DE1591997B2

DE1591997B2 - Effektivwertgleichrichter

Info

Publication number: DE1591997B2
Application number: DE19671591997
Authority: DE
Inventors: Werner Muller Martin Dr Ing 8011 Vaterstetten Frieß
Original assignee: Rohde & Schwarz, 8000 München
Priority date: 1967-10-26
Filing date: 1967-10-26
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE1591997A1

Description

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Dann müssen die Belastungswiderstände verschieden 300 :1 ausgedehnt werden, wenn Ic₁ = 0,01 gewählt

gewählt werden, und ihre Ströme sind zu addieren. wird.

In diesem Fall wird der Belastungswiderstand des In Fig. 3 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel Gleichrichters G₁ q-mäl so groß wie der des Gleich- einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung gerichters G₂ gewählt. Der Innenwiderstand des Gleich- 5 zeigt. Der Gleichrichter G₂ besteht hier aus den richters G₂ wird dann nur das k₂/(qk^)-faciie des- beiden Dioden D₃ und D₄, die über einen Ladejenigen des Gleichrichters G₁. widerstand R₅ an die Meßspannung U angeschaltet Die optimaleDimensionierungsregel gemäß Fig. 2 sind und die außerdem mit LadekondensatorenC₃ richtet sich nach dem Verhältnis Tastverhältnis- " bzw. C₄ zusammenwirken. Diese Dioden stehen über bereich zu zulässigem Meßfehler. Dieses Verhältnis io die Widerstände R₃ bzw. R₄ mit einem Anzeigebeträgt etwa 2500 für gepulste Sinusspannungen instrument I in Verbindung. Der Gleichrichter G₁ bzw. 10 000 für unsymmetrische Rechteckspannun- wird in dieser Schaltung durch die Gleichrichter D₁ gen, wobei der Tastverhältnisbereich etwa 0,8/^₁ und D₂ und die zugehörigen Ladekondensatoren C₁ bzw. 3Ik₁ beträgt. Das bedeutet beispielsweise für und C₂ gebildet. Diese Dioden D₁ und D₂ stehen Rechteckspannungen, wie sie als Normprüfsignale 15 über die Widerstände R₁ und R₂ ebenfalls mit dem gelten, daß eine Gleichrichterkombination mit einem Anzeigeinstrument I in Verbindung. Unter der Ic₁ von 0,03 über einen Tastverhältnisbereich von Annahme R₁ = R₂ und R₃ = R₄ und eines vernach-100:1 etwa ±1°/Ό Anzeigefehler gegenüber dem lässigbaren kleinen Innenwiderstandes des Anzeige-Wert beim Tastverhältnis 1:1 hat; kann man etwa Instrumentes I ergibt sich folgende Dimensionierungs-3 °/o Fehler zulassen, so kann das Tastverhältnis auf · 20 Vorschrift für diese Schaltung:

, _ Durchlaßwiderstandswert Diode D₁ + Durchgangswiderstandswert Diode D₂

¹ ξ ■

_ Durchlaßwiderstandswert Diode D₃+ Durchlaßwiderstandswert Diode D₄ + 2i?₅

^Λ2 - —»

q= — = —.
R₃ R₄

Aus dieser Schaltung wird deutlich, daß der Faktor Ic₁ des Gleichrichters G₁ in der Praxis nicht beliebig klein gewählt werden kann, sondern begrenzt ist durch den endlichen Widerstandswert der verwendeten Gleichrichter. In der Praxis sind aber ohne weiteres Werte von Ie₁ in der Größenordnung von 0,01 realisierbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 großen Änderungsbereich des Tastverhältnisses der Patentansprüche: gleichzurichtenden Meßspannung, beispielsweise in einem Änderungsbereich des Tastverhältnisses zwi-

1. Gleichrichterschaltung, deren Ausgangs- sehen 1:1 und 1:100, mit ausreichender Genauiggleichspannung unabhängig von der Kurvenform 5 keit eine Effektivwertmessung erlaubt.

der angelegten Wechselspannung dem Effektiv- Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Gleichwert dieser Wechselspannung proportional ist, richterschaltung der eingangs erwähnten Art erfinbestehend aus zwei derart zusammengeschalteten dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis Gleichrichtern mit jeweils zugehörigen Lade- zwischen dem Lade- und Entladewiderstand des kondensatoren, daß sich die Ausgangsströme io ersten Gleichrichters kleiner als 0,1, vorzugsweise dieser beiden Gleichrichter in einem durch den 0,01, und das Verhältnis zwischen Lade- und Ent-Tastverhältnisbereich bestimmten Verhältnis ad- ladewiderstand des zweiten Gleichrichters dreißigdieren, dadurch gekennzeichnet, daß bis hundertmal größer als dieses Verhältnis des das Verhältnis (kl) zwischen dem Lade- und ersten Gleichrichters gewählt wird. Vorzugsweise Entladewiderstand des ersten Gleichrichters (Gl) 15 wird hierbei der zweite Gleichrichter mit einem um kleiner als 0,1, vorzugsweise 0,01, und das Ver- fünf- bis zehnmal größeren Wert der Meßspannung hältnis Qc2) zwischen Lade- und Entladewider- beaufschlagt wie der erste Gleichrichter,
stand des zweiten Gleichrichters (G2) dreißig- Durch die erfindungsgemäße Bemessung der beibis hundertmal größer als dieses Verhältnis (kl) den Gleichrichterschaltungen ist es möglich, beispielsdes ersten Gleichrichters (Gl) gewählt ist. 20 weise bei Rechteckspannungen in einem Tastverhält-

2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, nisbereich von 1:1 bis 1:100 den Meßfehler in dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gleich- der Größenordnung von 1 % zu halten und bei einem richter (G2) mit einem um fünf- bis zehnmal Tastverhältnis von 1:300 den Meßfehler noch unter größeren Wert der Meßspannung beaufschlagt 3% zu halten. Ein Meßfehler von 10%, der bei den ist wie der erste Gleichrichter (Gl). 25 bekannten Gleichrichterschaltungen schon bei relativ

niedrigen Tastverhältnissen auftritt, wird durch die erfindungsgemäße Schaltung erst bei einem Tast-

verhältnis von 1:1000 erreicht. Die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung ist außerdem im 30 Aufbau sehr einfach. Sie kann außerdem sehr einfach

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichrichter- als Doppelweggleichrichterschaltung realisiert werschaltung, deren Ausgangsgleichspannung unabhän- den. Je nach der Größe des zu überstreichenden gig von der Kurvenform der angelegten Wechsel- Tastverhältnisbereiches kann durch entsprechende spannung dem Effektivwert dieser Wechselspannung Wahl des Verhältnisses zwischen Lade- und Entladeproportional ist, bestehend aus zwei derart zusam- 35 widerstand der beiden Gleichrichter der jeweils minimengeschalteten Gleichrichtern mit jeweils zugehöri- malste Fehlerbereich realisiert werden,
gen Ladekondensatoren, daß sich die Ausgangs- Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemaströme dieser beiden Gleichrichter in einem durch tischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher den Tastverhältnisbereich bestimmten Verhältnis erläutert,
addieren. 40 Fig. 1 zeigt an Hand eines Blockschaltbildes den

Es ist aus »Operating and Service Manual«, 1967, prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Gleich-

zu Model 3555 A der Fa. Hewlett-Packard Company, richterschaltung;

Loveland, USA., eine Gleichrichterschaltung dieser Fig. 2 zeigt an Hand eines Diagramms den Zu-

Art bekannt, bei der ein sogenannter Spitzenwert- sammenhang zwischen den Dimensionierungsvor-

gleichrichter mit einem sogenannten Mittelwertgleich- 45 Schriften für die beiden zusammengeschalteten

richter so zusammengeschaltet ist, daß sich die Aus- Gleichrichter und deren Spannungsansteuerungs-

gangsströme dieser beiden Gleichrichter addieren. verhältnis;

Ein Spitzenwertgleichrichter, der also eine dem Fig. 3 zeigt ein transformatorloses Ausführungs-

Spitzenwert einer Wechselspannung proportionale beispiel.

Ausgangsgleichspannung liefern soll, wird grund- 50 Die Gleichrichterschaltung nach F i g. 1 umfaßt sätzlich möglichst ohne Vorwiderstand ausgebildet, zwei in bezug auf den Lastwiderstand R_L in Reihe d. h., das Verhältnis zwischen Lade- und Entlade- geschaltete Gleichrichter G₁ und G₂.
widerstand soll möglichst gegen Null gehen. Nur Der Gleichrichter G₁ wird mit der "Meßspannung U dann kann man von einem Spitzenwertgleichrichter beaufschlagt, während dem Gleichrichter G₂ eine um sprechen. Ein Mittelwertgleichrichter sollte möglichst 55 den Faktor q größere Spannung qU zugeführt wird, keinen Ladekondensator aufweisen, damit er auch Fig.2 zeigt in den KurvenzügenI (für gepulste tatsächlich eine dem Mittelwert der anliegenden Sinusspannungen) und II (für unsymmetrische Recht-Wechselspannung proportionale Ausgangsgleichspan- eckspannungen) das optimale Verhältnis IcJk₁ der nung liefert. Bei der erwähnten bekannten Gleich- Innenwiderstände der beiden Gleichrichter "bei gerichterschaltung wird diese Forderung an einen 60 meinsamem Außenwiderstand, und in den Kurven-Mittelwertgleichrichter trotz der hier vorgesehenen zügen ΙΠ (Sinus) und IV (Rechteck) das optimale Kondensatoren durch eine Gegenkopplung erfüllt. Verhältnis q zwischen der dem Gleichrichter G₂ (k₂)

Eine solche bekannte Gleichrichterschaltung eir- und der dem Gleichrichter G₁ (^₁) angebotenen

möglicht noch keine ideale Effektivwertanzeige, vor Wechselspannung, sofern beide Gleichrichter einen

allem nicht in einem breiten Bereich des Tastverhält- 65 gemeinsamen Lastwiderstand speisen,

nisses der angelegten Wechselspannung. Bei einer transformatorlosen Ausführung der

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Effektivwert- Gleichrichterschaltung ist es zweckmäßig, beide

gleichrichterschaltung zu schaffen, die in einem Gleichrichter mit derselben Spannung anzusteuern.