Магнітні підсилювачі з внутрішнім зворотним зв’язком

В розглянутих вище магнітних підсилювачах зі спеціальною обмоткою зворотного зв’язку позитивний зворотний зв’язок проявлявся в тому, що в осердях магнітного підсилювача окрім постійного підмагнічування від струму управління створювалося ще одне постійне магнітне поле, пропорційне струму (або напрузі) навантаження. Такий же ефект досягається і в підсилювачах з внутрішнім зворотним зв’язком — постійне магнітне поле створюється за рахунок постійної складової струму навантаження, яка протікає по робочим обмоткам підсилювача. Отже, немає необхідності в спеціальних обмотках зворотного зв’язку. Підсилювачі з внутрішнім зворотним зв’язком називають ще підсилювачами з самопідмагнічуванням.

Розглянемо роботу найпростішої схеми (рис. 2.2.6, а), що лежить в

основі всіх схем підсилювачів з внутрішнім зворотним зв’язком. На осерді розміщені дві обмотки: управління wу і робоча wp. Для обмеження змінного струму в колі обмотки управління, який трансформується (наводиться) з кола робочої обмотки, служить індуктивність Ly. Нагадаємо, що індуктивний опір ХL = wL пропорційний частоті, тому на значення постійного струму image002 індуктивність Ly практично не впливає.

image006

Рис.2.2.6. Найпростіша схема магнітного Рис.2.2.7. Основні схеми магнітних

підсилювача з внутрішнім підсилювачів з зворотним

зворотним зв’язком зв’язком

Послідовно з навантаженням Rн в коло робочої обмотки включений випрямлювальний діод Д. Тому під дією змінної синусоїдальної напруги U~ по робочій обмотці і в навантаженні проходить однопівперіодний випрямлений струм (рис. 2.2.6, б). Цей струм можна представити у вигляді суми постійної і змінної складових. Постійна складова струму навантаження Iн створює в осерді постійне магнітне поле, тобто виникає ефект, аналогічний дії обмотки зворотного зв’язку в підсилювачі із зовнішнім зворотним зв’язком. Функції обмотки зворотного зв’язку в схемі (рис. 2.2.6, а) виконує робоча обмотка, а коефіцієнт зворотного зв’язку в цьому випадку Кзз = 1. Ця схема для магнітних підсилювачів майже не застосовується, вона призначена лише для ілюстрації принципу дії внутрішнього зворотного зв’язку.

Основні схеми магнітних підсилювачів з внутрішнім зворотним зв’язком показані на рис. 2.2.7. Для навантаження змінного струму використовується схема (рис. 2.2.7, а). В один з півперіодів напруги живлення струм в навантаження іде через діод Д1, а в другий – через діод Д2. Якщо з схеми виключити ці діоди, то отримаємо звичайний магнітний підсилювач з паралельним з’єднанням робочих обмоток без зворотного зв’язку (постійна складова в струмі робочих обмоток буде відсутня). Для навантаження постійного струму використовується схема (рис.2.2.7, б) з випрямляювальним мостом. Через кожну з робочих обмоток почергово проходить однопівперіодний випрямлений струм, який відповідає струму навантаження. А через навантаження Rн проходить двопівперіодний випрямлений струм. Для ступеневого регулювання коефіцієнта зворотного зв’язку використовують робочі обмотки, що складаються з декількох частин, які можуть бути включені зустрічно або узгоджено. Для плавного регулювання Кзз застосовують регулювальний резистор, що шунтує діоди. Наприклад, в схемі на рис. 2.2.7, а при шунтувальному опорі, який дорівнює нулю, отримаємо Kзз = 0, тобто зворотний зв’язок буде відсутній. За відсутності шунтувальних резисторів (тобто шунтувальний опір прямує до нескінченності) Kзз = 1. Вигляд статичних характеристик підсилювачів з зовнішнім і внутрішнім зворотним зв’язком практично однаковий. Те ж можна сказати і про значення коефіцієнта підсилення. Схожі і їх динамічні властивості, якщо при цьому врахувати, що число витків робочої обмотки підсилювача із внутрішнім зворотним зв’язком повинно бути в два рази більше числа витків робочої обмотки підсилювача з зовнішнім зворотним зв’язком при інших рівних умовах. Однак втрати в робочому колі підсилювача з самопідмагнічуванням менші, ніж в зовнішньому зворотному зв’язку, оскільки в кожний півперіод напруги живлення струм проходить лише по одній з робочих обмоток. Отже, магнітний підсилювач із внутрішнім зворотним зв’язком має більший ККД і коефіцієнт підсилення за потужністю, що призводить до збільшення добротності. При однакових розмірах осердь підсилювач з внутрішнім зворотним зв’язком має вихідну потужність майже у півтора рази більшу, ніж підсилювач із зовнішнім зворотним зв’язком. Окрім цих досягнень підсилювачі з внутрішнім зворотним зв’язком мають меншу кількість обмоток, а в деяких випадках і меншу кількість діодів (вентилів). Тому в наш час переважне застосування (особливо в потужних підсилювачах) отримав внутрішній зворотний зв’язок. Зовнішній зворотний зв’язок застосовують в тих малопотужних підсилювачах, де головною вимогою є стабільність роботи. До них відносяться, наприклад, магнітні підсилювачі, що застосовуються в вимірювальній і обчислювальній техніці.

Слід відзначити, що для створення високоякісних і стабільних магнітних підсилювачів з самонасиченн

Васюра А.С. – книга “Елементи та пристрої систем управління автоматики”

Оставьте комментарий к статье