DE2508314B2

DE2508314B2 - Schaltungsanordnung zur galvanischen trennung eines verbrauchers von einem speisenetz

Info

Publication number: DE2508314B2
Application number: DE19752508314
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Stellar Radiation, Variable Lichtemissionstechnik Norbert Senger, 6000 Frankfurt
Priority date: 1975-02-24
Filing date: 1975-02-24
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2508314A1; DE2508314C3

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung eines Verbrauchers von seinem Speisenetz mittels einer Kondensatoren enthaltenden Trennvorrichtung.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (Zeitschrift für Instrumentenkunde 70 (1962) Heft 3, Seiten 64-71 insbesondere Seite 65, rechte Spalte, Satz 2). In der vorgenannten Literaturstelle ist nur allgemein ausgeführt, daß eine Wechselspannung über eine Isolierstrecke durch elektromagnetische Kopplung zweier elektrisch getrennter Wicklungen in einem Hochspannungs-Isoliertransformator mit oder ohne Eisenkern oder auch durch rein elektrische Kopplung über ein Kondensator-Dielektrikum übertragen werden kann.

Wenn man in dieser Weise eine einfache Kondensatoranordnung zur Trennung vorsehen würde, bestünde die Gefahr, daß im Falle eines Kondensatordurchschlages, die galvanische Trennung aufgehoben wäre, mit allen daraus resultierenden, nachteiligen Folgen. Außerdem könnten sich bei einer einfachen Kondensatorenanordnung ein Blindstrom über die Kondensatoranordnung ergeben, der unter dem Gesichtspunkt des Berührungsschutzes unerwünscht sein kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich für Speisenetze mit Spannungen beliebiger Kurvenferm eignet, und diese so auszugestalten, daß der Berührungsschutz in jedem Falle gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trennvorrichtung zwischen einem ersten Eingangsanschluß und einem ersten Ausgangsanschluß eine Reihenschaltung eines ersten und zweiten Kondensators und zwischen einem zweiten Eingangsanschluß und einem zweiten Ausgangsanschluß eine Reihenschaltung eines dritten und vierten Kondensators sowie eine einen geerdeten Mittelabgriff aufweisende Induktivität zwischen dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kondensators und dem Verbindungspunkt des dritten und vierten Kondensators enthält und daß an die Eingangsanschlüsse der Trennvorrichtung eine Wechselspannung angelegt ist, die durch Gleichrichtung der Spannung beliebiger Kurvenform des Speisenetzes und nachfolgende Wechselrichtung erhalten wird, wobei die Wechselrichtungsfrequenz groß gegen die Frequenz der Spannung beliebiger Kurvenform des Speisenetzes ist und wobei die Induktivität so bemessen ist, daß ihr Blindwiderstand für die Frequenz der Spannung des Speisenetzes praktisch einen Kurzschluß darstellt, und die von den Ausgangsanschlüssen der Trennvorrichtung abgenommene Wechselspannung gleichgerichtet und die gleichgerichtete Spannung dem Verbraucher zugeführt wird.

Hierdurch ergeben sich die Vorteile, daß die vom Speisenetz hervorgerufenen Blindströme von der mittelangezapften Induktivität abgeführt werden, daß buim eventuellen Durchschlagen des ersten oder zweiten Kondensators wie Eingangsspannung durch die mittelangezapfte Induktivität unmittelbar gegen Erde abgeleitet wird, daß in umgekehrter Richtung beim eventuellen Durchschlagen des dritten oder vierten Kondensators das am Verbraucher liegende Spannungspotential zum Schütze des Speisenetzes gegen Erde abgeführt wird und daß eventuelle, von der Ausgangsspannung erzeugte Blindströme ebenfalls gegen Erde abgeleitet werden und somit nicht in das Speisenetz gelangen können.

Es ist bei einer Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung zwischen einem Eingang und einem Ausgang mittels einer Trennvorrichtung in Form eines magnetischen Übertragers bekannt, an die Eingangsanschlüsse der Trennvorrichtung eine Wechselspannung anzulegen, die durch Wechselrichtung mittels eines Modulators erhalten wird, und die Ausgangsanschlüsse der Trennvorrichtung über einen Diskriminator mit dem Ausgang zu verbinden (BBC-Nachrichten, Juli 1963, Seite 390,391).

Eine solche Schaltungsanordnung ist wegen des induktiven Übertragers relativ aufwendig, voluminös und verlustbehaftet (Kupfer- und Eisenverluste). Außerdem ergeben sich dabei Probleme wegen der Eigenresonanz des Übertragers bei Impulsbetrieb, seiner Koppelkapazitäten, seiner Spannungsspitzen beim Schalten, seiner magnetischen Streuung und seiner Geräuschentwicklung.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung eines Verbrauchers von einem Speisenetz,

Fig.2 ein Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1,

Fig.3 ein Prinzipschaltbild einer gegenüber Fig.2 vereinfachten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ergibt sich aus der folgenden Beschreibung der Fig. 2.

Die Netzspannung mit der Frequenz f\ wird durch die

Diodenbrücke mit den Dioden D\ bis D* gleichgerichtet, durch die nachfolgende Transistorbrücke mit den Transistoren Ti bis 7} in eine Wechselspannung mit der Frequenz /2, die groß gegen die Frequenz f\ ist, zerhackt, dann auf die Trennkondensatoren Q bis C₁ gegeber und nachfolgend durch die Diodenbrücke mit den Dioden D₅ bis Dg gleichgerichtet, in der darauffolgenden Transistorbrücke mit den Transistoren Tj bis Te in ihrer Polarität korrigiert und im sich anschließenden Tiefpaßfilter, bestehend ai'.s den Induktivitäten L₂ bis L₅ und den Kapazitäten Q, und Q, von ihrer Zerhackerfrequenz einschließlich der Oberwellen befreit, so daß am Ausgang eine in der Kurvenform im wesentlichen der Netzspannung entsprechende und die gleiche Frequenz f_x wie diese aufweisende, galvanisch von ihr getrennte Spannung abnehmbar ist.

Die vereinfachte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach der F i g. 3 arbeitet dergestalt daß die Netzspannung U* die eine Gleich- oder Wechselspannung ist, durch die Diodenbrücke mit den Dioden D\ bis D₄ gleichgerichtet bzw. im Falle einer Netzgleichspannung gegebenenfalls umgepolt, durch die Transistorbrücke mit den Transistoren Ti bis T₄ in eine Wechselspannung zerhackt, nachfolgend auf die Trennkondensatoren Q bis Ci gegeben wird und durch die sich anschließende Diodenbrücke mit den Dioden Lh bis £X. gleichgerichtet und in den Ausgang gegeben wird. Am Ausgang ist die Ausgangsgleichspannung C, abnehmbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung eines Verbrauchers von seinem Speisenetz mittels einer Kondensatoren enthaltenden Trennvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung zwischen einem ersten Eingangsanschluß und einem ersten Ausgang&anschluß eine Reihenschaltung eines ersten und zweiten Konden- ic sators und zwischen einem zweiten Eingangsanschluß und einem zweiten Ausgangsanschluß eine Reihenschaltung eines dritten und vierten Kondensators sowie eine einen geerdeten M-ttelabgriff aufweisende Induktivität zwischen dem Verbin- is dungspunkt des ersten und zweiten Kondensators und dem Verbindungspunkt des dritten und vierten Kondensators enthält und daß an die Eingangsanschlüsse der Trennvorrichtung eine Wechselspannung angelegt ist, die durch Gleichrichtung der Spannung beliebiger Kurvenform des Speisenetzes und nachfolgende Wechselrichtung erhalten wird, wobei die Wechselrichtungsfrequenz groß gegen die Frequenz der Spannung beliebiger Kurvenform des Speisenetzes ist und wobei die Induktivität so bemessen ist, daß ihr Blindwiderstand für die Frequenz der Spannung des Speisenetzes praktisch einen Kurzschluß darstellt, und die von den Ausgangsanschlüssen der Trennvorrichtung abgenommene Wechselspannung gleichgerichtet und die gleichgerichtete Spannung dem Verbraucher zugeführt wird