Ідеалізоване джерело напруги

Реферат: UA 87079 U UA 87079 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до галузі електроніки і може бути використана в лініях зв'язку при передачі електричного сигналу на великій відстані, джерелах електроживлення, у підсилювачах напруги, струму, потужності і таке інше. Відомі способи зменшення опору джерела напруги вихідного опору джерела напруги [див. наприклад В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высш. шк., 2005. - 622 с., с. 230-232]. Недоліком таких способів є неможливість повної компенсації вихідного опору джерела напруги, при якій передається без втрат енергія джерела напруги до корисного навантаження. Найбільш близьким аналогом за принципом дії, як прототип, прийнято ідеалізоване джерело напруги [див. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высш. шк., 2005. - 622 с., с. 226-227], що містить джерело напруги, до якого послідовно включені опір джерела Z 1 i опір навантаження (вхідний опір підсилювача зі зворотнім зв'язком). Недоліком найближчого аналога є значні втрати енергії на опорі джерела напруги і зменшення корисної енергії на опорі навантаження. Заявлена корисна модель направлена на ефективну передачу енергії безпосередньо від джерела напруги до опору навантаження при повному виключенні витрат енергії на внутрішньому опорі джерела напруги. Корисна модель пояснюється кресленнями на фіг. 1 та фіг. 2. На фіг. 1 зображено структурну схему ідеалізованого джерела напруги, де 1 - джерело напруги, 2 - внутрішній опір джерела напруги, 3 - конвертор від'ємного опору, 4 - корисний опір навантаження. На фіг. 2 зображено схему електричну принципову ідеалізованого джерела напруги, де e g джерело напруги U1  e g , R g - внутрішній опір джерела напруги, конвертор від'ємного опору з вхідним опором R к , складається з операційного підсилювача ДА1 і опорів R1 , R 2 , R 3 , R н 25 корисний опір навантаження, Uн  U5 - вихідна напруга, І5 - струм навантаження. R вх  R к   R1R 3 0 R2 [див. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Вхідний опір конвертора від'ємного опору Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высш. шк., 2005. - 622 с., с. 409-410]. Згідно з фіг. 1 ідеалізоване джерело напруги працює наступним чином. Паралельно джерелу напруги 1 підключені послідовно з'єднані внутрішній опір джерела R g 30 2, опір конвертора від'ємного опору R к - 3, корисний опір навантаження R н - 4. Якщо вибрати R g  Rк , то паралельно джерелу залишиться лише один опір R н і при цьому напруга на ньому буде URн  e g . Як видно зі схеми (фіг. 1), вихідна напруга на опорі навантаження дорівнює: Uн  35 e gRн R g  Rк  Rн (1) Якщо вибрати R g  Rк  0 , то внутрішній опір джерела напруги R g буде скомпенсованим опором конвертора від'ємного опору R к і вихідна напруга на опорі R н дорівнює: Uн  eg (2) Підтвердження можливості реалізації. Покажемо, що вихідний опір Rвих 40 ідеалізованого джерела напруги (фіг. 2) у режимі холостого ходу, коли Rн   або Gн  0 , при R g  Rк буде дорівнювати нулю. Матриця провідностей схеми (фіг. 2) має вигляд: 1 2,3 4 5 1 -G3 2 Y= Gg -Gg Gg+G3 -G3 3 -G2 G1+G2 -G2 -G1 -G1-G2-G3 G2+Gн G1+Gн 4,5 (3) 1 UA 87079 U Вихідний опір ідеалізованого джерела напруги дорівнює: Uн 11,55 G1G3  G2Gg G2 1      R g  Rк Ін 11 GgG1G3 Gg G1G3 (4) 1 G1G3 1 Gg  G   Rg , к Rк G2 . де Якщо Rg  Rк , то Rвих  0 (5) Rвих  5 Знайдемо коефіцієнт передачі напруги схеми (фіг. 2) при Gg  0 Ku  G gG1G3 Uн 15    eg 11 G gG1G3  G1G3 Gн  G gG 2 Gн 1 1  Gн G 2 Gн 1  Gн R g  R к 1  G g G1G3   (6) Якщо Rg  Rк , то K u  1 (7) При цьому Uн  K ueg  eg . 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Ідеалізоване джерело напруги, яке містить джерело напруги, паралельно якому підключені послідовно з'єднані внутрішній опір джерела напруги і опір навантаження, яке відрізняється тим, що послідовно внутрішньому опору джерела напруги підключений конвертор від'ємного опору, внутрішній опір джерела напруги підключений до неінвертуючого входу операційного підсилювача конвертора від'ємного опору, а опір навантаження підключений одночасно до загального затискача і через опір - до інвертуючого затискача того ж операційного підсилювача. 2 UA 87079 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3