153731

М 153731 Класс Н 021; 21 ай, 18 ав Н 02 р; 21 с, 59 тв СССРЛЛ ТГ.11 Т 110- 11 11 тй "1 СС 1:,:; ьиь.1 ИОТЕИ 1 ГЕНКЯ ЗОБРЕ Подписная группа87 И. К. Вульфельдт ЫЙ МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ря 1961 г. за М 748634 и открыгий при Сове етеипй и товарных зпаЗаявлепо 20 окт 5 слав изоорстепи 24-7с .)1 ииистров СССРков М 7 за 1963 г 1(охи те олпковано в Боллстеис изо Во многих устройствах автоатпческого управлепя и в уп 1)авляемых элетроприводах не требуется точного воспроизведения формы входного сигнала на выходе усилителя. В этих устройствах существенным является получение в нагрузке средего значения тока и напряжения, пропорционального изменению сипала во входной цепи усилителя. Для получе 5 я такого тока и напряжения, особенно при необходимости получения на выходе большой или средней по Величине мощности и при наличии питания от сстп переменного тока, весьма эффективным является спользование магнитных усилптслей (ЛУ). Однако при их использовании для управления нагрузкой постоя ного тока, например электродвигателем постояого тока, работающим В режиме управляемого реверса, возникают большие трудности, обусловленные тем, что изьестпые двухтактые магнитные усилители с нагрузкой постоянного тока име 1 от низкий и. п. д, 1 е Выше 50 "4паиоолее эс)1)ектВпых схеа 1 далее при Отсутстви потерь в Обхотках, Выпрямителях и ссрдсчиках.Это объясняется шуптирующим взаимодействием полов:н двухтактной схемы, приводящим к перераспределению токов. Для огранпче ия такоО Вз 1 1) Одсйств и я па Выходе ус: 71 и тел 51 В клоч а 10 т,опол . итс,ьпыс балласт:ыс со:ротилея, з коорых теряется )О - 80",) выходной )Ощпост 1.Для улучшения характеристик двухтактых рсвсрспвпьх )аптных усилителей предлагается применять в них фотосопротивлеия, засвечивас.;ыс посредство., элскт 1)олОмипссцстых копдегСаторов пли газооазрядпьх ламп, упргвляемых сигалом с Вьхода еоответствхюцих однотактых усилителей, М 153731Эти электролюминесцентно-фотополупроводниковые или газоразрядно-фотополупроводниковые приборы выполняют в двухтактных магнитных усилителях роль быстродействующих переключателей, позволяющих в зависимости от знака сигнала подключить нагрузку к выходу того из двух однотактных магнитных усилителей, у которого выходной ток возрастает. Тем самым удается почти полностью использовать мощность однотактных усилителей при работе в двухтактной схеме с одной нагрузкой постоянного тока. Повышение к, п. д. двухтактного усилителя сопровождается также увеличением отдаваемой мощности, протяженности линейной части его характеристики и коэффициента усиления по мощности.Инерционность магнитного усилителя при этом практически не повышается, поскольку инерционность предлагаемых магнитных усилителей повышенной, средней и большой мощности не ниже инерционности фотополупроводниковых переключателей (10 4 - 1 Осек в зависимости от типа выбранного фотосопротивления),На фиг. 1 изображен в разрезе электролюминесцентно-фотополупроводниковый переключатель, применяемый в предложенном двухтактном магнитном усилителе; на фиг, 2 приведена электрическая схема усилителя с такими переключателями,Переключатель имеет монолитную слоистую конструкцию. Опорой служит стеклянная, пластмассовая или металлическая тонкая пластинка 1, на одну из сторон которой последовательно нанесены тонкие слои, из которых слои 2 и 3 образуют электролюминесцентный конденсатор- осветитель, слой 4 - изоляцию, 5 - фотополупроводниковое сопротивление и слой б - снова изоляцию. Строение и технология изготовления электролюминесцентного конденсатора и слоев фотосопротивления - обычные для них. Указанная последовательность нанесения слоев (электролюминофора, светопроницаемых электропроводных обкладокэлектродов и фотосопротивлений с прозрачными диэлектрическими обкладками, электрически изолирующими их от электродов электролюминесцентного конденсатора) может быть многократно повторена, в результате чего создается многослойный переключающий элемент нужной мощности,В качестве электролюминофорного слоя 3 конденсатора может быть применен мелкокристаллический сульфид цинка, равномерно распределенный в слое диэлектрика и образующий тонкий слой между электродами (=-0,25 Ахая), а в качестве фотосопротивления - сульфид кадмия СЮ или РвО.Для получения наибольшей эффективности электролюминесцентнофотополупроводникового переключателя спектральные характеристики его электролюминесцентного конденсатора-осветителя и полупроводникового фотосопротивления должны максимально перекрываться или совпадать. Это достигается таким подбором электролюминофоров с разными спектрами излучения, чтобы их смесь обладала нужным спектром электролюминесцентного излучения. С этой целью может быть также использовано изменение спектра излучения в зависимости от частоты возбуждающего электролюминесцентный конденсатор напряжения.Приборы подобного вида, состоящие из последовательных слоев электролюминофора и фотосопротивления (размером до 300 )( Х 300 лл), в технике известны, но они применялись для другой цели, а именно в качестве усилителей света,В качестве переключателя в МУ может быть также применен газоразрядпо-фотополупроводниковый прибор, получивший в зарубежнойгечати наименование резистера (Еес 1 гопс, 1960, 1208.33, стр. 152, 154). Он отличается от описанного выше тем, что в нем управляющий сигнал поступает не на электролюминесцентный конденсатор- осветитель, а на газоразрядную лампу, выполняющую ту же роль. Свет ее воздействует на переключающий элемент с фотосопротивлением, управляющий постоянным переменным током нагрузки, путем снижения его сопротивления.Полученная при этом скорость переключения выходной нагрузочной цепи составляет о 0 в 1 гц. В настоящее время разрабатываются оолее быстродействующие резисторы.Резисторные и электролюминесцентно-фотополупроводниковые переключатели в схемах двухтактных магнитных усилителей обеспечивают полную изоляцию между управляющим Ь,и управляемым (7 сигналами и возможность осуществления устройства, рассчитанного на большую величину выходной (реверсируемой) мощности, что достигается использованием сильного управляемого источника света (электролюминесцептного конденсатора или газоразрядной лампы) и фото- сопротивления с большой площадью фоточувствительного слоя. Поскольку такие переключатели являются неполярными элементами, они могут использоваться в последовательных и параллельных схемах и переключать как постоянный, так и переменный ток. Их преимущество состоит также в сочетании достаточно высокой скорости переключения с малой мощностью, потребной для управления,Включение подобного переключателя в схему двухтактного магнитного усилителя показано на фиг. 2, где изображена электрическая схема ооычного дифференциального двухтактного МУ с внутренней обратной связью. На схеме показаны; питающий трансформатор Тр, выпрямители на диодах В, силовые обмотки 1 У однотактных плеч МУ и МУ усилителя, обмотки управления Р на которые подается сигнал управления С , и обмотки смещения ЪГ питаемые от источника напряжения Ь, . Выпрямительный ток от однотактного плеча МУ, и МУ. поступает к нагрузке Р через одно из силовых фотосопротивлений Ф, работающих в режиме управляемых переключателей реверса и составляющих с электролюминесцентными конде саторами-осветителями СЗ конструктивно единое целое - электролюминесцентно-фотополупроводннковые персклочатели реверса. Электролюминесцентные конденсаторы (или газоразрядные осветители) управляются (зажигаются) при помощи соответствующих кристаллических триодов 7, которые, в свок) очередь, управляются (отпираются) выходным напряжением своего однотактного магнитного усилителя, Величина управляющего тока триодов устанавливается при помощи делителя на сопротивлениях Я иР-,При подаче на вход двухтактного МУ тока управления определенного знака от одного плеча МУ протекает ббльший ток, чем от другого, и создает отпирающее напряжение между эмиттером и базой соответствующего триода Т, открывающее последний. В результате управляющий ток через этот триод поступает на один из электролюминесцентных конденсаторов-осветителей СЗ (или газоразрядных осветителей) и зажигает его, что приводит к отпиранию соответствующего фотополупроводникового сопротивления Ф.В это же время ток базы второго триода резко снижается, и фото- полупроводниковое сопротивление противоположного плеча схемы МУ запирается, резко увеличиваясь. В результате происходит реверс тока в нагрузке Р. Поскольку отношение темпового сопротивления к сопротивлению фотосопротивления при освещении имеет большую величину,153731оба плеча МУ развязаны между собой и к. и. д, МУ резко возрастает по сравнению с обычной схемой МУ,Таким образом, второй управляющий триод и силовой электролюминесцентно-фотополупроводниковый переключатель будут представлять большое сопротивление для тока первого плеча МУ, чем достигается ограничение вредного ответвления тока и повышение эффективности работы схемы в целом.При изменении тока сигнала управления МУ роль триодов и силовых переключателей изменяется и в нагрузке начинает протекать ток обратного направления (реверс) при той же эффективности схемы.Одно из условий настройки схемы состоит в том, чтобы при минимальном токе плеча соответствующий управляющий триод и переключающий силовой прибор были полностью заперты. В этом случае максимальный ток нагрузки двухтактного усилителя равен максимальному току его однотактного плеча.В последнее время предложены различные схемы экономичных регулируемых устройств с реверсированием постоянного тока, в частности с применением полупроводниковых триодов, Отличие и преимущество предложенной схемы заключается в том, что в качестве силовых переключающих элементов используются не кристаллические триоды, а электролюминесцентно-фотополупроводниковый или газоразряднофотополупроводниковый переключатель, который может быть выполнен на значительно большую мощность, чем кристаллические триоды. Указанные переключатели, кроме того, просты в изготовлении и дешевы. Возможный разброс параметров этих приборов практически не влияет на стабильность работы и чувствительность МУ, а мощность, потребная для управления триодами и переключающими силовыми элементами, невелика и обеспечивается за счет использования неоольшой части выходной мощности МУ, Значение к. п,д. составляет примерно 90 - 95% от мощности соответствующего однотактного МУ, что обусловлено ча:тичным ответвлением тока через цепь эмиттер - база триода и влияиел тока холосгого хода второго одОтактного усилТеля.Дальнейшее уменьшение потерь может быть получено путем использования в качестве базового сопротивления Р- нелинейного сопротивления, например типа тирита. В этом случае с уменьшением напряжения на выходе однотактного усилителя повышается величина сопротивления Р 0-, что вызывает дополнительное ограничение тока через дан. ный управляющий триод.Предмет изобретенияДвухтактный магнитный усилитель, предназначенный для работы на нагрузку постоянного тока в режиме управляемого реверса с использованием переключателей, управляемых от усиливаемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. усилителя, в качестве указанных переключателей применены фотосопротивления, засвечиваемые посредством электролюминесцентных конденсаторов или газоразрядных ламп, управляемых сигналом с выхода соответствующих однотактных усилителей.