DE3139066A1

DE3139066A1 - Netzgeraet

Info

Publication number: DE3139066A1
Application number: DE19813139066
Authority: DE
Inventors: Jörg 4300 Essen Schmidt
Original assignee: Johnson Service Co
Current assignee: Johnson Service Co
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1983-04-14
Also published as: JPS5875223A; EP0076599A3; AU8868582A; EP0076599B1; ZA826852B; EP0076599A2; NO823287L

Description

ITT Regelungstechnik GmbH & Co, oHG Essen

J.Schmidt 2

Netzgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzgerät gemäß dem Oberbegriff des 'Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Netzgerät ist aus dem Aufsatz "Integrierte Spannungsregler" in Elektronik Entwicklung 6/1979 S.24 bis 46 bekannt.

Es sind Anlagen bekannt, die gemäß Fig. 1 eine zentrale Netztrennung mit Hilfe eines Transformators 1, einen Geber 2 mit eingebautem Netzgerät und einige abgesetzte elektronische Regler 3a - 3d mit eingebauten Netzgeräten aufweisen. Zur Verringerung der zu verlegenden Leitungen ist ein Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators 1 als Nullpotential gewählt. Die Sekundärwicklung gibt eine als Eingangswechselspannung U^/ des Gebers 2 und der Regler 3 dienende Spannung ab. Auch die Geberspannung am Ausgang A des Gebers 2 ist auf diesen Nullpotential bezogen. Die Geberspannung wird zu den Eingängen E.. bis E. der Regler 3 geführt und dient zu deren Steuerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das eine symmetrische Belastung auf der gemeinsamen Leitung des NuIlpotentiaJs aufweist.

Wr/U
17.09.1981

If
-X-

J.Schmidt 2

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch. 1 gebenen Mittel gelöst. Weiterbildungen können den Unter^ ansprüchen entnommen werden.

Die erfindungsgemäßen Netzgeräte weisen auf der Leitung mit dem Nullpotential einen symmetrischen Strom auf. Hierdurch wird es ermöglicht, eine gemeinsame Null-Leitung bei Anlagen gemäß Fig. 1 zu verwenden, was zu einem geringeren Aufwand bei den Leitungen führt. Sogar Regler mit schaltendem.Verhalten können abgeschlossen und vom abgesetzten Geber aus mit einer Gleichspannung gesteuert werden, ohne daß Rückkoppelungen auftreten.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anlage mit einem zentralen Geber und davon abgesetzten Reglern;

Fig. 2 ein Stromlaufplan eines Netzgerätes mit einer Stromausgleichsschaltung und

Fig. 3 ein Stromlauf plan eines weiteren Netzgerätes.

Die Anlage gemäß Fig. 1 ist einleitend schon beschrieben worden.

In Fig. 2 ist ein Netzgerät dargestellt, an dessen Eingangsklemmen die Eingangswechselspannung Or* anliegt. Die untere Eingangsklemme in der Fig. 2 weist dabei das Nullpotential auf und ist mit 0 bezeichnet. Die Eingangswechselspannung Ur* wird durch zwei Gleichrichter Dl und D2 gleichgerichtet. Da die Gleichrichter entgegengesetzt

Wr/U
17.09.1981

• ff> β ·> a

J.Schmidt 2

gepolt sind, entstehen an den beiden nachfolgenden Kondensatoren C1 und C2 zwei Spannungen mit auf das gemeinsame Nullpotential bezogen verschiedenen Polartitäten. Diese beiden Spannungen werden über niederohmige Widerstände R1 bzw. R2 einer Strommeßschaltung 4 an je einen linearen Längsregler IC1 bzw. IC2 angelegt. Im dargestellten Beispiel bestehen die Längsregler aus integrierten Spannungsreglern bekannter Art. Die Längsregler IC1 und IC2 sind mit Kondensatoren C3 bis C6 beschaltet, um unerwünschte Schwingungen zu vermeiden. Die beiden Ausgangsspannungen +U und -U₇. -bezogen auf das Nullpotential 0- stehen dann an den ebenso gekennzeichneten Klemmen zur Verfügung.

An die Strommeßschaltung 4 schließt sich eine Vergleichs-^ schaltung 5 und daran eine Stromsteuerschaltung 6 an. Alle drei Schaltungen 4,5 und 6 zusammen bilden eine Stromausgleichsschaltung.

Die Strommeßschaltung 4 besteht aus einer aus Widerständen R3 bis R6 aufgebauten Brückenschaltung, die den dem Strom J₁ bzw. J„ durch den Widerstand R1 bzw. R2 entsprechenden Spannungsabfall mißt. Diese Spannungswerte gelangen auf die Vergleichsschaltung 5, die aus dem Operationsverstärker IC3 und den Widerständen R7 und R8 am invertierenden bzw. am nichtinventierenden Eingang, dem Widerstand R9 vom nichtinvertierenden Eingang zum Nullpotential 0 und dem Widerstand RIO vom Ausgang zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC3 besteht. Das Vergleichsergebnis am Ausgang des Operationsverstärker IC3 ist ein positiver oder negativer Spannungswert, je nachdem ob der Strom J₁ oder Jy überwiegt, über eine Diode D3 bzw. D4 gelangt

Wr/U
11.09.1981

J.Schmidt 2

dieser Spannungswert auf die Basis des Transistors Tl bzw. T2. Der Transistor T1 ist mit seinem Kollektor an den Eingang des Längsreglers ICl und mit seinem Emitter über einen Widerstand R13 an das Nullpotential angeschlossen. Ein Widerstand Rl1 ist von der Basis des Transistors T1 zum Nullpotential geschaltet. Der Transistor T2 ist in gleicher Weise mit den Widerständen R12 und R14 zwischen den Eingang des Längsreglers IC2 und dem Nullpotential geschaltet.

Die den Strömen J₁ bzw. J„ entsprechenden Spannungen werden von der Strommeßschaltung 4 erfaßt, in der als Proportional-Regler wirkenden Vergleichsschaltung 5 miteinander verglichen und der resultierende Spannungswert dem als Stellglied wirkenden Transistor T1 bzw. T2 zugeführt. Der Transistor T1 bzw. T2 führt dann dementsprechend einen solchen Strom, daß die Ströme J.. und J₂ bis auf eine sehr kleine Regelabweichung gleich groß werden.

In Fig. 3 ist ein Netzgerät dargestellt, bei dem die eine Ausgangsspannung +U- sehr viel stärker belastet ist als die andere Ausgangsspannung -U .Wegen der geringen Belastung wird als Längsregler für diese Ausgangsspannung -U_A eine Schaltung aus einem Widerstand R12 mit einer Zenerdiode D6 verwendet.

Die Eingangs- und Ausgangsbeschaltung ist mit der Schaltung gemäß Fig. 2 gleich und deswegen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Nach dem Kondensator Cl ist eine Reihenschaltung eines Widerstandes R13 mit einer Zenerdiode D5 nach Nullpotential geschaltet. Die Zenerdiode D5 weist die gleiche Zenerspannung wie die Zenerdiode D6 auf und die Widerstände R12

Wr/ü
11.09.1981

-JS-

J.Schmidt 2

und JRl3 sind gleich groß. Auch in diesem Netzgerät ist eine Strommeßschaltung 4'vorhanden, an die sich eine Vergleichsschaltung 5' anschließt. Die nachfolgende Stromsteuerschaltung 6' weist nur einen Transistor T3 in Reihe mit einem Widerstand R11 auf, der vom Eingang des Längsreglers 7 nach Nullpotential O geschaltet ist. Der Zusatz ' am Bezugszeichen bedeutet, daß diejenige Schaltung mit dem gleichen Bezugszeichen im Prinzip benutzt wird. Der Transistor 13 ist ausreichend, solange die Ausgangsspannung -U_n schwächer belastet ist als die Aus gangs spannung +U , da dann immer nur im schwächer belasteten Zweig ein Ausgleichsstrom fließen muß.

Der Strom J, ist gleich dem Strom J_n, wobei vorausgesetzt

D /

ist, d^ß der Strom J₀ kleiner als der Strom J, ist. Der Strom J. ist starken Schwankungen und einer großen Belastung unterworfen und damit auch der Strom Jg. Der Strom J₀ wird durch die Strommeßschaltung 4' erfaßt und daraus

ein Steuersignal für den Transistor T3 gewonnen, derart, daß der Strom Jj- gleich dem Strom Jg wird.

Da J_fi = J₇ und jetzt J₁- = J„ ist und J- = J_g + J_fi und J. = J_ + Jg ist, folgt daraus, daß J₃ - J₄ ist, wodurch wieder eine symmetrische Belastung der Nulleitung erreicht ist.

Claims

»ο ο β β ο ν a β β β σο η ο α

ITT-Regelungstechnik GmbH & Co, oHG
Essen

J.Schmidt 2

Patentansprüche

/1./Netzgerät mit zwei Ausgangsspannungen entgegengesetzter Polarität und gemeinsamen Nullpotential, das zum Anschluß an eine Eingangswechselspannung für jede Ausgangsspannung einen Gleichrichter und einen linearen Längsregler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gleichrichtern (Di,D2) und den Längsreglern (ICT,IC2) eine Stromausgleichsschaltung (4,5,6) angeordnet ist und daß die das Nullpotential (O) führende Leitung mit einer der beiden Leitungen der Eingangswechselspannung (ü>v) verbunden ist.
2. Netzgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromausgleichsschaltung aus einer die Ströme (J.. ,J₂) der Ausgangsspannungem (^+ό&'~^όα) erfassenden Strommeßschaltung (4), einer nachfolgenden Vergleichsschaltung (5) und einer daran angeschlossenen Stromsteuerschaltung (5) zwischen den Eingängen der Längsregler IC₂) und dem Nullpotential (0) besteht.
3. Netzgerät nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßschaltung (4) aus je einem niederohmigen Widerstand (Rl,R2) nach den Gleichrichtern (Dl,02) mit einer daran angeschlossenen Brückenschaltung (R3 bis R6) besteht.

Wr/U
17.09.1981

J. Schmidt 2
4. Netzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Vergleichsschaltung (5) aus einem als Proportional-Regler geschalteten Operationsverstärker (IC3) besteht.
5. Netzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet,daß

die Stromsteuerschaltung (6) aus je einem zwischen dem Eingang der Längsregler (IC1,IC2) und dem Nullpotential (0) geschalteten Transistor CT1,T2) besteht!
6. Netzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß bei schwacher Belastung einer Ausgangsspannung (-U )

nur vom Eingang des zugehörigen Längsregler (7) nach Nullpotential ein Transistor (T3) geschaltet ist.
7. Netzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von dem niederohmigen Widerstand (R1) im Zweig der stärker belasteten Ausgangsspannung (+UjJ eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (R13) mit einer Zenerdiode (D5) zum Nullpotential geschaltet ist.

Wr/U
17.09.1981