DE1763125A1 - Schaltung zur Schwaechung von Restwelligkeit bei Gleichstromversorgungen - Google Patents

Description

• "Schaltun; zur Schwächung von Restwelligkeit bei Gleichstromversorgungen" Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Schwächen oder Beseitigen von Restwelligkeit bei Gleichstromversorgungen. ,_ In en zur Erzeugung von Gleichströmen bestimmten Versorgungsvorrichtungen wird die elektrische Energie im allgemeinen durch eine Quelle folgender Art geliefert: Eine sich drehende Maschine, ein elektrisches Netz oder eine Kombination dieser Elemente. Wenn die Spannung an den Klemmen der Quelle eine Wechselspannung ist, richtet man sie gleich. Die nach der Gleichrichtung erhaltene Gleichspannung weist im allgemeinen Wellen auf. Ebenso gibt die Quelle, wenn sie direkt eine Gleichspannung liefert, sehr häufig Wellen ab.
• Es ist dahermeistens nötig, vor der Verwendung einer Gleichspannung daraus die Welligkeit zu entfernen, d.h. die Gleichspannung zu glätten. Diese Glättung dient dazu, sowohl die dem Betrieb der Quelle anhaftenden zyklischen oder sich wiederholenden Wellen als auch die zufällig auftretenden oder sich nicht wiederholenden auf die Quelle oder auf Störungen zurückzuführenden Wellen x eliminieren.
• Die Glättung einer Gleichspannung ist um-so schwieriger,' wenn die betrachtete Versorgungsvorrichtung eine große Stärke liefern soll und die Restwelligkeit gering ist: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal::-tung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die auch bei hohen Quellenleistungen schwache Restwellen besengt werden können. Diese.Aufgabe ist beider.hier vorgeschlagenen Schaltuhg-vor allem:dadurch-gelöst, daß°.: _ erfindungsgemäß zu der Gleichstromquelle eine erste,Impe-., dann in Serie und parallel zu dieser-Serienschaltung die, l` Serienschaltung einer zweiten und dritten Impedanz ge- . schaltet ist und daß eine an ihrem Eingang von den' An@ -=@. _ . schlußklemmen der Gleichstromquelle die Wellenspannung-: erhaltende Schaltung zwischen die zweite und drit-te'Impe dariz eine die an diesen anliegende Wellenspannung schwäähende Spannung eingibt.

  Weitere Merkmale und durch sie erzielte Vorteile gehen

  aus er sich auf die Zeichnung beziehenden Beschreibung

  hervor: In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungs-

  formen der erfindungsgemäßen Schaltung in die Erfindung

  erläuternden Blockschaltbildern veranschaulicht. Es zeigen:

  Fig.-1 eine allgemeine Form einer erfindüngägemäßen Schal- -

  tung, w

  FiÜ. 2 und 3 zwei besondere Ausführungsformen der in Fig, 1

  dargestellten Schaltung..

  In der In Fig. 1 dargedellten Schaltung speist eine .

  Gleichstromquelle feine Last-2.-Eine Impedanz 3 mit dem -

  Wert Z1 ist in Serie mit der Quelle 1, geschaltet..-.Zwei.

  Impedanzen 4 und 5 mit jeweils delt Wertem Z - und -Z3 lie-

  gen parallel tue Last 2. Der Wee'hselstromwidet-st:ahd der

  Last 2 ist gegenüber dem Wechselstromwiderstand von Z2

  und ;L3 groß.

  Vor der Impedanz .3 wird tie WeIlenspannun$ der. Quelle 1

  abgenommen und in einer Schaltung ö verarbeitet-. Der

  Schaltung 6 Ist ein Verstärker 7.:.nachgeschaltet;'dessen

  Ausgangsspannung zwischen die Impedanzen 4 und 5 singe-

  führt wird. Wenn man mit E die außer der Gleichstrom-

  komponente zwischen den Klemmen der Quelle-:1-liegende

  Potentialdifferenz, mit V1 die Ausgangsspannung des Ver-

  stärkers 7, mit V2 die außer der-Gleichstromkotnponente

  an den Klemmen der Last 2 liegende Potentialdifferenz,

  mit .I den außer der Gleichstromkomponente von der Quelle 1

  abgegebenen Strom und mit F die Übertragungsfunktion der Schaltung 6 bezeichnet, kann man schreiben: F -. (Z1 + Z2 + Z3) I + V1 V2 = (Z2 + Z3) I und V1 Indem man V1 und I eliminiert ergibt sich: Die Bestimmung des zweiten Gliedes der obigen Gleichung (a) mit der gesuchten Funktion ermöglicht es, die Übertragungsfunktion F im allgemeinsten Fall zu bestimmen.
• In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem die Impedanz 3 aus einem Widerstand 8 mit dem Wert R und einer Induktivität 9 mit dem Wert L zusammengesetzt ist. Die Impedanz 4 besteht aus einem Kondensator 10 mit dem Wert C. Die Impedanz 5 hat einen Wert Z3 Null.
• Tlan setzt daraus ergibt sich: mit: wobei mit p der Laplace-Operator bezeichnet wird, erhält man: Daraus ergibt sich: V1 kann daher gebildet werden, indem man unmittelbar von E ausgeht. Dafür wird E zweimal integriert mit den sich aus obiger Gleichung (b) ergebenden Integrationskonstanten: So wird die Bedingung V2 = 0 unabhängig davon erfüllt, wie die Form und die Frequenz von E ist.
• In dem dargestellten Beispiel umfaßt die Schaltung 6 einen Zweig 'G p/1 +lp, der die Gleichstromkomponente von E eliminiert. Dabei ist 'C die Zeitkonstante dieses Zweiges. Zwei aufeinanderfolgende Integrierglieder: speisen den Leistungsverstärker 7.
• Das Einführen der Spannung V2 kann, mittels eines Transformators oder irgendeines anderen Schaltungselementes, vorzugsweise mittels eines keine Leistung absorbierenden Elementes durchgeführt werden.
• In der in Vig.. 3 dargestellten Schaltung hat man dem Schaltungsglied T p/1 +'Z p einen Widerstand 11 mit dem Wert R' in Serie mit einer Induktivität 1.2 mit dem Wert Lt sowie einen Kondensator 13 mit der Kapazität C' parallel zum Eingang des Verstärkers 7 nachgeschaltet. Wenn man wie für Z1, Z2 und Z3 setzt: und: ergibt sich nach der Feststelluna des zweiten Gliedes der Gleichung (a): Wenn man setzt L' C' = L C und R° C' = RC, erhält man: und Das Schema der Fig. 3 ist daher äquivalent zwei entkoppelten in Serie geschalteten Filtern R L C. Dieses.Ergeb= nis wird mittels des Filters R' L' C' erhalten, das sehr geringe Abmessungen besitzen kann, da es nicht von dem Gleichstrom durchflossen wird.
• In sehr allgemeiner Form würde jede Vorrichtung der Erfindung entsprechen, die die folgende Funktion verwendet: wobei A1, Bi, A'j und B'J Funktionen der Elemente, die die Impedanzen der Werte Z,, Z2 und Z3 bilden, sowie der Schaltungselemente der Schaltung 6 sind.

Claims (1)

1. Patentanr"`ruch Schaltung zum Schwächen oder Beseitigen von Restwelligkeit bei Gleichstromversorgungen, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Gleichstromquelle (1) eine erste Impedanz (3) in Serie und parallel zu dieser Serienschaltung die Serienschaltung einer zweiten und dritten Impedanz (4, 5) geschaltet ist und daß eine an ihrem Eingang von den Anschlußklemmen der Gleichstromquelle (1) die Wellenspannung erhaltende Schaltung zwischen die zweite und dritte Impedanz (4, 5) eine die an diesen anliegende Wellenspannung schwächende Spannung eingibt. '