SU1637015A1 - Voltage converter with galvanic signal isolation - Google Patents

Voltage converter with galvanic signal isolation Download PDF

Info

Publication number
SU1637015A1
SU1637015A1 SU884425607A SU4425607A SU1637015A1 SU 1637015 A1 SU1637015 A1 SU 1637015A1 SU 884425607 A SU884425607 A SU 884425607A SU 4425607 A SU4425607 A SU 4425607A SU 1637015 A1 SU1637015 A1 SU 1637015A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
transformer
frequency
demodulator
Prior art date
Application number
SU884425607A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Andrej I Ponomarenko
Aleksandr I Troeglazov
Vadim A Aksenov
Original Assignee
Stavropol Politekh Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stavropol Politekh Inst filed Critical Stavropol Politekh Inst
Priority to SU884425607A priority Critical patent/SU1637015A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1637015A1 publication Critical patent/SU1637015A1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах сбора и преобразования информации с гальваническим разделением цепей сигналов. Цель изобретения - повышение надежности и расширение полосы пропускания преобразова2The invention relates to a pulse technique and can be used in systems for collecting and converting information with galvanic separation of signal circuits. The purpose of the invention is to improve the reliability and bandwidth conversion

теля. Преобразователь напряжения с гальваническим разделением сигналов содержит низкочастотный импульсный модулятор 1, управляемый ключ 2, трансформатор 3 и демодулятор 5. Введение в преобразователь высокочастотного генератора 4, в цепь обратной связи которого включена вторичная обмотка трансформатора 3, позволяет повысить частоту работы высокочастотного генератора и тем самым расширить полосу пропускания преобразователя, а также повысить надежность за счет более простых схем демодулятора, конструкция которых определяется значительным различием выходного сигнала высокочастотного генератора при различных положениях управляемого ключа, Кроме того, упрощается конструкция разделительного трансформатора, что позволяет повысить уровень гальванической развязки цепей. 3 ил.body. The voltage converter with galvanic separation of signals contains a low-frequency pulse modulator 1, a controlled switch 2, a transformer 3 and a demodulator 5. Introduction to the converter of the high-frequency generator 4, the secondary circuit of the transformer 3 is included in the feedback circuit, allows to increase the frequency of the high-frequency generator and thereby expand converter bandwidth, as well as increase reliability due to simpler demodulator circuits, the design of which is determined by significant lichiem high frequency generator output signal at different positions controllable switch, Additionally, simplified isolation transformer design, thus increasing the galvanic isolation circuits. 3 il.

3 3 и 5 - and five - 4 four 6 6

»8 Ц „„ 1637015"8 C„ „1637015

Фиг.11

33

16370151637015

4four

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах сбора и преобразования информации с гальваническим разделени- $ ем цепей сигналов.The invention relates to a pulse technique and can be used in systems for collecting and transforming information with galvanic separation of signal circuits.

Цель изобретения - повышение на- . дежности и расширение полосы пропускания преобразователя.The purpose of the invention is to raise it. reliability and bandwidth expansion converter.

На фиг. 1 представлена функционально ная схема преобразователя напряжения с гальваническим разделением сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на фиг. 3 - пример конкретного выполнения преобразователя» 15FIG. 1 shows a functional voltage converter circuit with galvanic separation of signals; in fig. 2 - time diagrams of his work; in fig. 3 is an example of a specific implementation of the Converter "15

Преобразователь напряжения с гальваническим разделением сигналов содержит низкочастотный импульсный модулятор 1, управляемый ключ 2, трансформатор 3, высокочастотный генератор 20 4 и демодулятор 5, при этом вход низкочастотного импульсного модулятора 1 соединен с входной шиной устройства, а выход - с управляющим входом управляемого ключа 2, выходы ко- 25 торого соединены с выводами первичной, обмотки трансформатора 3, вторичная обмотка которого включена в цепь обратной связи высокочастотного генератора 4, выход которого соединен с 3x0-30 дом демодулятора 5, выход 6 которого соединен с выходной шиной устройства.The voltage converter with galvanic separation of signals contains a low-frequency pulse modulator 1, a controlled switch 2, a transformer 3, a high-frequency generator 20 4 and a demodulator 5, while the input of the low-frequency pulse modulator 1 is connected to the input bus of the device, and the output is connected to the control input of the controlled switch 2, the outputs of which 25 are connected to the terminals of the primary winding of the transformer 3, the secondary winding of which is included in the feedback circuit of the high-frequency generator 4 whose output is connected to the 3x0-30 house an audulator 5, the output 6 of which is connected to the output bus of the device.

На фиг. 2 показаны входное ϋΒχ и выходное инапряжения преобразователя, выходные напряжения 1^, и5 блоков 1, 4 и 5 соответственно.FIG. 2 shows the input and output ϋ Βχ inapryazheniya converter output voltage ^ 1, and 5 units 1, 4 and 5, respectively.

В варианте конкретного выполнения преобразователя (фиг. 3) низкочастотный импульсный модулятор 1 выполнен на конденсаторе 7, резисторах 8-10, операционном усилителе 11 и осуществляет широтно-импульсную модуляцию входного сигнала. В модуляторе резисторы 12 и 13 образуют цепь по- 45 ложителъной обратной связи, цепь,состоящая из резистора 10 и конденсатора 7, является интегрирующей, суммирование входного сигнала и сигнала интегрирующей цепи выполняется резнеторами 8 и 9. Резистор 14 и транзистор 15 составляют управляемый ключ 2. Высокочастотный генератор 4 представлен генератором с емкостной обратной связью. ..In a particular embodiment of the converter (FIG. 3), the low-frequency pulse modulator 1 is performed on a capacitor 7, resistors 8-10, an operational amplifier 11, and performs pulse-width modulation of the input signal. In the modulator, resistors 12 and 13 form a positive feedback circuit, the circuit consisting of resistor 10 and capacitor 7 is integrating, the summation of the input signal and the signal of the integrating circuit is performed by the chokes 8 and 9. Resistor 14 and transistor 15 compose a controlled switch 2 . High-frequency generator 4 is represented by a generator with capacitive feedback. ..

Конденсаторы 16 и 17 и индуктивность 18 составляют колебательный Контур. Обратная связь снимается с общей точки конденсаторов 16 и 17 иCapacitors 16 and 17 and inductance 18 constitute an oscillatory circuit. Feedback is removed from the common point of the capacitors 16 and 17 and

через вторичную обмотку трансформа1тора 3 подается на транзистор 19. Резистор 20 необходим для смещения по постоянному току транзистора 19, конденсатор 21 и резистор 22 образуют фильтр по цепи питания. Демодулятор 5 выполнен на ненасыщенном транзисторном ключе 26 с базовым 25 и коллекторным 27 резисторами и шунтирующим диодом 24. Связь демодулятора 5 с высокочастотным генератором 4 производится церез разделительный кон денсатор 23. Питание преобразователя осуществляется двумя источниками с выходными напряжениями +υσ^, -и^ и +иП£, -и П2 соответственно. С коллектора транзистора 26 напряжение через фильтр, в простейшем случае содержащий резистор 28 и конденсатор 29, поступает на выходную шину устройства.through the secondary winding of the transformer 1 of the torus 3 is fed to the transistor 19. The resistor 20 is required for the DC offset of the transistor 19, the capacitor 21 and the resistor 22 form a filter along the power circuit. The demodulator 5 is made on an unsaturated transistor switch 26 with a base 25 and a collector 27 resistors and a shunt diode 24. The demodulator 5 communicates with a high-frequency generator 4 via a coupling capacitor 23. The converter is powered by two sources with output voltages + υσ ^, - и ^ and + £ £, -and P2, respectively. From the collector of the transistor 26, the voltage through the filter, in the simplest case containing a resistor 28 and a capacitor 29, goes to the output bus of the device.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При нулевом значении входного напряжения υβχ на выходе низкочастотного импульсного модулятора формируI “At zero input voltage υ βχ at the output of the low-frequency pulse modulator, form “I

ются разнополярные прямоугольные импульсы. При одной полярности импульса ключ 2 открыт и замыкает первичную обмотку трансформатора 3. В режиме короткого замыкания входное сопротивление трансформатора 3 определяется активными сопротивлениями первичной и вторичной обмоток.Вклю— чение в цепь обратной связи высокочастотного генератора 4 малого активного сопротивления не меняет амплитуду его выходного сигнала, и высокочастотные колебания высокого уровня, поступая на вход демодулятора 5, открывают его. При другой полярности импульса низкочастотного импульсного модулятора 1 управляемый ключ 2 закрыт. Первичная обмотка трансформатора 3 разомкнута и трансформатор переходит в режим холостого хода. В этом случае входное сопротивление трансформатора 3 определяется активным сопротивлением вторичной обмотки и индуктивным сопротивлением цепи намагничивания. Увеличение сопротивления в цепи обратной связи высокочастотного генератора 4 вызывает уменьшение амплитуды его сигнала, и демодулятор 5 закрывается. Таким образом, на выходе демодулятора 5 восстанавливается выходнойbipolar rectangular pulses are obtained. With one polarity of the pulse, key 2 is open and closes the primary winding of the transformer 3. In the short circuit mode, the input resistance of the transformer 3 is determined by the active resistances of the primary and secondary windings. and high-frequency oscillations of a high level, acting on the input of the demodulator 5, open it. When the other polarity of the pulse of the low-frequency pulse modulator 1 controlled key 2 is closed. The primary winding of the transformer 3 is open and the transformer goes into idle mode. In this case, the input resistance of the transformer 3 is determined by the active resistance of the secondary winding and the inductive resistance of the magnetization circuit. An increase in the resistance in the feedback circuit of the high-frequency generator 4 causes a decrease in the amplitude of its signal, and the demodulator 5 closes. Thus, the output of the demodulator 5 is restored output

16370151637015

сигнал низкочастотного импульсного модулятора 1.low frequency pulse modulator signal 1.

При изменении входного напряжения меняется скважность выходныхWhen the input voltage changes, the output ratio changes

импульсов низкочастотного импульсного модулятора 1 и, соответственно, скважность выходных импульсов демодулятора! 5 о На выходе фильтра демодулятора 5 восстанавливается исходный ,д входной сигнал.pulses of low-frequency pulse modulator 1 and, accordingly, the duty cycle of the output demodulator pulses! 5 o The output of the demodulator filter 5 restores the original, g input signal.

В варианте конкретного выполнения широтно-импульсная модуляция осуществляется на частоте 50 кГц при частоте высокочастотного генератора 10 МГц, что определяет передачу фронта сигнала модулятора не менее 0,1 мкс, полосу пропускания устройства 1 кГц при относительной погрешности 0,2% и относительном уровне 20In a particular embodiment, pulse-width modulation is performed at a frequency of 50 kHz at a frequency of a high-frequency generator of 10 MHz, which determines the transmission of the front of the modulator signal of at least 0.1 μs, the device bandwidth of 1 kHz with a relative error of 0.2% and a relative level of 20

пульсаций выходного напряжения 0,1%. Применение разделительного трансформатора на кольцевом ферритовом сердечнике с внешним диаметром 12 мм с количеством витков первичной и вторич-25 ной обмоток, равным четырем, позволило повысить уровень гальванического разделения до 4 кВ.output voltage ripple 0.1%. The use of an isolating transformer on an annular ferrite core with an outer diameter of 12 mm with the number of turns of the primary and secondary-25 windings equal to four, allowed to increase the level of galvanic separation to 4 kV.

Введение в преобразователь напряжения с гальваническим разделением зо сигналов высокочастотного генератора, в цепь обратной связи которого включена вторичная обмотка разделительного трансформатора, позволяет при одинаковой элементной базе повысить частоту работы высокочастотного генератора и, тем самым, расширить полосу частот пропускания преобразователя, а также повысить надежность за счет более простых схем демодулятора, конструкция которых определяется значительным различием выходного сигнала высокочастотного генератора при различных положениях управляемого ключа. А упрощение конструкции развязывающего трансформатора позволяет повысить уровень гальванического разделения сигналов.Introduction to the voltage converter with galvanic separation of the signals of the high-frequency generator, the feedback circuit of which includes the secondary winding of the isolation transformer, allows, with the same element base, to increase the frequency of the high-frequency generator and, thereby, to increase the frequency bandwidth of the converter, as well as to increase reliability due to simpler demodulator circuits, the design of which is determined by the significant difference in the output signal of the high-frequency generator when different positions of the controlled key. A simplification of the design of the isolation transformer allows to increase the level of galvanic separation of signals.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Преобразователь напряжения с гальваническим разделением сигналов, содержащий низкочастотный импульсный модулятор, вход которого соединен с входной шиной устройства, а выход -с управляющим входом управляемого ключа, выходы которого соединены с выводами первичной обмотки трансформатора, и демодулятор, выход которого соединен с выходной шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения полосы пропускания, в него дополнительно введен высокочастотный генератор, в цепь обратной связи которого включена вторичная обмотка трансформатора, при этом выход высокочастотного генератора соединен с входом демодулятора.Voltage converter with galvanic separation of signals containing a low-frequency pulse modulator, the input of which is connected to the input bus of the device, and the output of the control input of the controlled key, the outputs of which are connected to the terminals of the primary winding of the transformer, and a demodulator whose output is connected to the output bus of the device, different by the fact that, in order to increase reliability and expand the bandwidth, a high-frequency generator was additionally introduced into it, in the feedback circuit of which a second The transformer winding is identical, and the output of the high-frequency generator is connected to the input of the demodulator.
SU884425607A 1988-05-17 1988-05-17 Voltage converter with galvanic signal isolation SU1637015A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884425607A SU1637015A1 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Voltage converter with galvanic signal isolation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884425607A SU1637015A1 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Voltage converter with galvanic signal isolation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1637015A1 true SU1637015A1 (en) 1991-03-23

Family

ID=21375087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884425607A SU1637015A1 (en) 1988-05-17 1988-05-17 Voltage converter with galvanic signal isolation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1637015A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1637015A1 (en) Voltage converter with galvanic signal isolation
CA1266505A (en) D.c. to d.c. converter
US4323957A (en) Voltage supression circuit for a voltage converter circuit
US4011410A (en) Communication system interface circuits
JPS6110312A (en) Signal converter circuit
CA2349899C (en) Resonant switched power converter
GB940669A (en) Improvements in or relating to free-running electric current converters
US4602166A (en) Transformer driving network with primary current limiting means
US11870351B2 (en) Power converter, vehicle and method of operating a power converter
CN219875503U (en) Power supply circuit and power supply system
RU2309520C1 (en) Stabilized voltage converter
SU1615848A1 (en) High-frequency single-end converter
SU1185539A1 (en) Secondary source of electric power
JPS5917894B2 (en) pulse width signal converter
SU1695465A1 (en) Stabilized dc/dc converter
SU1700743A1 (en) Amplifier with galvanic isolation
SU1163434A1 (en) D.c.voltage converter
SU868730A1 (en) Stabilized power supply source
RU2087075C1 (en) Instrument-to-instrument intercommunication device
SU610271A1 (en) Controllable high-voltage source, e.g. for electropneumatic and electrohydraulic converters
US4345200A (en) Load output level control circuit
JPH0224278Y2 (en)
SU1531186A1 (en) Gate current generator, mainly for geoelectroprospecting
SU1403035A1 (en) Pulsed d.c. voltage stabilizer
RU1775818C (en) Two-ended dc voltage converter