CS233581B1 - Zapojení převodníku efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu proudu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká regulace průmyslových procesů a osvětlovací techniky a 3 >, o < řeší zapojení převodníku efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu [ ♦ proudu. Výstupní signál se získává vhod- »1 ným kmitočtově závislým zpracováním [ vstupního signálu. Výstup převodníku lze i jg_______ [9 zapojit přímo do sčítacího uzlu operač- Γ ního zesilovače. 5 Vynález se využije zejména při I____ 16 [5 návrhu stmívačů, jejichž výstupní napětí í ; nezávisí na sílovém napětí

Description

Vynález se týká zapojení převodníku efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu stejnosměrného pulsujícího proudu. Vstupní střídavé napětí převodníku se získává z výstupu tyristorového stmívače, který je vysekává ze střídavého napětí sinusového průběhu a konstatního kmitočtu.

Známá zapojení převodníků efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu stejnosměrného zvlněného, používaná na linearizaci převodní charakteristiky tyristorových stmívačů, se dělí na dvě skupiny. Do první skupiny patří převodníky, které zpracovávají vstupní signál podle fyzikální definice efektivní hodnoty střídavého napětí. Skládají se z kvadrátoru, integrátoru a odmocňovacího členu. Pracují velmi přesně, ale jejich nevýhodou je značná složitost a vysoká cena. Druhou skupinu převodníků tvoří ty, které vytvářejí výstupní signál usměrněním a kmitočtově závislým zpracováním vstupního signálu. Tyto převodníky jsou značně jednodušší a levnější, protože je lze navrhnout pouze z pasivních součástek.Jsou obvykle konstruovány ^ak, že hodnota výstupního napětí převodníku se ve stmívači porovnává s hodnotou řídicího napětí stmívače a vzniklou regulační odchylkou se ovládá vstup generátoru zapalovacích impulsů pro tyristory. To vyžaduje buď použití dalšího stejnosměrného zesilovače pro zesílení regulační odchylky, nebo takový převodník, který by dodával dostatečné napětí na výstupu i při poměrně velkém zatížení. Tato koncepce vyžaduje navrhnout obvody převodníku s nízkou impedancí, což přináší nutnost použití kondensátorů s velkou kapacitou. Vznikají tak problémy s použitím vhodných stabilních kondensátorů, zvláště v případech, kde se žádá vyšší klimatická odolnost zařízení.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení převodníku efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu proudu, u kterého je

233 581 první vstupní svorka zapojení spojena s první vstupní svorkou usměrňovače, jehož druhá vstupní svorka je spojena s druhou vstupní svorkou zapojení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že druhá výstupní svorka zapojení je spojena jednak s druhou výstupní svorkou usměrňovače a jednak pres sériovou kombinaci prvního kondensátoru a prvního odporu s první výstupní svorkou usměrňovače. První výstupní svorka usměrňovače je spojena s první výstupní svorkou zapojení přes paralelní kombinaci druhého kondensátoru a druhého odporu.

Vynález má všechny výhody druhé skupiny dosud používaných převodníků. Protože však veličinou výstupní popisovaného převodníku je střední hodnota výstupního proudu nakrátko, je možné zapojit výstup převodníku přímo na vstup operačního zesilovače, který zpracovává řídicí napětí stmívače. Tak je možné navrhnout stmívač s dostatečnou vstupní impedancí, který nepotřebuje další zesilovač pro zesílení regulační odchylky. Protože proudy na vstupu operačního zesilovače jsou malé, je možné použít při návrhu převodníku kondensátory s malou kapacitou, takže nevznikají potíže ani při použití běžných typů kondensátorů s vyšší klimatickou odolnosti. Další předností převodníku je to, že má proti dosud používaným zapojením lepší linearitu, přestože celkový počet součástek byl snížen .

Příklad uspořádání převodníku podle vynálezu je znázorněn schematicky na připojeném výkrese.

První vstupní svorka 2 zapojení je spojena s první vstupní svorkou 6 usměrňovače, jehož druhá vstupní svorka 2 je spojena s druhou vstupní svorkou 2 zapojení. Druhá výstupní svorka zapojení je spojena jednak s druhou výstupní svorkou 9. usměrňovače 2 ^a jednak přes sériovou kombinaci prvního kondensátoru 13 a prvního odporu 10 s první výstupní svorkou usměrňovače _5· První výstupní svorka jt usměrňovače 2 J^e spojena s první výstupní svorkou 2 zapojení přes paralelní kombinaci druhého kondensátoru 19 a druhého odporu 16 . Jako usměrňovač 5 může být použit libovolný typ, dvoucestně pracující, např. Graetzův. Hodnoty ostatních součástek ovlivňují přesnost převodníku, proto je výhodně při návrhu dát přednost stabilním typům. První odpor 10 může být libovolný, stabilní typ. Druhým odporem 16 lze kompenzovat vliv tolerancí kapacit obou

233 581 kondensátorů 13, 19, proto je vhodné použít odporový trimr v cermetovém provedení. Oba kondensátory 13, 19 musí být dostatečně stabilní, např. svitkové typy s polyesterovým dielektrikem.

Zapojení pracuje takto: Střídavé napětí z výstupu stmívače se přivádí přes vhodný oddělovací transformátor na obě vstupní svorky _1 a 2 zapojení. Odtud se vede na obě vstupní svorky 6 a 7 usměrňovače _5. V usměrňovači ^se vstupní střídavé napětí usměrní. První odpor 10 a první kondensátor 13 tvoři nabíjecí kondensátor s uměle zvětšeným sériovým odporem. Tím se napětí na výstupu usměrňovače 5_ částečně filtruje. Zatěžovací impedance usměrňovače j? je frekvenčně závislá, a proto dochází k požadovanému zpracování vstupního napětí, jehož obsah vyšších harmonických se mění podle úhlu otevření tyristorů ve stmívači. Paralelní kombinace druhého odporu 16 a druhého kondensátoru 19 představuje horní propust, která dále koriguje převodní charakteristiku celého převodníku. Výsledkem je, že střední hodnota výstupního proudu nakrátko je přímo úměrná velikosti efektiv ní hodnoty vstupního napětí.

Vynálezu se využije při návrhu stmívačů, které pracují se sítovým napětím sinusového průběhu, konstantního kmitočtu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   233 S81

   Zapojení převodníku efektivní hodnoty střídavého napětí na střední hodnotu proudu, u kterého je první vstupní svorka zapojení spojena s první vstupní svorkou usměrňovače, jehož druhá vstupní svorka je spojena s druhou vstupní svorkou zapojení, vyznačující se tím, žé druhá výstupní svorka (4) zapojení je spojena jednak s druhou výstupní svorkou (9) usměrňovače (5) a jednak přes sériovou kombinaci prvního kondensátoru (13) a prvního odporu (10) s první výstupní svorkou (8) usměrňovače (5), která je spojena s první výstupní svorkou (3) zapojeni přes paralelní kombinaci druhého kondensátoru (19) a druhého odporu (16).