Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 02 M 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3607493/24-07 (22) 21.06.83 (46) 30.12.85. Бюл. И 48

171) Омский ордена Ленина завод электрических точных приборов (72) 10.С. Мальцев и В.Д. Шевченко . (53) 621.314.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 100!378, кл. Н 02 M 7/08, 1983.

Заявка Японии И 53-22659, кл. Н 02 М 7/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 338978, кл. Н 02 M 7/06, 1972. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) ИзобРетение позволяет повысить точность и стабильность преобразователя переменного напряжения в постоянное. В преобразователь введен корректирующий канал 3, на входы 16 и

17 которого поступает напряжение с выходов 13 и 14. С выхода 18 корректирующего канала 3 полученный сигнал поступает на корректирующий вход 19 усилителя 1. Этот сигнал корректирует выходной сигнал усилителя 1 до тех пор, пока среднее значение сигнала на входе 16 корректирующего звена 3 не станет равным среднему значению сигнала на его входе 17, т.е. регулирует выходной сигнал уснлителй 1 до тех пор, пока в нем не будет постоянной составляющей, вызванной смещением нуля усилителя 1 или нендентичностью параметров диодов 9 и 10. 3 ил.

1201992

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения в постоянное преимущественно для напряжений, поступающих от источников малой мощности.

Цель изобретения — повышение точности и стабильности преобразователя.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя, обеспечиаающего однополупериодное выпрямление входного сигнала;.на фиг. 2 — схема преобра.зователя, обеспечивающего двухполупериодное выпрямление входного сигнала; на фиг. 3 — схема выполнения корректирующего канала преобразователя, вариант.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержит дифференциальный усилитель l, диодно-резисторный мост 2, корректирующий канал 3, эквивалент нагрузки 4 и масштабирующий элемент в виде дополнительного резистора 5. Неинвертирующий вход усилителя 1 соединен с .входным выводом 6. Инвертирующий .вход усилителя через масштабирующий элемент 5 соединен с входным выводом 7, соединенным с общим выводом 8. !

Разноименные выводы электродов диодов 9 и 10 моста 2 соединены с выходом усилителя 1. Общая точка соединения резисторов 11, 12 и 5 подключена к инвертирующему входу усилителя 1. Точки соединения диодов 9 и 10 с резисторами 11 и 12 служат парафазными выходами преобразователя, образуя выходные выводы 13 и 14. Выходной вывод 15 соединен с общим выводом. Выходные выводы 13 и 14 соединены с входами 16 и 17 соответственно корректирующего канала 3, выход

18 которого соединен с корректирующим входом 19 усилителя 1. Эквивалент нагрузки 4 подключен к одному из выходных выводов (13 ааа 14) преобразователя, т.е. если нагрузка преобразователя подключена к выходным выводам 13 и .15 то эквивалент нагрузки 4 подключается к выводам .

14 и 15 и наоборот. Вьпчолнение эквивалента нагрузки зависит от типа нагрузки преобразователя при обязательном выполнении условия, что полное сопротивление эквивалента нагрузки равно полному сопротивлению внешней нагрузки.

Устройство по фиг. 2 отличается от устройства по фиг. 1 тем, что масштабирующий элемент 5 выполнен в виде двух резисторов 20 и 21, обO

5 щая очка соединения которых подключена к входному выводу 7, а их сво- бодные выводы подключены соответственно к точкам соединения диодов 9 и 10 с резисторами ll и 12. Общий

10 вывод 8 соединен с входным выводом 6.

Корректирующий канал, согласно фиг. 3 состоит as последовательно соединенных сумматора 22, высокочастотного фильтра 23, астатического

15 звена 24 и масштабного элемента 25.

Входы сумматора 22 служат входами

16 и 17 корректирующего канала 3 (фиг. 1 и 2). Выход масштабного элемента 25 служит выходом 18 корректи2О рующего канала 3.

Сумматор 22 может быть выполнен по стандартной схеме суммирующего . операционного усилителя, в простей-шем случае — в виде двух резисторов

25 26 и 27, одни выводы которых объединены. Фильтр 23 может быть выполнен в виде ВС-фильтра нли в виде конденсатора 28, одна обкладка которого соединена с входом и выходом фильт30 ра 23, а другая — с общим выводом.

В этом случае резисторы 26, 27 и конденсатор 28 выполняют функции сумматора и высокочастотного фильтра.

Астагическое звено 24 может быть выполнено, в частности, в виде интегрирующего усилителя 29 с конденсатором

30 и резистором 31 в цепи отрицательной обратной связи.

Масштабный элемент 25 может быть ,1О выполнен, в частности,,в виде резистора 32 °

Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Источник входного сигнала U „ переменного .тока может быть подключен либо к выводам 6,8 (вывод 8 в этом случае соединен с выводом 7), либо к выводам 7, 8 (вывод 6 в этом случае соединен с выводом 8). Нагрузка может быть подключена либо к выводам

13, 15, либо к выводам 14, 15.

Пусть источник входного сигнала подключен к выводам 6,8, а нагрузка— к выводам 13, 15. Напряжение переменного тока с вывода 6 (фиг. 1) поступает на неннвертирующнй вход усилителя 1, а с вывода 8 — на вывод 7

201992

1О

50 шиной..

55 з . 1 и через резистор 5 на инвертирующий вход усилителя !.

С .выхода усилителя 1 положительная полуволна напряжения проходит через диод .10 моста 2 и поступает в нагрузку, а через резисторы 12 и

5 — на общий вывод (общую шину).

Отрицательная полуволна напряжения с выхода усилителя 1 проходит через диод 9 и поступает на эквивалент нагрузки 4, а через резисторы 11 и

5 - на общую шину. Падение напряжения на резисторе 5 представляет .собой напряжение обратной связи, которое поступает на инвертирующий вход усилителя 1 и определяет его коэффициент передачи.

Напряжения с парафазных выходов

13 и 14 поступают на входы 1 6 и 17 корректирующего канала 3 и после суммирования сумматором 22 (фиг.3), фильтрации высокочастотным фильтром

23 сигнал подвергается интегрированию статическим звеном 24, после чего через масштабный элемент 25 с выхода 18 корректирующего канала 3 полученный сигнал поступает на корректирующий вход 19 усилителя !. Этот сигнал корректирует выходной сигнал усилителя до тех пор, пока среднее значение сигнала на входе 16 корректирующего канала 3 не станет равным среднему значению сигнала на его входе 17, т.е. регулирует выходной сигнал усилителя 1 до тех пор, пока в нем не будет постоянной составляющей, вызванной смещением нуля усилителя 1 или неидентичностью параметров диодов 9 и 10- Наличие эквивалента нагрузки 4 уравнивает токи, текущие с выхода усилителя 1 через диод 1О в нагрузку и с выхода усилителя 1 через диод 9 — в эквивалент нагрузки. Это позволяет более точно осуществлять коррекцию, так как диоды

9 и 10 всегда работают при равных токах. т.е. в одной точке вольтамперной характеристики.

При выполнении преобразователя . по фиг.2, он работает следующим образом. Источник входного сигнала

Uâ õ, подключенный к выводам 7 и 8, соединен с неинвертирующим входом усилителя 1 и через резисторы 20 и 21, 11 и 12 — с инвертирующим входом усилителя 1; Одна нолуволна входного переменного напряжения, например положительная, через резисторы 20 и 11 поступает на инвертирующий вход усилителя 1 и с выхода этого усилителя инвертированная (отрицательная) полуволна через диод 9 поступает на выход 14. Вторая полуволна (отрицательная) через резистор 20 непосредственно проходит на выход 14. Аналогичным образом формируется выпрямленный сигнал на выходе 13. Положительная полуволна входного напряжения через резистор

21.проходит на выход 13. Отрицательная полуволна входного напряжения через резисторы 21 и 12 поступает на инвертирующий вход усилителя и с выхода этого усилителя инвертированная (положительная) полуволна через диод 10 также поступает на выход 13.

Одновременно выходные парафазные напряжения с выходов 13 и 14 поступают на входы 16.и 17 корректирующего канала 3, выходной сигнал которого поступает на вход 19 усилителя 1, корректируя его выходной сигнал до тех пор, пока в нем не будет постоянной составляющей, вызванной смещением нуля усилителя 1 или неидентичностью параметров диодов 9 и 1О. Работа корректирующего канала не отличается от его работы в устройстве по фиг. 1.

Устройство по фиг. 1 предпочтительно испольэовать в тех случаях,35 когда необходимо работать с источником сигнала переменного тока, имеющим значительное выходное сопротивление. В этом случае для уменьшения погрешности преобразователя необходимо иметь, преобразователь с достаточно высоким входным сопротивлени- ем, что и обесцечивается подачей входного сигнала на неинвертирующий

/ вход усилителя 1 и соединением инвер45 тирующего Входа с Общей шиной

В тек случаях, когда необходимо иметь двухполупериодное выпрямление сигнала, предпочтительно использовать схему по фиг. 2 ° Однако эта схема имеет низкое входное сопротивление, что обусловлено подачей входного сигнала на инвертирующий вход усилителя и соединением неинвертирующего входа усилителя 1 с общей

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий

S 1201992 6 входной, два выходных и общий выводы рующий канал с двумя входами, соедидля подключения соответственно ис- ненными с выходными выводами и од/

Ф точннка входного напряжения и двух ним выходом, соединенным с корректинагрузок, усилитель, две параллель- рующим входом усилителя, и эквивано соединенные ветви, одна из кото- 5 лент нагрузки, соединенный с одним рых состоит из двух последовательно из выходных выводов, причем неинвервключенных диодов, другая — из двух тирующий вход дифференциального усипоследовательно соединенных резисто- лителя соединен с входным выводом, ров, и дополнительный резистор, при- его инвертирующий вход подключен к чем общие точки соединения диодов fp -общей точке соединения резисторов и резисторов указанных ветвей подклю- второй ветви и одного конца дополничены соответственно к выходному и тельного резистора, другой конец ковходному выводам усилителя, а свобод- торого соединен с общим выводом, а ные выводы ветвей соединены с соот- корректирующий канал выполнен в виде ветствукицими выходными выводами, о т- f5 последовательно включенных сумматол и ч а ю шийся тем, что, с ра, высокочастотного фильтра, астатицелью повышения точности и стабиль- ческого звена и масштабного элемента,. ности, в качестве усилителя применен причем входы сумматора являются входифференциальный усилитель с коррек- дами корректирующего канала, а выход тирующнми входами и в преобразова- gp,ìàñøòàáíîrî элемента- его выхо- тель дополнительно введены корректи- дом.

ВНИИПИ Заказ S102/57

Тираж б45 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгпрод, ул.Проектная, 4