DE2429433A1

DE2429433A1 - Einrichtung zum konstanthalten einer einstellbaren wechselspannung

Info

Publication number: DE2429433A1
Application number: DE19742429433
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Schleupen
Original assignee: FLUGGERAETETECHNIK GmbH
Current assignee: FLUGGERAETETECHNIK GmbH
Priority date: 1974-06-19
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1976-01-15
Also published as: GB1466200A

Description

2*29433

R. PT3
25.^.74 Mü/Hm

Anlage zur

Pat ent anme1dung

FLUGGERÄTETEOHNIK GMBH, 7141 SCHWIEBERDINGEN, HERRENWIESENWEG

Einrichtung zum Konstanthalten einer einstellbaren Wechse!spannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Konstanthalten einer einstellbaren Wechselspannung mit Soll-Istwertvergleich.

Besonders bei Steuer- und Regelungsanlagen ist die Bereitstellung von konstanten Speisespannungen notwendig, um nicht über deren Schwankungen eine Verfälschung der Meßwerte oder Regelgrößen zu erhalten. Schwankungen bei einer Spannung können einmal durch eine lastabhängige Versorgungsquelle bedingt sein und zum andern durch ein einseitiges Temperaturverhalten der einzelnen Bauelemente. Versucht man eine

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annähernd gleichbleibende Spannung in einer Einrichtung konstant zu halten, so ist nicht zuletzt auch deren Verhalten bei einer Störung wichtig.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Einrichtung zum Konstanthalten einer einstellbaren Wechselspannung, bei der auch bei Ausfall der Spannungskorrektur die ursprünglich bereitgestellte Spannung annähernd konstant bleibt.

Gelöst wird dxese Aufgabe dadurch, daß zwischen Eingang und Ausgang der Einrichtung die Sekundärwicklung eines Transformators liegt und der Primärwicklung ein Korrektursignal zuführbar ist. ·

Durch diese Anordnung ist bei Ausfall des Korrektursignals zumindest ein annähernd gleiches Ausgangssignal entsprechend dem Eingangssignal gewährleistet.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das im folgenden näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Konstanthalten einer einstellbaren Wechselspannung und

Fig. 2 einen gesteuerten Gleichrichter zur Verwendung in der Einrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Wechselspannungseingang bezeichnet, mit 11 ein entsprechender Wechselspannungsausgang und mit ein Eingang für den Sollwert.

Zwischen dem Wechselspannungseingang 10 und dem Wechselspannungsausgang 11 liegt ein Transformator 13 mit einer Primärwicklung 15 und einer Sekundärwicklung 14.-Außerdem liegt vom Wechselspannungseingang 10 aus die Primärwicklung 16 eines Transformators 17 mit einer Sekundärwicklung 18 an

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Masse, und analog dazu vom Wechselspannungsausgang 11 die Primärwicklung 19 eines Transformators 20. Dessen Sekundärwicklung 21 ist mit einem Eing'ang 22 eines Mulitiplizierers 23 gekoppelt. Während ein weiterer Eingang 24 des Multiplizierers 23 mit dem Ausgang 30 einer Vergleichstufe 31 verbunden ist j führt ein Ausgang 25 des Multiplizieren 23 über eine Verstärkerstufe 26 zur an einer Seite an Masse liegenden Primärwicklung 15 des Transformators 13.

Die Vergleichsstufe 31 besitzt zwei Eingänge 32 und 33, wobei der Eingang 33 direkt mit dem Eingang 12 für den Sollwert gekoppelt ist.

Als Sekundärwicklung 18 des Transformators 17 wird eine Spule mit Mittelanzapfung 41 verwendet; diese Mittelanzapfung 41 ist an Masse gelegt. Beide Seiten der Sekundärwicklung 18 des Transformators 17 sind zu einem zweipoligen Eingang 43 einer gesteuerten Gleichrichterstufe 44 geführt. An einem weiteren zweipoligen Eingang 46 sind Verbindungsleitungen 47 von einer Steuerstufe 48 angeschlossen. Ein Eingang 49 der Steuerstufe 48 ist auch mit einer Seite der Sekundärwicklung 18 verbunden. Schließlich ist der Ausgang 45 .der gesteuerten Gleichrichterstu:"e 47 noch mit dem Eingang 32 der Vergleichstufe 31 gekoppelt.

Die Vergleichsstufe 31 selbst beinhaltet einen Verstärker 39s. dessen Ausgang 40 den Ausgang 30 der Vergleichsstufe 31 bildet. Vom Ausgang 40 führt auch ein ohmscher Widerstand 34 auf den invertierenden Eingang 35 des Verstärkers 3$, und dieser invertierende Eingang 35 ist einmal über den Widerstand 36 mit dem Eingang 32 verbunden und einmal über den Widerstand 37 mit dem Eingang 33. Der nichtinvertierende Eingang 38 des Verstärkers ist auf Masse gelegt. , .

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Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Fig. 1, wobei die FT3 gesteuerte Gleichrichterstufe 44 im Detail ausgeführt ist. Die gleichen Baugruppen und Anschlüsse wie in Fig. 1 sind auch mit den entsprechenden gleichen Bezugsnummern versehen. In Verbindung mit der Sekundärwicklung 18 des Transformators 17 stellt die gesteuerte Gleichrichterstufe 44 eine Doppelweggleichrichtung dar. Die bei normalen Doppelweggleichrichterschaltungen vorgesehenen beiden Dioden sind in diesem Fall durch zv/ei Feldeffekttransistoren ersetzt. Diese besitzen den Vorteil, keine Schwellspannung im durchgsschalteten Bereich zu haben. Im einzelnen ist der Aufbau der gesteuerten Gleichrichterstufö 44 wie folgt. Am Eingang 43a der gesteuerten Gleichrichterstufe! 44 ist einmal ein zum Gate 51 eines Feldeffekttransistors 52 führender Widerstand angeschlossen und zum anderen der Source-Anschluß des Feldeffektstransistors 52 selbst. Der Gate-Anschluß 51 ist noch über eine Diode 53 mit dem Eingang 46a verbunden. Analog zu diesem Zweig der gesteuerten Gleichrichterstufe 44 ist am Eingang 43b ein Widerstand 55 und der Souce-Anschluß eines Feldeffektstransistors 56 angeschlossen. Auch hier steht der Gate-Anschluß 57 einmal mit dem Widerstand 55 in Verbindung, und zum anderen über eine Diode 58 mit dem Eingang 46b. Beide Drain-Anschlüsse der beiden Feldeffekttransistoren 52 und 56 sind mit einem Knotenpunkt 60 gekoppelt, von dem aus ein Widerstand 6l auf den Ausgang 45 der gesteuerten Gleichrichterstufe geschaltet ist. Zur Glättung ist noch ein Kondensator 62 vom Ausgang 45 gegen Masse vorgesehen.

Die Wirkungsweise der beiden Schaltungsanordnungen von Fig. und Fig. 2 ist im folgenden angegeben.

Der Wechselspannung am Eingang 10 wird phasenrichtig in der Sekundärwicklung 14 des Transformators 13 die jeweils fehlende Spannung hinzuaddiert oder abgezogen. Als Stellgröße wirkt die

_ίΓ _

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PT3 am Ausgang 30 des Vergleichers 31 anliegende Spannung. Der Istwert wird über den gesteuerten Gleichrichter 44 dargestellt, mit dem Sollwert vom Eingang 12 verglichen und die Differenz im Verstärkter 32 verstärkt.

Die Stellgröße am Ausgang.30 des Vergleichers 31 multipliziert sich im Multiplizierer 23 mit der Sekundärspannung vom Transformator 20. Für den Verstärker 26 ist eine gleichbleibende Verstärkung vorgesehen.

Wesentliches Merkmal, der Schaltung i.it, daß der Transformator 20 an die schon vorstabilisierte Spannung hinter den Transformator 13 und nicht an den Eingang 10 angeschlossen ist. Damit wird der Einfluß der Wechselspannung am Eingang 10 auf das Produkt von Sekundärspannung des Traisformators 20 mal Stellgröße am Ausgang 30 der Vergleichstufe 31 weitgehend vermieden.

Unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung vom Ausgang 45 der gesteuerten Gleichrichterstufe 44 bis zum Transformator 13 konstant bleibt, ergibt sich eine Wechselspannungsstabilisierung, wobei kein geschlossener Regelkreis erforderlich ist. Eine Schwingneigung kann dadurch vermieden werden.

Die einzige Rückkopplung über mehrere Stufen besteht, außer möglicherweise im Verstärker 26, über den Transformator 20, jedoch liegt hier die Verstärkung des aufgetrennten Kreises weit unter 1.

Ein Ausfall der Schaltungsanordnungen zur Bereitstellung des Korrektursignales für die Primärwicklung 15. des Transformators 2 macht sich am Ausgang 11 der Einrichtung nur soweit bemerkbar, als keine Stabilisierung der am Eingang 10 anliegenden Wechselspannung erfolgt. Die in Fig. 2 dargestellte gesteuerte Gleichrichterstufe 44 bildet an ihrem Ausgang 45 den Istwert der Wechselspannung am Eingang 11 der Einrichtung von Fig. 1. Für eine phasenrichtige Steuerung der beiden Feldeffekttransistoren 52 und 56 .sorgt eine Steuerstufe 48, die aus dem an der Sekundärwicklung-18 des Transformators 17 anfallenden Wechselsρannungssignal eine phasenrichtige Rechteckspannung liefert.

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Claims

FT3 Ansprüche

/l. !Einrichtung zum Konstanthalten einer einstellbaren Wechselspannung mit Soll-Istwertvergleich, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Eingang (10) und Ausgang (11) der Einrichtung die Sekundärwicklung (14) eines Transformators (13) liegt und der Primärwicklung (15) ein Korrektursignal zuführbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (15) des Transformators (13) mit einem Ausgang (30) einer Vergleichsstufe (3D in Verbindung steht und den Eingänger (32 und 33) der Vergleiehsstufe (31) der in einer steuerbaren Gleichrichterstufe (k-'\) ermittelte Istwert sowie der Sollwert zuführbar ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwiscien Vergleichsstufe (31) und Primärwicklung (15) des Transformitors (13) eine Multiplizierstufe (23) liegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Eingang (24) der Multiplizierstufe (23) mit dem Ausgang (30) der Vergleichsstufe (3D verbunden ist und ein zweiter Eingang (22) mit dem Ausgang (11) der Einrichtung gekoppelt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem zweiten Eingang (22) der Multiplizierstufe (23) und dem Ausgang (11) induktiv über einen Transformator (20) erfolgt.

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6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert einem Transformator (17) und nachgeschalteter gesteuerter Gleichrichterstufe (44) entnehmbar ist., wobei die Primärwicklung (16) des Transformators (17) am Eingang (10) angeschlossen ist,
7· Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplizierstufe (23) ein Verstärker (26) nachgeschaltet ist.
8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7_S dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor des Rückkopplungskreises vom Ausgang (11) über die Multiplizierstufe (23) auf die Sekundärwicklung (14) des Transformators (13) kleiner eins ist.
η Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuert·} Gleichrichterstufe (44) mit einer Steuerstufe (48) verbunden ist und die Steuerstufe (48) ein phasenrichtiges Rechtecksignal zur Spannung am Eingang (10) abgibt. ;
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Gleichrichfstufe (44) eine Zweiweg-Gleichrichtung enthält, und die Gleichrichtung durch wechselseitiges Leitendwe*rden von zwei Feldeffekttransistoren (52 und 56) erfolgt. . .

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