SU1637015A1 - Voltage converter with galvanic signal isolation - Google Patents
Voltage converter with galvanic signal isolation Download PDFInfo
- 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
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.
»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)
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) |
-
1988
- 1988-05-17 SU SU884425607A patent/SU1637015A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4301499A (en) | Inverter circuit with current equalization | |
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 | |
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 | |
US20210359608A1 (en) | Power converter, vehicle and method of operating a power converter | |
SU1311029A1 (en) | Digital-to-analog 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 |