DE2757203B1 - Nullstromerkennungsschaltung - Google Patents

Description

• Zur Erreichung einer hohen Betriebs- und Störsicherheit sollen auf den Shunt r keine Störimpulse, magnetische Felder oder andere Störeinflüsse einwirken, was durch einfache Abschirmmaßnahmen erzielt werden kann. Der Shunt kann dabei bifilar gewickelt sein oder sich in einem abgeschirmten Gehäuse befinden, jedoch sind auch andere gleich wirkende Maßnahmen denkbar.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Nullstromerkennungsschaltung zur Erkennung des Nulldurchgangs einer Wechselspannung, dad u r c h g e k e n n z e je h n e t, daß eine dem Strom proportionale Spannung einem ersten Operationsverstärker (p 1) zugeführt ist, daß der Ausgang dieses ersten Operationsverstärkers (p 1) mit zwei weiteren Operationsverstärkern (p Z p 3) unterschiedlicher Verstärkung verbunden ist und daß diese weiteren Operationsverstärker (p 2, p 3) wiederum je einem Operationsverstärker (p4, p5), die als Gleichrichter wirken, nachgeschaltet sind, daß die Ausgänge dieses weiteren Operationsverstärkers über je einen Optokoppler (p6, p 7) mit je einer Inverterstufe (p8, p9) verbunden sind, an deren Ausgängen synchrone Rechteckimpulse unterschiedlicher Breite entnehmbar sind.

   Die Erfindung betrifft eine Nullstromerkennungsschaltung zur Erkennung des Nulldurchgangs einer Wechselspannung.

   Elektronische Schalter, wie z B. Thyristoren, werden zur Vermeidung von Netzrückwirkungen im Nulldurchgang des Stromes gesteuert Es sind daher für solche Zwecke sogenannte Nullstromerkennungsschaltungen bekannt, durch die sichergestellt wird, daß die Schaltung derartiger Schalter stets beim oder in der Nähe des Nulldurchgangs erfolgt Derartige Nullstromerkennungsschaltungen sind häufig sehr aufwendig.

   In der US- Patentschrift40 11 507 wird ein Stromkreis beschrieben, der anzeigen soll, ob in einem externen Stromkreis der Strom null ist oder ein konstanter Gleichstrom fließt oder ob der Gleichstrom sich in der Amplitude ändert oder ob ein Wechselstrom vorhanden ist. Dort wird eine Spannung in den Anzeigestromkreis, die abhängig ist vom Strom im externen Stromkreis, induziert und mit einem vorgegebenen Vorspannungsbereich durch zwei Spannungskomparatoren, die als Operationsverstärker ausgebildet sind, verglichen.

   Das Ausgangssignal dieser Operationsverstärker wird in einer Flip-Flop-Schaltung gespeichert, welche ein Signal in einem ersten Strompfad erzeugt, wenn der Komparator anzeigt, daß die indzierte Spannung innerhalb des vorgegebenen Spannungsbereichs liegt, was bedeutet, daß der Strom entweder null ist oder ein konstanter Gleichstrom fließt oder in einem zweiten Strompfad, wenn der Komparatorausgang anzeigt, daß die induzierte Spannung außerhalb dieses vorgegebenen Bereichs liegt, was bedeutet, daß es sich um einen ändernden Gleichstrom oder um einen Wechselstrom handelt. Die Abfrage des Speichers erfolgt dabei mit Steuerimpulsen Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nullstromerkennungsschaltung hoher Betriebs- und Störsicherheit zu schaffen.

   Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Nullstromerkennungsschaltung derart ausgebildet, daß eine dem Strom proportionale Spannung einem ersten Operationsverstärker zugeführt ist, daß der Ausgang dieses ersten Operationsverstärkers mit zwei weiteren Operationsverstärkern unterschiedlicher Verstärkung verbunden ist und daß diese weiteren Operationsverstärker wiederum je einem Operationsverstärker, die als Gleichrichter wirken, nachgeschaltet ist, daß die Ausgänge dieses weiteren Operationsverstärkers über je einen Optokoppler mit je einer Inverterstufe verbunden sind, an deren Ausgängen synchrone Rechteckimpulse unterschiedlicher Breite entnehmbar sind Durch diese Maßnahmen erhält man eine mit einfachen Mitteln aufgebaute Nullstromerkennungsschaltung hoher Betriebs- und Störsicherheit.

   Anhand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und des Diagramms nach F i g. 2 wird die Erfindung erläutert Der durch den Shunt r nach F i g. 1 fließende Primärstrom bewirkteinen Spannungsabfall, der zum Strom Je proportional ist. Die am Shunt r abfallende Spannung wird am ersten Operationsverstärker pl verstärkt und begrenzt, so daß die nach F i g. 2 entstehende Kurve 2 durch die Spannung am Ausgang dieses Operationsverstärkers entsteht Der Ausgang dieses ersten Operationsverstärkers ist mit zwei weiteren Operationsverstärkern p 2, p3 verbunden.

   Diese Operationsverstärker haben einen unterschiedlichen Verstärkungsgrad, so daß die Begrenzung früher oder später einsetzt, so daß die Ausgangsspannungen die in F i g. 2 gezeigte Kurvenform 3 bzw. 4 erhalten.

   Diesen nachgeschaltete zusätzliche Operationsverstärker p4, p5 sind als Gleichrichter geschaltet. Durch sie wird praktisch die mit 5 und 6 bezeichnete Kurvenform nach Fig.2 erhalten. Über die Optokoppler p6, p7 werden die Signale vom Netz galvanisch getrennt und von den nachgeschalteten Inverterstufen PS, p9die im speziellen Fall aus NAND-Gattern bestehen, deren beiden Eingänge parallel geschaltet sind, in Rechteckimpulse N Iund N 2 umgeformt.

   Die erzeugten Impulse dienen zum Ansteuern von Thyristoren, wobei der breitere Impuls den Nulldurchgang anzeigt und der zweite schmälere Impuls als Steuerkriterium für die Thyristoren dient, wodurch erreicht wird, daß die Thyristoren nach Erreichen des Nulldurchgangs sicher gelöscht haben.