SU1555782A1

SU1555782A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное

Info

Publication number: SU1555782A1
Application number: SU874271140A
Authority: SU
Inventors: Борис Семенович Бочков
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1990-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питани посто нного напр жени . Цель изобретени - повышение точности преобразовани . Устройство состоит из операционных усилителей 5, 16, 21, 27, оптронов 7 - 9 и резисторов 1 - 4, 10 - 15, 17 - 30 с помощью которых осуществл етс св зь усилителей и оптронов между собой, а также с цеп ми питани и нагрузки. Введение операционных усилителей 21, 27 с соответствующими резисторами 19, 25 обратной св зи и оптроном 7 позвол ет выделить температурную и передаточную погрешности оптронов во всем диапазоне работы устройства и осуществить компенсацию этих погрешностей. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня с гальваническим разделением цепей между ни- . ми.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит входной резистор 1, связанный одним выводом с заземленной общей точкой преобразователя, а вторым выводом - с входным выводом и резисторами 2 и Зоричем другой вывод резистора 2 подключен вместе с резистором 4 к неинвер- jo тирующему входу первого операционного усилителя 5, выход которого связан с резистором 6 и анодом фотодиода оптрона 7.

Второй вывод резистора 6 соединен 25 с анодом светодиода оптрона 7, а катод этого оптрона 7 связан с анодом светодиода оптрона 8, катод которого соединен с анодом светодиода оптрона

9. Катод фотодиода оптрона 7 соеди- эд йен с резисторами 10 и 11 и с инвертирующим, в ход ом первого операционного усилителя 5. Другой вывод резистора 10 связан со свободным выводом первого регулируемого источника 12 по- _ стоянного напряжения U, . Катод фотодиода оптрона 8 соединен с одним вы-. водом резистора 13, другой вывод которого связан вместе с выводами резисторов 14 и 15 с инвертирующим входом второго операционного усилителя

16.

Выход второго операционного усилителя -16 связан с вторым выводом резистора 14, выходным выводом преобразователя и одним из выводов выходного резистора 17. Второй вывод резистора 15 соединен со свободным выводом второго источника 18 напряжения 1¾ .Анод фотодиода оптрона 8, неинвертирующий вход второго операционного усилителя 16, второй вывод резистора 17 и второй вывод второго источника 18 капря.жения соответственно заземлены на общий выходной вывод преобразователя.

Второй вывод резистора 3 вместе с выводами резисторов 19 и 20 соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 21, выход кото рого соединен с другим выводом резистора 19 и первым выводом первого потенциометра 22, подвижный контакт которого соединен с резистором 23, второй вывод которого вместе с выводами резисторов 24 - 26 подключен к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя 27.

Выход четвертого операционного усилителя 27 соединен с вторым выводом резистора 25 и вторым потенциометром 28. Подвижный контакт потенциометра 28 связан со свободным выводом резистора 4. Свободный вывод резистора 26 связан с катодом фотодиода оптрона 9.

Резисторы 20 и 24 своими свободными выводами соединены соответственно со свободными выводами третьего 29 и четвертого 30 регулируемых источников напряжения постоянного тока. Свободные выводы первого.12, третьего 29 и четвертого 30 источников постоянного напряжения , а также свободный вывод резистора 11, неинвертирующие входы третьего 21 и четвертого 27 операционных усилителей, анод фотодиода и катод светодиода оптрона 9, вторые выходы первого 22 и второго 28 потенциометров связаны с заземленной входной общей точкой преобразователя. U,, U₂ - напряжения стабилизированных источников соответственно : входной и выходной частей преобразователя. ‘

Преобразователь работает следующим образом.

Знакопеременный сигнал постоянного тока через входной резистор 1 и резистор 2 попадает на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 5 и через резистор 3 на инервертирующий вход третьего операционного усилителя 21.

Выбор начального тока последовательно включенных светодиодов оптронов 7-9 обеспечивается регулируемым источником 12 напряжения U₁ через резисторы Ю и 11, включенные на инвертирующий вход первого операционного усилителя 5. Так как устройство должно преобразовывать входной сигнал, изменяющийся от значения минус” до значения плюс с прохождением характеристики через естественный нуль,то светодиоды оптронов 7-9 имеют при нуле входного сигнала начальный ток, увеличивающийся при нарастании вход5 и входного включендиода, ноге сигнала в сторону плюс уменьшающийся при изменении сигнала в сторону минус.

Использование оптрона 7, ного по схеме прецизионного ’позволяет линеаризировать зависимость входного сигнала и тока выхода входного операционного усилителя 5 при малых значениях тока светодиодов оптронов 7-9, что является отличительной особенностью преобразователя, так как позволяет иметь линейные зависимости измен чия передаточных характеристик оптронов 8 и 9 от температуры.

Первый оптрон 8, выполняющий необходимую гальваническую развязку выхода устройства 17 от входного сигнала, управляет своим фотодиодом через входной резистор 17 вторым операционным усилителем 16. Необходимый коэффициент усиления Операционного усилителя 16 обеспечивается резистором 14 обратной связи.

Для получения знакопеременной характеристики выхода 17 преобразователя, в схему операционного усилителя 16 вводится начальное смещение от второго источника 18 напряжения U₂через резистор 15 с тем нуле входного сигнала преобразователя также как при нуле входного светодиоды оптронов 7 ограничивающий резистор 6 протекает выбранный начальный ток, и на выходе входного операционного усилителя 16 будет выходное напряжение, которое и необходимо скомпенсировать.

Передаточная характеристика преобразователя обеспечивается за счет изменения светового потока светодиод фотодиод оптрона 8, а компенсация возможной температурной погрешности .этой передачи - за счет выбора величины тока в линейной зоне светодиодов оптронов 7-9 (обеспечивается включением оптрона 7 по схеме преци, чтобы при на выходе 17 был нуль, так сигнала через - 9 и токозионного диода), а также за счет компенсации температурной погрешности, которую обеспечивает четвертый операционный усилитель 27, включенный через второй потенциометр 28 в цепь обратной отрицательной связи через резистор 4 на неинвертирующий вход операционного усилителя 5.

На входе четвертого операционного усилителя суммируются сигналы фотоto

1555782 6 приемника оптрона 9, начальное смещение от источника 30 постоянного напряжения через резистор 24 и входной сигнал преобразователя, смещенный и инвертированный третьим операционным усилителем 21.

Такое суммирование позволяет на выходе четвертого операционного усилителя получить сигнал рассогласования, пропорциональный температурной нестабильности передаточной характеристики оптрона 8, и полностью его скомпенсировать. Схема обеспечивает высокую точность преобразования входного знакопеременного сигнала постоянного тока (напряжения) в другой сигнал (знакопопеременный) постоянного тока (напряжения) с гальваническим разделением этих цепей, выполненным на оптроне.

Claims

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий входной и общий входной выводы для подключения источника входного сигнала.', выходной и общий выходной выводы для подключения нагрузки, два операционных усилителя с инвертирующим и неинвертирующим входами каждый, пять резисторов, два оптрона и два регулируемых источника постоянного напряжения, каждый из которых одним выводом соединен соответственно с общим входным и общим выходным выводами, одни выводы первого и второго резисторов подключены к неинвертирующе— му входу первого усилителя, выход которого соединен с одним из выводов третьего резистора, одни выводы четвертого и пятого резисторов подключены к инвертирующему входу второго усилителя, выход которого соединен с выходным выводом и свободным выводом четвертого резистора, а свободный вывод пятого резистора подключен к катоду фотодиода первого оптрона, анод которого соединен с неинвертирующим входом второго усилителя и общим выходным выводом, причем катод светодиода первого оптрона соединен с анодом светодиода второго оптрона, катод которого подключен к общему входному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, дополнительно введены третий и четвертый операционные усилители, каждый из которых выполнен с инвертирующим и подключенным к общему входному выводу неинвертирующим входами, третий оптрон, третий и четвертый регулируемые источники ³напряжения постоянного тока, каждый из которых одним выводом соединен с общим входным выводом, десять резисторов и первый и второй потенциометры, выводы неподвижных контактов которых подключены к выходу и неинвертирующему входу соответственно третьего и четвертого усилителей, к инвертирующему входу каждого из которых подключены соответственно одними выводами шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый резисторы, свободные выводы седьмого и десятого резисторов соединены соответственно с выходами третьего и четвертого .усилителей, свободные выводы девятого и первого резисторов подключены к выводам подвижных контактов соответственно первого и второго по- 25 тенциометров, свободные выводы восьмого и одиннадцатого резисторов соединены со свободными выводами соответ ственно третьего и четвертого регулируемых источников· напряжения постоянного тока, свободные выводы шестого и второго резисторов подключены к входному выводу, а свободный вывод двенадцатого резистора соединен с катодом фотодиода второго оптрона, анод которого подключен к общему входному выводу, причем свободный вывод третьего резистора соединен с анодом светодиода третьего оптрона, катод которого подключен к аноду светодиода первого оптрона, анод фотодиода третьего оптрона соединен с выходом первого усилителя, инвертирующий вход которого подключен к катоду этого же фотодиода и к одним из выводов тринадцатого и четырнадцатого резисторов, свободные выводы которых соединены соответственно с общим входным выводом и свободным выводом первого источника напряжения постоянного тока, а свободный вывод второго источника напряжения через пятнадцатый резистор соединен с инвертирующим входом второго усилителя о