DE1538362C

DE1538362C - Stabilized power supply unit with measuring devices indicating the electrical output variables

Info

Publication number: DE1538362C
Authority: DE
Inventors: Leo 7311 Dettingen GIlb7 12 Paist
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm GmbH 8000 München
Publication date: 1971-10-14

Description

Die Erfindung betrifft ein sogenanntes stabilisiertes Netzgerät zur Lieferung der zum Betrieb von elektrischen und elektronischen Geräten erforderlichen Betriebsspannungen und Betriebsströmen hoher Konstanz. Derartige Netzgeräte sind heute in der Lage, bei vernachlässigbar kleinem Innenwiderstand beträchtliche Ausgangsleistungen abzugeben, wobei die an ihrem Ausgang verfügbare Spannung und der an ihrem Ausgang verfügbare Strom innerhalb eines großen Bereiches stufenlos regelbar ist.The invention relates to a so-called stabilized power supply unit for supplying the electrical power supply and electronic devices required operating voltages and operating currents of high constancy. Such power supply units are now able to provide considerable internal resistance with negligibly small internal resistance Output power, with the voltage available at its output and the at The current available at its output is continuously adjustable within a large range.

Die von einem solchen Netzgerät abgegebenen elektrischen Ausgangsgrößen werden in aller Regel mit Hilfe von mit dem Netzgerät unmittelbar verbundenen Meßgeräten oder Anzeigeinstrumenten angezeigt. Da diese Meßgeräte auch bei sehr kleinen Ausgangsströmen und Aüsgangsspannungen diese noch möglichst genau anzeigen sollen, treten bei der integrierten Einschaltung dieser Meßgeräte in das Netzgerät Probleme verschiedener Art auf.The electrical output variables emitted by such a power supply unit are usually displayed with the aid of measuring devices or display instruments directly connected to the power supply unit. Since these measuring devices still have very low output currents and output voltages should display as precisely as possible, occur when these measuring devices are integrated into the power supply unit Problems of various kinds.

So ist z. B. in der »Funktechnik«, 1966, Nr. 17, S. 621, ein transistorgeregeltes Netzgerät beschrieben, das eine innerhalb eines größeren Bereiches stufenlos einstellbare Ausgangsspannung zur Verfügung stellt. Zur Messung dieser Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms sind in dem Ausgang des Netzgerätes als Spannungsmesser ein Voltmeter und als Strommesser ein Amperemeter geschaltet, das entsprechend der Größe des Ausgangsstromes über mehrere durch Einschaltung entsprechender Meßwiderstände wählbare Meßbereiche verfügt.So is z. B. in the "radio technology", 1966, no. 17, p. 621, a transistor-regulated power supply is described, which provides a continuously adjustable output voltage within a larger range. The output of the power supply unit is used to measure this output voltage and the output current a voltmeter as a voltmeter and an ammeter as an ammeter connected accordingly the size of the output current can be selected via several measuring resistors by switching on the corresponding measuring resistors Measuring ranges.

Diese in dem stabilisierten Netzgerät vorgesehenen Meßgeräte sind nun derart geschaltet, daß das Amperemeter zwischen dem Voltmeter und dem Ausgang des Netzgerätes liegt. Eine solche Schaltung hat nun aber den Nachteil, daß das Voltmeter eine .Ausgangsspanhung anzeigt, die um den am Amperemeter bzw. an den Meßwiderständen auftretenden Spannungsabfall größer ist als die tatsächlich am Ausgang des Netzgerätes und damit am Verbraucher liegende Ausgangsspannung. Das Amperemeter ist bei diesem Netzgerät so geschaltet, daß zwischen ihm und dem Ausgang des Netzgerätes noch der zur Istwertbildung der Ausgangsspannung des stabilisierten Netzgerätes erforderliche Spannungsteiler liegt. Damit wird sichergestellt, daß der am Amperemeter· bzw. an den Meßwiderständen auftretende Spannungsabfall durch die Regelschaltung des Netzgerätes ausgeglichen wird.These measuring devices provided in the stabilized power supply unit are now switched in such a way that the ammeter between the voltmeter and the output of the power supply unit. Such a circuit has but now the disadvantage that the voltmeter shows an output voltage that is around the ammeter or the voltage drop occurring at the measuring resistors is greater than that actually at the output of the power supply unit and thus the output voltage applied to the consumer. The ammeter is on this one Power supply switched so that between it and the output of the power supply there is still the one for the actual value formation the voltage divider required for the output voltage of the stabilized power supply unit. So that will ensures that the voltage drop occurring on the ammeter or the measuring resistors through the control circuit of the power supply is compensated.

Da der zur Istwertbildung erforderliche Spannungsteiler dieses Netzgerätes aber einen von der jeweiligen Einstellung der Ausgangsspannung unabhängigen konstanten Widerstandswert besitzt, fließt über ihn ein von der jeweiligen Ausgangsspannung abhängiger Querstrom, der im Amperemeter ebenfalls angezeigt wird. Bei sehr kleinen, an einen angeschlossenen Verbraucher abgegebenen Strömen tritt daher im Amperemeter ein Nullpunktfehler auf.Because the voltage divider required to generate the actual value this power supply is independent of the respective setting of the output voltage Has a constant resistance value, a flow from the respective output voltage flows through it dependent cross current, which is also displayed in the ammeter. For very small ones, connected to one The currents supplied to consumers therefore experience a zero point error in the ammeter.

Soll vermieden werden, daß das die jeweilige Ausgangsspannung anzeigende Voltmeter die tatsächliche Ausgangsspannung des Netzgerätes, um den am Amperemeter auftretenden Spannungsabfall zu groß anzeigt, so muß das Voltmeter unmittelbar in den Ausgang des Netzgerätes geschaltet werden.Is to be avoided that the voltmeter indicating the respective output voltage the actual Output voltage of the power supply unit in order to reduce the voltage drop occurring at the ammeter indicates, the voltmeter must be connected directly to the output of the power supply unit.

Bei einer solchen Schaltung des Voltmeters tritt jedoch ein zusätzlicher Querstrom über den Innenwiderstand des Voltmeters auf, der vom Amperemeter ebenfalls angezeigt wird. Bei sehr kleinen vom Netzgerät abgegebenen Ausgangsströmen macht sich eine solche falsche Anzeige des Amperemeters störend bemerkbar.With such a connection of the voltmeter, however, an additional cross-current occurs through the internal resistance of the voltmeter, which is also displayed by the ammeter. For very small from The output currents output by the power supply unit are annoying when the ammeter reads incorrectly noticeable.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe es ist, die bekannten stabilisierten Netzgeräte zu verbessern, insbesondere die zur Anzeige der elektrischen Ausgangsgrößen eines stabilisierten Netzgerätes notwendigen Strom- und Spannungsmesser so in den Ausgangskreis des Netzgerätes einzuschalten, daß die tatsächlichen an einen Verbraucher abgegebenen elektrischen Ausgangsgrößen angezeigt werden. Hierzu sind gemäß der Erfindung Schaltungsmittel vorgesehen, die zur Unterdrückung eines im Amperemeter auftretenden Nullpunktfehlers einen durch das Amperemeter fließenden Kompensationsstrom erzeugen, der eine richtige Anzeige des jeweiligen Ausgangsstromes auch bei unterschiedlichen Ausgangsspannungen sicherstellt.This is where the invention comes in, the task of which is to improve the known stabilized power supply units, in particular those for displaying the electrical output values of a stabilized power supply unit to switch the necessary ammeter and voltmeter into the output circuit of the power supply unit in such a way that the actual electrical output variables delivered to a consumer are displayed. For this purpose, circuit means are provided according to the invention, which are used to suppress an in the ammeter occurring zero point error generate a compensation current flowing through the ammeter, a correct display of the respective output current even with different output voltages ensures.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem stabilisierten Netzgerät mit die elektrischen Ausgangsgrößen anzeigenden Strom- und Spannungsmessern, bei dem der Spannungsmesser zur meßtechnischen Unterdrückung des am Strommesser bzw. an Meßwiderständen auftretenden Spannungsabfalls und ein zur Istwertbildung der Ausgangsspannung dienender Spannungsteiler zur regelungstechnischen' Unterdrückung des am Strommesser bzw. an Meßwiderständen auftretenden Spannungsabfalls zwischen dem Strommesser und dem Ausgang des Netzgerätes angeordnet sind, diese Aufgabe in einfacher Weise dadurch gelöst, daß zur Erzeugung eines Kompensationsstromes zur Behebung von im Strommesser auftretenden Nullpunktfehlera eine Hilfsspannungsquelle und eine Widerstandskombination zur Bildung eines konstanten Anteils des Kompensationsstromes und ein als trägheitslos regelbarer Widerstand angeordneter Transistor zur Bildung eines von der Ausgangsspannung des Netzgerätes abhängigen Anteils des Kompensationsstromes vorgesehen sind.According to a preferred embodiment of the invention is in a stabilized power supply with the Ammeter and voltmeter indicating electrical output quantities, in which the voltmeter for the metrological suppression of that which occurs on the ammeter or measuring resistors Voltage drop and a voltage divider used to form the actual value of the output voltage control-related 'suppression of the voltage drop occurring at the ammeter or the measuring resistors are arranged between the ammeter and the output of the power supply unit, this task solved in a simple manner that to generate a compensation current for rectification of zero point errors occurring in the ammetera an auxiliary voltage source and a resistor combination for the formation of a constant component of the compensation current and one as inertia adjustable resistor arranged transistor for the formation of one of the output voltage of the power supply unit dependent portion of the compensation current are provided.

Durch diese Schaltung ist es möglich, nunmehr bei Netzgeräten der hier in Frage stehenden Art die in der Meßtechnik bei kleinen zu messenden Spannungen bevorzugte Schaltung des Spannungs- und Strommessers anzuwenden, bei der die an einen Verbraucher abgegebene Spannung unmittelbar am Verbraucher gemessen wird und damit der am Strommesser abfallende Spannungsabfall nicht mitgemessen wird. Die bei einer solchen Anordnung der Meßgeräte am Ausgang eines stabilisierten Netzgerätes in dem Strommesser auftretenden Nullpunktfehler, die durch den über den Innenwiderstand des Spannungsmessers fließenden Querstrom — da der Innenwiderstand des Spannungsmessers konstant ist, ist die Größe dieses Querstromes abhängig von der Größe der Ausgangsspannung — und den über den zur Istwertbildung der Ausgangsspannung des Netzgerätes notwendigen Spannungsteiler fließenden Querstrom hervorgerufen werden, werden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kompensiert, wobei durch geeignete Ausbildung des Spannungsteilers der ihn durchfließende Querstrom unabhängig von der Ausgangsspannung konstant gehalten wird. With this circuit it is now possible to use the power supply units of the type in question here The circuit of the voltage and ammeter is preferred for measuring technology with small voltages to be measured to be used in which the voltage delivered to a consumer is directly at the consumer is measured so that the voltage drop across the ammeter is not measured. With such an arrangement of the measuring devices at the output of a stabilized power supply in the Current meter occurring zero point errors caused by the internal resistance of the voltmeter flowing cross current - since the internal resistance of the Voltmeter is constant, the size of this cross-current depends on the size of the output voltage - and the amount used to generate the actual value the voltage divider necessary for the output voltage of the power supply unit are compensated by the circuit arrangement according to the invention, with suitable Formation of the voltage divider the cross current flowing through it is kept constant regardless of the output voltage.

Auf den Strommesser wird ein diesen Querströmen entgegengerichteter Kompensationsstrom gegeben, der aus dem schon erwähnten, den über den Spannungsteiler fließenden Querstrom ausgleichenden konstanten Anteil und dem den über den Spannungsmesser fließenden Querstrom ausgleichenden, von derA compensation current opposite to these cross currents is applied to the ammeter, the constant from the already mentioned, the cross-current flowing through the voltage divider compensating Portion and the cross-current flowing through the voltmeter, of the

, jeweiligen Ausgangsspannung abhängigen Anteil besteht. , the respective output voltage-dependent portion exists.

Der konstante Anteil des Kompensationsstromes ist in einfachster Weise über eine Widerstandskombination einer Hilfsspannungsquelle entnehmbar, die beispielsweise durch eine zusätzliche Sekundärwicklung eines das Netzgerät mit Energie versorgenden Netztransformators realisiert ist. Der von der Ausgangsspannung abhängige, also nicht konstante Anteil des Kompensationsstromes ist dagegen über einen als trägheitslos regelbaren Widerstand wirkenden Transistor der Hilfsspannungsquelle entnehmbar. Die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors stellt dabei den veränderlichen Widerstand dar, dessen Größe über die aus der veränderlichen Ausgangsspannung des Netzgerätes abgeleitete Basisspannung einstellbar ist.The constant component of the compensation current is in the simplest possible way via a resistor combination an auxiliary voltage source can be taken, for example by an additional secondary winding a network transformer supplying the power supply unit with energy is realized. The one from the output voltage dependent, i.e. not constant, part of the compensation current is via a as an inertia-free adjustable resistor acting transistor of the auxiliary voltage source can be removed. the The collector-emitter path of this transistor represents the variable resistance, its Size of the base voltage derived from the variable output voltage of the power supply unit is adjustable.

. Durch diese Schaltung ist es möglich, eine bisher nicht erreichte Genauigkeit der Anzeige der tatsächlichen am Ausgang eines stabilisierten Netzgerätes abgegebenen elektrischen Größen zu erzielen, ohne. This circuit makes it possible to achieve a previously unattained accuracy of the display of the actual to achieve electrical quantities output at the output of a stabilized power supply unit without

..- den extrem kleinen Innenwiderstand eines solchen..- the extremely small internal resistance of such a

£ ) stabilisierten Netzgerätes zu vergrößern.£) stabilized power supply unit.

Alles Nähere der Erfindung wird an Hand eines inAll details of the invention are based on an in

■ der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ; erläutert. Im einzelnen zeigt■ the drawing illustrated embodiment; explained. In detail shows

F i g. 1 den Stromlaufplan eines stabilisierten Netz-F i g. 1 the circuit diagram of a stabilized network

; gerätes mit Strom- und Spannungsmessern, die in der bisher üblichen Weise geschaltet sind, und; device with ammeters and voltmeters, which are in the hitherto usual ways are switched, and

: F i g. 2 den Stromlaufplan eines stabilisierten Netz-: F i g. 2 the circuit diagram of a stabilized network

gerätes mit Strom- und Spannungsmessern und einer · j Kompensationsschaltung gemäß der Erfindung.device with ammeters and voltmeters and a compensation circuit according to the invention.

j In F i g. 1 ist ein stabilisiertes Netzgerät mehr oderj In F i g. 1 is a stabilized power supply unit more or

minder schematisch dargestellt, wobei alle zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Baueinheiten der Übersichtlichkeit halber fortgelassen bzw. vereinfacht worden sind. An den linken Anschlußklemmen dieses Netzgerätes stehen eine ungeregelte Spannung und an dessen rechten Anschlußklemmen eine vom Netzgerät stabilisierte, also geregelte Spannung an. In einem Längszweig weist das Netzgerät ein Stellglied St auf, das üblicherweise aus einer bekannten Transistorschaltung (vergleiche z. B. deutsche Auslegeschrift 1109 746) besteht, die als trägheitslos regelbarer Längswiderstand wirkt. In den Ausgang des Netzgerätes ist ein aus den Widerständen R₁ und R₂ bestehender Spannungsteiler geschaltet, wobei der Widerstand R₁ einen verstellbaren Spannungsabgriff besitzt, über den eine der jeweiligen Ausgangsspannung des Netzgerätes entsprechende Teilspannung entnommen wird. Diese dem Istwert der Ausgangsspannung entsprechende Teilspannung wird auf die Basis eines Steuertransistors T_s gegeben, der diese Teilspannung mit einer z.B. durch eine Zenerdiode Z gegebenen Referenzspannung U_Rel vergleicht und über seinen Kollektorstrom das Stellglied St in bekannter Weise beeinflußt.shown less schematically, with all structural units not necessary for understanding the invention have been omitted or simplified for the sake of clarity. An unregulated voltage is applied to the left connection terminals of this power supply unit and a voltage stabilized by the power supply unit, i.e. a regulated voltage, is applied to its right connection terminals. In a series branch, the power supply unit has an actuator St , which usually consists of a known transistor circuit (compare, for example, German Auslegeschrift 1109 746), which acts as a series resistance that can be regulated without inertia. In the output of the power supply, an existing formed by the resistors R ₁ and R ₂ voltage divider is connected, the resistor _R1 has an adjustable voltage tap, via the respective one of the output voltage of the power supply voltage corresponding part is removed. This partial voltage corresponding to the actual value of the output voltage is applied to the base of a control transistor T _s , which compares this partial voltage with a reference voltage U _Rel given, for example, by a Zener diode Z and influences the actuator St in a known manner via its collector current.

Zwischen dem Stellglied St und dem Spannungsteiler'A₁, -R₂ ist ein Amperemeter yi eingeschaltet, das über einen Schalters verschiedenen Meßwiderständen R_a wahlweise parallel geschaltet werden kann. Zwischen dem Stellglied St und dem Amperemeter/i ist ein Voltmeter V zur Messung der Ausgangsspannung geschaltet.An ammeter yi is connected between the actuator St and the voltage _{divider'A 1} , -R ₂ , which can optionally be connected in parallel via a switch of various measuring resistors R _a. A voltmeter V for measuring the output voltage is connected between the actuator St and the ammeter / i.

Das den Ausgangsstrom I_A des stabilisierten Netzgerätes messende Amperemeter A mißt zwangläufig auch einen über den Spannungsteiler R₁, R₂ fließenden Querstrom Z₀. Bei größeren Ausgangsströmen macht sich dieser bei einem relativ hochohmigen Spannungsteiler nur sehr kleine Querstrom I₀ kaum bemerkbar. Bei sehr kleinen Ausgangsströmen bzw. beim Ausgangsstrom I_A = 0 macht sich dieser vom Amperemeter gemessene Querstrom I₀ dagegen durch einen Nullpunktfehler des Instruments störend bemerkbar. The ammeter A measuring the output current I _{A of} the stabilized power supply unit also inevitably measures a cross-current Z ₀ flowing through the voltage divider R ₁ , R ₂ . In the case of larger output currents, with a relatively high-resistance voltage divider, only a very small transverse current I _{0 is} barely noticeable. For very small output currents or when output current I _A = 0, this measured by the ammeter cross-current I _0, however, goes through a zero point error of the instrument disturbing.

Da das die Ausgangsspannung messende Voltmeter V zwischen dem Stellglied St und dem Amperemeter A eingeschaltet ist, mißt dieses zusätzlich zu der tatsächlich am Ausgang anstehenden Ausgangsspannung einen am Amperemeter ^l bzw. an dessen Meßwiderständen i?₃ anstehenden Spannungsabfall U₁. . Auch dieser Spannungsabfall U₁ macht sich besonders bei sehr kleinen Ausgangsspannungen störend bemerkbar. Since the voltmeter V measuring the output voltage is switched on between the actuator St and the ammeter A , it measures, in addition to the output voltage actually present at the output, a value at the ammeter ^ l or its measuring resistors i? ₃ pending voltage drop U ₁ . . This voltage drop U ₁ also has a disturbing effect, particularly with very low output voltages.

Um nun die jeweils tatsächlich am Ausgang anstehende Ausgangsspannung messen zu können, kann das Voltmeter V auch in der gestrichelten Weise unmittelbar in den Ausgang des stabilisierten Netzgerätes geschaltet werden. Bei einer solchen Schaltung des Voltmeters V wird ein am Amperemeter A anstehender Spannungsabfall nicht mitgemessen. Für die Anzeige des Amperemeters A hat jedoch diese Schaltung des Voltmeters V den Nachteil, daß das Amperemeter den tatsächlichen Ausgangsstrom I_A um den zusätzlichen, über das Voltmeter fließenden Querstrom I_v zu groß anzeigt.In order to be able to measure the output voltage actually present at the output, the voltmeter V can also be connected directly to the output of the stabilized power supply unit in the dashed manner. With such a circuit of the voltmeter V , a voltage drop present at the ammeter A is not measured. For the display of the ammeter A , however, this circuit of the voltmeter V has the disadvantage that the ammeter shows the actual output current I _A too large by the additional cross- current I _{v flowing through the voltmeter.}

Da die Anzeige des Amperemeters A durch diesen zusätzlichen Querstrom I_v noch ungenauer geworden ist, ist eine solche Schaltung zur Messung kleiner Ausgangsströme unbrauchbar, obwohl damit wenigstens eine exakte Anzeige der Ausgangsspannung möglich wäre. Da der Fehler in der Stromanzeige jedoch untragbar ist, mußte bislang als Kompromiß die zuerst beschriebene Schaltung der elektrischen Meßgeräte verwendet werden. Das heißt, die elektrischen Ausgangsgrößen eines stabilisierten Netzgerätes konnten in einfacher Weise bislang weder nach Strom noch nach Spannung exakt bestimmt werden.Since the display of the ammeter A has become even more imprecise due to this additional cross-current I _v , such a circuit for measuring small output currents is useless, although it would at least allow an exact display of the output voltage. However, since the error in the current display is intolerable, the first-described circuit of the electrical measuring devices had to be used as a compromise. This means that the electrical output variables of a stabilized power supply unit could so far not be precisely determined in a simple manner, neither according to current nor voltage.

In Fig. 2 ist ein stabilisiertes Netzgerät dargestellt, das ebenfalls im Längszweig ein Stellglied St aufweist. Unmittelbar in den Ausgang des Netzgerätes ist ein Voltmeter V geschaltet. Zwischen dem Voltmeter V und dem Stellglied St ist ein Amperemeter A geschaltet, das wieder über einen Schalter S wahlweise verschiedenen Meßwiderständen R₃ parallel geschaltet werden kann. Der die Ausgangsspannung des stabilisierten Netzgerätes ermittelnde Spannungsteiler besteht hier aus den Widerständen R_it R₅, R₆, A₇, i?₈ und R₉, die als Brückenschaltung angeordnet sind, wobei .R₄ den ersten Brückenzweig mit den Punkten A und B, R₅ und ein Teil des als Spannungsteiler ausgebildeten Widerstands R₆ den zweiten Brückenzweig mit den Punkten B und C, der zweite Teil von A₆ und i?₇ den dritten Brückenzweig mit den Punkten C und D und A₈ und R₉ den vierten Brückenzweig mit den Punkten D und A' der Brücke bilden.In Fig. 2, a stabilized power supply unit is shown, which also has an actuator St in the longitudinal branch. A voltmeter V is connected directly to the output of the power supply unit. An ammeter A is connected between the voltmeter V and the actuator St , which can again be connected in parallel with various measuring resistors R ₃ via a switch S as desired. The voltage divider determining the output voltage of the stabilized power supply consists of the resistors R _it R ₅ , R ₆ , A ₇ , i? ₈ and R ₉ , which are arranged as a bridge circuit, where .R ₄ the first bridge branch with points A and B, R ₅ and part of the resistor R _{6 designed} as a voltage divider, the second bridge branch with points B and C, the second part from A ₆ and i? _{7 form} the third branch of the bridge with points C and D and A ₈ and R _{9 form} the fourth branch of the bridge with points D and A 'of the bridge.

Zwischen den Punkten ^t und C liegt in der einen Brückendiagonale eine hier nicht näher dargestellte Spannungsquelle — die beispielsweise durch eine zusätzliche Sekundärwicklung des Netztransformators realisiert ist —, die über einen einstellbaren Widerstand R₁₀ eine Referenzspannung U_Rel an die Brücke abgibt. Zwischen den Punkten B und D liegen in der anderen Brückendiagonale als Differenzverstärker geschaltete Transistoren T₁ und T₂, deren Basen mitBetween points ^ t and C there is a voltage source (not shown here) in one bridge diagonal - which is implemented, for example, by an additional secondary winding of the mains transformer - which _outputs a reference voltage U Rel to the bridge via an adjustable resistor R _10. Between the points B and D , in the other bridge diagonal, there are transistors T ₁ and T ₂ connected as differential amplifiers, their bases with

den Brückenpunkten B und D unmittelbar verbunden sind. Am Kollektorwiderstand des Transistors T₂ wird eine je nach Abgleich der Brücke anstehende Differenzspannung abgenommen und an das Stellglied St gegeben, das von dieser in bekannter Weise beeinflußt wird.the bridge points B and D are directly connected. At the collector resistance of the transistor T ₂ , depending on the balancing of the bridge, a differential voltage is picked up and given to the actuator St , which is influenced by the latter in a known manner.

Der Widerstand R₉ des als Brücke geschalteten Spannungsteilers ist als stufenlos einstellbarer Widerstand ausgebildet, der vom Wert Null bis zu einem Maximalwert einstellbar ist.The resistor R _{9 of} the voltage divider connected as a bridge is designed as a continuously adjustable resistor which can be set from zero to a maximum value.

Die Brückenschaltung wird so abgeglichen, daß bei einem Widerstandswert von R₉ = 0 am Ausgang des stabilisierten Netzgerätes eine Ausgangsspannung von U_A — 0 ansteht. Dieser Abgleich der Brücke wird durch Einstellung des Stellwiderstandes R_G erreicht. Nach idem Abgleich der Brücke wird der die Größe der Ausgangsspannung U_A des Netzgerätes bestimmende Stellwiderstand R₀ auf einen bestimmten Wert eingestellt, wodurch die Brücke derart verstimmt wird, daß am Punkt D eine positivere Spannung ansteht. Damit wird der Kollektor des Transistors T₂ negativer und über das Stellglied 5/ eine Vergrößerung der Ausgangsspannung U_A des Netzgerätes erreicht. Die Ausgangsspannung U_A des Netzgerätes wird über das Stellglied St dabei so lange erhöht, bis die Brückenschaltung wieder abgeglichen ist. Da im abgeglichenen Zustand der Brücke durch den Spannungsteiler immer ein konstanter Strom fließt, ist die Ausgangsspannung U_A dem Widerstand R₉ direkt proportional.The bridge circuit is balanced in such a way that with a resistance value of R ₉ = 0 at the output of the stabilized power supply unit, an output voltage of U _A - 0 is present. This balancing of the bridge is achieved by setting the variable resistor R _G. After balancing the bridge, the variable resistor R ₀ , which determines the size of the output voltage U _{A of} the power supply unit, is set to a certain value, whereby the bridge is detuned in such a way that a more positive voltage is present at point D. In this way, the collector of the transistor T ₂ becomes more negative and the output voltage U _{A of} the power supply unit is increased via the actuator 5 /. The output voltage U _{A of} the power supply unit is increased via the actuator St until the bridge circuit is balanced again. Since a constant current always flows through the voltage divider in the balanced state of the bridge, the output voltage U _{A is} directly proportional to the resistor R _9.

Der vom Amperemeter A angezeigte Ausgangsstrom T₄ des Netzgerätes wird bei um den durch den Spannungsteiler fließenden Querstrom Iq zu groß angezeigt. Da, wie im vorhergehenden erläutert, dieser Querstrom Iq durch den Spannungsteiler immer konstant ist, d. h., zur Änderung der Ausgangsspannung muß der Widerstand R₉ und damit der Gesamtwiderstand des Spannungsteilers in seinem Betrag geändert werden, kann dieser zusätzlich vom Amperemeter y4 angezeigte Strom durch einen ebenfalls konstanten, aber dem Querstrom Iq entgegengerichteten Kompensationsstrom I_K ausgeglichen werden. Der durch das Amperemeter A bzw. durch die Meßwiderstände R₃ fließende Kompensationsstrom Iκ wird in seiner Größe durch eine aus den Widerständen R₁₁ und R₁₂ bestehende einstellbare Widerstandskombination bestimmt und aus der hier nicht näher dargestellten Hilfsspannungsquelle TJ_n gespeist, deren Pluspol mit dem Pluspol des Netzgeräteausgangs und deren Minuspol mit.dem Spannungsteiler R_n, R₁₂ verbunden ist.The output current T _{4 of} the power supply unit displayed by the ammeter A is displayed too high when the cross current Iq flowing through the voltage divider is too high. Since, as explained above, this cross current Iq through the voltage divider is always constant, that is, to change the output voltage, the value of the resistor R ₉ and thus the total resistance of the voltage divider must be changed also constant, but the cross- current Iq opposite compensation current I _{K are} compensated. The compensation current Iκ flowing through the ammeter A or through the measuring resistors R ₃ is determined in its size by an adjustable resistor combination consisting of the resistors R ₁₁ and R ₁₂ and fed from the auxiliary voltage source TJ _n , not shown here, whose positive pole is connected to the positive pole of the power supply output and whose negative pole is connected to the voltage divider R _n , R ₁₂ .

Das unmittelbar in den Ausgang des stabilisierten Netzgerätes geschaltete Voltmeter V zeigt exakt die am Ausgang des Netzgerätes anliegende Ausgangsspannung U_A an. Durch diese zur exakten Messung der Ausgangsspannung XJ_A erforderliche Schaltung des Voltmeters V ist. jedoch ein zusätzlicher, über das Voltmeter V fließender Querstrom I_v bedingt. Auch dieser Querstrom I_v wird vom Amperemeter A gemessen und verfälscht die Anzeige des tatsächliehen Ausgangsstromes des Netzgerätes. The voltmeter V connected directly to the output of the stabilized power supply unit shows exactly the output voltage U _{A present} at the output of the power supply unit. This circuit of the voltmeter V is necessary for the exact measurement of the output voltage XJ _A. however, an additional cross-current I _v flowing through the voltmeter V is required. This cross-current I _v is also measured by the ammeter A and falsifies the display of the actual output current of the power supply unit.

Da der die Größe des Querstromes I_v bestimmende Innenwiderstand des Voltmeters V konstant ist, die Ausgangsspannung U_A jedoch je nach Einstellung des Widerstandes R₉ änderbar ist, ist der Querstrom I_v nicht konstant, sondern spannungsabhängig. Es ist also nicht möglich, den Querstrom I_v für das Amperemeter A ebenfalls mit Hilfe einer einfachen Widerstandskombination durch einen konstanten, aber entgegengerichteten Kompensationsstrom auszugleichen.Since the internal resistance of the voltmeter V , which determines the magnitude of the cross- current I _v , is constant, but the output voltage U _A can be changed depending on the setting of the resistor R ₉ , the cross-current I _{v is} not constant, but depends on the voltage. It is therefore not possible to compensate the cross-current I _v for the ammeter A with the help of a simple combination of resistors with a constant but oppositely directed compensation current.

Um auch diesen spannungsabhängigen Querstrom I_v in seiner Wirkung auf das Amperemeter A ausgleichen zu können, ist daher ein regelbarer Widerstand vorgesehen, der seinen Widerstandswert trägheitslos in Abhängigkeit von der Größe der Ausgangsspannung U_A ändert.In order to be able to compensate for this voltage-dependent transverse current I _v in its effect on the ammeter A , a controllable resistor is provided which changes its resistance value without inertia depending on the magnitude of the output voltage U _A.

Zu diesem Zweck ist ein Transistor T₃ vorgesehen, dessen Basis über einen aus den Widerständen R₁₃ und R_u bestehenden Spannungsteiler angesteuert wird, der an der Ausgangsspannung des Netzgerätes liegt. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T₃ wirkt zusammen mit einem Emitterwiderstand R₁₅ des Transistors als regelbarer Widerstand und ist der aus den Widerständen R₁₁ und R₁₂ bestehenden Widerstandskombination parallel geschaltet. Über den Emitterwiderstand R₁₅ und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T₃ fließt daher ein mit /^₂ bezeichneter Anteil des Kompensationsstromes I_K, der bei jeder Ausgangsspannung in seiner Größe dem durch das Voltmeter V fließenden Querstrom I_v entspricht. Der durch das Amperemeter^ bzw. die Meßwiderstände fließende Kompensationsstrom I_K besteht also aus zwei Anteilen, nämlich einem konstanten Anteil /^₁, der über die Widerstände R₁₁ und R₁₂ fließt, und einem nicht konstanten Anteil /^₂, dessen Größe sich nach der Ausgangsspannung U_A richtet und der über den Transistor T₃ abfließt.For this purpose, a transistor T _{3 is} provided, the base of which is controlled via a voltage divider consisting of resistors R ₁₃ and R _u , which is connected to the output voltage of the power supply unit. The collector-emitter path of the transistor T ₃ acts together with an emitter resistor R _{15 of} the transistor as a controllable resistor and is connected in parallel to the resistor combination consisting of the resistors R ₁₁ and R _12. Via the emitter resistor R ₁₅ and the emitter-collector path of the transistor T ₃ , a part of the compensation current I _K , denoted by / ^ ₂ , which corresponds in size to the transverse current I _v flowing through the voltmeter V for each output voltage, flows. The compensation current I _K flowing through the ammeter ^ or the measuring resistors consists of two parts, namely a constant part / ^ ₁ , which flows through the resistors R ₁₁ and R ₁₂ , and a non-constant part / ^ ₂ , the size of which varies according to the output voltage U _A and which flows through the transistor T ₃ .

Durch diese Schaltung ist es möglich, das die exakte Ausgangsspannung U_A messende Voltmeter V unmittelbar in den Ausgang des stabilisierten Netzgerätes zu schalten. Die dadurch und durch den zur Istwertbildung der Ausgangsspannung U_A erforderlichen Spannungsteiler hervorgerufene Nullpunktabweichung des Amperemeters A wird durch einen Kompensationsstrom derart ausgeglichen, daß bei jeder vom Netzgerät abgegebenen Ausgangsspannung U_A exakt nur der tatsächlich vom Netzgerät abgegebene Ausgangsstrom I_A angezeigt wird.This circuit makes it possible to switch the voltmeter V measuring the exact output voltage U _A directly into the output of the stabilized power supply unit. The zero point deviation of the ammeter A caused by this and by the voltage divider required to form the actual value of the output voltage U _A is compensated for by a compensation current in such a way that for each output voltage U _A output by the power supply unit, only the output current I _A actually supplied by the power supply unit is displayed exactly.

Claims

Claims:.

1. Stabilized power supply unit with ammeter and voltmeter indicating the electrical output variables, in which the voltmeter is used for the metrological suppression of the voltage drop that occurs at the ammeter or measuring resistors, and a voltage divider that is used to form the actual value of the output voltage for the control-technical suppression of the voltage at the ammeter or measuring resistors voltage drop occurring between the ammeter and the output of the power supply are arranged, characterized in that an auxiliary voltage source (U ₁₁ ) and a resistor combination (R _n , i? ₁₂ ) to form a constant component to generate a compensation current to correct zero point errors occurring in the ammeter (/ ^ ₁ ) of the compensation current (I _K ) and a transistor (T ₃ ) arranged as a resistor that can be regulated without inertia to form a component (I _K2 ) of the compensation current (/ ^ provided ) that is dependent on the output voltage (U _A ) of the power supply unit n are.

2. Stabilized power supply unit according to claim 1, characterized in that the actual value bil-

tion of the output voltage (U _A ) required voltage divider (.R ₄ , i? ₅ , R ₆ , R _s , R ₉ ) forms a bridge circuit (ABCDA ') , on one diagonal (AC) of which a reference voltage (U _Rel ) and on the other diagonal (BD) of which is a differential amplifier (T ₁ , T ₂ ) .

3. Stabilized power supply according to claim 2, characterized in that the total resistance of the voltage divider (R ₁ , R ₅ , R ₆ , R ₈ , R _g ) can be changed with a variable resistor (R ₉ ) which determines the setpoint of the output voltage (U _A ) .

1 sheet of drawings