DE2616650A1

DE2616650A1 - VOLTAGE REGULATOR

Info

Publication number: DE2616650A1
Application number: DE19762616650
Authority: DE
Inventors: Homme Edmond Cord
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: FR2308138A1; IT1057544B; FR2308138B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungsregler. Sie betrifft insbesondere eine Anordnung, die eine zu einer anderen Gleichspannung proportionale Gleichspannung liefert, wobei diese Spannungen
galvanisch voneinander getrennt sind.The invention relates to a voltage regulator. It relates in particular to an arrangement which supplies a direct voltage proportional to another direct voltage, these voltages
are galvanically separated from each other.

Es ist bekannt, mit Wechselstrom arbeitende Schaltungen durch eine Kopplungseinrichtung voneinander zu trennen, beispielsweise durch einen Kondensator oder einen Transformator, der die Schaltungen galvanisch voneinander trennt.It is known to operate with alternating current circuits by a Coupling device to separate from each other, for example by a capacitor or a transformer, the circuits galvanically separated from each other.

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Es ist außerdem bekannt, daß zwischen den Wicklungen eines Tranformators eine Übertragungscharakteristik vorhanden ist.It is also known that between the windings a Transformer has a transmission characteristic.

Die Erfindung schafft einen Spannungsregler mit einer geringen Anzahl von Bauelementen, dessen Schaltung und dessen Betrieb sehr einfach sind. In dem Spannungsregler nach der Erfindung wird ein Transformator in neuartiger Weise verwendet, um eine mit einem Sollwert vergleichbare Gleichspannung zur Regelung des Wertes einer Gleichspannung zu erhalten, gegenüber der eine galvanische Trennung bestehen bleiben soll.The invention provides a voltage regulator with a small number of components, its circuit and its operation are very simple. In the voltage regulator according to the invention, a transformer is used in a novel way to provide a to obtain a DC voltage comparable to a nominal value for regulating the value of a DC voltage, compared to the galvanic isolation should be maintained.

In einer Ausgestaltung ist ein Spannungsregler nach der Erfindung, der einen mit einer Quelle für ein periodisches Signal verbindbaren ersten Eingang, einen mit einer Quelle für einen zu regelnden Gleichstrom verbindbaren zweiten Eingang und einen einen Gleichstrom abgebenden Ausgang hat, insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur galvanischen Isolierung die beiden Eingänge voneinander trennt und aus einem Transformator mit gegebenem Wicklungsverhältnis besteht, dessen Primärwicklung mit dem ersten Eingang sowie mit einer Gleichrichterschaltung verbunden ist, die zu dem ersten Eingang parallel geschaltet ist und an dem Ausgang einen zu dem zu regelnden Strom proportionalen Gleichstrom liefert, und dessen Sekundärwicklung mit einer Diagonalen einer Diodengleichrichterbrücke verbunden ist, deren andere Diagonale mit der Quelle des zu regelnden Gleichstroms verbunden ist.In one embodiment, a voltage regulator according to the invention is the one with a source for a periodic signal connectable first input, one with a source for one to be regulated Has a direct current connectable second input and an output emitting a direct current, in particular characterized in that that a device for galvanic isolation separates the two inputs from each other and from a transformer with a given There is a winding ratio whose primary winding is connected to the first input and to a rectifier circuit, which is connected in parallel to the first input and at the output a direct current proportional to the current to be regulated supplies, and the secondary winding of which is connected to a diagonal of a diode rectifier bridge, the other diagonal of which is connected to the source of the direct current to be regulated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich ausFurther features and advantages of the invention emerge from

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der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.the following description of exemplary embodiments of the invention.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Gesamtschaltplan eines Spannungsreglers.In the drawing, the single figure shows an overall circuit diagram of a voltage regulator.

Die Figur zeigt zwei Teile, die durch einen Transformator 6 voneinander getrennt sind, welcher zur wechselstrommäßigen Kopplung und zur gleichstrommäßigen Trennung dient.The figure shows two parts which are separated from one another by a transformer 6, which is used for AC coupling and is used for DC separation.

Die auf der Primärseite P des Transformators ( in der Figur links) dargestellten Bestandteile bilden einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler. Auf der Sekundärseite S (in der Figur rechts) sind die Bestandteile dargestellt, welche eine Regelschaltung bilden, die auf den Ausgangsgleichspannungswert der Schaltung anspricht.The components shown on the primary side P of the transformer (on the left in the figure) form an AC-DC converter. On the secondary side S (on the right in the figure) the components are shown which form a control circuit, which is responsive to the DC output voltage value of the circuit.

Eine Quelle 8, die ein periodisches Signal V liefert, das in derA source 8 which supplies a periodic signal V which is in the

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Figur in Form eines Rechtecksignals dargestellt ist, ist mit der Eingangsklemme 11 des Regelsystems verbunden. Dieses Signal geht durch einen Kondensator 1 und durch einen Widerstand 2 hindurch, die in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand 2 ist dann in einem gemeinsamen Verbindungspunkt einerseits mit einem Ende einer Primärwicklung P des Transformators 6, deren anderes Ende mit der Masse verbunden ist, und andererseits mit einer Anordnung verbunden, welche einen Gleichrichter 3 enthält, dessen Ausgang mit einer Integrierschaltung verbunden ist, die aus einem Kondensator 4 und einem Widerstand 5 besteht, welche parallel zueinander und parallel zu den Ausgangsklemmen 12 geschaltet sind,Figure is shown in the form of a square wave signal is with connected to input terminal 11 of the control system. This signal goes through a capacitor 1 and a resistor 2 which are connected in series. The resistor 2 is then in a common connection point on the one hand with a End of a primary winding P of the transformer 6, the other end of which is connected to ground, and on the other hand with a Connected arrangement, which contains a rectifier 3, the output of which is connected to an integrating circuit, which consists of a There is capacitor 4 and a resistor 5, which are connected in parallel to each other and in parallel to the output terminals 12,

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die die Ausgangsspannung V abgeben. Der Gleichrichter 3 besteht aus einer als Spitzenspannungsdetektor geschalteten Diode.which emit the output voltage V. The rectifier 3 consists of a diode connected as a peak voltage detector.

Der oben genannte Regler enthält die Sekundärwicklung S des Transformators 6, deren Klemmen mit einer Diagonale einer Diodengleichrichterbrücke 7 verbunden sind, deren andere Diagonale direkt an der zu regelnden Spannung V liegt.The regulator mentioned above contains the secondary winding S des Transformer 6, the terminals of which are connected to one diagonal of a diode rectifier bridge 7, the other diagonal of which is directly connected to the voltage V to be regulated.

Die an der Sekundärwicklung S des Transformators 6 durch- das Eingangswechselsignal V gebildete Wechselspannung liegt an der Diagonalen der Brücke 7 an. Ohne das Vorhandensein dieser Brücke würde die Spannung V einen Wert V k erreichen, wobei k ein Multiplikationsfaktor ist, welcher von den Werten der in Reihe liegenden Bauelemente, d.h. des Kondensators 1 und des Widerstands 2, und von dem Übersetzungsverhältnis η zwischen den Wicklungen P und S des Transformators 6 abhängt.The alternating voltage formed on the secondary winding S of the transformer 6 by the input alternating signal V is applied to the diagonal of the bridge 7. Without the presence of this bridge, the voltage V would reach a value V k, where k is a multiplication factor which depends on the values of the components in series, ie the capacitor 1 and the resistor 2, and on the transformation ratio η between the windings P and S of the transformer 6 depends.

Das Vorhandensein der Brücke 7 hindert die an der Sekundärwicklung S gebildete Spannung daran, die Gleichspannung V zu überschreiten,The presence of the bridge 7 prevents the secondary winding S generated voltage from exceeding DC voltage V,

und zwar aufgrund des Kurzschlusses der Dioden, wenn diese ihren leitenden Zustand erreichen, und in Anbetracht der Tatsache, daß die Impedanz der Quelle 9 vernachlässigbar bleibt. Infolgedessen kann in der Primärwicklung des Transformators 6 die Eingangsspannung V nicht den Wert V /k überschreiten. Dieser Grenze rdue to the short circuit of the diodes when they reach their conductive state and in view of the fact that the impedance of the source 9 remains negligible. As a result, the input voltage V in the primary winding of the transformer 6 cannot exceed the value V / k. This limit r

wert, der in der Figur an der Kurve 10 des periodischen Signals V durch gestrichelte Linien dargestellt ist, wird durch die Spitzengleich— richterschaltung 3 und die Integrierschaltung 4, 5 erfaßt, derenvalue, which in the figure on the curve 10 of the periodic signal V is shown by broken lines is detected by the peak rectifier circuit 3 and the integrating circuit 4, 5, their

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Ausgang 12 deshalb eine Gleichspannung V abgibt, welche zu der Gleichspannung V proportional ist, und zwar ohne durchgehende elektrische Verbindung zwischen diesen beiden SpannungenOutput 12 therefore emits a direct voltage V, which is proportional to the direct voltage V, without a continuous voltage electrical connection between these two voltages

V und V aufgrund der durch das Vor
s rV and V due to the by the before
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6 geschaffenen galvanischen Trennung.6 created galvanic isolation.

V und V aufgrund der durch das Vorhandensein des Transformators srV and V due to the presence of the transformer sr

Die Kenndaten des periodischen Eingangssignals V können ziemlichThe characteristics of the periodic input signal V can be quite

frei gewählt werden. Seine Form, seine Frequenz- oder Amplituden-Stabilität sind unter der Bedingung unkritisch, daß die Frequenz des Signals groß gegenüber dem Kehrwert der Zeitkonstanten der Integrier schaltung 4, 5 ist und daß seine Amplitude größer als der bei der Anwendung der Anordnung maximal vorgesehene Wert V /k ist.can be freely chosen. Its shape, its frequency or amplitude stability are not critical under the condition that the frequency of the signal is large compared to the reciprocal of the time constant of the Integrating circuit 4, 5 and that its amplitude is greater than the maximum value provided when using the arrangement V / k is.

Es ist möglich, mehrere Regeleinrichtungen der oben angegebenen Art zu bilden, indem mehrere unabhängige Primärkreise vorge-.sehen werden. Der Regler erlaubt dann, mehrere voneinander unabhängige Ausgangsgleichspannungen zu erhalten.It is possible to form several control devices of the type indicated above by providing several independent primary circuits will. The controller then allows several independent DC output voltages to be obtained.

Der Spannungsregler nach der Erfindung findet Anwendung auf dem Gebiet der Regelung und der Folgeregelung von elektronischen Einrichtungen sowie auf dem Gebiet der elektrischen Meßtechnik, wo Isolierungsprobleme kritisch sein können.The voltage regulator according to the invention finds application in the field of regulation and follow-up regulation of electronic devices Facilities as well as in the field of electrical measurement technology where insulation problems can be critical.

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Claims

Patent claims:

1.! Voltage regulator, with one with a source for a periodic ignal connectable first input, with one with a source

for a second input which can be connected to a direct current to be regulated and to an output emitting a direct current, thereby characterized in that a device for galvanic isolation separates the two inputs from one another and from a transformer (6) with a given winding ratio (n), the primary winding (p) of which with the first input (11) and with a Rectifier circuit (3) is connected, which is connected in parallel to the first input and one to the output (12) direct current (V) proportional to the current to be regulated (V) and its secondary winding (S) with a diagonal a diode rectifier bridge (7) is connected, the other diagonal of which is connected to the source (9) for the direct current to be regulated connected is.

2. Voltage regulator according to claim 1, characterized in that the rectifier circuit has a diode (3) for peak value detection of the periodic signal (V) containing an integrating circuit with a resistor (5) and a capacitance (4), which are connected in parallel to each other and to the DC output terminals (12).

3. Voltage regulator according to claim 1 or 2, characterized in that

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that the primary side (P) of the transformer (6) has several primary windings contains which are individually assigned to a source (8) for a periodic signal and rectifier circuits can.

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