CS269935B1 - Zapojeni generátoru průběhu - Google Patents

Abstract

Zapojeni spadá do oblasti měřici a řídicí elektroniky a využívá ee k ovládáni ... spínacích prvků v měničích stejnosměrného signálu. Obsahuje transformátor (1), jehož primární vinuti je prvním a druhým vývodem (11, 12) spojeno s kolektory prvního a druhého tranzistoru (2, 3) a s prvni a druhou diodou (8, 9) a středním vývodem (13) je spojeno s první vstupní svorkou (01) napájecího napětí. Vazební vinuti transformátoru (1) je připojeno na prvni až čtvrtý odpor (4 až 7) a na báze prvního a druhého tranzistoru (2, 3). Prvni sekundární vinutí transformátoru (1) je spojeno s první a druhou výstupní svorkou (03, 04) prvniho ovládacího napětí a druhé sekundární vinuti je spojeno s prvni a druhou výstupní svorkou (05, 06) druhého ovládacího napětí. Druhá vstupní svorka (02) napájecího napětí je spojena 8 anodou první diody (8), a emitorem prvniho tranzistoru (2), e druhým přívodem (42) prvního odporu (4), a druhým přívodem (52) druhého odporu (5), β emitJorem druhého tranzistoru (3) a s anodou druhé diody (9).

Description

Vynález se týká zapojení generátoru galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu o vysoké strmosti nástupních a sestupných hran, zejména pro ovládání spínacích prvků v galvanických oddělovačích stejnosměrných signálů. Zapojení umožňuje rychlé ovládání spínacích prvků v obvodech pro přeměnu stejnosměrného Signálu na střídavý a zpět. Vysoká strmost nástupních a sestupných hran má přímý vliv na dosažení vysoké přesnosti převodu.

Přesnost měření fyzikálních a technologických veličin při provozu elektrárenských bloků je mimořádně významná záležitost, která má přímý vliv na ekonomii provozu, kvalitu regulace vybraných okruhů a bezpečnost provozu elektráren. Naměřené hodnoty z technologického provozu se přenášejí jako stejnosměrný signál po galvanicky oddělených trasách pro dosažení odolnosti proti elektromagnetickému rušení. V galvanických oddělovačích stejnosměrných signálů se pro ovládání spínacích prvků používají generátory galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu realizované jako klasické měniče. Nevýhodou tohoto uspořádání Je malá strmoat nástupních a sestupných hran ovládacího napětí, což se negativně projevuje na dosažení přeanosti odděleného signálu.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení generátoru galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu o vyaoké strmosti nástupních a sestupných hran podle vynálezu, obsahující transformátor, dva tranziatory, čtyři odpory a dvě diody, přičemž první a druhá výstupní svorka prvního ovládacího napětí jsou spojeny s vývody prvního sekundárního vinutí a první a druhá výstupní svorka druhého ovládacího napětí jsou spojeny s vývody druhého sekundárního vinutí transformátoru, zatímco druhá vstupní svorka napájecího napětí Je spojena s anodami první a druhé diody a s emitory prvního a druhého tranzistoru, kde kolektor prvního tranzistoru je spojen a katodou první diody a s prvním vývodem primárního vinutí tranziatoru a kolektor druhého tranzistoru Je spojen s katodou druhé diody a s druhým vývodem primárního vinutí transformátoru, kdežto první vstupní svorka napájecího napětí je napojena na střední vývod primárního vinutí transformátoru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že střední vývod transformátoru je spojen s druhým přívodem třetího odporu a a druhým přívodem čtvrtého odporu. První přívod čtvrtého odporu je spojen s druhým vývodem vazebního vinutí transformátoru, jehož první vývod je spojen s prvním přívodem třetího odporu, s bází druhého tranzistoru a a prvním přívodem druhého odporu. Druhý přívod druhého odporu je spojen s druhou vstupní svorkou napájecího napětí, která je současné spojena a druhým přívodem prvního odporu. První přívod prvního odporu je spojen a bází prvního tranziatoru, a prvním přívodem čtvrtého odporu a s druhým vývodem vazebního vinutí transformátoru.

Výhodou zapojení generátoru je, že vazební vinutí neobsahuje střední odbočku, což má za následek nižší pracnost výroby transformátoru, dále necitlivost na zvlnění napájecího napětí a obvodová jednoduchost. Lze jej využít věude tam,, kde Je třeba mít k dispozici galvanicky oddělené napětí pravoúhlého průběhu o vysoké strmosti nástupních s sestupných hran zejména pro ovládání spínacích prvků v galvanických oddělovačích stejnosměrného signálu.

Příklad zapojení generátoru galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu je znázorněn na schématu.

Zapojení generátoru galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu podle vynálezu obsahuje tranaformátor £, první a druhý tranzistor £, £, první až čtvrtý odpor £, A’ Z ^a první a druhou diodu £, £. První vstupní svorka 01 napájecího napětí je spojena jednak se středním vývodem 13 primárního vinutí transformátoru £, jednak s druhým přívodem 62 třetího odporu 6 a druhým přívodem 72 čtvrtého odporu £. První vývod 1I primárního vinutí transformátoru £ je spojen s kolektorem 21 prvního tranzistoru £ a katodou 81 první diody £. Druhý vývod 12 primárního vinutí transformátoru £ je spojen s kolektorem 31 druhého tranzistoru 3 a katodou 91 druhé diody £. První vývod £4 vazebního vinutí transformátoru £ je spojen jednak s prvním přívodem 61 třetího odporu £, jednak s bází 33 druhého tranzistoru £ a prvním přívodem 5£ druhého odporu £. Druhý vývod vazebního vinutí 15 transformátoru £ je spojen jednak s prvním přívodem 71 čtvrtého odpo2

CS 269 935 Bl ru jednak s bází 23 prvního tranzistoru 2 ^{a 3} prvním přívodem 41 prvního odporu 4. Druhá vstupní svorka 02 je spojena s anodou 82 první diody £, s emitorem 22 prvního tranzistoru 2> s druhým přívodem 42 prvního odporu £, s druhým přívodem 52 druhého odporu ³ emitorem 32 druhého tranzistoru 2 ^{3 3} anodou 92 druhé diody 2· První vývod 16 prvního sekundárního vinutí transformátoru 2 J^e spojen s první výstupní svorkou 03 prvního ovládacího napětí. Druhý vývod 17 prvního sekundárního vinutí transformátoru 1 je spojen s druhou výstupní svorkou 04 prvního ovládacího napětí. První vývod 18 druhého sekundárního vinutí transformátoru 2 J³ spojen s první výstupní svorkou 05 druhého ovládacího napětí. Druhý vývod 19 druhého sekundárního vinutí transformátoru 2 J^e spojen s druhou výstupní svorkou 06 druhého ovládacího napětí.

Jednotlivé prvky lze charakterizovat takto: transformátor 2 j® běžný transformátor na hrníčkovém jádře. První a druhý tranzistor 2» 3 jsou běžné tranzistory NPN. První až čtvrtý odpor 2> $.> 2» Z jsou běžné odpory. První a druhá dioda 2» 2 jsou rychlé spínací diody.

Je-li na první vstupní svorku 01 a druhou vstupní svorku 02 připojeno napájecí napětí, pak úbytek napětí, který je odebírán z prvního přívodu 41 prvního odporu 4 a z . prvního přívodu 51 druhého odporu 2, vytvoří kladné napětí na bázi 23 prvního tranzistoru 2 ³ na bázi 33 druhého tranzistoru 2· Jelikož ani tranzistory 2» 2> ani sekce primárního vinutí transformátoru 2 nemohou být zcela shodné, bude se vždy proud jednoho tranzistoru liSit od druhého. Takto vzniklá nerovnoměrnoat obou primárních vinutí způsobí určitý výsledný magnetický tok v jádře transformátoru 2· Vznik toku indukuje elektrické napětí na všech vinutích transformátoru 2* Galvanicky oddělená napětí na sekundárních vinutích slouží k ovládání spínacích prvku v galvanických oddělovačích stejnosměrného signálu. Smysl primárního a zpětnovazebního vinutí transformátoru 2 j® uspořádán tak, aby byla vytvořena.kladná zpětná vazba. Potom tranzistor, jímž procházel při připojení napájecího napětí větší proud, se zcela otevře a druhý uzavře. Když je otevřen první tranzistor 2 ⁸ ^uzavřen druhý tranzistor 2> j® ^na bázi 22 prvního tranzistoru 2 kladné napětí a na bázi 32 druhého tranzistoru 3 napětí záporné. Otevřením prvního tranziatoru 2 ³³ připojí mezi vývody 11 a 13 primárního vinutí transformátoru 2 téměř plné napájecí napětí. Vznikne tak proud protékající otevřeným kolektorem 21 prvního tranzistoru 2> který bude lineárně narůstat až do maximální hodnoty. Maximální hodnota proudu kolektoru 21 prvního tranzistoru 2 je určena proudovým zasilovacím činitelem tranzistoru, velikostí napětí na zpětnovazebním vinutí transformátoru 2 ^a ohmickou hodnotou paralelní kombinace druhého a třetího odporu 2» £· Po dosažení maximální hodnoty kolektorového proudu se zastaví jeho další růst, čímž nastává prudký pokles elektrického napětí ve zpětnovazebním vinutí transformátoru 1 k nulové hodnotě. Začne se zmenšovat proud do báze 23 prvního tranzistoru 2» ³ tím i magnetický tok. Ve zpětnovazebním vinutí transformátoru 2 ⁸⁸ znovu začne indukovat elektrické napětí, avšak bude mít opačnou polaritu. To znamená, že báze 23 prvního tranzistoru 2 bude mít záporné napětí a báze 33 druhého tranzistoru 2 kladné. Vzhledem k tomu, že proud ze zpětnovazebního vinutí transformátoru 1 se uzavírá přes otevírající se přechod báze 33 - emitor 32 druhého tranzistoru 3 a uzavírající se přechod báze 23 - emitor 22 prvního tranzistoru 2, působí zbytkový náboj v bázi 23 prvního tranzistoru 2 jako derivační kapacita pro bázi 22 druhého tranzistoru 2· Proto ³³ velmi urychlí uzavření prvního tranzistoru 2 ^a otevření druhého tranzistoru 2· Tím, že se otevřel kolektor 31 druhého tranzistoru 2> připojí se napájecí napětí mezi střední vývod 12 primárního vinutí transformátoru 2· Část energie nahromaděná v magnetickém poli transformátoru 2 ³³ vrací zpět do zdroje napájecího napětí, připojeného k vstupním svorkám 01 a 02 přes druhou diodu 2· Když je otevřen druhý tranzistor 2> zůstává postup změny toku i proudu stejný, jako když byl otevřen první tranzistor 2· Rozdíl je pouze v tom, že magnetický tok v jádře transformátoru 2 ^3e mění v opačném směru a že proud procházející mezi středním vývodem 13 a druhým vývodem 12 primárního vinutí transformátoru 2 má opačný směr. Jakmile se jádro nasytí a dosáhne mezní hodnoty proudu kolektoru 31 druhého tranzistoru 3, tranzistory se znovu ořepnou. Dále se tento pochod opakuje.'

CS 269 935 Bl

Použije-li se v zapojení více párů sekundárního vinutí transformátoru £, může generátor ovládat několik galvanických oddělovačů stejnosměrného napětí současně.

Claims (1)

1. Zapojení generátoru galvanicky odděleného napětí pravoúhlého průběhu o vysoké strmosti nástupních a sestupných hran, zejména pro ovládání spínacích prvků v galvanických oddělovačích stejnosměrného signálu, obsehujicí trsnsformátor, dva tranzistory, čtyři odpory a dvě diody, přičemž první a druhé výstupní svorka prvního'ovládacího napětí jsou spojeny s vývody prvniho sekundárního vinutí a první a druhá výstupní svorka druhého ovládacího napětí jsou spojeny s vývody druhého sekundárního vinutí transformátoru, kdežto druhá vstupní svorka napájecího napětí je spojena s anodami první a druhé diody a s emitory prvního a druhého tranzistoru, kde kolektor prvního tranzistoru je spojen s katodou první diody a a prvním vývodem primárního vinutí tranzistoru a kolektor druhého tranzistoru Je spojen a katodou druhé diody a s druhým vývodem primárního vinutí transformátoru, zatímco první vstupní avorka napájecího napětí je napojena na střední vývod primárního vinutí transformátoru, vyznačené tím, že etřední vývod (13) tranaformátoru (1) Je apojen s druhým přívodem (62) třetího odporu (6) a s druhým přívodem (72) čtvrtého odporu (7), Jehož první přívod (71) je spojen s druhým vývodem (15) vazebního vinutí transformátoru (1), Jehož první vývod (14) je spojen s prvním přívodem (61) třetího odporu (6), s bází druhého tranzistoru (3) a s prvním přívodem druhého odporu (5), jehož druhý přívod (52) je spojen s druhou vstupní svorkou (02) napájecího napětí, která je současně opojena a druhým přívodem (42) prvního odporu (4), jehož první přívod (41) je opojen o bází (23) prvního trenziotoru (2), s prvním přívodem (71) čtvrtého odporu (7) a s druhým vývodem (15) vazebního vinutí transformátoru (1).