Устройство для передачи потенциала с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники. Целью изобретения является повышение быстродействия путем уменьшения времени задержки выходного сигнала , по отношению к входному. Дпя достижения цели в устройство введены входные транзисторные ключи 6, 7, четырехфазный генератор цмпульсов 1, четыре элемента И 2, вьшрямителн 11, 12, образованы новые функциональные связи. Кроме того, устройство содержит входные транзисторные ключи 4, 5, импульсные трансформаторы 9, 10, шину 3 входного сигнала, выходные . шины 13, 14. Устройство позволяет передавать сигналы практически произвольной длительности с минимальной задержкой и минимальными искажениями фронтов и вершин с эффективной гальванической развязкой между входом и выходом. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 Н 03 Н 7/38, К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3770478/24-21 (22) 06.07.84 (46) 30.01.87. Бюл. 111 4 (72) Ю.Д.Сахаров (53) 621. 373 (088. 8) (56) Измерительные преобразователи постоянного тока/ Под ред.

Л.А.Синицкого. Киев: Наукова думка, 1965, с. 243.

Авторское свидетельство СССР

Ф 448569, кл. Н 03 Н 7/38, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПОТЕНЦИАЛА С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем уменьшения

80„„Иш25Я А1 времени задержки выходного сигнала, по отношению к входному. Для достижения цели в устройство введены входные транзисторные ключи 6, 7, четырехфазный генератор импульсов 1, четыре элемента И 2, выпрямители ll, 1-2, образованы новые функциональные связи. Кроме того, устройство содержит входные транзисторные ключи 4, 5, импульсные трансформаторы 9, 10, шину 3 входного сигнала, выходные, шины 13, 14. Устройство позволяет передавать сигналы практически произвольной длительности с минимальной задержкой и минимальными искажениями фронтов и вершин с эффективной гальванической развязкой между входом и выходом. 3 ил.

128725

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем уменьшения времени задержки выходного сигнала по отношению к входному.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы работы устройства. f0

Устройство для передачи потенциала с гальванической развязкой содержит четырехфазный генератор 1 импульсов, четыре элемента И 2, шину 3 входного сигнала, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 входные тран зисторные ключи, источник 8 питания, первый 9 и второй 10 импульсные трансформаторы, первый 11 и второй 12 выпрямители, первую !3 и вторую 14 выходные шины, связь 15 между выходами выпрямителей 1! и 12, при этом фаз.ные выходы 16, 17, 18 и 19 генератора соединены с первыми входами со25 ответственно первого, второго, треть-. его и четвертого элементов И 2, вторые входы которых соединены с шиной

3 входного сигнала. Выходы элементов

И 2 соединены с базой соответственно первого 4, второго 5, третьего 6 ЗО и четвертого 7 входных транзисторных ключей, эмиттеры которых .соединены с второй шиной источника 8 питания.

Коллекторы первого и второго входных транзисторных ключей соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки первого импульсного трансформатора 9, а коллекторы третьего и четвертого ключей — соот1 ветственно с началом и концом первич- 4О ной обмотки второго импульсного трансформатора 10. Средние точки пер-вичных обмоток трансформаторов 9 и

lO соединены с первой шиной истбчника 8 питания, Вторичные обмотки первого и второго импульсных трансформаторов соединены через выпрямители 11 и -2 с выходными шинами 13 и 14 устройства. 5О

На временных диаграммах (фиг.2 и 3) позиции 16 17, 18 и 19 соответствуют фазным выходам 16, 17, 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

Начиная с момента подачи напряжения питания Е четырехфазный генератор импульсов выдает четыре непрерывные сдвинутые друг относитель. но друга периодические последовательности импульсов, следующих со скважностью С! — = 2, на выходах 16-19 (ф ir.2) .

Временный сдвиг между импульсами соседних фаз (последовательностей) 16 и !8, 18 и 17, !7 и 19, 19 и !6 составляет одну четверть периода следования импульсов в последовательности.

Напряжения на выходах 16 и 17

18 и 19 изменяются строго противофазно, т,е. временной сдвиг фаз 16 и 17, 18 и 19 составляет половину периода.

Пусть в момент t на шину 3 устройства поступил входной сигнал U „ в виде высокого уровня (логическая единица). Этот сигнал разрешает прохождение импульсов 16-!9 через соответствующие элементы И на базы соответствующих транзисторных ключей

4, 5, 6 и 7.

Импульсы 16 и 17 поочередно (противофазно) открывают и закрывают транзисторные ключи 4 и 5; аналогично коммутируются импульсами 18 и 19 транзисторные ключи 6 и 7, в результате чего на вторичных обмотках трансформаторов 9 и 10 вырабатываются последовательности разнополярных импульсов U« Uqz соответственно. . В .каждой. из этих последовательностей любые два соседних импульса про тивоположной полярности разделены короткбй паузой, обусловленной являнием рассасывания неосновных носителей в базах транзисторных ключей., Если предположить, что связь 15 между выходами выпрямителей отсутствует, то выходные сигналы выпрямителей ll и 12 будут изменяться в соответствии с диаграммами Оа, и U (фиг ° 2).

Из этих диаграмм видно, что вследствие сдвига на четверть. периода импульсов 16 и 18, 17 и 19 паузы в выходных сигналах Пв, u U никогда не совпадают по времени.

Так как выходы выпрямителей:11 и 12 по схеме устройства (фиг ° 1) соединены между собой (связь 15), то на выходе устройства имеет место результирующий сигнал, представленный на диаграмме фиг .2 как !1„ .

3 128 252

Описанный двухканальный способ построения (транзисторные ключи 4 и 5, трансформатор 9, выпрямитель

11 — первый канал, транзисторные ключи 6 и 7, трансформатор 10 выпрямитель 12 — второй канал) и функционирования схемы устройства позволяет получить на выходе сигнал U (фиг.2) выг, без применения фильтра.

Устройство позволяет передавать сигналы практически произвольной длительности с минимальной задержкой и минимальными искажениями фронтов и вершин с эффективной гальванической развязкой между входом и выходом.

Описанные процессы соответствуют передаче импульсов (потенциалов), длительность которых превышает длительность импульсов 16 — 19.

Передача импульсов меньшей длительности происходит так же, как в известных транзисторных ключах с общим эмиттером и трансформатором в цепи коллектора. Отличие состоит в том, что передаваемый импульс проходит на выход по двум каналам параллельно, на шинах 13 и 14 происходит нелинейное сложение по амплитуде импульсов от двух каналов (т.е. амплитуда выходного импульса равна ампли- ЗО туде большего из двух одновременно пришедших на входы выпрямителей импульсов).

В режиме, когда длительность входных импульсов меньше длительнос- 35 ти импульсов накачки, устройство работает в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг.3. При этом возможны два характерных случая: первый — когда дли- 40 тельность входного. импульса одновременно и полностью перекрывается двумя импульсами накачки (например 16 и 18 для импульса 1 на фиг.3); второй — когда длительность входного 45 импульса одновременно полностью перекрывается тремя импульсами накачки (например, 16, 18, 19 для импульса 4 на фиг.3).

В первом случае устройство ра- 50 ботает следующим образом. санным.

В течение времени действия импульса (фиг.3, поз. 16) открыты первый и третий (сверху на фиг.1) элементы И и ключи 4 и 6, через верхние первичные обмотки трансформаторов 9 и 10 протекает импульсный ток. На вторичных обмотках трансформаторов 9 и 10 индуцируются импульсные сигналы Б „ и П (фиг.3), которые состоят из импульса положительной полярности (полезный сигнал) и выброса напряжения отрицательной полярности, возникающего за счет самоиндукции трансформатора в момент выключения соответствующего транзисторного ключа. На выходах выпрямите1О лей 11 и 12 (двухполупериодных) формируются сигналы, соответствующие временным диаграммам Uö, и Ue (фиг.3)

Ф а на выходе устройства — результирующий сигнал, соответствующий U вмх

f5 Во втором случае устройство работает следующим образом.

В течение времени действия импуль са (фиг.3 поз. 19) открыты первый и третий элементы И (фиг ° .1) и соответ20 ствующие транзисторные ключи 4 и 6.

При этом через верхние первичные обмотки трансформаторов 9 и 10 протекает импульс тока. В момент t выключается третий элемент И и транзисторный ключ 6, прекращается ток через верхнюю обмотку трансформатора

10. Одновременно включается четвертый элемент И, открывается транзис" торный ключ 7, ток течет через нижнюю первичную обмотку трансформатора 10.

На вторичных обмотках трансформаторов 9 и 10 на выходах выпрямителей

1i и 12 и на выходе устройства фор-. мируются сигналы, аналогичные опиПри передаче устройством импульсов, длительность которых меньше длительности импульсов накачки, задержка переднего фронта выходного импульса по отношению к входному определяется теми же соотношениями, что и для импульсов большой длительности. формула изобретения

Устройство для передачи потенциала с гальванической развязкой, содержащее первый и второй входные транзисторные ключи, первый и второй импульсные трансформаторы, шину входного сигнала, первую и вторую выходные шины, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения времени задержки выходного сигнала по отношению к входному, в него введены третий и четвертый входные транЬ и

08у д

5 12872 зисторные ключи, четырехфазный генератор импульсов, четыре элемента И, первый и второй выпрямители, первые и вторые выходы которых соединены соответственно с первой и второй вы5 ходными шинами, первые и вторые входы первого и второго выпрямителей соединены с вторичными обмотками соответственно первого и второго импульсных трансформаторов, первый и f0 второй выводы первичной обмотки первого и второго импульсных трансформаторов соединены соответственно с коллекторами первого и второго входных транзисторных ключей, третьего и 15 четвертого входных транзисторных ключей, средние выводы первичных обмо17

0 (8

О

19

О

U8g

52 б ток первого и второго импульсных трансформаторов соединены с первой, а эмиттеры входных транзисторных клю чей — с второй шинами источника питания, базы первого, второго, третьего и четвертого входных транзисторных ключей соединены соответственно, с выходами первой, третьей, второй и четвертой фаэ упомянутого генератора через элементы И, вторые входы которых соединены с шиной входного сигнала, причем первые входы питания четырехфазного генератора импульсов и элементов И соединены с первой шиной источника питания, а их вторые входы питания — с второй шиной источника питания.

)287252

18

О

77

О

fS о

О

ЦО о

Uzi а ив, 0 /гг

4мх

Составитель Е.Суров

Редактор А.Лежнина Техред М.Ходаиич Корректор Т. Колб

Заказ 7725/57 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственнаго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4