Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1982 года по МПК H02M7/217 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в машиностроении, энергетике и других отраслях,промышленности. Известен преобразователь переменного тока в постоянный, в котором направление выпрямленного тока в нагрузке зависит от фаз переменных входных сигналов, а его величина - о амплитуд входных сигналов 1. Недостатками указанного преобразователя являются наличие двух источников входных сигналов, а также ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия усиления выходного сигнала пр мощности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий два и более oneрационных усилителя, фазочубствитель ный усилитель мощности на транзистоpax, коллекторные цепи которых подключены к источнику переменного напряжнеия питания с частотой, одинаковой с частотой входного сигнала 2. Недостатком известного преобразователя является то, что инверсия оыходного тока при изменении фазы входного сигнала достигается тем, что выходное напряжение снимается с одной из включенных раздельно коллекторных нагрузок транзисторов, при этом коллекторная нагрузка другого транзистора оказывается подключенной последовательно с выходными выводами преобразователя, что снижает коэффициент передачи преобразователя. Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи преобразователя. Цель достигается тем, что в преобразователе переменного тока в постоянный, содержащем два операционных усилителя, фазочувствительный усилитель мощности на транзисторах и источник переменного напряжения питания , вход преобразователя подключен 39 к инвертирующему входу первого опера ционного усилителя и к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, выходы операционных усилителей подключены к базам транзисто ров различного типа проводимости, фазочувствительного усилителя мощности, коллекторы каждого из транзис торов через диоды соединены последов тельно, с выходной клеммой источника переменного напряжения, эмиттеры сое динены с общей точкой схемы, вторая выходная клемма источника переменного напряжения питания является выходом преобразователя и соединена через резисторы с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей. В случае однофазного выхода источ ник:а питания выходы операционных уси лителей соединены с базами транзисто ров различного типа проводимости. В случае двухфазного выхода источника питания выход каждого операцион ного усилителя -соединен с базами двух транзисторов различного типа проводимости. Преобразователь содержит источник 1 входного сигнала, первый 2 и второй 3 операционные усилители, соединенные с источником 1 входног 9 сигна ла, и фазочувств 1тельный усилитель k мощности. На фиг. 1 показан преобразователь с однофазным источником переменного напряжения питания. Б этом случае выход первого операционного усилителя 2 (ОУ) подключен к базе транзисто ра 5 одного типа проводимости усилителя k мощности и выход второго ОУ 3 подключен в базе транзистора 6 друго го типа проводимости усилителя , Эмиттеры транзистора 5 и 6 соединены с общей точкой схемы, аколлекторы через диоды 7 и 8 соединены последовательно с источником 9 переменного напряжения питания и с выходом 10 фазочувствительного усилителя мощности. Этот выход 10, служащий также выходом преобразователя, через резисторы 11 и 12 соединен с неинвертирующими входами операционных усилителей 2 и 3- При другом возможном варианте соединения выхода 10 и Ьднофазного источника 9 питания, когда к общей точке схемы подключен источник питания, резисторы обратной связи соединяются с инвертирующими входами операционных усилителей 2 и 3. На фиг. 2 показан преобразователь с двухфазным источником 9 питания, В этом случае выход первого ОУ 2 подключен к Ьазам двух транзисторов 5 различного Типа проводимости,, коллекторы которых через диоды подключены к противофазным выходам источника 9 питания и выход второго ОУ 3 подключен к базам двух других транзисторов 6 различного типа проводиМости, коллекторы которых через диоды 8 подключены также к противофазным выходам источника 9 питания. При этом к каждому из противофазных выходов источника 9 питания подключены транзисторы различного типа проводимости. Выход 10 фазочувствительного усилителя 4 мощности, служащий выходом преобразователя, подключен между общей точкой схемы и средним выводом двухфазного источника 9 питания и через резисторы 11 и 12 соединен с неинвертирующими входами операционных усилителей. Преобразователь (фиг. 2) работает следующим образом. При отрицательных полупериодах переменного напряжения источника 1 входного сигнала на выходе ОУ 2 будет положительный сигнал и на выходе ОУ 3 - отрицательный. Из двух транзисторов 5 будет открыт переход база-эмиттер транзистора п-р-п типа проводимости. Соответственно из двух транзисторов 6 будет открыт переход база-эмиттер транзистора р-п-р типа проводимости. Так как коллекторы этих транзисторов подключены к одному из противофазных выходов источника 9 питания, то ток будет протекать только через один от открытых транзисторов, в зависимости от фазы напряжения источника 9 питания. Предположив положительную полярность приложенного напряжения питания, получим, что ток в нагрузке подключенной к выходу 10, будет обусловлен протеканием тока через транзистор п-р-п типа проводимости и выходное напряжение имеет отрицательную полярность. При положительных полупериодах переменного напряжения источника 1 входного сигнала на выходе ОУ 2 будет отрицательный сигнал, и на выходе ОУ 3 положительный, В этом случае из двух транзисторов 5 будет открыт переход база-амиттер транзистора р-п-р типа проводимости и из двух транзисторов 6 будет открыт переход база-эмиттер транзистора п-р-п типа проводимости. Так как коллекторы этих транзисторов подключены к другому выходу источника 9 питания, на котором в этот полупериод фаза напр жения питания будет также положител ной, ток в нагрузке будет обусловле протеканием тока через транзистор п-р-п типа проводимости и выходное напряжение и в этот полупериод имее отрицательную полярность. При изменении фазы входного сигн ла на 180® соотношение фазы входного сигнала и напряжений на выходах дву фазного источника 9 питания изменит ся, и к коллекторам открытых транзисторов будет прикладываться отрицательное напряжение источника питания. При этом ток на выходе преобразователя будет обусловлен протеканием тока через коллекторно-эмиттерные переходы транзисторов р-п-р типа проводимости, а напряжение на выходе преобразователя будет иметь положите льную полярность. . Диоды 7 и 8 обеспечивают подключе ние коллекторных цепей транзисторов к источнику 9 питания только при соответствующей полярности напряжения питания. Резисторы 11 и 12 предназначены для соединения выхода преобразователя и соответствующих входов операционных усилителей 2 и 3 в данном случае неинвертирующих в виде отрицательной обратной связи, что обеспечивает изменение сигнала- постоянного трка на выходе преобразователя в соответствии с амплитудой переменного напряжения входного источника 1. Преобразователь (фиг. 2)обеспечивает двухполупериодное выпрямление переменного напряжения на выходе. Преобразователь (фиг. 1) работает аналогично с той лишь разницей, что на его выходе обеспечивается только однополупериодное выпрямление переменного напряжения. Таким образом, преобразователь обеспечивает; изменение выходного сигнала постоянного тока в соответствии с изменением амплитуды перемен ного напряжения на входе преобразователя; изменение полярности выходного сигнала постоянного тока при изменении фазы переменного напряже2 6 ния на входе преобразователя; усиление выходного сигнала постоянного тока по мощности, что позволяет подключать к выходу преобразователя регистрирующие устройства, устройства сигнализации граничных положений, получить сигналы для дистанционной передачи показаний и стандартный сигнал для использования в автоматических системах управления; высокое быстродействие, позволяющее применить преобразователь в устройствах защиты. Формула изобретения 1.Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий два операционных усилителя, фазочувствительный усилитель мощности на транзисторах и источник переменного напряжения питания, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента передачи преобразовате;1Я, вход преобразователя подключен к инвертирующему входу первого операцион ного усилителя и к неинвертирующему входу второго операционного усилите ля, выходы операционных усилителей подключены k базам транзисторов различного типа проводимости, фазочувствительного усилителя мощности, коллекторы каждого из транзисторов через диоды соединены последовательно с выходной -клеммой источника переменного напряжения, эмиттеры соединены с о.бщеи точкой схемы, вторая выходная клемма источника переменного напряжения питания является выходом преобразователя и соединена через резисторы с неинвертирующими входами первого и второго операционных усилителей. 2.Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что источник питания выполнен с однофазным выходЬм, выходы операционных усилителей соединены с базами транзисторов различного типа проводимости усилителя мощности. 3. Преобразователь по п. 1, о т ичающийся тем, что источик питания выполнен с двухфазным ыходом, выход каждого операционноГо силителя соединен с базами двух ранзисторов различнрго типа прово имости усилителя мощности.