Магнитно-транзисторный преобразователь «частота — напряжение»

 

О П И С А Н И Е 3II284

Со!аз Советскнл

Социалистически?3

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

N АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬ?.ТВУ

;>. !B!IС:!)!ОЕ ОТ BBT. СВИДЕТЕЛЬСТВ!1 №вЂ”

"-яяв)е:?о 20,IV.1970 (¹ 1431681 18-24) 1 МПК 6 06! 3 00

1 C:i1:- 23 06 и ):!- JOД,:1!!Сн!! - М 3?!?!ВКП №вЂ” ., );IО ) ИТСТ—

Комитет по делан изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

;> .),К 681.325.621.317.761 (088.8) Оп) бл.:?ко!)а!!о 09.VIII.1971. Б?о !лстень ¹ 24

Дт!тя опуолпкованHÿ описания 25.Х.1971

Авторы изобретения

H. М. Семенов. А. И. Федоров и H. И. Яковлев

Заявитель

МАГН ИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

«ЧАСТОТА — НАПРЯЖЕНИЕ»

Изобретение относится к области электро- и радиоизмсрительной техники и может быть использовано в схемах автоматики в качестве преобразователя «частота-напряжение» или формирователя импульсов постоянной энерг?!?!. 5

Магнитно-транзисторные преобразователи нашли широкое применение при построении

BblcoKoTo>!íûê интегрирующих вольтметров и преобразователей «напряжение-частота» с импульсной обратной связью в качестве формирователя импульсов постоянной энергии. Параметры импульсов постоянной энергии в подобных схемах в основном определяются характеристиками сердечника трансформатора, персмагничиваемого до насыщения от источника 1 > постоянного напряжения через противофазно переключаемые транзисторы.

Однако в известных схемах необходимо ограничивать ток через транзистор при насыщснпи сердечника, так как в этот момент сопротивлс- -"О нис нагрузки транзистора резко уменьшается, что приводит к значительному увеличению коллекторного тока и выходу транзисторов из строя. Введение сопротивления, необходимого для нормального функционирования схемы, 25 приводит к снижению к.п.д. и ухудшению метрологических параметров преобразователя.

Дл?1 увеличения точности и к.п.д. магнитнотранзисторното преобразователя за счет автоматического регулирования коллекторного тока т)анзисторов при насыщении сердечника, в !! )сдлягасмом магнитно-транзисторном преоб;)азоватслс параллельно сопротивлению, ограничивающему ток, присоединяется транзисторпый клю:i, управляемый от двухполупериодного !

3Ь! П )ЯМ ?!ТОЛЯ, ПОДКЛIОЧСННОГО К ВЫХОДНОИ ООмоткс трансформатора.

Ия фиг. 1 и;);!всденя схема прсдлагасмого

IIðooI)ðBço>3BTo)ÿ; íà фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие !)ринцип раооты преобразователя.

Схсмя прсо;)разоватсля содержит трансформатор 1, выполненный ня сердечнике с прямоугольной петлей г;!стсрсзиса (ППГ), имеющий кол,loкторну!О 2,:3! !х!)дную 8 !l переключающую 1 обмотки, два транзистора 5 и 6, резистор 7, огран??ч1iBàzHHH6 ток, двухполупериодпыи выпрямптсль па д;!одах 8 и 9, переключающий трянзпсто1) 10 с коллекторным резисгором 11. Схема, т)!ï)ñäåííà?I на фиг. 1, без элемснтов 4, 8, 9. 10, 11 представляет схему иззсстпогo мягн:!тпо-т1)янзпсторного преобразозятсля с токоог)i!H!I I:i!3;Iioùllì резистором 7.

Рассмотрим сня>!яг!!! работу известной схеПр;! и ) >) Tп г>о!р;! з !1!) !1 Ом м) Ti? I HH транзнстопо:3 д 11 6 !?х!)дп!>1)1и пря. >!Оггoльны. >?и импульс?!)!и U„, (см. фиг. 2 а) коллекторная обмотzB l1O I1w.iB)B;I T . ?! 1 : i OTO IHil KX Питания Е. рсз од;!и пз няс??п?сн?!!.!х транзисторов 5 или 6 г)! О.)i;)":и ччт!льный рсзпсгор 7. При этом

313284 в

1>

25

Зо

3>

40 магнитный поток Ф в сердечнике изменяется по ,7Hнейному закону от значений — Ф, до +Ф, и обратно (см. фиг. 2б). Напряжение, индуцированнос в выкодной обмотке 3, представляет последовательность прямоугольнык импульсов (см. фиг. 2в) длитс.1ьность!о т, вольтсскундная площадь, 3 следовательно, и энсргпя которык зависит только от параметров трансформатора. При гыпрямлснии вь!?;однь!к импульсов

U„,,, среднее значение и>!прямлеиного напряжения оказывается про,iopikiioHaльным iacTo13 вкодны?! импульсов Lf „, .что позволяет использовать рассмотренную с.:ему как линейный преобразователь «частота-напряжение».

При пере!агн1!чивании сердечника за время т, ток 1„в цепи питания транзисторов определяется в основном индуктивным сопротивлением коллскторной оомотки 2 и линейно нарастает во времени (см. фиг. 23). При насыщении сердечника индуктивное сопротивление обмотки 2 резко уменьшается, что приводит к скачкообразному возрастанию тока до значения 1,,„,„, зависящего от напряжения питания

F,, и резистора 7.

Таким образом, после окончания рабочего цикла перемагнпчивания сердечника за время т потрсолсни" энергии от источника E. в промежутке Т вЂ” T резко возрастает, что приводит

К,!3C i!it!CHlllO 3KTTIBHhlY IIOTePb B тРЗНСфОРМ3торс и у?;удшснию точности преобразователя из-за самопрогрсва сердечника. Вместе с тем уcTpklHcHHC этого недостатка путем увеличения сопротивления 7 не приводит к желаемому рсзy1»1 3òó, rai l. 11 Прг! Псремагikki ikIBBHIIII ссрдс !HI!I<3 для достижения высокой линейности и к.п.д. преоб!разоватсля сопротивление 7 должно оставаться значительно меньше, чем индуктивное сопротивление коллекторной обмотки 2 ipансформатора .1.

В предлагаемом устро1гстве параллельно сопротивлению 7 присоединен транзистор 10, пср е кл 10 3 ем ы Й вы и р я м и T сл ь н ы 4! I I I Dl I I ул ь с 3 м и

1, (см. фиг. 2д), подаваемыми в базовую цепь транзистора с переключа ощсй оомоткп 1 трансформатора. В течение рабочего цикла т транзистор 10 насыщен и сердечник и ремагничивается от источника Е, через малое сопротивление открытого транзистора и сравнимое с ним сопротивление резистора 11. После окончания я ц11к 13 пср с. 13 гнi! 1 ива ни я B пр омсжуткс

1 — т транзистор 10 запирается и ток 1,, (см. !

p»r. 2е) потребляемый от источника. опрсделясTcsl сопротивлением резистора 7, которос l3 данном случае может быть выбрано большим, чем индуктивное сопротивлен:!е коллскторной обмотки 2 без у.;удшения лпнспностп преобразования.

Таким образом, благодаря автоматическому регулированию сопротивления в цспп псремагничнвания сердечника в началс:! кочне рабочего цикла, предлагаемый преобразователь ооладает большей точностью за с ICT снижения самопрогрева сердечника и улу ппснпя л 1:1;йности, а также более ш!сок!1м кльд,.

Предмет изобретения

Магнитно-транз!!вторн!!!! прсобразова гель

«1астота-?!апря?KCHIIp>>, содержащий QBB BcT ? "Iно включеннык транзистора, коллекторы которы; соединены с первичной обмоткой rpaiic форматора, средняя точка первичной оомогкп трансформатора через ограничительный рсзистор подключена к источнику питания, а втоpkI iHBsl об 1отк11 COOQHHclia C QB 1? IIO,B IicpIIO ным выпрямителем, отличающийся тем, что, с целью IIQBBIUICHklsI точности и к.п.д., оп дополнительно содержит транзистор, эмиттсрно-коллекторный перекод которого включен параллельно ограничительному резистору, а оаза сосди11сна с двлпол псрподным выирямптсЛ 1!. 31 1 284 гг

Сосгав.t-., ü Е. Семенова

Текред Л. В. Куклина Корректор E. В. Исакова

Редактор Е. Гончар

Ооластная Tи иогвафri Коствомсгтot o i иван тония Ilo иi"13Tlf

Заказ 5534 Изд. ¹ 1064 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИП11 Ком: тога по д:лам изобрсте oèé:i открьпий ири Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугиская нао., д. 4!5