Усилитель с развязкой

(54) УСИЛИТ (57) Изобре для гальван ных цепей ель изобре де я у ЕЛЬ С РАЗВЯЗКОЙ ение м.бисполь ч, развязки изме днополярных сиги ения - повышение ль содержит буфе э ительлов.быстрный истви ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ МУ СВИ 4 ЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент США В 3988690,кл . Н 03 Р 3/38, опублик. 26Авторское свидетельство СМ 773909, кл. Н 03 Р 3/38, 0 у-ль 1, раэвязывающий тр-р 2 с 1-йи 2-й обмотками 3 и 4 соответственно, г-р 5 импульсов, ключевые эл-ты6 и 7, диод 8, конденсатор 9, шинуО источника питания, балластныйрезистор 11, В исходном состоянииэл-ты 6 и 7 разомкнуты. Диод 8 заперт входным напряжением. Выходноенапряжение- у-ля определяется напряжением на конденсаторе 9, сформированным в момент предыдущего циклапреобразования и коэф, передачи у-ля1. Если напряжение на входе у-ля воросло, то при появлении импульсов на1-м и 2-м выходах г-ра 5 и замыканииэл-тов 6 и 7 начинается дозаряд конденсатора 9 через резистор 11.ил,Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбьггь использовано для гальванической развязки измерительных цепей ои 1нополярцых сигналов,Цель изобретения - повышение быстродействия.На чертеже представлена структурная Схема усилителя с развязкой. 10Усилитель с развязкой содержит буферный усилитель 1, развязывающийтрансформатор 2 с первой и Второйобмотками 3 и 4,ецердтор 5 импульсов, первый и второй ключевые ;лменты 6 и 7, диод 8, коцдецсдтор 9, шину 10 источника питания, бдллдстцыйрезистор 11 Усилитель с развязкой работаетследующим образом,20В исходном состоянии перВый и Второй ключевые элементы 6 и 7 разомкнуты, а диод 8 заперт входным напряжением, Выходное напряжение усилите 5ля с развязкой определяется напряжением на конденсаторе 9, сформированным в момент предыдущего цикла преобразования, и коэффициентом передачибуферного усилителя 1,Если к следующему циклу преобразо- З"вания напряжение ца входе усилителяс развязкой Возросло, то ири появлении импульсов нд первом и второмвыходах генератора 5 и замыканиипервого и второго ключевых элементов 35 6 и 7 ндчицдется доздряд конденсатора 9 через балластный резистор 11, Возрдстдющ цдлряжцие цд конденсаторе 9 окл ывдется приложено к Второй обмотке 4 рдэвязывдющего трансформа тора 2 и в соответсявии с его коэффициентом трансформации передается нд первую Обмотку 3, Когда напряжение на первой обмотке 3 сравнивается с входным напряжением усилитля с развязкой, отпирается диод 8 и дальнейший рост напряжения на обмотках разВязывающего трансформатора 2 прекращается. Далее происходит размыкание первого ключевого элемента 6; ндпря жение на конденсаторе 9 фиксируется до следующего цикла преобразования, а выходное напряжение усилитьля с развязкой определяется входным сигналом в момент размыкания первого 55 ключевого элемента 6 с учетом коэффициента трансформации развязывающего трансформатора 2 и коэффициента передачи буферного усилителя 1. Сиустя некоторое Время после размыканияпервого ключевого элемента ироисходит насыщение развязывдюшего трансформатора и напряжение на первой ивторой обмотках 3 и 4 сиадаег до нуля, диод 8 запирается. По окончанииимпульса ца первом выходе генератора 5 второй ключевой элемент 7 размыкается и мдгцитопровод развязывающего трансформатора 2 размагничиваетсядо значения остаточной индукции. Вэто время на первой и второй обмотках 3 и 4 раэвязывающего трансформатора 2 Формируются короткие импульсы обратной полярности, которые неоказывают влияния ца выходной сигнал,так кдк первый и второй ключевые элементы 6 и 7 к этому врмени разомкнуты.Если к следующему циклу преобразования напряжение ца входе усилителяс развязкой уменьшилось, то В моментзамыкания первого и второго ключевыхэлементов 6 и 7 ца первой обмотке 3Возникает напряжение, превышающеевходное, и диод 8 сразу отпирается.11 о обмоткам раэвязынающего трансформатора 2 протекают импульсы тока,В результат коцденсдтор 9 разряжается через Внутреннее сопротивлениеисточника входцого сигнала, приведенцо к второй обмотке 4, до значения,соответствующего Входному сигналу(с учетом коэффициента трансформациирдзвязывдющего трансформатора 2).Если Входной сигнал, приведенныйк второй обмотке 4, превышает напряжсцие цд шине 10 источника питания,диод 8 це отиираетс я, Б этом слу -чае амплитуда импульсов иреобразо -нания ца Второй обмотке 4 (а следовательно, и напряжение ца конденсаторе 9, достигает напряжения на шине 10, Усилитель с развязкой ири этомоказывается в режиме огрдциченияВЫХОДНОГО СИГНДЛД,Лндлогично схема может работать, если В качестве преобразующих импульсов испольэовать импульсы размагничивания развязывающего трансформатора 2, которые возникают при размыкации второго ключевого элемента 7, В этом случае первый ключевой элемент должен замыкаться одновременно с раэмыканием второго ключевого элемента 7, причем время замкнутого состояния первого ключевого элемента 6 недолжно превьшать времени длительнос1337999 10 Формула изобретения Составитель П.ДикРедактор М,Дылын Техред В.Кадар Корректор Л, Бескид Заказ 4142/53 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ти импульса размагничивания. 11 оскольку характер процессов не изменяетсяот перестановки мест последовательно включенных элементов: вторичнойобмотки 4 трансформатора 2, балластного резистора 11, второго ключевого элемента 7 и источника питания,то порядок их последовательноговключенияможет быть другим, например ключевой элемент 7 может бытьвключен в разрыв между обмоткой 4 иобщей шиной 10,Усилитель с развязкой, содержащий буферный усилитель, развязывающий трансформатор, генератор импульсов, первый и второй ключевые элементыф 20 диод и конденсатор, причем первая обмотка развязывающего трансформатора включена между первой общей шиной и первым выводом диода, а вторая обмотка - между второй общей шиной ипервым выводом первого ключевого элемента, второй вывод которого черезконденсатор подключен к второй общейшине, первый вывод второго ключевого элемента соединен с шиной источника питания, а вход управления - спервым выходом генератора импульсов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия,входом усилителя с развязкой является второй вывод диода, а выходом -выход;буферного усилителя, вход которого соединен с вторым выводом первого ключевого элемента, вход управления первого ключевого элемента соединен с вторым выходом генератора импульсов, при этом между первым выводом первого ключевого элемента ивторым выводом второго ключевого элемента включен балластный резистор.