Устройство для гальваническогоразделения цепей постоянного toka

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

< >840939

°,Ф

- \„ /: : г

«« (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено 21. 09 ° 79 (21) 2820905/18-24 (5! )М. Кл, 3 с присоединением заявки .%—

G 06 С 7/12

Гвсудврстввииый камитет (23) Приоритет ло делам иаобретеиий и атхрытий

Опубликовано 23.06.81 ° Бюллетень J%23

Дата опубликования описания 25.06.81 (53) УДК 681.335 (088.8) и

Г. В. Суворов, Л. И. Цытович и О. И. Осипоd (72) Авторы изобретения

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство предназначенное для гальванического разделения цепей постоянного тока, содержащее блок модуляции и демодуляции сигнала, интегратор, релейный элемент (1 ).

Это устройство характеризуется низкой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для гальчанического разделения цепей, постоянного тока, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соответственно через первый и второй масштабные резисторы подключены к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход операционного усилителя через третий масштабный резистор соединен с первой обкладкой дифференцирующего конденсатора, вторая обкладка которого через разрядный резистор подключена к шине нулевого потенциала, между неинвертирующим входом и выходом операционного усилителя включен четвертый масштабный. резистор, разделительный трансформатор, начальный вывод первичной обмотки которого соединен с первым входом устройства, начальный вывод вторичной обмотки разделительного трансформатора подключен ко второй обкладке дифференцирующего конденсатора, а конечный вывод вторичной обмотки разделительного .трансформатора присоединен к выходу операционного усилителя и входу фильтра, выход которого через пятый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу масштабного усилителя, выход которого является выходом устройства, между инвертирукяцим входом и выходом масштабного усилителя включен шестой масштабный резистор к инвертирующему входу масштабного усилителя присоединен первый вывод

3 8 седьмого масштабного резистора, между обкладками дифференцирующего конденсатора включены встречно включенные ограничительные диоды (2 ).

Недостаток устройства — ограниченная динамическая точность передачи входного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительные разделительный трансформатор и фильтр, причем начальный вывод первичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора соединен с конечным выводом первичной обмотки разделительного трансформатора, конечный вывод первичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора подключен ко второму входу устройства, один вывод вторичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора через дополнитель ный фильтр присоединен ко второму выводу седьмого масштабного резистора, другой вывод вторичной обмотки дополнительноro разделительного трансформатора подключен к шине нулевого потенциала.

40939 4

50

На чертеже изобра:кена функциональная .схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит разделительный трансформатор 1, дифферепцирующий конденсатор 2, ограничительные диоды

3 и 4, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой масштабные резисторы 5-11, масштабный усилитель 12, фильтр 13, операционный усилитель 14, дополнительный разделительный трансформатор 15, дополнительный фильтр 16, разрядный резистор 17, первый и второй входы 18 и

19 устройства, выход 20 устройства и шина 21 нулевого потенциала.

Устройство для гальванического разделения цепей постоянного тока работает следующим образом.

Операционный усилитель 14 с четвертым масштабным резистором 8 представляет собой регенеративный компаратор. При включении выходной сигнал операционного усилителя 14 принимает одно из двух максимальных значений, соответствующих зонам насыщения его статической характеристики.

Под воздействием выходного сигнала операционного усилителя 14 происходит насыщение разделительного тран5

40 сформатора 1 и в его вторичной обмотке возникает изменение тока, которое создает на разрядном резисторе

17- падение напряжения, достаточное дтпл переключения операционного усилителя 14 в противоположное состояние °

Дифференцируюшдй конденсатор 2 осуществляют дифференцирование напряжения на разрядном резисторе 17 в мо-. мент насыщения разделительного трансформатора 1.

После изменения знака выходного сигнала операционного усилителя 14 начинается перемагничивание разделительного трансформатора l которое длится до тех пор, пока вновь не произойдет переключение операционного усилителя 14.

При отсутствии входного сигнала в первичной обмотке разделительного трансформатора 1 скважность импульсов на выходе операционного усилитея 14 равна 0,5, что соответствует нулевому уровню среднего значения.

При наличии входного управляющего сигнала длительность перемагничивания разделительного трансформатора 1 в один из периодов автоколебаний определяется суммой токов в первичной и вторичной обмотках разделительного трансформатора 1, а в другой полу— период — разностью этих токов, что приводит к изменению скважности выходных импульсов операционного усилителя 14, и среднее значение напряжения на его выходе за период автоколебаний устанавливается пропорциональным сигналу управления. Выделение среднего значения напряжения на выходе операционного усилителя 14 осуществляется фильтром 13.

Ограничительные диоды 3 и 4 предотвращают срыв автоколебаний при недопустимо большом сигнале управления, при котором возможно насьпцение дифференцирующего конденсатора 2.

Предельная частота равномерного пропускания входного управляющего сигнала через первичную обмотку разделительного трансформатора 1 на выход операционного усилителя 14 ограничивается частотой автоколебаний и параметрами фильтра 13 °

При постоянном входном управляющем сигнале сигнал на вторичной обмотке разделительного трансформатора

1 равен нулю. При изменении входного управляющего сигнала переменный

8409 ток первичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора

15 наводит в его вторичной обмотке напряжение, пропорциональное динамической составляющей сигнала управления. После прохождения через дополнительный фильтр 16 этот сигнал проходит на вход масштабного усилителя

12, где .складывается с сигналом с выхода фильтра 13. Параметры фильтра 13 10 и дополнительного фильтра 16 выбраны так, чтобы скомпенсировать запаздывания, вызванные автоколебательиым звеном благодаря чему расширяется полоса пропускания устройства для галь- 15 ванического разделения цепей постоянного тока. Таким образом, достигается высокая динамическая точность работы.

Формула изобретения

Устройство для гальванического разделения цепей постоянного тока, содержащее операционный усилитель, 25 неинвертирующий и инвертирующий входы которого соответственно через первый и второй масштабные резисторы подключены к шине нулевого потенциала, инвертирующий вход операционного уси- 30 лителя через третий масштабный резистор соединен с первой обкладкой дифференцирующего конденсатора, вторая обкладка которого через разрядный резистор подключена к шине нулевого по- 35 тенциала, между неинвертирующим входом и выходом операционного усилителя включен четвертый масштабный резистор разделительный трансформатор, начальный вывод первичной обмотки которого 40 соединен с первым входом устройства, начальный вывод вторичной обмотки разделительного трансформатора подключен

39 6 ко второй обкладке дифференцирующего конденсатора, а конечный вывод вторичной обмотки разделительного трансфор" матора присоединен к выходу операционного усилителя и входу фильтра, выход которого через пятый масштабный резистор подключен к инвертирующему входу масштабного усилителя, выход которого является выходои устройства, между инвертирующим входом и выходом масштабного усилителя включен шестой масштабный резистор, к инвертирующему входу масштабного усилителя присоединен первый вывод седьмого масштабного резистора, между обкладками дифференцирующего конденсатора включены встречно включенные ограничительные диоды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены дополнительные разделительный трансформатор и фильр, причем начальный вывод первичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора соединен с конечным выводом первичной обмотки разделительного трансформатора конечный выУ вод первичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора подключен ко второму входу устройства, один вывод вторичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора через дополнительный фильтр присоединен ко второму выводу седьмого масштабного резистора, другой вывод вторичной обмотки дополнительного разделительного трансформатора подключен к шине нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 633034, кл. G 06 С 7/12, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 698004, кл. G 06 G 7/!2, 1978.

840939

Составитель О. Отраднов

Редактор Н. Пушненкова Техред А. Ач Корректор Г. Решетник

Заказ 4769 74 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4