CH620537A5

CH620537A5 - Device for reducing losses and thus for improving the transfer characteristic at a measurement-value transformer

Info

Publication number: CH620537A5
Application number: CH265077A
Authority: CH
Inventors: Bernhard Loetscher
Original assignee: Bauer Messinstrumente Ag
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1980-11-28
Also published as: FR2382678A1; DE2721371B2; DE2721371A1; IT1109747B; SE7802338L; IT7867430A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduktion von Verlusten und damit zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens an einem Mess wertübertrager für die potentialgetrennte Übertragung von Gleichstrom- oder Gleichspannungssignalen, mit transformatorischen Übertragungsmitteln und mit Zerhackermitteln, die so geschaltet sind, dass im Schaltrhythmus der Zerhackermittel ein Induktionsfluss wechselnder Polarität in den Übertragungsmitteln entsteht, wobei der den Induktionsfluss bewirkende Strom jeweils vor der Polaritätsumschaltung des Induktionsflusses unterbrochen ist. The present invention relates to a device for reducing losses and thus for improving the transmission behavior on a measured value transmitter for the potential-separated transmission of direct current or direct voltage signals, with transformer transmission means and with chopper means which are switched such that an induction flow alternating in the switching rhythm of the chopper means Polarity arises in the transmission means, the current causing the induction flow being interrupted before the polarity switchover of the induction flow.

Bekannterweise bieten sich für die Potentialtrennung bei Gleichstromübertragern grundsätzlich transformatorische oder opto-elektrische Übertragungsmittel an. Die Verwendung von opto-elektrischen Übertragungsmitteln bedingt, dass Vorverstärker und Offset-Schaltungsmittel vorgesehen werden müssen, um einerseits eine genügende Auflösung, insbesondere bei kleinen zu übertragenden Messwerten sicherzustellen, und um anderseits einen möglichst linearen Kennlinienbereich der opto-elektrischen Übertragungsmittel ausnützen zu können. Um auch im Langzeitverhalten eine genügende Stabilität des Nullpunktes und der Linearität zu gewährleisten, muss bei der Auslegung und der Auswahl oben erwähnter zusätzlicher Schaltmittel ein grosser Aufwand betrieben werden. As is known, transformer or opto-electrical transmission means are generally suitable for the potential separation in direct current transformers. The use of opto-electrical transmission means means that preamplifiers and offset switching means have to be provided, on the one hand to ensure sufficient resolution, in particular in the case of small measured values to be transmitted, and on the other hand to be able to utilize a linear range of characteristics of the opto-electrical transmission means. In order to ensure sufficient stability of the zero point and the linearity even in long-term behavior, a great deal of effort must be expended in the design and selection of the additional switching means mentioned above.

Zur Umgehung der oben erwähnten Schwierigkeiten mit optoelektrischen Übertragungsmitteln werden herkömmlicherweise transformatorische Mittel eingesetzt. In order to circumvent the above-mentioned difficulties with optoelectric transmission means, transformer means are conventionally used.

Zu diesem Zweck wird ein dem zu übertragenden Signal, sei dies nun eine Spannung oder ein Strom, proportionaler Strom dem Mittelabgriff einer symmetrischen Transformator-Primär-wicklung zugeführt und der Stromkreis durch Zerhackermittel abwechselnd über die eine oder andere Hälfte besagter Transformatorwicklung geschlossen. In der Transformatorsekundärwicklung wird hierdurch eine gleichspannungsfreie Wechselspannung und damit, lastabhängig, ein Strom induziert, welcher nachfolgend einer Gleichrichtung und Glättung unterzogen wird. For this purpose, a current proportional to the signal to be transmitted, be it a voltage or a current, is fed to the center tap of a symmetrical transformer primary winding and the circuit is alternately closed by chopper means via one or the other half of the transformer winding. As a result, a DC-free alternating voltage and thus, depending on the load, a current is induced in the secondary transformer winding, which is subsequently subjected to rectification and smoothing.

Überlicherweise wird als Zerhacker mindestens ein Schalterpaar vorgesehen, welches komplementär die Stromrückführungen schliesst und öffnet. Usually at least one pair of switches is provided as a chopper, which complementarily closes and opens the current feedback.

In einer anderen Ausführungsform kann anstelle der symmetrischen Transformator-Primärwicklung mit Mittelabgriff eine einfache Wicklung ohne Mittelabgriff treten, wenn als Zerhacker mindestens zwei Schalterpaare vorgesehen werden, welche durch Umpolung des Stromes durch die Primärwicklung in der Sekundärwicklung dieselbe Wirkung erzeugen wie bei der obgenannten Ausführungsform. In another embodiment, instead of the symmetrical transformer primary winding with center tap, a simple winding without center tap can occur if at least two pairs of switches are provided as chopper, which produce the same effect by reversing the polarity of the current through the primary winding in the secondary winding as in the above-mentioned embodiment.

Die im folgenden für die Ausführungsform mit symmetrischer Transformator-Primärwicklung gemachten Erläuterungen gelten sinngemäss auch für die erwähnte Ausführungsform mit einfacher Primärwicklung und schalterbewirkter Stromumpo-lung. The explanations given below for the embodiment with a symmetrical transformer primary winding also apply mutatis mutandis to the mentioned embodiment with a simple primary winding and switch-induced current pumping.

Wie im weiteren erläutert werden wird, bewirkt die abrupte Stromumschaltung relativ grosse Verluste, was zu einer Reduktion des Wirkungsgrades solcher Übertrager und zugleich bedingt durch transiente Wechselwirkungen im Transformator, auch zu grösseren Übertragungsfehlern führt. As will be explained in the following, the abrupt current switching causes relatively large losses, which leads to a reduction in the efficiency of such transformers and, at the same time, due to transient interactions in the transformer, also to larger transmission errors.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die obgenannten Nachteile zu beheben. The present invention aims to overcome the above-mentioned disadvantages.

Zu diesem Zweck zeichnet sie sich dadurch aus, dass zur vorgebbaren zeitlichen Trennung der Einschaltflanken des eine Polarität des Induktionsflusses bewirkenden Stromes von den For this purpose, it is characterized in that, for the predefinable temporal separation of the switch-on edges of the current causing a polarity of the induction flow from the

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Abschaltflanken des die andere Polarität des Induktionsflusses bewirkenden Stromes Steuermittel mit Zeitverzögerungsmitteln vorgesehen sind. Switch-off edges of the current control means which effect the other polarity of the induction flow are provided with time delay means.

Bekannterweise bieten sich zwei Möglichkeiten an, die Zer-hacker- und Steuermittel zu speisen. Wird eine Fremdspeisung vorgesehen, so erhöht sich dadurch der Schaltungsaufwand für solche Übertrager ganz wesentlich, indem zusätzliche Speiseeinheiten vorgesehen werden müssen. Werden die Zerhacker- und Steurmittel mit Eigenspeisung betrieben, so ergeben sich, insbesondere wenn der Übertrager zur Stromübertragung und nicht zur Spannungsübertragung verwendet wird, Schwierigkeiten, indem der Stromeigenverbrauch der Zerhackereinheit einen Übertragungsfehler verursacht. As is known, there are two options for feeding the chopper and control means. If an external power supply is provided, the circuit complexity for such transformers is significantly increased by the fact that additional supply units must be provided. If the chopper and control means are operated with their own power supply, difficulties arise, in particular if the transformer is used for power transmission and not for voltage transmission, in that the power consumption of the chopper unit causes a transmission error.

Da ein Teil des Eingangstromes für die Eigenspeisung abgezweigt wird, wirken die transformatorischen Mittel einerseits und die Zerhacker- und Steuermittel anderseits als Stromteiler, dessen Teilverhältnis selbstverständlich von der Belastung des Übertragers abhängig ist. Daraus ist ersichtlich, dass bei Übertragern für Ströme die vom Stromeigenverbrauch bedingten Fehler lastabhängig sind. Aus diesem Grund sind Gleichstromübertrager üblicherweise als Spannungsübertrager und nicht als Stromübertrager ausgebildet, obwohl ein namhaftes Bedürfnis für die letztgenannten besteht. Since part of the input current for the self-supply is branched off, the transformer means on the one hand and the chopper and control means on the other hand act as a current divider, the part ratio of which depends of course on the load on the transformer. It can be seen from this that in the case of transformers for currents, the errors caused by the electricity consumption are load-dependent. For this reason, direct current transformers are usually designed as voltage transformers and not as current transformers, although there is a notable need for the latter.

Um diesem Bedürfnis nachzukommen, schlägt eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, den Übertrager aus dem zu übertragenden Signal mittels Stromquellen zu speisen. In order to meet this need, a development of the present invention proposes to feed the transformer from the signal to be transmitted by means of current sources.

Dadurch wird sichergestellt, dass der Eigenstromverbrauch nicht mehr lastabhängig wird und der verbleibende Messfehler ohne weiteres, beispielsweise durch Abgleich oder Kalibrierung, berücksichtigt werden kann. This ensures that the internal power consumption is no longer dependent on the load and that the remaining measurement error can be taken into account without further ado, for example by comparison or calibration.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. The invention is subsequently explained, for example, using figures.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Übertragers bekannter Ausführung, 1 is a functional block diagram of a transmitter of known design,

Fig. 2 schematisiert die zeitlichen Verläufe des dem Transformator zugeführten Stromes und dessen Aufteilung in beide Primärwicklungsteile sowie des resultierenden Transformator-Feldverlaufes, in einem Übertrager gemäss Fig. 1, FIG. 2 schematically shows the time profiles of the current supplied to the transformer and its division into both primary winding parts and the resulting transformer field profile, in a transformer according to FIG. 1,

Fig. 3 schematisiert die anzustrebenden zeitlichen Verläufe der Ströme in beiden Primärwicklungsteilen und des daraus resultierenden Feldverlaufs sowie des Verlaufs des dem Transformator zugeführten Stromes, 3 schematically shows the desired time profiles of the currents in both primary winding parts and the resulting field profile and the profile of the current supplied to the transformer,

Fig. 4 ein Funktionsblockdiagramm einer Zerhackereinheit zur Erlangung von Strom-/Feld-Verläufen gemäss Fig. 3, 4 shows a functional block diagram of a chopper unit for obtaining current / field profiles according to FIG. 3,

Fig. 5 schematisch den zeitlichen Verlauf der Zerhacker-Steuersignale und des resultierenden Transformator-Stromver-laufs bei einer Zerhackereinheit gemäss Fig. 4, 5 schematically shows the time course of the chopper control signals and the resulting transformer current profile in a chopper unit according to FIG. 4,

Fig. 6 eine Realisationsmöglichkeit einer Zerhackereinheit unter Benützung eines herkömmlichen Multivibrators, 6 shows a possibility of realizing a chopper unit using a conventional multivibrator,

Fig. 7 eine bevorzugte Ausführungsform der Zerhackereinheit gemäss Fig. 4 für eigengespiesene Übertrager für Gleichströme, 7 shows a preferred embodiment of the chopper unit according to FIG. 4 for self-powered transformers for direct currents,

Fig. 8 schematisch eine weitere Schalteranordnung zum Erhalt von Stromverläufen gemäss Fig. 3, 8 schematically shows a further switch arrangement for obtaining current profiles according to FIG. 3,

Fig. 9 eine digitale Ausführungsform einer Steuereinheit für die Zerhackerschalter, 9 shows a digital embodiment of a control unit for the chopper switches,

Fig. 10 eine mögliche, zeitliche Impulsfolge eines als Steuereinheit für die Zerhackerschalter verwendbaren Oszillators. 10 shows a possible temporal pulse sequence of an oscillator that can be used as a control unit for the chopper switch.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines herkömmlichen Übertragers für Gleichstrom oder Gleichspannung aufgezeigt. Dem Übertrager ist über zwei Eingangsleitungen 1 und 3, idealisiert, entweder einer Spannungs- oder Stromquelle 5 zugeschaltet. Die erste Eingangsleitung 1 ist einem Mittelabgriff 7 einer symmetrischen Transformator-Primärwicklung 9, mit Wicklungshälften 9a und 9b, zugeführt, welch letztere ihrerseits über Zerhackerschalter Sa resp. Sb mit der Rückführleitung 3 verbunden sind. Die Zerhackerschalter Sa und Sb sind Teil einer Zerhackereinheit 11, welche zudem eine Steuereinheit 13 zur Ansteuerung der Zerhackerschalter umfasst. Die Zerhackereinheit 11 kann über eine Speiseleitung 15 fremdgespiesen, oder, wie dies mit der gestrichelten Leitung 17 angedeutet ist, eigen-gespiesen sein. Den Eingangsleitungen 1 und 3 wird ein dem zu übertragenden Signal proportionaler Strom 1 zugeführt. Die beiden Zerhackerschalter Sa und Sb werden durch die Steuereinheit 13 komplementär angesteuert, so dass ununterbrochen der iu Strom I abwechselnd durch je eine der Primärwicklungshälften 9a oder 9b zur Rückführleitung 3 fliesst. Dadurch wird in einer Transformator-Sekundärwicklung 19 eine Wechselspannung induziert, welche einer Gleichrichtereinheit 21 zugeführt und anschliessend in einem Tiefpass 23 geglättet, einen der Beiais stung entsprechenden Ausgangs-Gleichstrom Ia ergibt. 1 shows the block diagram of a conventional transformer for direct current or direct voltage. Ideally, the transformer is connected to either a voltage or current source 5 via two input lines 1 and 3. The first input line 1 is a center tap 7 of a symmetrical transformer primary winding 9, with winding halves 9a and 9b, which in turn the latter via chopper switches Sa and. Sb are connected to the return line 3. The chopper switches Sa and Sb are part of a chopper unit 11, which also includes a control unit 13 for controlling the chopper switches. The chopper unit 11 can be externally supplied via a feed line 15 or, as is indicated by the dashed line 17, can be self-supplied. A current 1 proportional to the signal to be transmitted is fed to the input lines 1 and 3. The two chopper switches Sa and Sb are complementarily controlled by the control unit 13, so that the current Iu flows uninterruptedly through one of the primary winding halves 9a or 9b to the return line 3. As a result, an AC voltage is induced in a transformer secondary winding 19, which is fed to a rectifier unit 21 and then smoothed in a low-pass filter 23, resulting in an output direct current Ia corresponding to the Beiais power.

Ohne vorerst auf die Verwendbarkeit dieses Übertragers für Strom- oder Spannungswerte einzugehen, soll anhand von Fig 2 der grundsätzliche Verlauf der Strom- und Feldgrössen beleuchtet werden. Without first considering the usability of this transformer for current or voltage values, the basic course of the current and field variables is to be illustrated with reference to FIG. 2.

20 Als komplementäre Schalter bieten sich herkömmlicherweise astabile Multivibratoren an, deren Schalttransistoren mit mehr oder weniger steilen Schaltflanken schalten, wobei ein Schalter entweder geschlossen oder geöffnet ist, der andere dazu komplementär. 20 Conventionally, astable multivibrators are suitable as complementary switches, the switching transistors of which switch with more or less steep switching edges, one switch being either closed or open and the other complementary.

25 Seien die beiden Zerhackerschalter Sa und Sb von Fig. 1 beispielsweise Schalttransistoren, so werden, bei komplementärer Ein/Aus-Ansteuerung, durch die entsprechenden Wicklungshälften der Transformator-Primärwicklung abwechselnd Ströme Ij und I2 fliessen. Dabei sollen in Fig. 2 die stark 30 vergrösserten Schaltzeiten, die Transistor-Schaltzeiten verdeutlichen, welche mit der induktiven Belastung durch die Transformatorwicklungen, über die Eigenschaltzeiten der Transistoren hinaus verlängert werden. If the two chopper switches Sa and Sb of FIG. 1 are switching transistors, for example, with complementary on / off control, currents Ij and I2 will alternately flow through the corresponding winding halves of the transformer primary winding. 2 are to illustrate the greatly increased switching times, the transistor switching times, which are extended beyond the intrinsic switching times of the transistors with the inductive load caused by the transformer windings.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird somit beispielsweise der 35 Zerhackerschalter Sa bereits mehr oder weniger leitend geschaltet, bevor der Zerhackerschalter Sb sperrend geschaltet ist und umgekehrt. Durch das Leitendwerden des einen Schalters und Sperrendwerden des anderen Schalters im gleichen Umschaltzeitraum T entsteht im Transformator ein sich rasch änderndes 40 Feld H. Bekannterweise bewirkt dies entsprechend der Steilheit eine relativ grosse induzierte Spannung. Diese ist selbstverständlich lastabhängig und führt zu einem verhältnismässig grossen Magnetisierungsstrom im Transformator, welcher seinerseits Übertragungsfehler hervorruft. Unter diesem Aspekt ist es •»5 anzustreben, die induzierte Spannung als solche möglichst zu verringern, da sie insbesondere bei der Verwendung des Übertragers für Spannungsübertragung, nur geringfügig durch die Belastung verringert werden kann. Bei der Verwendung zur Übertragung von Strömen kann die induzierte Spannung weit-50 gehend durch niederohmige Belastung verringert werden, wobei trotzdem anzustreben ist, sie von vornherein möglichst klein zu halten. As can be seen from FIG. 2, the chopper switch Sa is, for example, switched more or less conductive before the chopper switch Sb is switched off and vice versa. As soon as one switch turns on and the other switch turns off in the same switchover period T, a rapidly changing field H is created in the transformer. As is known, this causes a relatively large induced voltage in accordance with the steepness. This is of course dependent on the load and leads to a relatively large magnetizing current in the transformer, which in turn causes transmission errors. From this point of view, it is desirable to reduce the induced voltage as such as much as possible, since it can be reduced only slightly by the load, especially when using the transformer for voltage transmission. When used for the transmission of currents, the induced voltage can be largely reduced by low-resistance loading, although efforts should nevertheless be made to keep it as small as possible from the outset.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie die induzierte Spannung reduziert werden kann, wobei zugleich eine zusätzliche Verlustver-55 ringerung bewirkt wird. 3 shows how the induced voltage can be reduced, at the same time causing an additional loss reduction.

Wird der eine Schalter erst eine Zeitspanne t später leitend geschaltet als der andere Schalter sperrend geschaltet wurde, so ergeben sich Stromverläufe durch die beiden Hälften 9a und 9b 60 der Primärwicklung 9 entsprechend den Strömen 1/ und I2' von Fig. 3. Dadurch, dass die Abschalttransiente eines Schalters von der Einschalttransienten des anderen Schalters zeitlich getrennt ist, ergibt sich eine wesentlich verringerte Steilheit der Feldveränderung im Transformator. Dadurch wird die induzierte Span-65 nung, theoretisch um den Faktor zwei, gegenüber der aus den Verläufen von Fig. 2 resultierenden, verringert, wodurch die durch den Magnetisierungsstrom hervorgerufenen Übertragungsfehler des Messwertübertragers stark reduziert werden. If the one switch is turned on only a period of time t later than the other switch has been turned off, there are current profiles through the two halves 9a and 9b 60 of the primary winding 9 corresponding to the currents 1 / and I2 'from FIG. 3 the switch-off transient of one switch is separated in time from the switch-on transient of the other switch, there is a significantly reduced steepness of the field change in the transformer. As a result, the induced voltage is reduced, theoretically by a factor of two, compared to that resulting from the courses of FIG. 2, as a result of which the transmission errors of the measured value transmitter caused by the magnetizing current are greatly reduced.

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Da während den Totzeitspannen t weder der eine noch der andere der Schalter Sa und Sb leitend geschaltet ist, wird der dem zu übertragenden Ausgangssignal proportionale Strom I während dieser Zeit x ebenfalls unterbrochen. Während in Fig. 2 idealisiert, ein konstanter Gleichstrom I dem Mittelabgriff 7 zugeführt wird, sinkt dieser Strom I' in Fig. 3, während den Totzeiten x auf Null ab. Daraus ist ersichtlich, dass sowohl die dem Übertrager zugeführte Leistung, wie auch die Verlustleistung, durch die vorgenannten Massnahmen bedingt, absinken. Gesamthaft betrachtet, ergibt sich ein wesentlich verbesserter Wirkungsgrad des Übertragers, nebst einer massgeblichen Verringerung der Übertragungsfehler. Since neither one or the other of the switches Sa and Sb is turned on during the dead time periods t, the current I proportional to the output signal to be transmitted is likewise interrupted during this time x. While idealized in FIG. 2, a constant direct current I is fed to the center tap 7, this current I ′ in FIG. 3 drops during the dead times x to zero. It can be seen from this that both the power supplied to the transformer and the power loss decrease as a result of the aforementioned measures. Considered overall, there is a significantly improved efficiency of the transformer, along with a significant reduction in transmission errors.

In Fig. 4 ist beispielsweise ein Funktionsblockdiagramm einer Schaltung dargestellt, die sich dazu eignet, Schaltfunktionen zur Erlangung der in Fig. 3 aufgezeigten Stromverläufe zu realisieren. Werden komplementäre Ausgangssignale, entsprechend Rechtecksimpulsen, eines Oszillators 25 z.B. eines Multi-vibrators je in Integrationseinheiten 27 auf integriert und die so aufintegrierten Signale je einer schwellwert-empfindlichen Einheit 29 als Eingangssignale U! resp. u2 zugeführt, welche dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn ihr Eingangssignal einen, vorzugsweise beiden Schwellwerteinheiten 29 gleich vorgegebenen Schwellwert S erreicht, und wird ihr Ausgangssignal a resp. b dazu verwendet, die Zerhackerschalter Sa und Sb anzusteuern, so wird der Stromverlauf durch die entsprechenden Transfor-mator-Primärwicklungshälften den angestrebten Verlauf annehmen. FIG. 4 shows, for example, a functional block diagram of a circuit which is suitable for realizing switching functions for obtaining the current profiles shown in FIG. 3. If complementary output signals, corresponding to square-wave pulses, of an oscillator 25 e.g. of a multi-vibrator each integrated in integration units 27 and the signals thus integrated in each case of a threshold-sensitive unit 29 as input signals U! resp. u2 is supplied, which then outputs an output signal when its input signal reaches a threshold value S, which is preferably the same as both threshold value units 29, and its output signal a or. b is used to control the chopper switches Sa and Sb, the current profile through the corresponding transformer primary winding halves will adopt the desired profile.

In Fig. 5 sind die beiden aufintegrierten komplementären Ausgangssignale als Impulszüge mit rampenförmigen Impulsen Uj und u2 aufgezeigt. Diese beiden Signale werden den schwellwert-empfindlichen Einheiten 29 zugeführt. Somit entstehen als Steuersignale für die entsprechenden Zerhackerschalter die in Fig. 5 idealisiert aufgezeigten Schaltsignale a resp. b. Zwischen dem Transienten der Zerhackerschalter ergibt sich eine Totzeit x, wodurch, wie in Fig. 5 gezeigt, auch der Transformatoreingangsstrom I' zerhackt wird. 5 shows the two complementary output signals integrated as pulse trains with ramp-shaped pulses Uj and u2. These two signals are fed to the threshold-sensitive units 29. Thus, as a control signal for the corresponding chopper switch, the switching signals a and. b. There is a dead time x between the transients of the chopper switches, which, as shown in FIG. 5, also chops the transformer input current I '.

Bei der beschriebenen Stromzerhackung mit Totzeit muss vermieden werden, dass sie auf die auszumessende Quelle 5 (Fig. 1) rückwirkt. Dies wird, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, durch ein Tiefpassglied 31 erreicht. Ist dieses Tiefpass-glied 31 schon bei komplementär betriebenen Zerhackerschaltern ohne Totzeit vorzugsweise vorzusehen, so ist es jetzt, wenn zwischen den Schalttransienten Totzeiten x vorgesehen sind, absolut notwendig. In the current chopping with dead time described, it must be avoided that it affects the source 5 (FIG. 1) to be measured. As shown in dashed lines in FIG. 1, this is achieved by a low-pass element 31. If this low-pass element 31 is preferably to be provided even with complementarily operated chopper switches without dead time, it is now absolutely necessary if dead times x are provided between the switching transients.

Fig. 6 stellt eine erste Realisationsmöglichkeit des Blockschaltbildes von Fig. 4 dar. Dabei sind die Teile, welche denjenigen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. FIG. 6 shows a first possibility of realizing the block diagram of FIG. 4. The parts which correspond to those of FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Als Steuereinheit 13 resp. Oszillator 25 für die Zerhackerschalter Sa und Sb ist ein astabiler Multivibrator 30 vorgesehen, in der üblichen Grundschaltung dargestellt. Auf seine Funktionsweise soll nicht näher eingegangen werden, da es sich dabei um eine allgemein bekannte Schaltung handelt. Der Multivibrator 30 ist zwischen die Rückführleitung 3 und die Speiseleitung 15 geschaltet, wobei, wie dies analog zu Fig. 1 ebenfalls gestrichelt angedeutet ist, auch eine Eigenspeisung über die Leitung 17 vorgesehen sein kann, was allerdings, ohne weitere Massnahmen, die Genauigkeit der Übertragung beeinträchtigen kann. As a control unit 13 respectively. An astable multivibrator 30 is provided for the chopper switches Sa and Sb, shown in the usual basic circuit. Its mode of operation will not be discussed in detail, since it is a generally known circuit. The multivibrator 30 is connected between the return line 3 and the feed line 15, whereby, as is also indicated by dashed lines in analogy to FIG. 1, self-feed can also be provided via the line 17, which, however, without further measures, improves the accuracy of the transmission can affect.

Bekannterweise weisen die Kollektorströme Ic der Multivi-bratortransistoren TR 1 und TR 2 relativ gut rechteckförmige, komplementäre Verläufe auf. Bei herkömmlichen Übertragern konnten deshalb besagte Schalttransistoren des Multivibrators 30 direkt als Zerhackerschalter verwendet werden. Zur Erlangung der in Fig. 3 aufgezeigten Stromverläufe durch die Transformator-Primärwicklung 9, kann die Tatsache ausgenützt werden, dass sich die Kollektor-Emitterspannung der Transistoren TR 1 und TR 2, beim Sperrendschalten dieser Elemente, nicht abrupt verändert, sondern dass ihre Anstiegszeit durch den Umladeprozess des Kondensators C über den entsprechenden Kollektorwiderstand Rc gegeben ist. Wird ein solcher Multivibrator in herkömmlichen Schaltungen verwendet, so wird man bestrebt sein, den Kollektorwiderstand Rc möglichst niederoh-mig zu wählen, um die Spannungsschaltsteilheit zu verbessern. As is known, the collector currents Ic of the multivibrator transistors TR 1 and TR 2 have relatively well rectangular, complementary courses. In conventional transformers, said switching transistors of the multivibrator 30 could therefore be used directly as chopper switches. To obtain the current profiles shown in FIG. 3 through the transformer primary winding 9, the fact can be exploited that the collector-emitter voltage of the transistors TR 1 and TR 2 does not change abruptly when these elements are switched off, but that their rise time occurs due to the charge-reversal process of the capacitor C is given via the corresponding collector resistor Rc. If such a multivibrator is used in conventional circuits, efforts will be made to choose the collector resistance Rc as low as possible in order to improve the voltage switching rate.

Gemäss Fig. 4 wird jedoch angestrebt, mit möglichst wenig zusätzlichen Schaltelementen einen Impuls mit rampenähnlichen Anstiegsflanken zu erzeugen, entsprechend Uj oder u2. Zu diesem Zweck wird der Kollektorwiderstand Rc wesentlich hochohmiger gewählt, so dass die Kollektor-Emitterspannung des jeweils sperrend schaltenden Transistors nur langsam ansteigt. Die daraus resultierenden Kollektor-Emitterspannungen der Multivibratortransistoren TR 1 und TR 2 werden dazu verwendet, die in Fig. 6 mit Transistoren TR 3 und TR 4 beispielsweise realisierten Zerhackerschalter Sa resp. Sb anzusteuern. Zu diesem Zweck ist der Kollektor beider Transformatoren TR 1 und TR 2 mit der Basis eines der Zerhackertransistoren TR 3 und TR 4 verbunden. According to FIG. 4, however, the aim is to generate a pulse with ramp-like rising edges with as few additional switching elements as possible, corresponding to Uj or u2. For this purpose, the collector resistance Rc is chosen to be significantly higher, so that the collector-emitter voltage of the blocking transistor in each case rises only slowly. The resulting collector-emitter voltages of the multivibrator transistors TR 1 and TR 2 are used for the chopper switches Sa and 3, for example, implemented with transistors TR 3 and TR 4 in FIG. To control Sb. For this purpose, the collector of both transformers TR 1 and TR 2 is connected to the base of one of the chopper transistors TR 3 and TR 4.

Besagte Kollektoren sind weiter mit den entsprechenden Endabgriffen der Transformator-Primärwicklung 9, die Emitter je über einen Emitterwiderstand RE mit der Rückführleitung 3 verbunden. Durch die Strom-Spannungsgegenkopplung der Zerhackertransistoren TR 3 resp. TR 4 über die Emitterwiderstände RE wird bewirkt, dass ihre Basis-Emitter-Steuerspan-nung, über die Flussspannung uL steigen muss, bevor sie leitend geschaltet werden. Durch diese Gegenkopplung wird also praktisch die schwellwertempfindliche Einheit 29 realisiert, wobei der Schwellwert weitgehend durch das Mass der Gegenkopplung bestimmt ist. Said collectors are further connected to the corresponding end taps of the transformer primary winding 9, and the emitters are each connected to the return line 3 via an emitter resistor RE. Through the current-voltage negative feedback of the chopper transistors TR 3 and. TR 4 via the emitter resistors RE means that their base-emitter control voltage must rise above the forward voltage uL before they are switched on. This negative feedback thus practically realizes the threshold-sensitive unit 29, the threshold value being largely determined by the degree of negative feedback.

Wenn bei der in Fig. 6 aufgezeigten Schaltung Schwierigkeiten bezüglich des Anschwingens des Multivibrators entstehen, kann an dessen Stelle eine Schaltung vorgesehen sein, in welcher beide Transistoren Arbeitspunkte im aktiven Bereich aufweisen und nicht in die Sättigung resp. in den Cut-Off-Bereich getrieben werden. Dies kann beispielsweise durch einen emittergekoppelten, astabilen Multivibrator realisiert werden. If difficulties arise in the circuit shown in FIG. 6 with regard to the oscillation of the multivibrator, a circuit can be provided in its place in which both transistors have operating points in the active area and do not saturate or. be driven into the cut-off area. This can be achieved, for example, by an emitter-coupled, astable multivibrator.

An dieser Stelle muss festgehalten werden, dass die Idee, die Steuerspannung für die Zerhackerschalter Sa, Sb an einem integrierenden Bauelement eines herkömmlichen Multivibrators abzugreifen, an einer Vielzahl bekannter Multivibratorschaltun-gen realisiert werden kann. At this point it must be stated that the idea of tapping the control voltage for the chopper switches Sa, Sb on an integrating component of a conventional multivibrator can be implemented on a large number of known multivibrator circuits.

Wie oben erwähnt, ist es anzustreben, die Zerhackereinheit eigengespiesen zu betreiben. As mentioned above, the aim is to operate the chopper unit self-powered.

Wie aus Fig. 6 nun ersichtlich, ist dies bei der Verwendung herkömmlicher Multivibratoren dann ohne besondere Probleme möglich, wenn der Übertrager zur Übertragung von Spannungen verwendet wird. Wird der Übertrager zur Übertragung von Gleichströmen verwendet, so wird durch die Belastung des Übertragers das Teilerverhältnis von Transformator- und Zer-hackereinheitsstrom verändert, so dass dadurch lastabhängige Fehler entstehen. As can now be seen from FIG. 6, this is possible without any particular problems when using conventional multivibrators if the transformer is used to transmit voltages. If the transformer is used to transmit direct currents, the load on the transformer changes the division ratio of the transformer and chopper unit current, so that load-dependent errors arise.

In Fig. 7 ist eine Schaltung dargestellt, welche eine eigenge-spiesene Zerhackereinheit an einem Übertrager für Gleichstrom darstellt. Grundsätzlich unterscheidet sich die in Fig. 7 vorzugsweise vorgeschlagene Schaltung von derjenigen in Fig. 6 darin, dass die Zerhackereinheit über Stromquellen gespiesen wird, welche einen lastunabhängigen Strom erzeugen und somit sicherstellen, dass auch das Übertragungsmass belastungsunabhängig wird. Auch in dieser Fig. sind die in Fig. 1 verwendeten Positionszeichen für entsprechende Teile übernommen. FIG. 7 shows a circuit which represents a self-powered chopper unit on a transformer for direct current. Fundamentally, the circuit which is preferably proposed in FIG. 7 differs from that in FIG. 6 in that the chopper unit is supplied by current sources which generate a load-independent current and thus ensure that the transmission factor also becomes load-independent. The position symbols used in FIG. 1 for corresponding parts are also adopted in this FIG.

Analog zu Fig. 1 ist eine erste Zuführleitung 1 für den zu übertragenden Gleichstrom I dem Mittelabgriff 7 der symmetrischen Transformator-Primärwicklung 9 zugeführt. Dieser Strom I wird über die zwei Zerhackerschalter Sa und Sb auf die Rückführleitung 3 geschaltet. Das Tiefpassglied 31 am Eingang des Übertragers ist als rx-GIied mit einem Längswiderstand R, Analogously to FIG. 1, a first feed line 1 for the direct current I to be transmitted is fed to the center tap 7 of the symmetrical transformer primary winding 9. This current I is switched to the return line 3 via the two chopper switches Sa and Sb. The low-pass element 31 at the input of the transformer is an rx element with a series resistance R,

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und zwei Querkondensatoren Cj und C2 ausgebildet. Die Sekundärwicklung 19 des Transformators ist mit der Gleichrichtereinheit 21, mit zwei Dioden G[ und G2 verbunden, welcher ein wiederum als Jt-Glied ausgebildeter Tiefpass 23 nachgeschaltet ist, mit einem Längswiderstand R2 und zwei Querkondensatoren C3 und C4. and two transverse capacitors Cj and C2 are formed. The secondary winding 19 of the transformer is connected to the rectifier unit 21, with two diodes G [and G2, which is followed by a low-pass filter 23, again formed as a Jt element, with a series resistor R2 and two cross capacitors C3 and C4.

Die Zerhacker-Steuereinheit 13 besteht aus einem astabilen Multivibrator, mit zwei Schalttransistoren T, und T2. Ihre Emitter sind auf die Rückführleitung 3 geschaltet. Da die beiden Schalttransistoren T] und T2 symmetrisch beschaltet sind, wird im weiteren lediglich die Beschaltung von Ti beschrieben. Seine Basis-Emitterstrecke ist durch einen Kondensator C5 überbrückt. Die Basis ist weiter über einen Kondensator C6 mit dem Kollektor des zweiten Schalttransistors T2 verbunden. In Analogie zur Kollektor-Stromzuführung über den Kollektorwiderstand Rc von Fig. 6, werden den Transistoren T[ und T2 die Kollektorströme über Stromquellen 41 resp. 42 zugeführt, welche ihren hochkonstanten Strom der Zuführleitung 1 entnehmen. Der Funktion der Umladewiderstände R von Fig. 6 etwa entsprechend werden den Basen der beiden Transistoren T1 resp. T2 Ladeströme von zwei weiteren Stromquellen 43 resp. 44 zugeführt. The chopper control unit 13 consists of an astable multivibrator, with two switching transistors T, and T2. Their emitters are connected to the return line 3. Since the two switching transistors T] and T2 are connected symmetrically, only the connection of Ti is described below. Its base-emitter path is bridged by a capacitor C5. The base is further connected to the collector of the second switching transistor T2 via a capacitor C6. In analogy to the collector current supply via the collector resistor Rc of Fig. 6, the transistors T [and T2, the collector currents via current sources 41 and. 42 supplied, which take their highly constant current from the feed line 1. The function of the charge-reversal resistors R of FIG. 6 approximately corresponds to the bases of the two transistors T1 and. T2 charging currents from two further current sources 43 resp. 44 fed.

Ohne vorerst auf die Ausgestaltung dieser Stromquellen einzugehen, soll im folgenden kurz die Funktionsweise dieses astabilen Multivibrators erläutert werden. Dabei soll vom Einschalten der Vorrichtung ausgegangen werden, das heisst es sollen alle Ladungsspeicher vorerst entladen sein. Without going into the design of these current sources for now, the mode of operation of this astable multivibrator will be briefly explained below. It should be assumed that the device is switched on, that is, all charge stores should be discharged for the time being.

Da die Basis-Emitterspannungen der beiden Schalttransistoren T[ und T2 ungefähr Null sind, sperren beide. Die hochkonstanten Ströme I4I und I4I, der Kollektorstromquellen 41 und 42, laden die je seriegeschalteten Kondensatorpaare aus C5 und C6 auf. Wegen den Exemplarstreuungen der für die Stromquellen verwendeten Bauelemente, sind dabei die beiden Ströme I41 und I42 nicht exakt gleich, ebenso wenig wie die beiden Kondensator-Serieschaltungen. Deshalb wird der Basis-Kondensator C5 eines der beiden Schalttransistoren zuerst die benötigte Flussspannung uL erreichen. Der entsprechende Transistor, beispielsweise Tj, wird leitend geschaltet. Das Kollektor-Emitterpotential des durchgesch? ceten Transistors wird praktisch Null und der einseitig an h ,sagtem Kollektor angeschaltete Kondensator C6 mit dem Ba' ,-Kondensator C5, der der Basis des nichtleitenden Transistors T2 zugeschaltet ist, parallel geschaltet. Since the base-emitter voltages of the two switching transistors T [and T2 are approximately zero, both block. The highly constant currents I4I and I4I, the collector current sources 41 and 42, charge the respective capacitor pairs from C5 and C6 connected in series. Because of the sample scatter of the components used for the current sources, the two currents I41 and I42 are not exactly the same, nor are the two capacitor series circuits. Therefore, the base capacitor C5 of one of the two switching transistors will first reach the required forward voltage uL. The corresponding transistor, for example Tj, is turned on. The collector-emitter potential of the through? The transistor is practically zero and the capacitor C6 connected on one side to the collector is connected in parallel with the Ba 'capacitor C5, which is connected to the base of the non-conductive transistor T2.

Da die Kondensatoren C6 kleiner dimensioniert sind als die Kondensatoren C5, hat sich während ihrer Serieschaltung über ersteren eine grössere Spannung aufgebaut, als über letzteren. Wird eines der beiden Paare C5, C6 beispielsweise nun parallel geschaltet, so findet ein Umladeprozess statt, wodurch sich die Spannung am Basis-Emitterkondensator C5 verringert. Somit wird sichergestellt, dass der nicht leitend geschaltete Transistor T2 sperrend bleibt. Der Strom I42 der Quelle 42, die den Kollektorstrom des jetzt nicht leitenden Transistors T2 liefert, lädt nun den Kondensator C6 auf, der mit der Basis des jetzt leitenden Transistors T! verbunden ist. Dadurch steigt das Potential am Kollektor des nichtleitenden Transistors T2 rampen-förmig an. Die Basis-Emitterstrecke des leitend geschalteten Transistors wirkt als Spannungsquelle. Der Strom der Quellen 42 und 43 fliesst über den Basis-Emitterwiderstand dieses Transistors ab. Je nach Grösse der der Basis zugeführten Ströme wird dieser Transistor u.U. in die Sättigung getrieben. Since the capacitors C6 are dimensioned smaller than the capacitors C5, a greater voltage has built up over the former than over the latter during their series connection. If one of the two pairs C5, C6 is now connected in parallel, for example, a recharging process takes place, as a result of which the voltage at the base-emitter capacitor C5 is reduced. This ensures that the non-conductive transistor T2 remains blocking. The current I42 of the source 42, which supplies the collector current of the now non-conductive transistor T2, now charges the capacitor C6, which with the base of the now conductive transistor T! connected is. As a result, the potential at the collector of the non-conductive transistor T2 rises in a ramp shape. The base-emitter path of the switched transistor acts as a voltage source. The current from sources 42 and 43 flows through the base-emitter resistor of this transistor. Depending on the size of the currents supplied to the base, this transistor may be driven to saturation.

Anders als im Beispiel von Fig. 6, wird hier primär die im entsprechenden Basis-Kondensator C5 gespeicherte Ladung dazu verwendet, den Kollektor-Basiskondensator C6 umzuladen und nicht ein extern zugeführter Strom. In contrast to the example in FIG. 6, the charge stored in the corresponding base capacitor C5 is primarily used to charge the collector base capacitor C6 and not an externally supplied current.

Ist der Umladeprozess abgeschlossen, so wird die Parallelschaltung der beiden Kondensatoren durch den Ladestrom der Stromquelle 44 weiter aufgeladen, und zwar solange, bis die When the recharging process has been completed, the parallel connection of the two capacitors is further charged by the charging current of the current source 44, namely until the

Basis-Emitterspannung des noch sperrenden Transistors T2 die Flussspannung uL erreicht. Beginnt der zweite Transistor T2 zu leiten, so wird sofort ein analoger Umladeprozess am zweiten Kondensatorpaar C5, Q, eingeleitet, wodurch der vorher leitende Transistor T! rasch gesperrt wird. Durch Leitendwerden des Transistors T2 fällt das vorher rampenförmig angestiegene Kollektor-Emitterpotential auf Null zurück und bleibt auf Null, bis in einem nächsten Zyklus T2 widerum sperrend geschaltet wird. Die Kollektor-Emitterspannungen weisen somit den angestrebten komplementären Sägezahnverlauf auf, welcher nun für die Ansteuerung der Zerhackerschalter Sa resp. Sb verwendet wird. Base-emitter voltage of the still blocking transistor T2 reaches the forward voltage uL. When the second transistor T2 begins to conduct, an analog charge reversal process is immediately initiated on the second pair of capacitors C5, Q, causing the previously conducting transistor T! is quickly blocked. When the transistor T2 becomes conductive, the previously ramped collector-emitter potential drops back to zero and remains at zero until in a next cycle T2 is switched off again. The collector-emitter voltages thus have the desired complementary sawtooth profile, which is now used to control the chopper switches Sa and. Sb is used.

Die Zerhackerschalter Sa und Sb sind in Fig. 7 durch zwei Darlington-Schaltungen Dt und D2 realisiert. Damit muss die Kollektor-Emitterspannung der Multivibrator-Transistoren T,, T2 im Minimum den doppelten Wert der Flussspannung uL erreichen, bis der entsprechende Zerhackerschalter leitend wird. Genügt dieser Wert als Schaltschwellwert und die so resultierende Totzeit x nicht, so wird der Eingangstransistor der Darlington-Schaltung mit einem entsprechend bemessenen Emitter-Widerstand RE gegengekoppelt. The chopper switches Sa and Sb are realized in FIG. 7 by two Darlington circuits Dt and D2. This means that the collector-emitter voltage of the multivibrator transistors T ,, T2 must at least double the forward voltage uL until the corresponding chopper switch becomes conductive. If this value is not sufficient as the switching threshold value and the resulting dead time x, the input transistor of the Darlington circuit is fed back with an appropriately dimensioned emitter resistor RE.

Um nicht nur einen lastunabhängigen Speisestrom für die Zerhackereinheit bereitzustellen, sondern um diesen Strom an sich auch möglichst klein zu halten, werden als Stromquellen FET-Stromquellen verwendet. Zu diesem Zweck sind zwei FET 45 und 46, im Ausführungsbeispiel als selbstleitende n-Kanal-FET dargestellt je mit einem Gegenkopplungswiderstand RSG versehen, der Zuführleitung 1 angeschaltet. In order not only to provide a load-independent feed current for the chopper unit, but also to keep this current as small as possible, FET current sources are used as current sources. For this purpose, two FETs 45 and 46, shown in the exemplary embodiment as self-conducting n-channel FETs each provided with a negative feedback resistor RSG, are connected to supply line 1.

Bekannterweise wird dabei der Quellenstrom gleich dem Quotienten aus Source-Gate-Spannung und dem Gegenkopplungswiderstand Rso. Der durch den Gegenkopplungswiderstand fliessende Strom wird als Kollektorstrom I41 resp. I42 dem Multivibrator zugeführt. Zur Bildung der Stromquellen 43 resp. 44 wird der Drain-Source-Strom des entsprechenden FET's mittels eines Stromteilers aus dem Gegenkopplungswiderstand Rsg und einem Widerstand Rs, aufgeteilt. Dabei wird der Strom der Quellen 43 und 44 vorzugsweise kleiner als die Kollektorströme I41 und 42 gewählt. As is known, the source current is equal to the quotient of the source-gate voltage and the negative feedback resistor Rso. The current flowing through the negative feedback resistor is called collector current I41 or I42 fed to the multivibrator. To form the current sources 43 and. 44, the drain-source current of the corresponding FET is divided by means of a current divider from the negative feedback resistor Rsg and a resistor Rs. The current of the sources 43 and 44 is preferably chosen to be smaller than the collector currents I41 and 42.

Durch die Verwendung von FET als Konstantstromquellen wird erreicht, dass ausserordentlich kleine Ströme dem Multivibrator zugeführt werden, welche das Übertragungsmass nur äusserst wenig verfälschen. Dadurch wird auch erreicht, dass die Transistoren Tt und T2 nicht in die Sättigung getrieben werden, was ihr Anschwingverhalten und die Granzfrequenz verbessert. The use of FET as constant current sources ensures that extremely small currents are fed to the multivibrator, which only falsify the transmission mass very little. This also ensures that the transistors Tt and T2 are not driven into saturation, which improves their start-up behavior and the cutoff frequency.

In Fig. 8 ist eine weitere Schalteranordnung der Zerhackereinheit schematisch dargestellt. Dabei sind die Endabgriffe der Primärwicklungshälften 9a und 9b je einem Schalteranschluss A, C eines dreistufigen Umschalters Sab zugeführt. Der Schalter wird von einem der Schalteranschlüsse A oder C auf den anderen über einen Mittelanschluss umgeschaltet. Auf dieser Schalterposition sind die Stromkreise unterbrochen, und die Zeit, in welcher der Schalter in dieser Position verharrt entspricht der Totzeit x. Die Funktionsweise eines dreipoligen Umschalters kann ohne weiteres mit elektronischen Schaltern oder elektromechanischen Schaltern realisiert werden. A further switch arrangement of the chopper unit is shown schematically in FIG. The end taps of the primary winding halves 9a and 9b are each fed to a switch connection A, C of a three-stage changeover switch Sab. The switch is switched from one of the switch connections A or C to the other via a center connection. The circuits are interrupted at this switch position and the time in which the switch remains in this position corresponds to the dead time x. The functionality of a three-pole switch can be easily implemented with electronic switches or electromechanical switches.

In Fig. 9 ist eine Schaltungsmöglichkeit einer digitalen Steuereinheit dargestellt. Als Zerhackerschalter können hier z.B. TTL-kompatible Analogschalter verwendet werden. Ein Oszillator 50 gibt einen Impulszug e ab, der dem Takt-Eingang eines Flip-Flops 52, beispielsweise eines JK-Flip-Flops zugeführt wird. Das Flip-Flop 52 ist als Frequenzteiler geschaltet und gibt an seinen Q-Ausgang einen Impulszug halber Takt-Frequenz ab. Werden das Taktsignal und das Flip-Flop-Ausgangssignal einerseits in einem ersten UND-Tor 54 zur Bildung eines Ansteuersignais für den ersten Zerhackerschalter Sa verknüpft, anderseits, in einem zweiten UND-Tor 56, das Takt-Signal e mit dem inventierten Flip-Flop-Ausgangssignal, zur 9 shows a circuit possibility of a digital control unit. As a chopper switch, e.g. TTL-compatible analog switches can be used. An oscillator 50 emits a pulse train e, which is fed to the clock input of a flip-flop 52, for example a JK flip-flop. The flip-flop 52 is connected as a frequency divider and outputs a pulse train half the clock frequency at its Q output. If the clock signal and the flip-flop output signal are linked on the one hand in a first AND gate 54 to form a control signal for the first chopper switch Sa, and on the other hand, in a second AND gate 56, the clock signal e with the invented flip-flop -Output signal, for

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10 10th

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20 20th

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40 40

45 45

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Bildung des Steuersignals für den zweiten Zerhackerschalter, so werden die Schalter je während einer Takt-Impulsbreite leitend geschaltet und während dreier Impulsbreiten sperrend, wobei beide Schalter um zwei Impulsbreiten phasenverschoben angesteuert werden. Somit entstehen auch so die geforderten Totzeiten. Formation of the control signal for the second chopper switch, the switches are each switched on during one clock pulse width and blocking for three pulse widths, both switches being driven out of phase by two pulse widths. Thus, the required dead times arise.

Die in Fig. 10 gezeigte Sequenz von Steuersignalen entspricht grundsätzlich der mit der Schaltung von Fig. 9 erzeugten. The sequence of control signals shown in FIG. 10 basically corresponds to that generated with the circuit of FIG. 9.

Offensichtlich müssen die Impulszüge so ausgebildet sein, dass die Zerhackerschalter während weniger als der halben Pulsrepetitions-Periode leitend sind. Die Pulszüge müssen dann, für jeweils gleichlange Totzeiten, um die halbe Periodendauer x0, gegenseitig phasenverschoben sein. Obviously, the pulse trains must be designed so that the chopper switches are conductive for less than half the pulse repetition period. The pulse trains must then be out of phase with one another by half the period x0 for dead times of equal length.

Aus diesen aufgeführten Ausführungsvarianten ist ersichtlich, dass sich dem Fachmann eine Menge weiterer Möglichkeiten anbieten die Zerhackerschalter mit Totzeit-Intervallen anzusteuern. Dabei eignen sich, je nach Messgrössenwerten, sowohl elektronische wie auch elektromechanische Schalter als Zerhackerschalter. It can be seen from these listed design variants that the person skilled in the art offers a lot of further possibilities for controlling the chopper switch with dead time intervals. Depending on the measurement values, both electronic and electromechanical switches are suitable as chopper switches.

s Durch das Trennen der Ab- und Einschalttransienten der Zerhackerschalter bei Messwertübertragern mit transformatorischen Mitteln zur Potentialtrennung, wird somit erreicht, dass wesentlich kleinere Verluste entstehen. Dabei ist es vorteilhaft zur Übertragung von Gleichstromsignalen die Zerhackereinheit io über Stromquellen zu speisen, es sei denn, man wähle den wesentlich aufwendigeren Weg der Fremdspeisung. Werden als Stromquellen FET-Stromquellen verwendet, so wird der dann ohnehin lastunabhängige Fehlerstrom sehr klein und kann durch eine geringfügige Nullpunktverschiebung am Übertrager-15 ausgang problemlos korrigiert werden. s By separating the switch-on and switch-on transients of the chopper switches in transducers with transformer means for potential isolation, it is achieved that significantly smaller losses occur. In this case, it is advantageous to supply the chopper unit io via current sources for the transmission of direct current signals, unless one chooses the much more complex route of external supply. If FET current sources are used as current sources, the fault current, which is then independent of the load anyway, becomes very small and can be corrected without problems by a slight zero point shift at the transformer 15 output.

C C.

5 Blatt Zeichnungen 5 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1.Device for reducing losses and thus for improving the transmission behavior on a measured value transmitter for the potential-separated transmission of direct current or direct voltage signals, with transformative transmission means and with chopper means, which are switched so that the chopper means an induction flow of changing polarity in the switching rhythm Transmission means is created, the current causing the induction flow being interrupted before the polarity switchover of the induction flow io, characterized in that for the predefinable temporal separation of the switching edges of the current causing a polarity of the induction flow from the switching edges of the current causing the other polarity of the induction flow, control means (13 ; 25,27,29; 30) with time delay means (27,29, C, C5, C6, TR 3, TR 4, D ,, D2) are provided.

2. Device according to claim 1, characterized in

that the chopper means comprise at least two electronic or electromechanical switches (Sa, Sb), and that the 20 control means (13) comprise at least one pulse generator (50) and selection means (54, 56) for switching every second pulse to one of the switches and the ones in between to the other switch.

3. Device according to claim 1, characterized in that the chopping means comprise at least two electronic or electromechanical switches (Sa, Sb), and that the control means comprise oscillator means (25, 30) for emitting a control signal for each of the switches, the control signals are two pulse trains. 30th

4. The device according to claim 1, characterized in

that the chopping means comprise a three-stage switch (Sab).

5. The device according to claim 3, characterized in

that the pulse trains (usa, usb) have pulse widths smaller than half the 35 pulse repetition period (t0 / 2), and the two pulse trains are at least almost half a pulse repetition period (t0 / 2) mutually shifted.

6. The device according to claim 3, characterized in that

that the pulses of the pulse trains have at least approximately continuous switching edges, the time delay means (27, 29, C, C5, C6, TR 3, TR 4, Dj, D2) threshold-sensitive means (29, TR 3, TR 4, Dj, D2 ) include.

7. The device according to claim 6, characterized in that

that the oscillator means comprise at least one astable multivibrator, the time delay means integrating means (Rc, C; C6; 27) in order to integrate complementary output signals of the multivibrator.

8. The device according to claim 7, characterized in that

that the integrating means are integrating switching means (Rc, C; 50 C6) of the multivibrator circuit itself.

9. The device according to claim 6, characterized in

that the switches are semiconductor switches (Dj, D2) and that they are so fed back (C5) that they themselves serve as threshold-sensitive means with a predetermined threshold. 55

10. The device according to claim 7, characterized in that the switches comprise Darlington circuits of semiconductor switching elements.

11. The device according to claim 8, characterized in that the astable multivibrator comprises two switching transistors (Ti; T2), 60 whose base-emitter paths are each bridged by first capacitive means (C5), the base of the one transistor being connected to the collector of the another is connected to second capacitive means (C6) and vice versa. ^ _

12. The apparatus according to claim 1, characterized in that the chopper and control means are fed by the signal to be transmitted via current sources (41,42,43,44).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the current sources are FET current sources.

14. Device according to claims 11 and 12.