Усилитель с развязкой

 

Изобретение м.б. использовано для гальванич. развязки измерительных цепей однополярных сигналов. Цель изобретения - повьшение быстродействия . У-ль содержит буферный + О - О у-ль 1, развязывающий тр-р 2 с 1-й и 2-й обмотками 3 и 4 соответственно , г-р 5 импульсов, ключевые эл-ты 6 и 7, диод 8, конденсатор 9, шину 10 источника питания, балластный резистор 11. В исходном состоянии эл-ты 6 и 7 разомкнуты. Диод 8 заперт входным напряжением. Выходное напряжениеу-ля определяется напряжением на конденсаторе 9, сформированным в момент предыдущего цикла преобразования и коэф. передачи у-ля 1. Если напряжение на входе у-ля возросло , то при появлении импульсов на 1-м и 2-м выходах г-ра 5 и замыкании зл-тов Ь VI 1 начинается дозаряд конденсатора 9 через резистор II. I ил. i (Л :о СлЭ EUD СО

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 03 F 3 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3988803/24-09 (22) 10.11.85 (46) 15.09 ° 87. Бюл. Ь 34 (72) С,П.Лохов, В.А.Клепиков, В.Я.Таубес, В.В.Захаров и В.К.1 apees (53) 621.375.4(088.8) (56) Патент США В 3988690, кл . Н 03 F 3/38, опублик. 26.10,76

Авторское свидетельство СССР

М 773909, кл . Н 03 F 3/38, 05.07.77. (54) УСИЛИТЕЛЬ С РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение м.б ° использовано для гальванич. развязки измерительных цепей однополярных сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродействия. У-ль содержит буферный

SU 1 79 9 А1 у-ль 1, раэвязывающий тр-р 2 с 1-й и 2-й обмотками 3 и 4 соответственно, г-р 5 импульсов, ключевые эл-ты

6 и 7, диод 8, конденсатор 9, шину

I0 источника питания, балластный резистор 11. В исходном состоянии эл-ты 6 и 7 разомкнуты. Диод 8 заперт входным напряжением. Выходное напряжение- у-ля определяется напряжением на конденсаторе 9, сформированным в момент предыдущего цикла преобразования и коэф, передачи у-ля

1. Если напряжение на входе у-ля возросло, то при появлении импульсов на

1-м и 2-м выходах г-ра 5 и замыкании эл-тов 6 и 7 начинается дозаряд конденсатора 9 через резистор ll. I ил.

1337999

ИэобретеHH« относится к автоматике и измерительной технике и может бьггь использовано для гальванической развязки измерительных цепей од1 нополя рных сигналов, Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже представлена структурная Схема усилителя с развязкой. 10

Усилитель с развязкой содержит буферный усилитель 1, развяэывающий трансд?орматор 2 с первой и второй обмотками 3 и 4, генератор 5 импульсов, первый и второй ключевые ;л«менты 6 и 7, диод 8, конденсатор 9, шину 10 источника питания балластный резистор 11, Усилитель с развязкой работает следующим образом, 20

В исходном состоянии первый рой ключевые элементы 6 и 7 разомкнуты, а диод 8 заперт входным напряжением, Выходное напряжение усилите?5 ля с развязкой определяется напряжением на конденсаторе 9, сформированным в момент предыдущего цикла преобразования, и коэффициентом передачи буферного усилителя l, Если к следующему циклу преобразо- З" вания напряжение иа входе усилителя с развязкой возросло, то ири появлении импульсов на первом и втором выходах генератора 5 и замыкании первого и второго ключевых элементов

6 и 7 начинается дозаряд конденсатора 9 через бал.гастиый резистор 11, Возрастающ«« llалряж«иие иа конденсаторе 9 оказывается приложено к второй обмотке 4 разнязывающего трансформа- Рй тора 2 и в соответсзвии с его коэффициентом трансформации передается на первую обмотку 3. Когда напряжение на первой обмотке 3 сравнивается с входным напряжением усилит ля с раз-45 вязкой, отпирается диод 8 и,лльиейший рост напряжения на обмотках развяэывающего траисформатора 2 прекращается. Далее происходит размыкание первого ключевого элемента 6; напря- 50 жение на конденсаторе 9 фиксируется до следующего цикла преобразования, а выходное напряжение усилит ля с развязкой определяется входным сигналом в момент размыкания первого 55 ключевого элемента 6 с учетом коэффициента трансформации ра3вязываюшеI o T1I Hcl1Io1IM To1I 2 II Ko ôÀèöèåIIòà передачи буферного усилителя 1. Сиустя некоторое время после ра 3мыкания перно го ключевого элем« нч а IlpoHcxo дит насыщение развяэываюшего трансдк>рматора и напряжение на первой и второй обмотках 3 и 4 сиадаег до нуля, диод 8 запирается. Ilo окончании импульса на первом выходе генератора 5 второй ключевой элемент 7 размыкается и магиитопровод развязывающего трансформатора 2 размагничивается до значения остаточной индукции. В это время на первой и второй обмотках 3 и 4 раэвязывающего трансформатора 2 формируются короткие импульсы обратной полярности, которые не оказывают влияния на выходной сигнал, так как первый и второй ключевые элементы 6 и 7 к этому времени разомкН y T6I °

Если к следующему циклу иреобра3оваиия напряжение иа входе усилителя с развязкой уменьшилось, то в момент замыкания иервого и второго ключевых элементов 6 и 7 иа первой обмотке 3 возникает напряжение, превышающее входное, и диод 8 сраэу отпирается.

11о обмоткам развязынающего трансформатора 2 протекают импульсы тока, в результате конденсатор 9 разряжается через внутреннее сопротивление источника входного сигнала, приведенио к второй обмотке 4, до значения, соответствующего входному сигналу (с учетом коэффициента трансформации развязывающего трансформатора 2).

Если входной сигнал, приведенный к второй обмотк 4, превышает напряжение на шине 10 источника питания, диод 8 ие отиираетс я, Б этом слу— чае амплитуда импульсов иреобразо— нания на второй обмотке 4 (а следовательно, и напряжение иа конденсаторе 9, достигает напряжения на шине 10. Усилитель с развязкой ири этом оказывается в режиме ограничения выходного сигнала.

Лналогично схема может работать, если в качестве иреобра3vKlEHx импульсов испольэовать импульсы размагничивания раэвязывающего трансформатора 2, которые возникают при размыкаиии второго ключевого элемента 7. В этом случае первый ключевой элемент должен замыкаться одновременно с раэмыканием второго ключевого элемента 7, причем время замкнутого состояния первого ключевого элемента 6 не должно превьш ать времени длительнос1337999

10 формула изобретения

Составитель П.Дик

Редактор М,Дылын Техред В.Кадар Корректор Л, Бескид

Заказ 4142/53

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ти импульса размагничивания. 11оскольку характер процессов не изменяется от перестановки мест последовательно включенных элементов: вторичной обмотки 4 трансформатора 2, балластного резистора ll второго ключевого элемента 7 и источника питания, то порядок их последовательного включения может быть другим, например ключевой элемент 7 может быть включен в разрыв между обмоткой 4 и общей шиной 10, Усилитель с развязкой, содержащий буферный усилитель, развязывающий трансформатор, генератор импульсов, первый и второй ключевые элементы

20 диод и конденсатор, причем первая обмотка развязывающего трансформатора включена между первой общей шиной и первым выводом диода, а вторая обмотка — между второй общей шиной и первым выводом первого ключевого элемента, второй вывод которого через конденсатор подключен к второй общей шине, первый вывод второго ключевого элемента соединен с шиной источника питания, а вход управления — с первым выходом генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, входом усилителя с развязкой является второй вывод диода, а выходом— выход;буферного усилителя, вход которого соединен с вторым выводом первого ключевого элемента, вход управления первого ключевого элемента соединен с вторым выходом генератора импульсов, при этом между первым выводом первого ключевого элемента и вторым выводом второго ключевого элемента включен балластный резистор.