DE2527658B2 - Vollweggleichrichter - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vollweggleichrichterschaltung mit mindestens einem Operationsverstärker, durch den eine Beeinflussung der Ausgangsspannung des Gleichrichters durch den Spannungsabfall an den Gleichrichterelementen (Dioden) vermieden wird.

Um den Einfluß des Spannungsabfalls an den Dioden von Gleichrichterschaltungen auf die Ausgangsspannung zu vermeiden, ist es bekannt, Operationsverstärker derart einzusetzen, daß die Dioden der Gleichrichterschaltung in dem Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers liegen. Hierdurch kann durch geeignete Wahl des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers der Einfluß des Spannungsabfalls an den Dioden auf die Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung eliminiert werden. Dabei sind solche Gleichrichterschaltungen mit einem Operationsverstärker sowohl als Einweggleichrichterschaltung als auch als Vollweggleichrichterschaltung bekannt. Die bekannte Vollweggleichrichterschaltung, bei der in dem Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers eine Gleichrichterbrücke liegt, hat jedoch den Nachteil, daß die an dem Widerstand der Gleichrichterbrücke **> abzugreifende Ausgangsspannung nicht auf ein festes Potential bezogen ist. Eine Gleichrichterschaltung mit einer schwebenden Ausgangsspannung ist jedoch nur relativ beschränkt einsetzbar.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vollweggleichrichterschaltung anzugeben, bei der der Einfluß des Spannungsabfalls an den Dioden des Gleichrichters auf die Ausgangsspannung eliminiert wird und bei der die Ausgangsspannung des Gleichrichters auf ein festes Potential bezogen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Eingang der Gleichrichterschaltung mit dem invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers verbunden ist, daß zwei weitere parallel geschaltete Operationsverstärker vorgesehen sind, von denen der eine mit seinem nichtinvertierenden Eingang an den Ausgang des ersten Operationsverstärkers und der andere Operationsverstärker mit seinem nichtinvertierenden Eingang an den Eingang der Gleichrichterschaltung angeschaltet ist, und daß die beiden parallel geschalteten Operationsverstärker ausgangsseitig durch zwei als Gleichrichterelemente wirkende Dioden entkoppelt sind, deren Kathoden den Ausgang der Gleichrichterschaltung bilden und jeweils auf die invertierenden Eingänge der beiden parallel geschalteten Operationsverstärker zurückgekoppelt sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichne! sich dadurch aus, daß den Kathoden der Dioden ein Emitterfolger nachgeschaitet ist und daß der Emitter des Emitterfolgertransistors jeweils auf die miteinander verbundenen invertierenden Eingänge der beiden parallel geschalteten Operationsverstärker zurückgekoppelt ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung liefert somit, vorteilhaft eine Ausgangsspannung mit einem festen Bezugspotential, beispielsweise Masse, ohne daß der Spannungsabfall an den Dioden des Gleichrichters auf die Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung einwirkt.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Einweggleichrichterschaltung,

F i g. 2 eine bekannte Vollweggleichrichterschaltung,

F i g. 3 eine Vollweggleichrichterschaltung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine bekannte Einweggleichrichterschaltung mit einem Operationsverstärker OP dargestellt. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP ist einmal über die Reihenschaltung einer Diode Df₁ und eines Widerstandes RX sowie über eine zweite parallel zu der Diode Di und dem Widerstand Ri geschalteten Diode Dl zurückgekoppelt. Dabei sind die beiden Dioden einander entgegengesetzt geschaltet. Der Vorwiderstand Rl des Operationsverstärkers OP ist im Verhältnis zum Widerstand Al und zum Durchlaßwiderstand der Diode Di so gewählt, daß die Eingangsspannung UE um den Faktor 1 verstärkt als Ausgangsspannung am Mittelabgriff der aus der Diode D\ und dem Widerstand R1 bestehenden Reihenschaltung abgreifbar ist. Dies gilt jedoch nur für den positiven oder den negativen Bereich der Eingangsspannung UE Im jeweils anderen Bereich der Eingangsspannung i/Ewird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP unmittelbar über die Diode Dl auf den Eingang des Operationsverstärkers OP zurückgekoppelt. Hierdurch wird der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers praktisch gleich O und die Ausgangsspannung UA des Gleichrichters auf den Wert O gehalten.

In F i g. 2 ist eine bekannte Vollwegleichrichterschaltung dargestellt, bei der im Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers OP eine aus vier Dioden DZ bis D6 und einem Widerstand R3 bestehende Brücke geschaltet ist. Dabei ist das Verhältnis des aus jeweils dem Widerstand R3 und dem Durchlaßwiderstand zweier Dioden bestehenden Gesamtwiderstand des

Rückkopplungszwciges zu dem Vorwiderstand RA des Operationsverstärkers OP so gewählt, daß an dem Widerstand A3 der Brückenschaltung eine Ausgangsspannung abgreirbar ist, die dem Betrag der Eingangsspannung UE entspricht. Hierbei muß jedoch in Kauf genommen werden, daß die Aus?;angsspannung LJA nicht auf ein festes Potential bezogen ist.

Um dies zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung eine Schaltungsanordnung angegeben, die in Fig. 3 dargestellt ist. Fig.3 zeigt eine Anordnung mit drei Operationsverstärkern OPl, OPl und OPi. Von diesen Operationsverstärkern dient der Operationsverstärker OPi, der eingangsseitig über seinen invertierenden Eingang direkt mit dem Eingang der Gleichrichterschaltung verbunden ist, zur Invertierung der Eingangsspannung UE des Gleichrichters. Dazu sind der Rückkopplungswiderstand RJ und der Vorwiderstand RS des Operationsverstärkers OPt gleich dimensioniert. Somit steht die Eingansspannung UE der Gleichrichterschaltung einmal am Eingang der GJeichrichterschaltnng unverändert und zum anderen am Ausgang des Operationsverstärkers OP\ invertiert zur Verfugung. Zur Vollweggleichrichtung der Eingangsspannung UE wird diese unverändert an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP3 und als invertierte Eingangsspannung an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OPl gelegt. Die Ausgänge der beiden Operationsverstärker OPl und OP3 sind über zwei als Gleichrichter wirkende Dioden DJ und D8 entkoppelt. Es besteht nun die Möglichkeit, die verbundenen Kathoden dieser Dioden unmittelbar als Ausgangsklemme der Gleichrichterschaltung zu benutzen. In diesem Fall sind die beiden Kathoden in nicht dargestellter Weise unmittelbar auf die invertierenden Eingänge der beiden Operationsverstärker OPl und OPi zurückgekoppelt. Soll allerdings die Leistung des Ausgangssignals verstärkt werden, so kann (wie in Fig. 3 dargestellt) ein Emitterfolger nachgeschaltet

ίο werden. Um in diesem Falle durch die Operationsverstärker OPl und OPi nicht nur den Spannungsabfall an den Dioden DJ und DB auszuregeln, sondern um darüber hinaus auch den Basisemitterspannungsabfall des Emitterfolgertransistors T zu berücksichtigen, wird der Emitter des Transistors T an die !vertierenden Eingänge der Operationsverstärker OPl und OPi zurückgekoppelt. In diesem Falle ist an dem Emitterwiderstand RE des Emitterfolgers die gleichgerichtete Ausgangsspannung UAi in bezug auf den Wert O und an dem Kollektorwiderstand RC die gleichgerichtete Ausgangsspannung UAl in bezug auf das Potential des positiven Pols der Versorgungsspannung abgreifbar. Dabei ist noch zu beachten, daß bei der Spannung UA2 die endliche Stromverstärkung des Transistors T als Fehler eingeht. Von den Operationsverstärkern OPl und OPi dient somit jeweils einer zur Ausregelung des positiven und der andere zur Ausregelung des negativen Teils der Eingangswechselspannung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vollweggleichrichterschaltung mit mindestens einem Operationsverstärker, durch den eine Beeinflussung der Ausgangsspannung des Gleichrichters durch den Sapnnungsabfall an den Gleichrichterelementen (Dioden) vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Gleichrichterschaltung mit dem inverlierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers (OPl) verbunden ist, daß zwei weitere parallel geschaltete Operationsverstärker (OPl, OPS) vorgesehen sind, von denen der eine (OP2) mit seinem nichtinvertierenden Eingang an den Ausgang des ersten Operationsverstärkers (OPi) und der andere Operationsverstärker (OPS) mit seinem nichtinvertierenden Eingang an den Eingang der Gleichrichterschaltung angeschaltet ist, und daß die beiden parallel geschalteten Operationsverstärker (OPl, OPS) ausgangsseitig durch zwei als Gleichrichterelemente wirkende Dioden (Dl, Dß) entkoppelt sind, deren Kathoden den Ausgang der Gleichrichterschaltung bilden und jeweils auf die invertierenden Eingänge der beiden parallel geschalteten Operationsverstärker (OPl, OPS) zurückgekoppelt sind.

2. Vollweggleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Kathoden der Dioden (Dl, D6) ein Emitterfolger (T, RE, RC) nachgeschaltet ist und daß der Emitter des Emitterfolgertransistors (T) jeweils auf die miteinander verbundenen invertierenden Eingänge der beiden parallel geschalteteten Operationsverstärker (OPl, OPS) zurückgekoppelt ist.