CS239602B1

CS239602B1 - Connexion for active converter from alternating current to direct current

Info

Publication number: CS239602B1
Application number: CS822294A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Bohata
Original assignee: Svatopluk Bohata
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS229482A1

Abstract

Zapojení řeší problém malého přesného čidla střídavého proudu s převodem na stejnosměrné napětí. Zapojení podle řešení je tedy připojení sekundárního vinutí jednocestného proudového transformátoru ke vstupu diodového můstkového usměrňovače, přičemž jeho primární vinutí je vřazeno v měřeném proudovém okruhu. Výstupy můstkového usměrňovače, k jehož kladnému výstupu je připojena katoda a k zápornému výstupu anoda Zenerovy diody, jsou připojeny mezi invertující a neinvertující vstupy operačního zesilovače. Jeho výstup, který je současně výstupem převodníku, je připojen přes zpětnovazební odpor a filtrační člen se svým invertujícím vstupem. Druhá možnost zapojení se liší tím, že sekundární vinutí transformátoru je dvojicí svých vnějších vývodů připojeno přes diodový dvoucestný usměrňovač k jednomu pólu Zenerovy diody, zatímco druhý pól Zenerovy diody je spojen se středním vývodem vinutí přímo.The wiring solves the problem of small precision DC to DC transducers Tension. Therefore, the connection according to the solution is a connection secondary winding of one-way current transformer to the diode input bridge rectifier, with its primary the winding is inserted in the measured current circuit. Bridge Rectifier Outputs to whose positive cathode is connected and to the negative output of the Zener diode anode, are connected between inverting and non-inverting operational amplifier inputs. His output that is simultaneously the output of the converter, it is connected via feedback feedback and filter element with its inverting input. The second option is different the secondary winding of the transformer is a pair its external outlets connected via diode two-way rectifier to one Zener pole diodes while the other pole of the Zener diode is connected directly to the middle winding outlet.

Description

Vynález řeší problém malého přesného čidla střídavého proudu s převodem na stejnosměrné napětí.The invention solves the problem of a small, accurate AC voltage sensor with DC conversion.

Zapojení může být použito pro ovládání motorů, ventilátorů a u kondenzátorů výměníků.The wiring can be used to control motors, fans and heat exchanger capacitors.

V regulačních obvodech, kdy je výkon regulován například tyristorovými akčními členy, bývá nezbytné snímat velikost střídavého proudu a jeho současné převedení na stejnosměrný signál, který je pak zpracováván v regulačních obvodech. Dosud se tento signál běžně získával tak, že v proudovém obvodu byl zařazen primár proudového transformátoru, k jehož sekundářů byl připojen můstkový usměrňovač s lineárním zatěžovacím odporem. Zatěžovací odpor a proudový převod transformátoru určovaly výstupní napětí převodníku a jeho frekvenční přenos. Tím byla dána i potřebná výkonová velikost proudového transformátoru. Pro regulační účely je také často třeba tento stejnosměrný signál, který odpovídá střední velikosti střídavého proudu dále upravovat z pulsního tvaru na vyhlazený stejnosměrný. Na výstup převodníku pak musí být proto připojeny pasivní nebo aktivní vyhlazovací filtry podle požadovaného stupně filtrace a dalšího přenosu. Pro tento účel se běžně používá výstupní napětí z převodníku 10 V a tím je dána i potřebná výkonová velikost proudového transformátoru.In control circuits where the power is controlled by, for example, thyristor actuators, it is necessary to sense the magnitude of the AC current and its simultaneous conversion into a DC signal, which is then processed in the control circuits. Until now, this signal has been routinely obtained by incorporating a primary transformer in the current circuit to which a bridge rectifier with a linear load resistor has been connected. The load resistance and current transfer of the transformer determined the output voltage of the converter and its frequency transmission. This also gave the required power size of the current transformer. Also, for regulatory purposes, this DC signal, which corresponds to the mean AC size, often needs to be further adjusted from pulse to smooth DC. Therefore, passive or active smoothing filters must be connected to the converter output according to the required degree of filtration and further transmission. For this purpose, the output voltage from the 10 V converter is commonly used and thus the required power transformer size is given.

Shora uvedené nevýhody odstraňuje zapojení aktivního převodníku střídavého proudu na stejnosměrné napětí podle vynálezu, které je založeno na tom, že usměrňovač převodníku nepracuje do lineárního zatěžovacího odporu, ale do invertujicího vstupu operačního zesilovače, který zajištuje vlastně nulovou hodnotu pracovního odporu a může současně sloužit s přídavnými R-C členy i jako aktivní filtr.The above-mentioned disadvantages eliminate the connection of an active AC-DC converter according to the invention, which is based on the fact that the converter rectifier does not operate in a linear load resistor, but in an inverting input of an operational amplifier that provides zero working resistance and can simultaneously RC members also as an active filter.

Podstatou zapojení podle vynálezu je tedy připojení sekundářů jednocestného proudového transformátoru ke vstupu diodového můstkového usměrňovače, přičemž jeho primár je vřazen v měřeném proudovém okruhu. Výstupy můstkového usměrňovače, k jehož kladnému výstupu je připojena katoda a k zápornému výstupu anoda Zenerovy diody, jsou připojeny ^mezi invertující a neinvertující vstupy operačního zesilovače. Jeho výstup, který je současně výstupem převodníku, jě připojen přes zpětnovazební odpor a filtrační člen se svým invertujícím vstupem.The principle of the connection according to the invention is therefore to connect the secondary of a one-way current transformer to the input of the diode bridge rectifier, its primary being connected in the measured current circuit. The outputs of the bridge rectifier, to the positive output of which the cathode is connected and to the negative output of the anode of the Zener diode, are connected between the inverting and non-inverting inputs of the opamp. Its output, which is also the output of the converter, is connected via a feedback resistor and a filter element with its inverting input.

Druhá možnost zapojeni se liší tím, že sekundární vinutí transformátoru je dvojicí svých vnějších vývodů připojeno přes diodový dvoucestný usměrňovač k jednomu pólu Zenerovy diody, zatímco druhý pól Zenerovy diody je spojen se středním vývodem vinutí přímo.The second circuit is different in that the secondary winding of the transformer is connected via a diode two-way rectifier to one pole of the Zener diode via a pair of its external terminals, while the other pole of the Zener diode is connected directly to the middle winding terminal.

Hlavni předností zapojeni je. Že přenos výkonu přes proudový transformátor je velmi nízký, nebot potřebný přenášený výkon je dán pouze ztrátami na usměrňovačích diodách. Proto je v tomto případě výhodnější použít například spínací germaniové diody jak v můstkovém zapojení, tak i v dvoucestném usmrňovači. Zapojení umožňuje, aby proudový transformátor byl velmi malý i při současně dobrém přenosu.The main advantage of involvement is. That the power transmission through the current transformer is very low, since the required transmitted power is given only by the losses on the rectifier diodes. Therefore, in this case, it is preferable to use, for example, germanium switching diodes both in the bridge circuit and in the two-way rectifier. The connection allows the current transformer to be very small even at the same time good transmission.

Příkladná zapojení aktivního převodníku střídavého proudu na stejnosměrné napětí podle vynálezu jsou dále schematicky znázorněna na přiloženém výkresu. Na obr. 1 je transformátor s jednocestným primárním vinutím, na obr. 2 je transformátor s dvojitým sekundárním vinutím.The exemplary wiring of an active AC / DC converter according to the invention is further illustrated schematically in the attached drawing. Fig. 1 shows a transformer with a one-way primary winding; Fig. 2 shows a transformer with a double secondary winding.

Primární vinutí proudového transformátoru 2 je zapojeno do obvodu, v němž má být snímán střídavý proud. Sekundární vinutí transformátoru je připojeno ke vstupu můstkgvého usměrňovače 2· ^K jeho kladnému výstupu je pak připojena katoda a k zápornému anoda Zenerovy diody 2· Jeden z výstupů usměrňovače je také spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače j4 a druhý přes symetrizačni odpor 5 s neinvertujícím. Mezi výstup operačního zesilovače 2 a jeho invertující vstup je zapojen zpětnovazební odpor ji a případný filtrační člen 2· Na obr. 2 se zapojení liší tím, že sekundární vinutí transformátoru 11 je dvojicí svých vnějších vývodů připojeno k dvoudestnému usměrňovači 12, zatímco střed sekundárního vinutí je spojen s anodou Zenerovy diody 2 přímo.The primary winding of the current transformer 2 is connected to the circuit in which the alternating current is to be sensed. The transformer secondary winding is connected to the input of the bridge rectifier 2. ^A cathode is connected to its positive output and to the negative anode of the Zener diode 2. A feedback resistor is connected between the output of the operational amplifier 2 and its inverting input and a filter element 2, respectively. In FIG. directly connected to the anode of the Zener diode 2 directly.

Funkce zapojení je následující:The wiring function is as follows:

Proudový signál v primáru proudového transformátoru 2 je podle transformačního převodu převeden a usměrněn usměrňovačem 2. Toto usměrněné napětí pak vybudí vstup operačního zesilovače 4 tak, aby na jeho výstupu vzniklo napětí, které ve zpětnovazebním odporu 6 vyvolá opačný proud o stejné velikosti, jaký vychází z výstupu usměrňovače 2· Tím j^e dosaženo, že velikost výstupního napětí ze zesilovače je přimo úměrná absolutní velikosti střídavého proudu primárního obvodu, přičemž výstup usměrňovače 2 pracuje vlastně do nulového odporu. Filtrační člen 2, který může být zapojen paralelně ke zpětnovazebnímu odporu 6, upravuje výstupní napětí převodníku.The current signal in the primary of the current transformer 2 is converted and rectified by the rectifier 2 according to the transforming conversion. output of the rectifier 2 · ^e j thus achieved that the output voltage from the amplifier is proportional to the absolute magnitude of alternating current the primary circuit, the output of the rectifier 2 operates to actually zero resistance. The filter element 2, which can be connected in parallel to the feedback resistor 6, adjusts the output voltage of the converter.

Funkce zapojení podle obr. 2 je obdobná a má oproti zapojení s můstkovým usměrňovačem na obr. 1 pouze tu výhodu, že v sekundárním proudovém transformátoru je vřazen vždy pouze jeden diodový přechod a transformátor tedy může být navržen ještě na nižší výkonovou ztrátu.The function of the connection according to FIG. 2 is similar and has the advantage over the connection with the bridge rectifier in FIG. 1 that only one diode junction is included in the secondary current transformer and the transformer can therefore be designed for a lower power loss.

Zenerova dioda _3 má v obou zapojeních funkci omezovače napětí na vstupech operačního zesilovače 4 a napětově ochrany sekundárního vinutí proudového transformátoru 2 a 11 v těch případech, že není operační zesilovač 4 ^v činnosti a primárním obvodem transformátoru 2 protéká proud. Její napětí je voleno tak, aby bylo o málo vyšší než je součet úbytků napětí na přechodech usměrňovačích diod v propustném směru, tedy např. na hodnotu 3 V._3 zener diode has two functions connected voltage limiters on the inputs of the operational amplifier 4 and voltage protection current transformer secondary winding 2 and 11 of those cases, the operational amplifier 4 is not ⁱⁿ operation and the primary circuit of the transformer 2 current flows. Its voltage is chosen so that it is slightly higher than the sum of the voltage drops at the transistor diode transitions in the forward direction, ie to 3 V.

Claims

SCREEN YOU ON THE CLIMB

Connection of an active AC / DC converter, characterized in that the secondary winding of the one-way current transformer (1) is connected to the input of the diode bridge rectifier (2), its primary winding being integrated in the measured current circuit while the outputs of the bridge rectifier (2). ), the positive output of which is connected to the cathode and the negative output of the anode of the Zener diode (3), are connected between the inverting and noninverting inputs of the operational amplifier (4), , and the filter element (7) with its inverting inlet.

Wiring according to claim 1, characterized in that the current measuring transformer has a double secondary winding whose output is connected via a diode two-way rectifier (12) to one pole of the Zener diode (3), while the other pole of the Zener diode (3) is connected to the middle. winding outlet.