Магнитный усилитель

АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) В,Е. Гизлер и Ю.Л. Федоров (71) Харьковский ордена Ленина по-. литехнический институт им. В,И. Ленина(53) 621. 318,435. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 143429, кл. 21 А 18108, 1959.2. Гейгер В.А. Схемы магнитных усилителей. М.-Л Госэнергоиздат, с. 202, рис. 1-10.(54) (57) МАГНИТНЬЙ УСИЛИТЕЛЬ,снабженный источником усиливаемогосигнала, содержащий цепочку иэ последовательно соединенных первой ивторой рабочих обмоток, расположенных соответственно на первом и вто"ром магнитопроводах, трансформатор,первичная обмотка которого предназначена для подключения одним выводом к объединенным в общую точкуаноду первого и катоду второго диодов, третий диод, катодом подключенный к катоду первого диода, а анодом через цепочку из последовательно включенных первой и второй рабочих обмоток - к катоду четвертогодиода, анод которого подключен каноду второго диода и предназначендля нодключеиия к одному выводунагрузки, другой вывод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодам первого итретьего диодов, другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным выводам первой и второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления,соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах. пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод, подключенный катодом к одному выводу цепочки из пос,ледовательно соединенных первой и второй обмоток. управления, о тл и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повьппения быстродействия, он снабжен первой и второй дополнительными обмотками, генератором пилообразного напряжения транзисЭ торным ключом, выпрямителем, одно- вибратором, элементом ИЛИ, инвер- р тором, первой и второй дифференцирующими цепочками, первым и вторым стабилитронами, а трансформатор снабжен второй вторичной обмоткой, причем первая и вторая дополнительные обмотки расположены соответственно на первом и втором магнитопроводах и соединены встречно-последовательно в цепочку, выводамиВавь подключенную к входу генератора пилообразного напряжения через транзисторный ключ, управляющий вход которого подключен.к выходу одновибратора, входом подключенного через выпрямитель к второй вторичной обмотке трансформатора, первая вторичная обмотка которого подключена к входу генератора пилообразного напряжения, выводы цепочки иэ последовательно соединенных первой и второй обмоток управления предназначены для подключения к источнику усиливаемого сигнала, одни входные выводы первой и второй дифференцирующих цепочек подключены соответственно к катоду седьмого и1145458 аноду восьмого диодов. а другиевходные их выводы объединены и подключены к другому выводу цепочки из.последовательно включенных первой ивторой обмоток управления, выходпервой дифференцирующей цепочки через пятый диод подключен к одномувходу элемента ИЛИ, другой вход которого через инвертор подключен каноду шестого диода, катодом подклюценного к выходу второй диФференцирующей цепочки, анод седьмого диодаподключен к катоду восьмого диода,выход элемента ИПИ подключен к управляющему входу одновибратора, апервый и второй стабилитроны катодами подключены соответстненно к катоду первого и аноду второго диодов. а аноды их объединены в общуюточку, Изобретение относится к элект-ротехнике и может быть примененов системах управления и регулирования вентильными преобразователями, а также в устройствах автоматикиИзвестен быстродействующий магнитный усилитель, содержащий дроссельный магнитный усилитель с обмотками управления,рабочими и дополнительными обмотками переменноготока, которые яерез еррорезонансный генератор подключены к сетипеременного тока, В этом магнитномусилителе применяется беэгистерезисное намагничивание ферромагнетика при одновременном воздействиина него слабого постоянного и затухающего переменного полей 11 .Недостаток такого магнитногоусилителя - низкое быстродействие,что ограничивает область его применения,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является магнитныйусилитель, снабженныи источникомусиливаемого сигнала, содержащийцепочку из последовательно соединенных первой и второй рабочих обмоток, расположенных соответственнона первом и втором магнитопроводах,трансформатор, первичная обмоткакоторого предназначена для подключения одним выводом к объединеннымв общую точку аноду первого и катоду второго диодов, третий диод,катодом подключенный к катоду первого диода, а анодом через цепочкуиз последовательно включенных первой и второй рабочих обмоток - к катоду четвертого диода, анод которого подключен к аноду второго диода и Предназначен для подключенияк одному выводу нагрузки, другой вы вод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодом первого и третьего диодов. другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным .выводам первой и второй рабочихобмоток, первую и вторую обмоткиуправления, соединенные в последовательную цепочку и расположенныесоответственно на первом и втором Б магнитопроводах, пятый, шестой,седьмой диоды и восьмой диод. подключенный катодом к одному выводуцепочки из последовательно соединенных первой и второй обмоток уп 2 О равления 2Недостатком известного магнитного усилителя является низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение 25 быстродействия.Поставленная цель достигаетсяд темчто магнитный усилитель, снабженный источником усиливаемого сиг-,нала, содержащий цепочку из после- ЗО довательно соединенных первой и второй рабочих обмоток, расположенныхсоответственно. на первом и вто, ром магнитопроводах, трансформатор,первичная обмотка которого предна.значена для подключения одним выводом к объединенным в общую точкуаноду первого и катоду второго диодов, третий диод, катодом подключенный к катоду первого диода, а анодом через цепочку из последовательно включенных первой и нгорой рабо11454 50 3чих обмоток, к катоду четвертого диода. анод которого подключен к иоду второго диода и предназначен для подключения к одному выводу нагрузки, другой вь 1 вод которой предназначен для подключения к соединенным вместе катодом первого и третьего диодов, другой вывод первичной обмотки трансформатора подключен к объединенным выводам первой и10 второй рабочих обмоток, первую и вторую обмотки управления, соединенные в последовательную цепочку и расположенные соответственно на первом и втором магнитопроводах,15 пятый, шестой, седьмой диоды и восьмой диод, подключенный катодом к одному выводу цепочки иэ последовательно соединенных первой и второй обмоток управления, снабжен первой и второй дополнительными. обмотками, генератором пилообразного напряжения, транзисторным ключом, выпрямителем, одновибратором, элементом ИЛИ, инвертором, первой и второй25 дифференцирующими цепочками, первым и вторым стабилитронами, а трансФорматор снабжен второй вторичной обмоткой. причем первая и вторая дополнительные обмотки расположеныВсоответственно на первом и втором магнитопроводах и соединены встречно-последовательно в цепочку, выводами подключенну 1 о к входу генератора пилообразного напряжения через транзисторный ключ, управляющий. З 5 вход которого подключен к выводу одновибратора, входом подключенногобчерез выпрямитель к второй вторичной обмотке трансформатора, первая вторичная обмотка которого подклю чена к входу генератора пилообразного напряжения, выводы цепочки иэ последовательно соединенных первой и второй обмоток управления предназначены для подключения к ис точнику усиливаемого сигнала, одни входные выводы первой и второй дифференцирующих цепочек подключень 1 соответственно к катоду седьмого и аноду восьмого диодов. а другие входные их выводы объединены и подключены к другому выводу цепочки из последовательнб включенных первой и второй обмоток управления, выход первой,дифференцирующей цепоч". ки"через пятый диод подключен к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого через инвертор подключен 58 4к аноду щестого диода, катодом подключенного к выходу второй дифферен-,цирующей цепочки, анод седьмого,диода подключен к катоду восьмогодиода, выход элемента ИЛИ подключенк управляющему входу одновибратора,первый и второй стабилитроны катодами подключены соответственно к катоду первого и аноду второго диодов, а аноды их объединены в общуюточку.На чертеже представлена схемамагнитного усилителя,Магнитный усилитель содержит соединенные последовательно первую 1и вторую 2 рабочие обмотки, каждаяиэ которых расположена соответственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах, первую 5 и вторую 6 обмотки управления, расположенныесоответственно на первом 3 и втором4 магнитопроводах и соединенныепоследовательно, первую 7 и вторую8 дополнительные обмотки соединенные встречно-последовательно и расположенные соответственно на первом3 и втором 4 магнитопроводах, трансформатор 9 с первой 10 и второй11 вторичными обмотками, первичнаяобмотка 12 которого предназначенадля подключения к сети и одним выводом подключена к аноду первого 13и катоду второго 14 диодов, а другим - к объединенным выводам первой 1 и второй 2 рабочих обмоток,другие выводы которых подключенысоответственно к аноду третьего 15и катоду четвертого 16 диодов, первый 17 и второй 18 стабилитроны,аноды которых объединены в общую,точку, а катоды подключены соответственно к объединенным в общую точку катодам первого 13 и третьего15 диодов и к объединенным в общуюточку анодам второго 14 и четвертого 16 диодов, катоды первого 17и второго 18 стабилитронов предназначены для подключения к одному идругому выводам нагрузки 19 соответственно, генератор пилообразного напряжения 20, входом подключенный к первой вторичной обмотке 10трансформатора 9 и выходом черезтранзисторный ключ 21 - к встречнопоследовательно соединенным первой7 и второй 8 дополнительным обмоткам, выпрямитель 22, подключенныйвходом к второй 11 вторичной обмотке трансформатора 9, а выходом че рез одновибратор 23 - к управляющему входу транзисторного ключа 21, элемент ИЛИ 24, выходом подключенный к управляющему входу одновибратора 23одним входом - к катоду пятого диода 25 непосредственно, а другим входом - к катоду шестого диода 26 через инвертор 27. Анод пятого 25 и катод шестого 26 диодов подключены соответственно к выходам первой 28 и второй 29 диффе-. ренцирующих цепочек, одни входы которых объединены и подключены к одному выводу 30 цепочки из последовательно соединенных первой 5 и второй б обмоток управления, а другие их входы соответственно через катод седьмого 31 и анод восьмого 32 диодов подключены к другому 33 выводу цепочки из последовательно соединенных первой 5. и второй 6 обмоток управления. Один 30 и другой 33 выводы .цепочки последовательно включенных первой 5 и второй 6 обмоток управления предназначены для подключения источника усиливаемого сигнала.Устройство работает следующим образом.При неизменном по величине усиливаемом сигнале в нагрузке 19 протекает ток, определяемый этим сигналом, Генератор 20 пилообразного напряжения формирует пипообразное напряжение с длительностью прямого хода, незначительно меньшей половины периода питающего напряжения. Длительность прямого и обратного хода пилообразного напряжения равна половине периода сетевого напряжения. Транзисторный ключ 21 заперт. При ступенчатом изменении усиливаемого сигнала на выходе элемента И ИЛИ 24 формируется импульс, передний фронткоторого совпадает с началом изменения усиливаемого сигнФ- ла.При этом если изменение усиливаемого сигнала имеет положительное или отрицательное значение, то эле 1145458мент ИЛИ 24 Формирует сигнал на своем выходе в результате воздействняна его один или другой входы соответственно. Импульсом с элемента 5 ИЛИ 24 запускается одновибратор 23и формирует на своем выходе сигналопределенной длительности, поступающий на управляющий вход транзисторного ключа 21. Транзисторный ключ 10 21 подключает соединение встречнопоследовательно первую и вторую дополнительные обмотки 7 и 8 к выходу генератора 20 пилообразного напряжения на время длительности импуль са одновибратора 23. По первой 7и второй 8 дополнительным обмоткамв течение этого времени протекаетток, амплитуда которого определенаотносительным расположением во вре мени ступенчатого изменения усиливаемого сигнала и пилообразногонапряжения. Происходит быстрое перемагничивание первого 3 и второго 4магнитных стержней за время, значи тельно меньшее половины периода сетевого напряжения. В результатерабочие точки каждого из магнитныхстержней располагаются соответственно в начале управляющего и в конЗр це рабочего полупериодов. За время,равное длительности открытого состояния транзисторного ключа, магнитныйусилитель принимает состояние, прикотором он способен отреагировать наступенчатое изменение усиливаемогосигнала. Нежелательное наличие в выходном напряжении импульсов со значительной амплитудой устраняется с помощью первого и второго стабилитронов 4 17 и 18.Время переходного процесса магнитного усилителя определяется длительностью сигнала дюрмируемого одновибратором 23, которая может быть достаточно малой при соответствующемувеличении амплитуды пилообразногонапряжения.Применение изобретения позволяетзначительно повысить быстродействиемагнитного усилителя.