема устройства содержит дополнительно два транзистора 10 и i 1 другого типа проводимости, базы которых соединены аналогично описанному через ограничивающие резисторы 12, 13 и потенциометр 14. Дифференциальный выпрямитель отличается от известных тем, что не требует гальванической развязки цепи управления ключами от измерительной цепи и не имеет аддитивной погрешности, обусловленной остаточными параметрами транзисторных ключей. Наиболее эффективно использование выпрямителя в дифференциальных трансформаторных преобразователях перемещений, так как повышается точность детектирования разностного напряжения и упрощаются цепи управления, что создает значительный экономический эффект. Формула изобретения 1.Дифференциальный выпрямитель, содержащий два силовых транзистора одинакового типа проводимости, базы которых соединены между собой через-соответствующие ограничивающие резисторы и потенциометр, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности преобразования, одни из силовых электродов транзисторов соединены с выводами для подключения системы электропитания, состояшей из двух противофазных последовательно соединенных источников переменного напряжения, другие силовые электроды соединены с выходными выводами, а подвижный вывод потенциометра соединен с выводом для подключения общей точки источников переменного напряжения. 2.Выпрямитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в устройство введена пара транзисторов другого типа проводимости, соединенных между собой аналогично указанным транзисторам, причем подвижные выводы потенциометров в базах транзисторов, образующих мостовую схему, соединены между собой, при этом одна из диагоналей моста подключена к выходным, а другая - к входным выводам выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 366341, кл. G 01 В 7/02, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 345573, кл. Н 02 М 7/12, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР № 636467, кл. G 01 В 7/00, 1979.