Магнитно-транзисторный преобразователь «частота — напряжение»

ОП ИСАНИ ЕЗИ 284 Сосз Советскнл Социалистически РеспубликЗдз;с: мое от авт, свдетельствд Л). -3 д и в ) е:1 о 20,17.1970 ( 1431681 18-24)МПК 6 061 3001 1.):1: 23 06) и): ДС:1 ЦОЦСМ ЗД 5 ВКЦ,Й -П );о )цтст -и, . Комитет па делан изобретений н открытий при Совете 1 Лнннстраз СССРУЗ,К 681.325.621.317.761 (088.8) Опт блцковдцо 09.Ъ 11.1971. Бюллетень М 24 31 тд Опубликования описания 25.Х.1971 Авторыизобретения Н. М, Семенов. А. И, федоров и Н. И. Яковлев Заявитель МАГН ИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА - НАПРЯЖЕНИЕИзобретение относится к области электро- и радиоизмсрительной техники и может быть использовано в схемах автоматики в качестве преобразователя частота-напряжение илц формирователя импульсов постоянной энерг 1 и. 5,)тагнитно-транзисторные преобразователи нашли широкое применение при построении высокоточных интегрирующих вольтметров и преобразователей напряжение-частота с импульсной обратной связью в качестве формиро- О вателя импульсов постоянной энергии. Параметры импульсов постоянной энергии в подобных схемах в основном определяются характеристиками сердечника трансформатора, персмагничиваемого до насыщения от источника 1постоянного напряжения через противофазно переключаемые транзисторы.Однако в известных схемах необходимо ограничивать ток через транзистор при насыщснцц сердечника, так как в этот момент сопротивлс нис нагрузки транзистора резко уменьшается, что приводит к значительному увеличению коллекторного тока и выходу транзисторов цз строя, Введение сопротивления, необходимого для нормального функционирования схемы, 25 приводит к снижению к.п.д. и ухудшению метрологических параметров преобразователя.Дл 51 увеличения точности и к.п.д. магнитнотранзцсторнопо преобразователя за счет автоматического регулирования коллекторного тока т)ацзцсторов при насыщении сердечника, в)сдлдгасмом магнитно-транзисторном преоб;)дзоватслс параллельно сопротивлению, огран:шцвающсму ток, присоединяется транзисторный клю:1,правлясмый от двухпол периодного 1 ьНрямцтсля, подкл 101 снного к Выходной ОО- моткс трансформатора.Ид фцг. 1 цр;всдена схема прсдлагасмого рсоб)рдзоватсля; на фцг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип раооты преобразо)дтсл 5.Схс)11 прсо)разоватсля содержит трансформатор 1, выполненный нд сердечнике с прямоугольной петлей г;1 стсрсзцса (ППГ), имеющий коллскторнтчо 2, зых)дную ) и переключающую 1 обмотки, два транзистора 6 и 6, резистор 7, ОгранцчВакпццй ток, двухполупериодцыц в 1 пря)1 цпсл 1. ца додах 8 и 9, переклюаюгцц 1 трднзцсто 1) 10 с коллекторным резисгором 11. Схс)а, и )цвсденная на фиг. 1, без элемснтов 4, Я, 9, 10, 11 представляет схему иззсстпого мдгц:тцо-т 1)днзцсторного преобразоздтсля с токоогрдн 1 цвдющпм резистором 7.1 ассмотрцм сндчдлд;)аботу известной схе)ь. П;):1 и;)Огцгоф 11 зц 1)1 1 Омм 5 тдции транзисторо:1 д ц 6 ходи 1)1 ц п 1)я)10 ггол 1 ными импульс 11 чц 1.1, (см. фиг. 2 а) коллекторная обмотка Од лючдстся к:сточнцку питания Е, черсз Од;1 п цз наспснцых транзисторов 6 или 6 : г)ко.)г)дц сльны 1 рсзцсг 01) 7. При этомо 1 б 20 2) зо 3 до магнитный поток Ф в сердечнике из 5 мсняется по линейному закону от значений - Ф., до +Ф и обратно (см. фиг. 2 б), Напряжение, индуцированнос в выкодной обмотке 3 представляет последовательность прямоугольнык импульсов (см. фиг. 2 в) длительностьо т, Вольтсскундная площадь, я следовательно, и энсргця которык зависит только от параметров трансформатора. При гыпрямлспии вы;однцк импульсов Е 1 среднее значение ВьПрямлеицого напрясния окязь 1 вястся п) опо ц 1 Ональц 1) 1 астотс Вкодны импульсов Ь , . что позволяет использовать рассмотренную с.;ему как линейный преобразователь частота-напряжение.При псремагц 11 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. 2 г). При насыщении сердечника индуктивное сопротивление обмотки 2 резко уменьшается, что приводит к скачкообразному возрастанию тока до значения 1 зявпс 51 ЩСГО От цдп)яжспи 51 питания Г и резистора 7.Таким об)разом, после окончания рабочего цикла перемагнпчивания сердечника за время т потрсолсцис энергии от источника Е,; в промежутке Т - т резко возрастает, что приводит и ,Велпчсцию яктивнык потерь В т 1)янсфорато;)с и у;удшснию точности преобразователя из-за самопрогрсва сердечника. Вместе с тем устранение этого недостатка путем увеличения сопротивления 7 не приводит к желаемому результату, т 1 к кк при перемягни 1 ивянпп ссрдсчника для достижения высокой линейности и к.п.д. и)еобразоватсля сопротивление 7 должно оставаться значительно меньше, чем индуктивное сопротивление коллекторной обмотки 2 трансформатора 1.В предлагаемом устроРгстве параллельно сопротивлению 7 присоедииен транзистор 10, псРЕКЛ 1 ОЯЕМЫЙ ВЫП)ЯМИТСЛЬНЫ)1 И ПМПУЛЬСЯ.И 1, (см. фиг. 2 д), подаваемыми в базовую цепь транзистора с переключа ощсй оомотки 1 трансформатора, В течение рабочего цикла т транзистор 10 цасыщен и сердечник п.ремагничивается от источника Е, через малое соп. ротивленце открьпого транзистора и сравнимое с ним сопротивление резистора 11. После окончания цикла пс)смГРПиваня3 - т транзистор 10 запирается и ток 1 (см. р 11 г. 2 е) потребляемый от источника, определяется сопротивлением резистора 7, которос В данном случае может быть выбрано большим, чем индуктивное сопротивлен:1 е коллскто;)ной обмотки 2 без укудшения лццсццостп преобразования.Таким образом, благодаря автоматическому регулированию сопротивления В пспп псремагничнвания сердечника в началс: кочне рабочего цикла, предлагаемый преобразователь ооладяет Оольшей точностью зя с 1 С Сп 1;кения самопрогрева сердсчццка ц улу цпсцпя ли:сй. ности, а также )Олсс ьчсокпм клпд Предмет изобретения.1 Гнитно-трацзСтор ный прсоб1 Зова Гель ЧЯСТОТЯ-НЯПРЯКСНИЕ СОДС)КЯ 1 ЦИ 1 ДВЯ ВСТ;)С 1- цо включеннык транзистора, коллекторы которым соединены с первичной обмоткой Грацсформатора, средняя точка первичной оомоткп трансформатора через ограничительный рсзстор подключена к источнику ипапця, а вто 111 няя об)Отк 1 Сосдинсна с двукпол перО - ным выпрямителем, отгиаюгчийс 5 г тем, что, с целью повышения точности ц к.п.д., оц дополнительно содержит транзистор, эмиттс)но-коллекторный перекод которого включец па;)аллельно ограничительному рсзисто;)у, а Оаза СОСДИПСНЯДВ,ПОЛ ПС;,)ПОДНЫМ ВЫ,)ЯМПТСЛ С 1.:гег;ио додавзоорсте Москва, Ж.35, Раушская Тваскьтй ирчао., д. 4 3 Подписное Совете Министров СССР