Инверторы напряжения

Повторитель напряжения. При выполнении условия г > г значение коэффициента усиления неинвертирующего усилителя (10.37) стремится к единице. В предельном случае (rt -*•<», г -»0) неинвертирующий усилитель преобразуется в повторитель напряжения ( 10.80).

Инвертирующий усилитель. В инвертирующем усилителе используется параллельная отрицательная связь по напряжению ( 10.81). Отрицательный характер обратной связи обеспечивается цепью обратной связи с сопротивлением г , соединяющей выход усилителя и его инвертирующий вход. В сопротивлении входной цепи т\ учтено внутреннее сопротивление источника сигнала.

Инвертирующий усилитель напряжения получается при подключении на инвертирующий вход источника сигнального напряжения (см. 8.1, б). В этой схеме выражения для Kz и В совпадают с соответствующими выражениями в неинвертирующей схеме. Другие коэффициенты передач:

Задача 3.52. Рассчитать инвертирующий усилитель ( 3.42) для усиления сигналов с амплитудой ?гш = 50-^500 мВ и верхней граничной частотой /в= 100 кГц. Определить погрешность, вносимую операционным усилителем, если его параметры следующие: коэффициент усиления ?0у = 50-103; входное сопротивление ЛВхоу=:1 МОм; выходное сопротивление Лвых0у = ЮО Ом; частота единичного усиления fT= 1 МГц; напряжение сдвига С/сдв не более 5 мВ; ток смещения /см не более 500 нА; ток сдвига /сдв не более 100 нА.

Рассмотренный выше инвертирующий усилитель на ОУ является УПТ. В некоторых случаях (в частности, для уменьшения Uoai) возникает необходимость в создании усилителей только переменного тока на ОУ. Для этого можно использовать усилитель ( 3.45), включив в него разделительный конденсатор (или конденсаторы на входе и выходе). На 3.46 приведена принципиальная схема инвертирующего усилителя переменного тока на ОУ с разделительным конденсатором С во входной цепи. Здесь имеет место дозированная параллельная ООС по переменному напряжению и 100% -ной ООС по постоянному напряжению.

Двусторонний ограничитель на ОУ представляет собой инвертирующий усилитель, у которого параллельно резистору обратной связи подключена цепь, состоящая из двух последовательно включенных стабилитронов с объединенными катодами ( 6.33, а). Амплитудная характеристика ограничителя приведена на 6.33, б, где {/Ста6 — напряжение стабилизации соответствующего стабилитрона.

Таким образом, в диапазоне ?/стаб2 + ?/д1 < мвых <
Добротность фильтра Q/ = ]^?>;/а,-. Чем больше добротность, тем больше склонность фильтра к генерации. На 2.22 приведена схема активного фильтра, построенного на основе инвертирующего ОУ и интегратора. Данный активный фильтр представляет собой инвертирующий усилитель с постоянным коэффициентом усиления в полосе частот от /н ==0 до /„ = /с. Частота среза /Р регулируется цепью обратной связи в соответствии с выражением /с = 1/(2я/?2С2).

ние коэффициента усиления неинвертирующего усилителя (10.37) стремится к единице. В предельном случае (г\ -*• °°, rQ c -+0) неинвертирующий усилитель преобразуется в повторитель напряжения ( 10.80).

Инвертирующий усилитель. В инвертирующем усилителе используется параллельная отрицательная связь по напряжению ( 10.81). Отрицательный характер обратной связи обеспечивается цепью обратной связи с сопротивлением го с, соединяющей выход усилителя и его инвертирующий вход. В сопротивлении входной цепи г\ учтено внутреннее сопротивление источника сигнала.

Повторитель напряжения. При выполнении условия ^ > ro c значение коэффициента усиления неинвертирующего усилителя (10.37) стремится к единице. В предельном случае (r\ ~> °°, r -*0) неинвертирующий усилитель преобразуется в повторитель напряжения ( 10.80).

3) род преобразуемой величины — инверторы тока и инверторы напряжения.

Автономные инверторы подразделяются на автономные инверторы тока (АИТ), автономные инверторы напряжения (АЙН) и автономные резонансные инверторы (АИР).

Автономные инверторы. В зависимости от вида связи с источником питания и характера протекающих электромагнитных процессов автономные инверторы подразделяются на инверторы тока, инверторы напряжения и резонансные инверторы. Они выполняются как по однофазнойдак и по трехфазной схеме.

Инверторы напряжения ( 11.24,6) непосредственно соединяются с источником питания, и параллельно входу инвертора подключается конденсатор большой емкости для обеспечения постоянства напряжения на входе. Источ ник питания работает в режиме генератора напряжения.

Широтно-импульсные преобразователи постоянного напряжения подразделяют на нереверсивные и реверсивные. Последние представляют собой автономные мостовые инверторы напряжения, широко используемые

Классификация автономных инверторов. По принципу работы автономные инверторы можно подразделить на три основные группы: инверторы тока, инверторы напряжения и резонансные инверторы. В инверторах тока, питаемых от источника постоянного напряжения через дроссель большой индуктивности L ( 11.8, а), источник питания работает в режиме генератора тока, так как ток на входе почти не изменяется при работе инвертора. Дроссель L выполняет также функции фильтра высших гармонических составляющих напряжения. Инверторы тока формируют ток в нагрузке, а форма и фаза выходного напряжения определяются параметрами нагрузки. В предельном случае (L —>- оо) при поочередном включении тиристоров ТР\, ГР4 и ТР2, ТР3 в нагрузку будет поступать ток прямоугольной формы, частота которого определяется частотой управляющих импульсов ( 11.8, б).

В инверторах напряжения на входе включен конденсатор С большой емкости ( 11.9, а). Напряжение на входе при работе инвертора остается практически неизменным. Инверторы напряжения формируют выходное напряжение, а форма и фаза тока нагрузки определяются ее параметрами. В предельном случае (С-»-оо) при поочередном включении тиристоров ТР\, ТР* и ТР2, ТРз к нагрузке прикладывается напряжение прямоугольной формы ( 11.9, б).

Многообразие автономных инверторов можно разделить на два класса: инверторы напряжения и инверторы тока.

Широкое распространение в последнее время получили инверторы, выполненные на тиристорах. В зависимости от характера связи с источниками питания такие инверторы подразделяются на инверторы тока и инверторы напряжения.

9.3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Инверторами напряжения, называются автономные преобразователи, в которых переменное напряжение на нагрузке образуется в результате ее периодического подключения с помощью ключей к источнику постоянного напряжения, причем с помощью ключей обеспечивается чередующаяся полярность импульсов напряжения на нагрузке. Инверторы напряжения выполняются на полностью управляемых приборах (транзисторах, двухоперационных тиристорах, одно-операционных тиристорах, снабженных цепями коммутации).