DE1791149C

DE1791149C - Active two-pole circuit with high differential resistance

Info

Publication number: DE1791149C
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing 8000 München BOIq 1 18 Preis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-12-16

Description

I 791 149I 791 149

Hei Ulm irägerlrequenlen Nachrichtenübertragung über koaxiale Leitungen darf der dem Femspeisegleichsirom überlagerte Wechselstrom im Dauerbetrieb bestimmte niedrige Ciren/werte nicht überschreiten. Sind im gleichen Kabel die Leitungen für Systeme, die mil Gleichstromfernspeisung arbeilen, und wechselslromgespeisle Systeme parallel geführt, dann können in den Fernspeisekreis des ersten Systems üauerwechselspannungen viin mehreren Voll indii/iert werden. Damit der infolgedessen überlagerte Wechselstrom einen zulässigen Wert nicht überschreitet, sind sogenannte Beeinllussungssperren vorgesehen, die im Fernspeisekreis einen hohen Wechselsiromv. iderstand und einen niedrigen Gleichstrom-Widerstand aufweisen sollen.Hei Ulm irägerlrequenlen news transmission The remote feed synchromesh may be connected via coaxial lines superimposed alternating currents in continuous operation do not exceed certain low Ciren / values. Are the lines for systems that work with direct current remote feed in the same cable, and alternating current feed systems run in parallel, then can be in the remote feed circuit of the first system permanent alternating voltages viin several full be indii / ied. So that the consequently superimposed AC current does not exceed a permissible value, so-called influence blocks are provided, which have a high change in power in the remote feed circuit. resistance and a low DC resistance.

Der L forderliche Wechselslroinwiderstand läßt sich durch Drosseln realisieren, die beim jeweils erforderlichen Fernspeisegleichslrom eine ausreichende induktivität aufweisen müssen, (ienauere Betrachtungen /eigen jednch, dai.l diese hierfür eine Induktion benöligen, bei weicher schon beträchtliche Fisen- »erluste auftreten, die von der Beeinllussungsspanliung gedeckt werden müssen, wo/u aber ein Wechselstrom erforderlich ist, der weit oberhalb des zulässigen Maximalwertes liegt. l^:m jedoch die Eisenverlusie herabzusetzen, sind die Verringerung der Induktion und die Wahl kleinerer Drosseln erforderlich. Beide Maßnahmen haben eine Verkleinerung tier Induktivität zur Folge, so daß mehrere Drosseln luntcrcinandcrgcschultcl werden müssen. Die Verwendung von Drosseln im Fernspeisekreis erfordert ilalier nichi nur einen belri.";hlliel'"n Aufwand, sondern ist auch wegen des großen erforderlichen Volumens und des hohen Gewichts de· in ausgebildeter Beeinllussungssperreii nachteilig.The required alternating resistance can be achieved by means of chokes, which must have sufficient inductance for the respective remote supply DC current required Beeinllussungsspanliung must be covered where / but u an alternating current is required, which is far above the permissible maximum value ^l.. but m the Eisenverlusie decrease, reducing the induction and the choice of small reactors are required Both measures have a reduction in animal inductance to The use of chokes in the remote feed circuit doesn’t only require a lot of effort, but is also disadvantageous because of the large volume required and the high weight of the trained interference barrier.

Zur Ii/ielung einer günstigeren Lösung läßt sich bekanntlich eine als elektronischer Stromregler arbeitende Schaltung an Stelle von Drosseln in Gleichstromschaltkreisen verwenden. Finfache Stromregelschaltungen bestehen aus der Fmitter-Kollektor-Strecke eines Transistors, dessen Kollcktor-Fmitter-•,viderstaiul \on einer im Basis-Fmitterkrcis mittels einer /enerdiodc und eines Fmittcrwidcrslunds gebildeten Dilferen/spannung gesteuert wird. Zwei derartige, mit komplementären Transistoren aufgebaute Schaltungen, deren Basis- und Kollcklorclcktrodcu wechselseilig miteinander verbunden sind, arbeiten so. daß jede Schaltung ilen Strom durch die Zenerdiode der anderen Schaltung stabilisiert.To find a more favorable solution can be as is known, a circuit operating as an electronic current regulator instead of chokes in direct current circuits use. Fin-fold current control circuits consist of the transmitter-collector path of a transistor whose Kollcktor-Fmitter- •, viderstaiul \ on one formed in the basic transmitter circuit by means of an enerdiodc and a transmitter resistor Dilferen / voltage is controlled. Two such, built with complementary transistors Circuits, their basic and Kollcklorclcktrodcu are alternately connected to each other, work like this. that each circuit has a current through the zener diode the other circuit stabilized.

Line derartige Konsiantstromschaltung ist in Fig. I im Prinzip dargestellt. Der Zweipol besteht aus den zwei Koinplemenlärtransistoren Tv I, 7 s 2. der Zenerdiode / I mit dem Fmitterwiderstand R I im Steuerkreis des Transistors 7ν I sowie der Zenerdiode/2 mit dem Fmillerwiderstand Rl im Sieuerkreis des Transistors 7 \ 2. Die Schallung hut .die Figcnschaft. daß sie für einen konstanten Gleichstrom einen kleinen statischen Widerstund und einen großen dynamischen Widerstand aufweist. Hin Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß diese Eigenschaften nur Tür einen konstanten Gleichstrom gegeben sind. A constant current circuit of this type is shown in principle in FIG. The two-pole consists of the two Koinplemenlärtransistors Tv I, 7 s 2. the Zener diode / I with the Fmitter resistance R I in the control circuit of the transistor 7ν I and the Zener diode / 2 with the Fmiller resistance Rl in the control circuit of the transistor 7 \ 2. the figure. that it has a small static resistance and a large dynamic resistance for a constant direct current. A disadvantage of this circuit is that these properties are only given a constant direct current.

Aus einer Schaltung /ur Stabilisierung von Gleichspannungen, die vom Prinzip der Reihen- bzw. Nebenschlulistiibilisierung ausgeht, ist es auch bekannt, zur Vergrößerung der maximal zulässigen Verlustleistung mehrere Transistoren sils steuerbare Glieder in parallelen Schaltungszweigen anzuordnen und l Transistor in einem der Zweige eine Steuer- Spannung von außen zuzuführen (deutsche Auslcgeschril'l I I¹MO12). From a circuit for stabilizing DC voltages based on the principle of series or secondary circuitry, it is also known to arrange several transistors sils controllable elements in parallel circuit branches in order to increase the maximum permissible power loss, and to arrange a transistor in one of the branches a control circuit. Supply voltage from outside (German version schril'l II ¹ MO12).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Zweipol ausgebildete Stromregelschalumg so zu verbessern, daß die Ausnutzung ihres hohen dynamischen Widerstandes nicht nur bei einem festen Gleichstromwert möglich ist.The invention is based on the object of improving a two-pole current control circuit in such a way that that the use of their high dynamic resistance not only with a fixed direct current value is possible.

Diese Aulgabe wird durch die im Ansptuch I angegebene Frlindung gelöst. Vorteilhafte WeitJibildüngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This issue is given by that given in claim I. Debt resolved. Advantageous wide range fertilizers of the invention are described in the subclaims.

Durch diese Schaltung wird erreicht, daß im Gegensatz zur bekannien Schallung der hohe dynamische Widerstand in einem wesentlich größeren Gletchstrombereieh wirksam ist und daß der Gleichst, oinwiderstand mit zunehmendem Gleichstrom in vorteilhafter Weise kleiner wird. Infolge des hohen dynamischen Widerstands verhält sich die Schaltung gegenüber dem Gleichstrom überlagerten Wechselströmen wie eine Drossel. Im Gegensatz zu dieser weist sie jedoch in vielen Anwendungsfällen wesentlich geiingere Verluste, geringeres Gewicht und Volumen auf, verursacht außerdem keine Phasendrehung und kann keine F.nergie speichern.This circuit achieves that, in contrast to the known sound system, the high dynamic Resistance is effective in a much larger range of glacier currents and that the equation, oin resistance with increasing direct current in advantageously becomes smaller. The circuit behaves as a result of the high dynamic resistance alternating currents superimposed on direct current like a choke. In contrast to this one however, it is essential in many applications Lesser losses, lower weight and volume, also causes no phase rotation and cannot store any energy.

Fm Ausfühiungsbeispiel der Frlindung wird an Hand der l-iguren 2 bis 5 näher erläutert.In the exemplary embodiment of the invention, an Hand of the I-figures 2 to 5 explained in more detail.

In Fig. 2 ist dl·* als elektronische SiebschaltungIn Fig. 2, dl * * is an electronic filter circuit

verwendbare Zweipolschaltung im Prinzip dargestellt.usable two-pole circuit shown in principle.

Die F i g. ."s und -1 enthalten die zugehörige statische Siroms|iannungskennlinie bzw. die Kennlinien für den Gleich- und Wechselstromwidersland der Zweipolschaltung.The F i g. . "s and -1 contain the associated static Siroms | iannungskennlinie or the characteristics for the direct and alternating currents of the two-pole circuit.

In Fig. 5 ist die S'erwendungder Zweipolschaltung als Beeinflussiingssperre im Fernspeisekreis eine Trägerfrequenzstrecke durgestellt.In Fig. 5, S 'is the use of the two-terminal circuit as an influencing lock in the remote feed circuit Carrier frequency range allowed.

Das Netzwerk der Zweipolschaltung zwischen den Klemmen Ei, El (Fig. 2) besteht im wesentlichen aus den beiden Transisturslufjn mit den Koinplementärtrapsistoren 7v3 und V ν4 u.ic aus de. Steuerschallung mit den Transistoren Vv 5, Tv6 und mit dem Spannungsteiler R 3. /?4, R 5 (Konstantspannungsregelschallunji). Die Transistorstuie mit dem pnp-Transisior 7v4 wird durch die im Steuerkreis mittels der Zenerdiode/4 und dem Emilterwiderstand WtS gebildeten DifTeren/.spannung in Abhängigkeit vom Strom Jf· durch den Zweipol gesteuert. Die den Transistor 7v3 tier zweiten Transistorstufe steuernde DilTerenz.spaniuing hängt außer von der Zenerdiode /3 vom Aussteuerungs/ustand des im Emitterkr-*is des npn-Transistors Tv3 liegenden Steuerlransistors 7.ν5 vom gleichen Leitiähigkeitstyp ab, der abhängig von einer der am Zweipol abfallenden Spannung f/y proportionalen Spannung über einen Abgriff des Spannungsteilers R3, W4. R5 gesteuert wird. Zur Kompensation des Tempcraturganges ist den Widerständen /·Μ, R 5 die Serienschal tung des Widerstands W6 und eines temperaturabhängigen Widerstands TIi parallel geschaltet. Der Steuertransistor TsS befindet sich mit dem Transistor The network of the two-pole circuit between the terminals Ei, El (Fig. 2) consists essentially of the two Transisturslufjn with the complementary trapsistors 7v3 and V ν4 u.ic from de. Control sound with the transistors Vv 5, Tv6 and with the voltage divider R 3. /? 4, R 5 (constant voltage control sound). The transistor stage with the pnp transistor 7v4 is controlled by the difference / voltage formed in the control circuit by means of the Zener diode / 4 and the Emilter resistance WtS as a function of the current Jf through the two-pole. The dilTerenz.spaniuing that controls the transistor 7v3 tier second transistor stage depends, apart from the Zener diode / 3, on the modulation / state of the control transistor 7.ν5 located in the emitter circuit of the npn transistor Tv3 on the same conductivity type, which depends on one of the two-pole falling voltage f / y proportional voltage across a tap of the voltage divider R 3, W4. R5 is controlled. To compensate for the temperature curve, the resistors / · Μ, R 5, the series circuit of the resistor W6 and a temperature-dependent resistor TIi are connected in parallel. The control transistor TsS is located with the transistor

fio Tx 6 in einer Verbundschaltung, wobei die Basiselektrode des letzteti Transistors über den Widerstand Rl mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden ist. In den Sieuerkreis des Transistors TsS ist die Referenzdiode /) eingeschaltet. Die Kolleklor-Emitter-fio Tx 6 in a composite circuit, the base electrode of the last transistor being connected to the tap of the voltage divider via the resistor Rl. The reference diode /) is switched on in the control circuit of the transistor TsS. The Kolleklor Emitter

ßfl strecke des Transistors Ts S stellt somit einen veränderbaren Widerstand dar, dessen Größe sich mit dem Spannungsabfall (/# um Zweipol ändert. Es wird dadurch erreicht, daß sich in einem begrenzten Ar·ßfl stretch of the transistor Ts S represents a variable resistance, the size of which changes with the voltage drop (/ # by two-pole. It is achieved that in a limited Ar ·

I 791 149 /I 791 149 /

tieiishereieh eine gcvvi'ms hlc Ktu'r.imcnspuiininig ge- iuigeiul genau selbsttätig einstellt (I'ig. 3). Der Cilcichstromwiderstand Rr ties Zweipols weist finpenühcrl einen hyperbolischen Verlauf auf (Iiß· -Π-here a gcvvi'ms hlc Ktu'r.imcnspuiininig giuigeiul exactly automatically adjusts (iig. 3). The electrical current resistance Rr of the two-pole terminal shows a hyperbolic curve (Iiss

Um für dynamische Vorgänge den gewünschten Wechselstromwiderstand in einem weiten Arbeitsbereich /u erhalten, wird die Arbeitspunkt-Steuerschaltung mit Hilfe des Kondensators C im Sleuerkreis der Verbundschaltung 7'.v5, Tv ό stark ver- in zögert und damit für schnelle periodische Vorgänge praktisch unwirksam gemacht. Damit ergibt sich der in F⁷ig. 4 in Abhängigkeit vom GleichstromdurchnuU dargestellte Verlauf des Wechselstromwidersiaiuls bei 50 Hz.In order to obtain the desired alternating current resistance in a wide working range / u for dynamic processes, the operating point control circuit is greatly delayed with the aid of the capacitor C in the slewing circuit of the composite circuit 7'.v5, Tv ό and thus made practically ineffective for fast periodic processes . This results in the in F ⁷ ig. 4 The course of the alternating current at 50 Hz as a function of the direct current flow rate.

Die untere Grenze des Arbeitsbereiches der Schaltung ist durch den maximal erforderlichen Wechselsiromwiderstaiid bzw. den maximal zulässigen Cileidistroinwiderstanil gegeben, während die obere Arbeitsbereichsgrenze durch die Beanspruchunggrenzen der verwendeten Bauteile oder wiederum durch den minimal erforderlichen Wcchselsiromwiderstaiul bestimmt ist.The lower limit of the working range of the circuit is due to the maximum required alternating sirom resistance or the maximum permissible Cileidistroinwiderstanil, while the upper Working range limit due to the stress limits of the components used or again due to the minimal required alternation sirom resistance is determined.

In Fig. 5 ist ein Anwendungsbeispiel für die Zweipolschaltung angedeutet. Zwischen dem Fernspeisegerät Fv/; und den Leitungen al, al einer Übertragungsstrecke, auf der eine Beeinflussung*- spannung Ub wirksam ist, befindet sich die uus der .Zweipolschaltung bestehende Beeinflussungssperie lisp, in welcher Drosseln nicht mehr erforderlich 3" sind. Der Zweipol ist mit Hilfe der ZenerdiodeZ5 vor Überspannungen geschützt.In Fig. 5 an application example for the two-pole circuit is indicated. Between the remote power supply unit Fv /; and the lines al, al of a transmission path on which an influence * - voltage Ub is effective, the uus of the .Zwoipolschalt existing influencing period lisp, in which chokes are no longer required 3 ". The two-pole is with the help of the Zener diodeZ5 against overvoltages protected.

Die Verwendung der Zweipolschaltung als elektronische Siebschaltung ist mit gleichem Erfolg auch in Zusammenhang mit anderen Schaltungen, z. B. (ilcichrichterschalturgen. anwendbar.The use of the two-pole circuit as an electronic Filter circuit is equally successful in connection with other circuits, e.g. B. (Ilcichrichterschalturgen. applicable.

Claims

Patent claims:

I. Active two-pole circuit with a high sleeve real resistance, consisting of two symmetrically constructed traiisistor-SiiomiegelL'li.iltuiigen, each with a Transisiui from the opposite conduciveUeiisivp, whose base! Ki ilk'ktorelek (are mutually connected niiiein.mdci and are controlled by a dilution / voltage formed in each of the base Iimitterkreis by means of a Zener diode level of a transmitter, in particular / m suppression of the inductive interference in the direct current oil In the feed circuit of tri-frequency systems of integrated alternating currents, this means that at least one of the two filter resistors is connected by a series circuit, consisting of the knee-actuator circuit of a further transistor (7'.v5) and one in Diirelilalkichiung gepolier. diode (/>) is replaced, and that the Transisto! (7'.v5) (4. 1 R \, R RS) by means of a ^r ;; annungsteilers depending on a the total voltage drop of the two-terminal network voltage proportional to (Uy) is controlled.

2. Sound system according to claim 1, characterized in that the voltage divider (/ <3, R4. R 5) is teir.peraturkompensiert.

3. Schallung according to claim I or 2, characterized in that tier further transistor (7v5i with at least one more traiisisiui (7'.vf>) is connected in a network.

4. SeIv.llung according to one of the preceding claims, characterized in that the to; Voltage divider to control the further transistor (TiS) compensated voltage through a capacitance (C) is bridged.

1 sheet of drawings