2.4 Преобразователи напряжения и тока
2.4.1
Умножители напряжения
При разработке
высоковольтных схем большое значение на
простоту и качество работы устройства оказывает
выбранная схема преобразования. Ниже приведено
несколько схем умножителей напряжения для
применения в самых разнообразных устройствах.
На рис. 2.4-1
представлены схемы удвоителей напряжения.
Емкости во всех удвоителях выбирают одинаковыми.
Рабочее напряжение конденсаторов должно с
запасом перекрывать показанное на схемах.
Соответствующим образом необходимо выбирать и
диоды. Чем больше ток необходимый в нагрузке, тем
большую емкость должны иметь конденсаторы.
Естественно, что при повышении напряжения с
помощью диодно-емкостных умножителей ток
нагрузки пропорционально снижается.
Аналогичным
образом, производится умножение в три и более
раза.
Приводимые здесь
схемы умножителей могут использоваться в
преобразователях напряжение-напряжение. Для
примера, приведена схема применения диодного
умножителя на 2 (рис. 2.4-5).
Преобразователь
(рис. 2.4-5) состоит из генератора, собранного на
транзисторах VT1,VT2 и диодно-конденсаторного
умножителя. Частота генератора определяется С 1 и
резисторами Rl, R2. Выходной сигнал генератора
проходит умножающую цепочку и заряжает
конденсатор С5. Умножитель рассчитан на выходной
ток до 10 мА. Для увеличения тока нагрузки
необходимо поставить эмитгерный повторитель
после генератора и увеличить емкости
конденсаторов С2-С4.
2.4.2
Преобразователь "напряжение-ток"
В схеме
преобразователя на рис. 2.4-6 коллекторный ток
транзистора VT4 определяется выражением: Ikvt4=Uвх/R1.
Этот ток вызывает падение напряжения на переходе
коллектор-эмиттер транзистора VT1. Так как VT1 и VT2 —
одного типа, то напряжение на VT2 будет
аналогичным, и, соответственно, протекающий
через VT2, VT3 ток будет совпадать с током в VT4.
Максимальный выходной ток определяется
допустимой мощностью рассеивания транзистора VT3.
Для токов выше 5 мА нелинейность преобразования
составляет не более 1%. В качестве DA1 можно
использовать любой ОУ серий К544. К574, включенный
по типовой схеме.
2.4.3
Преобразователь "ток-напряжение"
Преобразователь на
рис. 2.4-7 построен по принципу усиления
напряжения, которое возникает при протекании
тока через резистор R6. Схема обеспечивает Uвых =
К*Iвх- Коэффициент преобразования схемы К = R6*(R3/R4).
Для настройки ОУ при Iвх=0 служит резистор R2. Часть
входного тока ответвляется в цепь R1, R2, R3.
Резистор R6 — проволочный (нихром).
2.4.4
Пороговый ограничитель тока
Работа
ограничителя выходного тока на рис. 2.4-8 основана
на шунтировании базовой цепи ключевого
транзистора. При входном напряжении, не
превышающем пороговое напряжение стабилитрона
VD1, транзистор VT1 закрыт, к базе VT2 прилагается
полное входное напряжение и выходной ток
определяется резисто
ром R3. Как только
входное напряжение превысит пороговое
напряжение стабилитрона VD1, открывается
транзистор VT1, уменьшается напряжение на базе VT2 и
уменьшается выходной ток. Крутизну
вольт-амперной характеристики ограничителя
можно регулировать резисторами R2, R4 (с
увеличением R2 крутизна увеличивается, с
увеличением R4 крутизна уменьшается).
2.4.5
Устройство гальванической развязки — аналог
переходного трансформатора для слаботочных
сигналов
На рис. 2.4-9
приведена схема устройства, которое может
заменить переходной трансформатор. Его можно
использовать в слаботочных системах управления,
импульсных источниках питания в цепи обратной
связи и т.п. Коэффициент трансформации схемы
зависит от типа применяемой оптопары и ОУ.
|