DE2509591C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tran^rduktor-Schaltungsanordnung, bestehend aus zwei Transduktordrosseln mit je einer Arbeits- und Steuerwicklung leren verbraucherseitiger Ausgang von einer Wechseispannungsquelle am Eingang der Transduktor-Schaltungsanordnung galvanisch getrennt ist, wobei die Tran.duktordrosseln und ein zur galvanischen Trennung zwischen Eingang und Ausgang verwendeter Übertrager zu einer Transduktor-Übertrager-Einheit zusammengefaßt sind, derart, daß eine als Transduktor-Arbeitswickkann in dieser Schaltung außerdem ein gegebenenfalls hochspannungsfest ausgebildeter Übertrager im Stromversorgungsteil für die Meuerwicklungen eingespart werden.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert

In Fig. 1 ist eine stromsteuernde Transduktor-Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer konstanten Ausgangsspannung im Prinzip dargestellt.

Fig.2 zeigt eine abgewandelte Schaltung, die nach dem Prinzip der Selbsterregung arbeitet.

In F i g. 3 ist die konstruktive Ausbildung eines Transduktor-Übertragers dargestellt.

In Fig. 1 stellt eine Transduktor-Übertragereinheit

7>die schaltungsmäßige und konstruktive Vereinigung eines Übertragers und zweier Transduktor-Drosseln dar. Die Arbeitswicklungen zweier Transduktor-Drosseln und die Primärwicklung eines Übertragers sind zu einer gemeinsamen Primärwicklung a zusammengefaßt.

An den Eingang der Primärwicklung a wird eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. 1st die Spannungsquelle als Wechselrichter ausgebildet, dann kann der Transduktor-Übertrager gleichzeitig die Funktion des Leistungsübertragers dieses Wechselrichters übernehmen. Außer der Pirmärwicklung a enthält der Transduktor-Übertrager eine Sekundärwicklung b (Ausgangswicklung), die Transduktor-Steuerwicklungen c und d und eine in gleicher Weise wie die Primärwicklung a angeordnete Zusatzwicklung e für die Erzeugung einer Hilfsspannung. Die Primärwicklung a ist mit allen Wicklungen transformptorisch gekoppelt. Jede der Wicklungen (Sekundärwicklung _>, Transduktor-Steuerwicklungen c und d) ist auf einen eigenen Magneteisenkern, vorzugsweise einen Ringkern gewik-

lung und als Übertrager-Primärwicklung wirkende ge- 55 kelt, von denen ein normaler Kern die Gekundärwick-

meinsame Eingangswicklung über wenigstens drei geschlossene Eisenkerne gewickelt ist, von denen zwei als Sättigungskerne ausgebildete Eisenkerne je eine Transduktor-Steuerwicklung und wenigstens ein weiterer Eisenkern eine Ausgangswicklung für den Verbraucherstromkreis aufweisen, nach Patent 23 43 815.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Erzeugung einer konstanten Ausgangsspannung aus einer variablen Eingangsspannung mit galvanischer Trennung von Eingangs- und Ausgangskreis mit geringem Schaltungsaufwand anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Transduktor-Schaltungsanordnung auslung b des Übertragers und zwei Sättigungskerne die Transduktor-Steuerwicklungen cund daufweisen.

Die Sekundärwicklung b bildet über eine Gleichrichter-Siebschaltung den Ausgang der Transduktor-Schaltungsanordnung, die eine konstante Ausgang^cspannung Ua liefert. Im Ausgangskreis sind eine feste Vorlast R und ein Spannungsmeßkreis mit einem Operationsverstärker IC vorgesehen. Der Ausgang des Operationsverstärkers steuert die Basis eines Transistorstellgliedes Ts 3, dessen Kollektor-Emitterstrecke mit den Transduktor-Steuerwicklungen c, dund einer Hilfsspannungsquelle, die von der Zusatzwicklung e und einer Gleichrichter- und Siebschaltung gebildet wird, in Reihe

geschaltet ist.

Durch den relativ geringen zusätzlichen Aufwand des Spannungsmeßkreises mit dem Operationsverstärker IC und dem Transistorstellglied Ts 3 kann die stroimteuernde Transduktor-Schaltungsanordnung zur Erzeugung der konstanten Verbraucherspannung U_A verwendet werden. Der Spannungsmeßkreis mit dem Operationsverstärker /Csteuert mittels des Transistorstellgliedes Ts 3 den von der Sekundärwicklung b gelieferten gleichgerichteten Steuerstrom in den Transduktor-Steuerwicklungen cund d. Ein Regelumsetzer ist nicht erforderlich, da über die Vormagnetisierung eine stetige Amplitudensteuerung des Gleichstromes unmittelbar und auch potentialfrei vorgenommen wird.

Der Ausgangsstrom wird in dieser Schaltung stets so groß gehalten, daß der Spannungsabfall am Lastwiderstand den Nennwert der Ausgangsspannung ergibt. Wenn im Betrieb der Transduktor-Schaltungsanordnung auch der Leerlauffall eintreten kann, wird der Spannungsabfall mit dem dann sehr niedrigen Ausgangsstrom an der Vorlast R allein gebildet. Die Vorlast kann auch entfallen, wenn bei nichtleitendem Steuerstromstellglied der Reststrom der Transduktordrosseln geringer als der Magnetisierungsstrom des Transformators ist.

Ein besonderer Vorteil der Schaltung besteht darin, daß Eingangsspannungsänderungen ohne zusätzlichen Aufwand einer Störgrößenaufschaltung nahezu keinen Einfluß auf die Ausgangsspannung haben, da im Wechselstromkreis die Amplitude nicht vrn der Eingangsspannung sondern vom eingestellten Steuergleichstrom für die Transduktordrosseln bestimmt wird.

Bei Überlastung des Ausgangs stellt sich ohne zusät2:lichen Aufwand selbstätig eine Strombegrenzung ein. Mit abnehmendem testwiderstand steigt der Ausgangsstrorn nämlich nur so lange an, bis der Steuerstrom für die Transduktoren den durch den Widerstand des Steuerstromkreises bestimmten Maximalwert erreicht hat. Von da ab bleibt der Ausgangsstrom auch bei weiterer Lastabsenkung konstant.

1st die Eingangsspannung der Transduktor-Schal-(ungsanordnung eine Rechteckwechselspannung, dann ist auch am Ausgang der Transduktor-Schaltungsanordnung eine Wechselspannung mit vollen Rechteck-Halbwellen vorhanden, zu deren Glättung nach der Gleichrichtung nur eine kleine Siebkapazität ohne Drossel erforderlich ist, de-en Größe praktisch nur durch die jeweils dynamischen Regelabweichungen bei Lastsprüngen bestimmt wird.

Falls mehrere Transduktor-Schaltungsanordnungen ausgangsseitig zusammengeschaltet werden sollen, ist eine gleichmäßige Lastaufteilung bei allen Betriebszuständen auf einfache Weise dadurch zu erreichen, daß alle Transduktor-Steuerkreise in Reihe geschaltet werden, wobei der Steuerstrom nur von einem gemeinsamen Spannungsmeßkreis bestimmt wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich von dem nach F i g. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Transduktorschaltung in Selbsterregerschaltung arbeitet und den Steuerstrom durch Rückkopplung direkt aus dem Ausgangskreis entnimmt. Die Wicklungen der Transduktor-Übertrager-Einheit verringern sich um die Zusatzwicklung e für die Hilfsspannung (Fig. 1), die im ersten Ausführungsbeispiel den Steuerstrom liefert. Im übrigen ist der Aufbau und die Wirkungsweise in Übereinstimmung mit der Schaltung nach Fig. 1. In diesem Falle geht der Ausgangsstrom bei Kurzschluß auf einen sehr kleinen Wert zurück, da auch die Hilfsspannung für den Steuerstrom so klein geworden ist, daß praktisch kein Steuerstrom mehr fließen kann.

Die konstruktive Ausführung einer Transduktor-Übertrager-Einheit mit drei Ringbandkernen RK und fünf Wicklungen, die dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 entspricht ist in F i g. 3 im Schnitt dargestellt. Alle Ringbandkerne haben vorzugsweise gleiche Abmessungen. Durch Einbetten in einen isolierenden aushärtbaren Kunststoff V sind die K;rne mit ihren Wicklungen in einem festen Abstand zueinander so zu einer hohlzylinderförmigen Baueinheit zusammengefaßt, daß die Primärwicklung a und eine Zusatzwicklung c als Ringwicklung aufgebracht werden können, die alle Ringbandkerne umfassen. Die Wicklungsenden der Transduktor-Steuerwicklungen c, d und der Sekundärwicklung ösind durch die Vergußmassen herausgeführt. Die auf den hohlzylinderischen Körper aufgebrachte Primärwicklung a und die Zusatzwicklung e können mit einem nicht dargestellten isolierenden Überzug versehen werden. Die Isolation der drei Einzelkerne gegeneinander muß etwa der maximalen Ausgangsspannung entsprechen und ist unkritisch. Die Isolation gegen die gemeinsamen Wicklungen a und e kann durch entsprechende Wahl des Abstandes von den Einzelwicklungen so bemessen werden, daß der Transduktorübertrager leicht hochspannungsfest ausgeführt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Transduktor-Schakungsanordnung, bestehend aus zwei Transduktordrosseln mit je einer Arbeitsund Steuerwicklung, deren verbraucherseitiger Ausgang von einer Wechselspannungsquelle am Eingang der Transduktor-Schaltiingsanordnung galvanisch getrennt ist, wobei die Transduktordrosseln und ein zur galvanischen Trennung zwischen Eingang und Ausgang verwendeter Übertrager zu einer Transduktor-Übertrager-Einheit zusammengefaßt sind, derart, daß eine als Transduktcr-Arbeitswicklung und als Übertrager-Primärwicklung wirkende gemeinsame Eingangswicklung über wenigstens drei geschlossene Eisenkerne gewickelt ist, von denen zwei als Sättigungskerne ausgebildete Eisenkerne je eine Transduktor-Steuerwicklung und wenigstens ein weiterer Eisenkern eine Ausgangsgangsseilig mit einer Vorlast abgeschlossen ist und unter Verwendung eines an der Verbraucherspannung liegenden Spannungsmeßkreises mit einem Operationsverstärker und eines in den Stromkreis der Transduk

tor-Steuerwicklungen eingeschalteten Stellgliedes als Konstantspannungsquelle ausgebildet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Reihenschaltung der Transduktor-Steuerwicklungen und des Stellgliedes an den Ausgang der

ίο Transduktor-Schaltungsanordnung geschaltet. Die Windungszahlen von Transduktor-Arbeits- und Transduktor-Steuerwicklung sind dabei so gewählt, daß das Ampere-Windungszahlverhältnis von Transduktor-Steuerwicklung zu Transduktor-Arbeitswicklung wäh-

rend des Einschaltvorganges größer als 1 ist. Die Transduktorschaltung arbeitet so in Selbsterregerschaltung. Dadurch wird eine eigene Stromquelle für die Erzeugung eines Steuerg'eichstromes vermieden. Wenn die galvanische Trennung zwischen Eingang und

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Wicklung für den Verbraucherstromkreis aufweisen, 20 Ausgang einer Transduktorschaltung gefordert wird,

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nach Patent 23 43 815, dadurch gekennzeichnet, daß die Transduktor-Schaltungsanordnung ausgangsseitig mit einer Vorlast (R) abgeschlossen ist und unter Verwendung eines an der Verbraucherspannung liegenden Spannungsmeßkreises mit einem Operationsverstärker (IC) und eines in den Stromkreis der Transduktor-Steuerwicklungen (c, d) eingeschalteten Stellgliedes (Ts 3) als Konstantspannungsquelle ausgebildet ist.

2. Transduktor-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Transduktor-Steuerwicklungen (c, d) und des Stellgliedes (Ts3) an den Ausgang der Transduktor-Schaltungsanordnung geschaltet ist und die Windungszahlen von Transduktor-Arbeits- und Transduktor-Steuerwicklung (c, d) so gewählt sind, daß das Ampere-Windungszahlverhältnis von Transduktor-Steuerwicklung (c, d) zu Transduktor-Arbeitswicklung während des Einschaltvorganges größer als 1 ist.