Преобразователь напряжение - ток

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания. Цель изобретения - повышение надежности путем защиты от короткого замыкания нагрузки. Устройство содержит два каскада преобразования на дифференциальных усилителях постоянного тока, масштабные резисторы и резисторы обратной связи по току нагрузки, дифференциальный аналоговый сумматор, двухвходовый инвертор, первый, второй селекторы сигналов положительной и третий, четвертый селекторы сигналов отрицательной полярностей, источники опорного напряжения, резистивный датчик тока, задатчик сигнала. В устройстве обеспечена блокировка входного сигнала с последующим снижением выходного тока при снижении сопротивления нагрузки или попадании концов нагрузки на общую шину. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1472834 А1 (.51) 4 G 01 R 19/00, H 02 Н 7/12

OIlHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 рующим входом которого включен первый резистор 2 отрицательной обратной связи, а к инвертирующему входу под- 4 Ь ключен первый вывод первого масштаб- ь )

:ного резистора 3. Между выходом пер- Я вого дифференциального усилителя 1 (р и. его неинвертирующим входом последовательно включены резисторы 4, 5 р ,обратной связи по току, а между не инвертирующим входом усилителя 1 и общей шиной — масштабный резистор 6 обратной связи по току. Выход первого дифференциального усилителя 1 соединен с инвертирующим входом вто3м рого дифференциального усилителя 7 через,,второй масштабный резистор 8.

Выход второго дифференциального усилителя 7 соединен с его инвертирующим входом через второй резистор 9 отрицательной обратной связи, а так-.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 421.4363/24-07 (22) 24.03 ° 87 (46) 15.04.89. Бюл. 1Ф 14 (72) В.Г.Лесков, Н.М.Фомин и Ю.В. Сурков . (53) 621.314..1(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

N - 746302, кл. G 01 R 19/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1182418, кл. С 01 R 19/00, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ТОК (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания. Цель изобретения — повышение надежности путем защиты от ко1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования напряжений электрических сигналов в выходной ток и может найти применение в качестве электрических. преобразователей управляющего напряжения в ток обмоток управления электромагнитных преобразователей, управляющих работой электрогидравлических приводов, электромашинных усилителей и т.д.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения защиты от короткого замыкания нагрузки.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя напряжение — ток.

Преобразователь напряжения в ток содержит первый дифференциальный усилитель 1, между выходом и инвертироткого замыкания нагрузки. устр-во содержит два каскада преобразования на дифференциальных усилителях постоянного тока, масштабные резисторы и резисторы обратной связи по току нагрузки, дифференциальный аналоговый сумматор, двухвходовый инвертор, первый, второй селекторы сигналов положительной и третий, четвертый селекторы сигналов отрицательной полярностей, источники опорного напряжения, резистивный датчик тока, задатчик сигнала. В устр-ве обеспечена блокировка входного сигнала с последующим снижением выходного тока при снижении сопротивления нагрузки или попадании концов нагрузки на общую шину. 1 ил.

1472834 же с точкой соединения резисторов

4, 5 через резистивный датчик 1О тока и нагрузку 11. Преобразователь

° содержит также дифференциальный аналоговый сумматор 12, первый вход ко5 торого соединен с точкой соединения резистивного датчика 10 тока и нагрузки 11, второй — с выходом первого дифференциального усилителя 1, третий — с выходом второго.дифференциального усилителя 7, четвертый — с тачкой соединения резисторов 4, 5, а выход — с информационными входами первого и третьего селекторов 13, 14 сигналов соответственно положительной и отрицательной полярности, входы запрета которых соединены соответственно с источниками 15 и 16 опорного напряжения положительной и отрицательной полярности. Выход перво— го селектора 13 сигналов положительной полярности соединен с входом запрета второго селектора 17 сигналов положительной полярности, а вы- 25 ход — третьего селектора 14 сигналов отрицательной полярности — с входом запрета четвертого селектора 18 сигналов отрицательной полярности. Информационные входы селекторов 17, 18 30 сигналов соединены с входом задатчика 19 сигналов. Выходы селекторов

17, 18 сигналов соединены с первым и вторым входами двухвходового инвертора 20 соответственно. Выход инвертора 20 соединен с вторым выводом второго. масштабного резистора 3.

В качестве селекторов сигналов могут быть использованы известные прецизионные диодные ограничители, выполненные на операционном усилителе.

Дифференциальный аналоговый сумматор 12 и двухвходовый инвертор 20 могут быть выполнены на операционных усилителях.

Преобразователь напряжение-ток работает следующим образом.

При подаче на вход напряжения

U отрицательной полярности на выходе селектора 17 появляется напря50 жение +U „, так как селектор 17, выполненный на операционном усилителе, для сигнала отрицательной полярности является инвертором в соответ55 ствии с его детектирующей характеристикой.

На выходе селектора 18 в это время сигнал отсутствует, так как он не пропускает входной сигнал указанной полярности на выход в соответствии с его детектирующей характеристикой. Инвертированный входной сигнал

U поступает на вход усилител,я 1 чере3 двухвходовый инвертор 20 и мас-. штабный резистор 3. На выходе усилителя 1 появляется напряжение U,, величина которого определяется соотношением сопротивлений резисторов 2 и

3. При их соотношении » 1, усилитель 1 является линейным усилителем напряжения, а обратная связь, снимаемая с резистора 4 по току с помощью делителя на резисторах 5 и 6, увеличивает его выходное сопротивление и при согласованных по величине сопротивлениях 6,2 и 5,3 усилитель 1 работает как источник тока, управляемьй входным напряжением U.„. Усилитель 7 при равенстве сопротивлений резисторов 8 и 9 инвертирует входной сигнал

U с единичным коэффициентом передачи и между выходами усилителя 1 и 7 образуется суммарный сигнал 2U который приложен к нагрузке 11 и резисторам 4 и 10. Таким образом, ток I „ в нагрузке не изменяется при изменении сопротивления нагрузки 11, так как усилитель i работает как источник тока. Ток нагрузки Iö, проходящий через резисторы 4 и 10, образует на них падение напряжения, которое дифференциальным аналоговым сумматором 12 выделяется на его выходе. Сигнал с выхода дифференциального аналогового сумматора 12 в виде напряжения отрицательной полярности поступает на информационные входы селекторов 13, 14, на входы запрета которых с источников опорного напряжения подаются соответственно положительное +Uoð и отрицательное -U íàïðÿжения. Опорное напряжение +U „ обеспечивает непропускание сигнала отрицательной полярности -U „на выход селектора 13, поступающего с дифференциального аналогового сумматора

12. Сигнал -U не проходит и на выход селектора 14, так как он является запирающим сигналом для селектора 14 и совпадает по знаку с его опорным напряжением. Если U Пщ„ то на выходе селектора 13 отсутствует выходной сигнал, а входной сигнал с выхода селектора 17 через двухвходовый инвертор 20 поступает на вход преобразователя.

834

Ф а р м у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь напряжение — так, содержащий два дифференциальных усилителя, выход одного иэ которых через первый резистор отрицательной обратной связи соединен с инвертирующим входом и через последовательно соединенные два резистора обратной связи по току — C неинвертирующим входом своего усилителя, выход второго усилителя через второй резистор отрицательной обратной связи соединен с инвертирующим входом своего усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, задатчик сигнала, источники опорного напряжения положительной и отрицательной полярностей, первый, второй селекторы положительной и третий, четвертый селекторы отрицательной полярностей, причем к инвертирующему входу первого усилителя подключен первый вывод первого масштабного резистора, инвертирующий вход второго усилителя через второй масштабный резистор подключен к выходу первого усилителя, неинвертирующий вход которого через масштабный резистор обратной связи по току подключен к общей шине, тачка соединения резисторов обратной связи па току подсоединана к первому выводу для подключения нагрузки, кроме того, информационные входы второго селектора положительной и четвертого селектора отрицательной полярностей подключены к входу задатчика сигнала, вход запрета второго селектора подключен к выходу первого селектора, вход запрета четвертого селектора подключен к выходу третьего селектора, вход запрета первого селектора подключен к выходу источника опорного напряжения положительной полярности, вход запрета третьего селектора подключен к выходу источника опорного напряжения отрицательной полярности, отличающийся тем, что, .с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от короткого замыг кания нагрузки,в него введены реэис55

5 1472

При резком изменении сопротивления нагрузки 11 в сторону его уменьшения вплоть до нуля или при попадании концов нагрузки 11 на общую шину

5 возможном при испытаниях и эксплуатации преобразователя, через резисторы 4 и 10 возрастает ток нагрузки и, следовательно, возрастает величина сигнала -У,„, образующегося на выходе дифференциального аналогового сумматора 12. В этом случае сигнал

-U превышает величину опорного напряжения Uonno абсолютной величине и на вьгходе селектора 13 образуется сигнал положительной полярности, который, являясь опорным для селектора 17, запирает его и на его выход входной сигнал Ug с входной шиной не проходит. Таким образом, так нагрузки Т„ ограничивается до безопасного уровня. При подаче сигнала Ц с входной шины положительной полярности селектор 17 не пропускает входной сигнал, а работает селектор 18, ин- 25 вертируя входной сигнал, который далее поступает через двухвходовый инвертор 20 и резистор 3 на вход дифференциального усилителя 1. Падение напряжения на резисторах 4 и 10, про- 30 порциональное величине тока нагрузки ТH выделяется сумматором 12. Напряжение с выхода сумматора 12 поступает на информационные входы селекторов 13 и 14. При уменьшении нагруз35 ки 11 или попадании концов нагрузки

11 на общую шину напряжение U+ возрастает, превышая опорное -Uoq по абсолютной величине, и на выходе селектора 14 образуется сигнал отри- 4О цательной полярности, который запирает селектор 18, вследствие чего входной сигнал Uz„ не проходит на вход усилителя 1 и, следовательно, ток нагрузки I также ограничивается до безопасного уровня.

Таким образом обеспечена блокировка входного сигнала с последующим снижением выходного тока при снижении сопротивления нагрузки или попадании концов нагрузки на общую шину и защищены от перегрузки выходные каскады его усилителей, что повышает надежность преобразователя.

Технические преимущества предлагаемого устройства заключаются в повышении надежности при снижении сопротивления нагрузки в связи с защи- .

TàH выходных каскадов силовых усилителей путем блокировки вх< дног сигнала и ограничения выходного така.

Экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в с шжении затрат на ремонт при эксплуатации в связи с повышением эксплуатационной надежности.

1472834

Составитель С.Ситко

Техред М.Дидык Корректор H,Ìót.êà

Редактор О.Спесивых

Заказ 1704/44 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 тивный датчик тока, дифференциальный аналоговый сумматор и двухвходовый инвертор, при этом датчик тока включен между вторым выводом для подклю чения нагрузки и выходом второго диф5 ференциального усилителя, первый вход дифференциального аналогового сумматора соединен с вторым выводом для подключения нагрузки, второй вход — с 1п выходом первого дифференциального усилителя, третий вход — с выходом второго дифференциального усилителя, четвертый вход — с первым выводом для подкгпачения нагрузки, выход дифференциального аналогового сумматора соединен с информационными входами первого и третьего селекторов, один вход двухвходового инвертора соединен с выходом второго, другой вход — с выходом четвертого селекторов, а выход — с вторым выводом первого масштабного резистора.