DE1463549C3 - Schaltungsanordnung zur Begrenzung beider Halbwellen einer Wechselspannung und zur Erzeugung einer von der Wechselspannung abgeleiteten Gleichspannung - Google Patents

Description

zern ist zusätzlich zum Gleichrichterteil für die Erzeugung der Gleichspannung lediglich eine einzige vorgespannte Diode zur Begrenzung beider Halbwellen der Wechselspannung erforderlich. Durch Variieren der Vorspannung kann der Einsatzpunkt der Begrenzung in vorteilhafter Weise leicht eingestellt werden.

Der Betrag der Spannung der in Serie zum weiteren Gleichrichter liegenden Vorspannungsquelle kann etwa gleich dem doppelten Wert der Gleichspannung sein, die am Kondensator bei einer Wechselspannung von der Größe ihres oberen Grenzwertes anliegt. Bei Spitzengleichrichtung, d. h. wenn der Kondensator auf den Spitzenwert der Wechselspannung aufgeladen ist, tritt an der in Serie zum weiteren Gleichrichter liegenden Spannungsquelle etwa der doppelte Wert der Spitzenspannung auf, da der Gleichrichter und der weitere Gleichrichter nach Art einer Verdopplerschaltung angeordnet sind.

Der Längszweig kann aber auch durch eine Zenerdiode mit derart bemessener Zenerspannung gebildet sein, daß der Spannungsdurchbruch beim Überschreiten eines oberen Grenzwertes durch die Wechselspannung erfolgt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist insgesamt nur eine einzige Diode verwendet, so daß sich bei nicht allzu hohen Frequenzen der Wechselspannung ein besonders geringer Aufwand für die Gleichrichtung und Begrenzung ergibt.

Dem Kondensator kann ferner ein Widerstand parallel geschaltet sein, dessen Widerstandswert wesentlich kleiner ist als der Sperrwiderstand des Gleichrichters bzw. der Zenerdiode bei Spannungen, die kleiner als die Zenerspannung sind.

Die Erfindung wird an Hand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Gleichrichtung und Begrenzung einer Wechselspannung;

F i g. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild für die Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Wechselspannungsquelle 1 ist eine Trägerspannungsquelle mit dem Innenwiderstand 2. Sie speist die Nutzlast 4. Außer der Nutzlast 4 ist an die Wechselspannungsquelle 1 die Primärwicklung des Übertragers 5 angeschlossen, die mit dem Schwingkreiskondensator 3 einen Schwingkreis bildet. Die Sekundärwicklung des Übertragers 5 ist über den Gleichrichter 6 an den Kondensator 9 geführt, dem der Widerstand 10 parallel geschaltet ist. Dem Gleichrichter 6 ist der weitere Gleichrichter 7 antiparallel geschaltet, der mittels der in Serie liegenden Vorspannungsquelle 8 vorgespannt ist.

Der Übertrager 5 ist durch den Schwingkreiskondensator 3 auf die Frequenz der Wechselspannungsquelle 1 abgestimmt. Die Sekundärspannung des Übertragers 5 wird gleichgerichtet, wobei am Kondensator 9 zwischen dem Ausgang 11 und Erde die Uberwachungsspannung anliegt. Erreicht die am Gleichrichter 6 anliegende Sperrspannung die in der Vorspannungsquelle 8 erzeugte Vorspannung, so wird der weitere Gleichrichter 7 durchlässig. Da sich dabei der Kondensator 9 teilweise entlädt, tritt auch während der darauffolgenden Halbwelle der Wechselspannung eine Begrenzung dadurch ein, daß der Kondensator 9 wieder aufgeladen wird und die Wechselspannungsquelle 1 belastet.

In dem in der F i g. 2 dargestellten Ersatzschaltbild ist die Nutzlast 4 in die neue Wechselspannungsquelle 1' mit ihrem neuen Innenwiderstand 2' einbezogen. Diese neue Wechselspannungsquelle Γ bleibt unbelastet, solange ihre Spannung kleiner ist als die Hälfte der in der Vorspannungsquelle 8 erzeugten Vorspannung. Hierbei ist im ersten Gleichrichterkreis mit dem Gleichrichter 6, dem als Ladekondensator -dienenden Kondensator 9 und dem Widerstand 10 etwa Spitzengleichrichtung angenommen. Die Schwingkreisspannung, die an der Hauptinduktivität 12 des Übertragers 5 anliegt, ist etwa gleich der Spitzenspannung der neuen Wechselspannungsquelle 1'. Die am Kondensator 9 anliegende Gleichspannung ist ein Maß für die Wechselspannung und kann zur Überwachung herangezogen werden. Der zweite Gleichrichterkreis mit der Vorspannungsquelle 8 und dem weiteren Gleichrichter 7 bleibt zunächst unwirksam. Erst wenn die Spannung der neuen Wechselspannungsquelle 1' den Wert von etwa der halben Vorspannung überschreitet, wird der weitere Gleichrichter 7 für die Dauer, während der die Wechselspannung größer als die halbe Vorspannung ist, durchlässig. Die Vorspannungsquelle 8 nimmt dabei Leistung auf, so daß die neue Wechselspannungsquelle 1' belastet wird und dadurch eine Begrenzung der Schwingkreisspannung erfolgt. Der Widerstand 10 ist kleiner als der Sperrwiderstand der Gleichrichter 6 und 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 spannung abnehmbar ist und der über einen Längs- Patentansprüche: zweig mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist.

1. Schaltungsanordnung zur Begrenzung beider Häufig werden Wechselspannungen dadurch über-Halbwellen einer Wechselspannung und zur Er- 5 wacht, daß eine davon abgeleitete· Gleichspannung in zeugung einer von der Wechselspannung abgelei- einer Überwachungsschaltung ausgewertet ist. Insbeteten Gleichspannung, gebildet in einer Gleich- sondere Trägerspannungen in Trägerfrequenzsysterichterschaltung mit einem Kondensator, der in men müssen überwacht werden, da bei einem Ausfall einem Querzweig liegt und an dem die Gleich- der Trägerversorgung oder selbst eines Teiles derselspannung abnehmbar ist und der über einen io ben eine Vielzahl von Sprechverbindungen ausfallen Längszweig mit einer Wechselspannungsquelle würde. Man versieht deshalb meist Quellen von verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, Spannungen, wie beispielsweise solche der Trägerverdaß der Längszweig zum Zwecke der Begrenzung sorgung von Umsetzereinrichtungen in Trägerfrebeider Halbwellen der Wechselspannung in einer quenzsystemen mit Gleichrichterschaltungen, die eine Richtung durchlässig und in der anderen Rieh- 15 Überwachungsspannung erzeugen,
tung nur bei solchen Spannungswerten leitend ist, Derartige Wechselspannungsquellen, wie beispielsdie beim Überschreiten eines vorgegebenen obe- weise Oszillatoren, Verstärker oder Vervielfacher, ren Grenzwertes durch die Wechselspannung im werden außerdem vielfach stabilisiert. Dabei ist be-Längszweig auftreten, und daß der Innenwider- kannt, zur Begrenzung der von derartigen Geräten erstand (2) der Wechselspannungsquelle (1) derart ao zeugten Wechselspannungen vorgespannte Gleichbemessen ist, daß bei Belastung durch die Gleich- richter zu verwenden, wobei zur Begrenzung beider richterschaltung eine vorgegebene Größe der Be- Halbwellen der Wechselspannung zwei in Gegentaktgrenzung erzielt wird. schaltung angeordnete, vorgespannte Gleichrichter

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- benötigt werden (Zeitschrift »AIEE-Transactions« durch gekennzeichnet, daß der Längszweig aus as 1950, Part I, S. 551, Fig. 8D). _s einem Gleichrichter (6) und einem dazu antipar- Bekannte Wechselspannungsquellen, die sowohl allel geschalteten weiteren Gleichrichter (7) und eine Einrichtung zur Begrenzung der Wechselspaneiner zu ihm in Serie liegenden, ihn vorspannen- nung als auch eine Gleichrichterschaltung zur Erzeuden derart gepolten und bemessenen Vorspan- gung einer Überwachungsspannung enthalten, besitnungsquelle (8) gebildet ist, daß beim Überschrei- 30 zen getrennte Schaltungsteile für die Gleichrichtung ten eines oberen Grenzwertes durch die Wechsel- einerseits und die Begrenzung andererseits. Die spannung der weitere Gleichrichter (7) durchlas- Gleichspannung wird dabei meist dazu verwendet, ein sig ist. Unterschreiten einer unteren Grenze für die Wechsel-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- spannung anzuzeigen bzw. dadurch zu signalisieren, durch gekennzeichnet, daß der Betrag der Span- 35 daß unzulässige Abweichungen der Überwachungsnung der in Serie zum weiteren Gleichrichter (7) spannung von einer Sollspannung angezeigt werden liegenden Vorspannungsquelle (8) etwa gleich (Zeitschrift »Unterrichtsblätter der Deutschen Bundem doppelten Wert der Gleichspannung ist, die despost«, Ausgabe B, Fernmeldewesen, 1955, Nr. 9 am Kondensator (9) bei einer Wechselspannung und 10, S. 112 und 113).

von der Größe ihres oberen Grenzwertes an- 40 Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Schaltungs-

liegt. ■ , , anordnung der eingangs genannten Art. gegenüber

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- den bekannten Schaltungsanordnungen den Schaldurch gekennzeichnet, daß der Längszweig durch tungsaufwand zu verringern.

eine Zenerdiode mit derart bemessener Zener- Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht,

spannung gebildet ist, daß der Spannungsdurch- 45 daß der Längszweig zum Zwecke der Begrenzung bruch beim Überschreiten eines oberen Grenz- beider Halbwellen der Wechselspannung in einer wertes durch die Wechselspannung erfolgt. Richtung durchhlässig und in der anderen Richtung

5. Schaltungsanordnung nach einem der vor- nur bei solchen Spannungswerten leitend ist, die beim hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Überschreiten eines vorgegebenen oberen Grenzwernet, daß dem Kondensator (9) ein Widerstand 50 tes durch die Wechselspannung im Längszweig auf-(10) parallel geschaltet ist, dessen Widerstands- treten, und daß der Innenwiderstand der Wechselwert wesentlich kleiner ist als der Sperrwider- Spannungsquelle derart bemessen ist, daß bei BeIastand des Gleichrichters (6) bzw. der Zenerdiode stung durch die Gleichrichterschaltung eine vorgegebei Spannungen, die kleiner als die Zenerspan- bene Größe der Begrenzung erzielt wird.

nung sind. 55 Bei dieser Schaltungsanordnung ist in vorteilhafter

Weise ein und dieselbe Gleichrichterschaltung sowohl zur Erzeugung einer Gleichspannung als auch zur Be-■ grenzung der Wechselspannung ausgenutzt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der

60 Längszweig aus einem Gleichrichter und einem dazu

antiparallel geschalteten weiteren Gleichrichter und

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- einer zu ihm in Serie liegenden, ihn vorspannenden, Ordnung zur Begrenzung beider Halbwellen einer derart gepolten und bemessenen Vorspannungsquelle Wechselspannung und zur Erzeugung einer von der gebildet, daß beim Überschreiten eines oberen Grenz-Wechselspannung abgeleiteten, insbesondere zur 65 wertes durch die Wechselspannung der weitere Überwachung dienenden Gleichspannung, gebildet in Gleichrichter durchlässig ist.

einer Gleichrichterschaltung mit einem Kondensator, Im Gegensatz zu Schaltungsanordnungen mit be-

der in einem Querzweig liegt und an dem die Gleich- kannten, mitteis Gleichrichtern aufgebauten Begren-