Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания постоянного напряжения. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Устройство состоит из операционных усилителей 5, 16, 21, 27, оптронов 7 - 9 и резисторов 1 - 4, 10 - 15, 17 - 30 с помощью которых осуществляется связь усилителей и оптронов между собой, а также с цепями питания и нагрузки. Введение операционных усилителей 21, 27 с соответствующими резисторами 19, 25 обратной связи и оптроном 7 позволяет выделить температурную и передаточную погрешности оптронов во всем диапазоне работы устройства и осуществить компенсацию этих погрешностей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„. 80 „„1555782 (51) 5 H 02 М 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ81.:ННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2! ) 4271 140/24-07 (22) 29.06.87 (46) 07.04.90. Бюл. М 13 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энерго11 сетьпроект (72) Б.С.Бочков (53) 621.314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 299916, кл. Н 02 М 3/10,,1969.

Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. М.: Советское радио, 1979, с.181-182, рис.421Э.

Электронная техника, сер.5, вып.l (20), 1977, с.89, рис,6. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания постоянного напряжения. Цель изобретения — повышение точности преобразования.устройство состоит из операционных усилителей 5, 16, 21, 27, оптронов 7-9 и резисторов 1-4, 10-15, 17-30, с помощью которых осуществляется связь усилителей и оптронов между собой, а также с цепями питания и нагрузки.

Введение операционных усилителей 21, 27 с соответствующими резисторами 19

25 обратной связи и оптроном 7 позволяет выделить температурную и передаточную погрешности оптронов во всем диапазоне работы устройства и осущест- @ вить компенсацию этих погрешностей.

1 ил.

l 555782

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня с гальва5 ническим разделением цепей между нимие

Цель изобретения — повьппение точности преобразования. !

О

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит входной резистор 1, связанный одним выводом с заземленной общей точкой преобразователя, а вторым выводом — с входным выводом и резисторами 2 и З,при" чем другой вывод резистора 2 подключен вместе с резистором 4 к неинвертирующему входу первого операционного усилителя 5, выход которого связан с резистором 6 и анодом .фотодиода оптрона 7.

Второй вывод резистора 6 соединен 25 с анодом светодиода оптрона 7, а катод этого оптрона 7 связан с анодом светодиода оптрона 8, катод которого соединен с анодом светодиода оптрона

9. Катод фотодиода оптрона 7 соединен с резисторами 10 и 11 и с инвертирующим. входом первого операционного усилителя 5. Другой вывод резистора 10 связан ео свободным выводом первого регулируемого источника 12 постоянного напряжения Б . Катод фото"

„35 диода оптрона 8 соединен с одним вы-. водом резистора 13, другой вывод которого Связан вместе с выводами резисторов 14 и 15 с иивертирующим вхо- 4 дом второго операционного усилителя

16.

Выход второго операционного усилителя .16 связан с вторым выводом резистора 14, выходным вь|водом преобразователя и одним из выводов выходного резистора 17. Второй вывод резистора

15 соединен со свободным выводом второго источника 18 напряжения Uz .Анод фотодиода оптрона 8, неинвертирующий вход второго операционного усилителя

16, второй вывод резистора 17 и второй вывод второго источника 18 напря.жения U .соответственно заземлены на общий вйходной вывод преобразователя.

Второй вывод резистора 3 вместе с выводами резисторов 19 и 20 соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 21, выход которого соединен с другим выводом резистора 19 н первым выводом первого потенциометра 22, подвижный контакт которого соединен с резистором 23, второй вывод которого вместе с выводами резисторов 24 - 26 подключен к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя 27.

Выход четвертого операционного усилителя 27 соединен с вторым выводом резистора 25 и вторым потенциометром 28 ° Подвижный контакт потенциометра 28 связан со свободным вьгводом резистора 4. Свободный вывод резистора 26 связан с катодом фотодиода оптрона 9.

Резисторы 20 и 24 своими свободными выводами соединены соответственно со свободными выводами третьего

29 и .четвертого 30 регулируемых источников напряжения постоянного тока.

Свободные выводы первого 12, третьего

29 и четвертого 30 источников постоянного напряжения U, а также свободный вывод резистора 11, неинвертирующие входы третьего 21 и четвертого 27 операционных усилителей, анод фотодиода и катод светодиода оптрона 9, вторые выходы первого 22 и второго

28 потенциометров связаны с заземлен- ной входной общей точкой преобразователя. U U - напряжения стабилизированных источников соответственно входной и выходной частей преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Знакопеременный сигнал постоянного тока через входной резистор 1 и резистор 2 попадает на иеинвертирующий вход первого операционного усилителя

5 и через резистор 3 на инервертирующий вход третьего операционного усилителя 21.

Выбор начального тока последовательно включенных светодиодов оптронов 7 - 9 обеспечивается регулируемым источником 12 напряжения U через резисторы 10 и ll, включенные на инвертирующий вход первого операционного усилителя 5. Так как устройство должно преобразовывать входной сигнал, изменяющийся от значения "минус" до значения "плюс" с прохождением характеристики через естественный нуль,то светодиоды оптронов 7 - 9 имеют при нуле входного сигнала начальный ток, увеличивающийся при нарастании вход55782 б приемника оптрона 9, начальное смещение от источника ЗО постоянного напряжения через резистор 24 и входной сигнал преобразователя, смещенный и инвертированный третьим операционным усилителем 21.

Такое суммирование позволяет на выходе четвертого операционного усилителя получить сигнал рассогласования, пропорциональный температурной нестабильности передаточной характеристики оптрона 8, и полностью его скомпенсировать. Схема обеспечивает

Высокую тОчнОсть преобразования ВХОДного энакопеременного сигнала постоянного тока (напряжения) в другой сигнал (зкакопопеременный) постоянного тока (напряжения) с гальваническим

20 разделением этих цепей, выполненным на оптроне.

5 15 ного сигнала в сторону "плюс" и уменьшающийся при изменении входного сигнала в сторону "минус".

Использование оптрона 7, включенного по схеме прецизионного диода, "позволяет линеариэировать зависимость входного сигнала и тока выхода входного операционного усилителя 5 при малых значениях тока светодиодов оптронов 7 — 9, что является отличительной особенностью преобразователя, так как позволяет иметь линейные зависимости измен ния передаточных характеристик оптронов 8 и 9 от температуры.

Первый оптрон 8, выполняющий необходимую гальваническую развязку выхода устройства 17 от входного сигнала, управляет своим фотодиодом через входной резистор 17 вторым операционным усилителем 16. Необходимый коэффициент усиления Операционного усилителя 16 обеспечивается резистором

14 обратной связи.

Для получения знакопеременной ха.рактеристики выхода 17 преобразователя, в схему операционного усилителя

16 вводится начальное смещение от второго источника 18 напряжения U через резистор 15 с тем, чтобы при нуле входного сигнала на выходе 17 преобразователя также был нуль, так как при нуле входного сигнала через светодиоды оптронов 7 — 9 и токоограничивающий резистор 6 протекает выбранный начальный ток, и на выходе входного операционного усилителя 16 будет выходное напряжение, которое и необходимо скомпенсировать.

Передаточная характеристика преобразователя обеспечивается за счет изменения светового потока светодиод— фотодиод оптрона 8, а компенсация возможной температурной погрешности этой передачи — эа счет выбора величины тока в линейной. зоне светодиодов оптронов 7 — 9 (обеспечивается включением оптрона 7 по схеме прецизионного диода), а также за счет компенсации температурной погрешности, которую обеспечивает четвертый операциоиный усилитель 27, включенный через второй потенциометр 28 в цепь обратной отрицательной связи через резистор 4 на неинвертирующий вход операционного усилителя 5.

На входе четвертого операционного усилителя суммируются сигналы фотоФормула изоб рет ения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий входной и общий входной выводы для подключения источника входного сигнала; выходной и общий выходной выводы для подключения нагрузки, два операционных усилителя с инвертирующим и неинвертирующим входами каждый, пять резисторов, два оптрона и два регулируемых источника постоянного напряжения, каждый из которых одним

35 выводом соединен соответственно с общим входным и общим выходным выводами, одни выводы первого и второго резисторов подключены к неинвертирующе4О му входу первого усилителя, выход которого соединен с одним из выводов третьего резистора, одни выводы четвертого и пятого резисторов подключены к инвертирующему входу второго усилителя, выход которого соединен с выходным выводом и свободным выводом четвертого резистора, а свободный вывод пятого резистора подключен к катоду фотодиода первого оптрона, анод которого соединен с кеинвертирующим входом второго усилителя и общим выходным выводом, причем катод светодиода первого оптрона соединен с анодом светодиода второго оптрона, катод которого подключен к общему входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, дополнительно введены третий и четвертый операционные

1555782

Составитель A. Кириллов

Редактор В.Данко Техред M.ÄHäûê Корректор Т.Палий.Заказ 559 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитет,. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 усилители, каждый из которых выполнен с инвертирующим и подключенным к общему входному выводу неинвертирующим входами, третий оптрон, третий и четвертый регулируемые источники напряжения постоянного тока, каждый из которых одним выводом соединен с общим входньач выводом, десять резисторов и первый и второй потенциометры, выводы неподвижных контактов которых подключены к выходу и неинвертирующему входу соответственно третьего и четвертого усилителей, к инвертирующему входу каждого иэ которых под- 1 ключены соответственно одними выводамн шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый резисторы, свободные выводы седьмого и десятого резисторов соединены соответственно с выходами третьего и четвертогв .усилителей, свободные выводы девятого и первого резисторов подключены к выводам подвижных контактов соответственно первого н второго потенциометров, свободные выводы восьмого и одиннадцатого резисторов соединены со свободными выводами соответственно третьего и четвертого регули" руемых источников напряжения постоянного тока, свободные выводы шестого и второго резисторов подключены к входному выводу, а свободный вывод двенадцатого резистора соединен с катодом фотодиода второго оптрона, анод которого подключен к общему входному выводу, причем свободный вывод третьего резистора соединен с анодам светодиода третьего оптрона, катод которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, анод фотодиода третьего оптрона соединен с выходом первого усилителя, инвертирующий вход которого подключен к катоду этого же фотодиода и к одним из выводов тринадцатоro и четырнадцатоro резисторов, свободные выводы которых соединены соответственно с общим входным выводом и свободным выводом первого источника напряжения постоянного тока, а свободный вывод второго источника напряжения через пятнадцатый резистор соединен с инвертирующим входом второго усилителя.