SU474105A1 - Преобразователь посто нного тока в частоту - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  преобразовани  значени  посто нного тока в частоту переменного напр л ени .

Известен преобразователь посто нного тока в частоту, содержащий два трансформатора с первичной и вторичной обмотками каждый , два нагрузочных резистора, четыре управл емых ключа, два ограничител  тока и две цепи управлепи  с одним входом и двум  выходами кажда .

С целью расширени  диапазона значений преобразуемого тока и упрощени  конструкции в предлагаемом преобразователе вторичные обмотки обоих трансформаторов одноименными выводами подсоединены к общему проводу схемы, другой вывод каж.дой из вторичных обмоток подключен через последовательно соединенные нагрузочный резистор и первый управл емый ключ к общему проводу схемы, через последовательно соединенные ограничитель тока и второй управл емый ключ-к источнику на нр жени , а также неиосредственио ко входу цепи управлени , один выход которой подключен к управл ющему входу первого ключа, соединенного со вторичной обмоткой первого трансформатора, а другой выход - к управл ющему входу второго ключа, соединенного со вторичной обмоткой второго трансформатора.

На фнг. I показанл нрщщиппальна  схема предлагаемого преобразовател ; на . 2 - диаграммы, характеризующие состо ние сердечника трансформаторов.

Преобразователь выполнен в виде двух ндентич ных чг.стей, кажда  из которых состоит из трансформатора, нагрузочного резистора , ограничител  тока, цепн управлени  и двух ключей. Трансформаторы изготовлены на сердечннках / и 2 из высококачественного пермалло , л елательно с пр моугольной петлей гистерезиса. На сердечннках размещены первичные обмотки 3 4, соединенные последовательно , и вторичные обмотки 5 и 6. Вторичные обмотки трансформаторов одноименными выводами соединены с общи.м проводом схемы.

Ко вторым выводам вторичиых обмоток 5 и б обоих трансформаторов подключены нагрузочные резисторы 7 и 8, ограиичители тока 9 и W и цепи управлени  // и 12 соответственно .

Вторыми концами нагрузочные резисторы 7 и 8 подключены через ключи 13 и 4 к общему (нулевому) проводу, а ограничители тока 9 и 10 подсоединены через ключи /5 и 16 к плюсовой шине источника нанр жени +1/. Управл ющие входы ключей 16 и 13 подключены через цепь управленн  11 к обмотке 5, а входы ключей /5 и 14 соответственно через

иепь управлени  12 к обмотке 6. Ключи 6 и 13 или 15 и 14 привод тс  в идентичиое состо ние одновремеппо.

Работа преобразовател  происходит следующим образом.

При пропускании но обмоткам 3 4 преобразуемого посто нного тока сердечники трансформаторов намагничиваютс  до состо ни  глубокого насыщени . На фиг. 2, а и 2, 5 это состо ние .характеризуетс  точками в и г.

При включении тока скачком на отмеченных точками концах вторичных обмоток индуктируетс  отрицательное напр жение, которое стремитс  перевести в провод щее состо ние все ключи. Однако в силу неизбежной неидентичностн двух половин схемы, действие одной из них, например левой, оказываетс  преобладающим. В этом случае одновременно замыкаютс  ключи 13 и 16. Обмотка 5 при этом замыкаетс  на резистор 7, а об.мотка 6 подключаетс  через ограничитель тока 10 к источнику напр л ени  +.11. -В св зи с тем, что потери напр жени  на ограничителе 10 в этот момент весьма малы, на отмеченном точкой конде об.мотки 6 по вл етс  положительное напр жение, которое размыкает через цепь управлени  12 ключи 14 и 15. Рассмотренное переключение происходит одновременно и практически мгновенно.

11ндукци  в обоих сердечниках до подачи преобразуемого тока ра-вла - В,, (фиг. 2, а). Дальнейщий процесс развиваетс  следующим образо.м. Сердечник / неремагничиваетс  под действием пол , создаваемого преобразуемы.м током, в направлении, указанном на фиг. 2, а стрелкой. При этом в обмотке 5 протекает ток, создающий в силу известны.к соотнощений на резисторе 7 напр жение, нропорциопальное току t|. В обмотке 6 протекает ток, обеспечивающий в сердечнике 2 противоположную намагниченность. Значение этого тока ограничиваетс  ограничителем 10 на таком уровне, при котором напр женность результирующего пол  в сердечннке 2 соответствует достаточно глубокому отрицательному насыщению сердечника. Па фиг. 2,6 это состо ние отмечено точкой д. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пака индукци  в сердечнике / пе достигнет уровн , соответствующего пологому участку петли гистерезиса.

При насыщении сердечннка / отрицательное (по отнощению к общему проводу) иапр же 1ие на резисторе 7 резко падает и вызывает размыкание ключей 13 и 16. Сердечник 2 под действием пол  преобразуемого тока перемагничиваетс  по петле в направлении точки г на фиг. 2, б, на отмеченном точкой конце обмотки 6 индуктируетс  отрицательное напр жение, открывающее ключи 14 и 15. Вторична  об.мотка 6 замыкаетс  на резистор 8, а обмотка 5 подключаетс  через ограничитель 5 и ключ 15 к источнику напр жени  +/7 и приобретает положительный потенциал , благодар  чему размыкаютс  ключи У5 и 16. Сердечник 2 при этом перемагиичиваетс  в состо ние г (фиг. 2,6), а сердечни к 1 - в состо ние е (фит. 2, а), причем перемагничивание сердечника / осуществл етс  со скоростью, пропорциональной напр жению

Значение этого нанр жени  выбрано таким , что врем  перемагничивани  сердечников нод действием этого натф жени  (подготовительный этап) меньше времени их :теремагничива«и  иод действием пол  преобразуемого тока. Последнее определ етс  значением нагрузочны.х резисторов 5 и 7.

Зависимость частоты преобразовател  от измер емого тока приближещю выражаетс  формулой

iia.. 4;:Ф:

где , - числа витков обмоток, соответственно , 3 и 5; Фз - зпаченне потока насыщени  сердечника трансформатора; - су.ммарное сопротивление во вторичной об.мотке трансфор.матора; /о - не завис ща  от измер емого тока посто нна , котора  определ етс  в основном значением параметров петли гистерезиса.

Предмет изобретени 

Преобразователь посто нного тока в частоту , содержащий два трансформатора с первичной и вторичной обмотками каждый, два нагрузочных резистора, четыре управл емых

ключа, ограничители тока и две цени управлени  с одним входом и двум  выходами кажда , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  диапазона значений преобразуемого тока и упрощени  конструкции, в нем вторичные обмотки обоих трансформаторов одпоимениы .ми выводами подсоединены к общему проводу схемы, другой вывод каждой из вторичных обмоток подключен через последовательно соединенные нагрузочный резистор и

первый управл емый ключ к общему проводу схемы, через последовательно соединенные ограничитель тока и второй управл емый ключ - к источнику нанр жени , а также непосредственно ко входу цепи управлени , один

выход которой подключен к управл ющему входу первого ключа, соединенного со вторичной обмоткой первого трансформатора, а другой выход - к упра1вл юще.му 1входу второго ключа, соединенного со вторичной обмоткой второго трансформатора.

-В,

в

2.2

-а-,