DE3422252C2

DE3422252C2 -

Info

Publication number: DE3422252C2
Application number: DE19843422252
Authority: DE
Inventors: Guenter Von Zur 4020 Mettmann De Gathen
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1988-11-03
Also published as: CH668485A5; DE3422252A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Schaltung ist aus der DE-PS 23 42 294 bekannt. Schaltungsanordnungen der genannten Art liefern sekundärseitig einen eingeprägten Gleichstrom, der das primärseitig eingespeiste Gleichstromsignal genau ab bilden und vom Widerstand des Verbrauchers, dem Bürdenwi derstand, unabhängig sein soll. Je nach Art des nachge schalteten Verbrauchers und der unterschiedlichen Lei tungslängen kann der Bürdenwiderstand im Bereich bis etwa 600 Ohm beliebig groß sein. Diese Trennwandlerschaltungen arbeiten im Gegensatz zu Trennverstärkern ohne Hilfsener gie. In der Praxis bedeutet das, daß bei der Unterbrechung des Ausgangskreises sich der Bürdenwiderstand des Eingangs kreises erhöht und der Eingangsstrom nicht aufrecht erhal ten wird; ein Trennwandler ohne Hilfsenergie der genannten Art überträgt den eingespeisten Gleichstrom somit nicht rückwirkungsfrei auf den galvanisch getrennten Ausgang.

Aus der DE-OS 31 39 963 ist eine Schaltungsanordnung zur galvanischen Trennung von analogen Gleichstromsignalen unter Verwendung einer Zerhackerschaltung mit einem Transformator bekannt. Zur Eliminierung der Bürdenabhängigkeit des sekundären Ausgangsstromes ist dem von einem Meßumformer gelieferten eingeprägten Strom ein Zusatzstrom überlagert. Dieser Zusatzstrom wird aus einer Spannung hergeleitet, welche am Eingang eines aus der Zerhackerschaltung, dem Transformator und einem Gleichrichter gebildeten Stromwandlers anliegt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungs anordnung mit einem galvanischen Trenner anzugeben, die unabhängig von der Bürde des sekundärseitigen Ausgangs stromes den primärseitig eingespeisten Gleichstrom rück wirkungsfrei aufrecht erhält und die ohne Hilfsenergie auskommt.

Die Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruches 1 gelöst. Anhand eines in der Figur dargestell ten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläu tert.

Die Figur zeigt einen galvanischen Trenner, der einen Übertrager 4 mit einer mittelangezapften Primärwicklung 5 und einer mittelangezapften Sekundärwicklung 6 aufweist. Die Mittelanzapfung der Primärwicklung 5 ist mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle I verbunden, die einen einen Meßwert entsprechenden eingeprägten Strom liefert. Die Enden der Primärwicklung 5 sind über Kollektor-Emit ter-Strecken von zwei Transistoren 2 und 3 mit der Masse leitung 28 verbunden. Die Basisanschlüsse der Transisto ren werden mit einer steuernden Rechteckspannung im Ge gentakt beaufschlagt, die ein nicht dargestellter Recht eckgenerator liefert. Der eingeprägte Strom der Gleich stromquelle I fließt abwechselnd über die obere und un tere Hälfte der Primärwicklung, so daß der Kern des Über tragers 4 im Takt des Rechteckgenerators von dem zerhack ten Gleichstrom ummagnetisiert wird.

In der Sekundärwicklung 6 wird eine dem Primärstrom pro portionale Wechselspannung induziert, die einer Gleich richter-Halbbrücke 7, 8 zugeführt wird. Am Ausgang des Gleichrichters liegt ein Glättungskondensator 9. Die gal vanisch vom Eingang getrennte Meßgleichspannung fällt an einem Bürdenwiderstand 11 ab, der an die Ausgangsklemmen 12 und 13 angeschlossen ist. Parallel zum Glättungskon densator 9 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 27, der von der gleichgerichteten Aus gangsspannung eines selbstschwingenden Oszillators ange steuert wird. Der Oszillator besteht in an sich bekannter Weise aus einem Operationsverstärker 14, den Widerständen 18 bis 22 und den Kondensatoren 16 und 17. Die am Glät tungskondensator 9 anstehende Gleichspannung versorgt den Oszillator mit der erforderlichen Hilfsspannung. Der Os zillator wird über den Koppelkondensator 15 und dem an den Klemmen 12 und 13 angeschlossenen Bürdenwiderstand 11 so bedämpft, daß er nicht von selbst anschwingen kann.

Über den Bürdenwiderstand 11 fließt ein meßwertabhängiger Gleichstrom, der bei Änderung der Bürde in einem vorgege benen Widerstandsbereich von beispielsweise 0 bis 600 Ohm als konstant betrachtet werden kann. Überschreitet der Bürdenwiderstand den vorgegebenen Widerstand von 600 Ohm wesentlich oder tritt gar eine Unterbrechung im Ausgangs stromkreis auf, so verringert sich damit die Bedämpfung des Oszillators. Der Oszillator schwingt an. Seine sinus förmige Wechselspannung wird mittels der Diode 23 gleich gerichtet und in eine dem Schalttransistor 27 angepaßte Steuergleichspannung mit den Widerständen 24 und 25 und dem Siebkondensator 26 umgeformt. Der Schalttransistor 27 schaltet durch und bewirkt so eine niederohmige Belastung des Sekundärkreises des galvanischen Trenners. Eine Un terbrechung bzw. eine zu geringe Belastung des Sekundär kreises wirkt daher weitestgehend rückwirkungsfrei, das heißt, der in den galvanischen Trenner eingespeiste Meß gleichstrom fließt ungehindert weiter. Im Ausführungsbei spiel bewirkt der leitende Schalttransistor 27 etwa die Belastung, die bei einem Bürdenwiderstand 11 von Null Ohm auftritt. Eine zwischen der Ausgangsklemme 12 und dem Glättungskondensator 9 in Flußrichtung geschaltete Entkopplungsdiode 10 verhindert die Bedämpfung des Oszillationskreises durch den Glättungskondensator. - Durch Einsatz eines handels üblichen Operationsverstärkers 14 mit geringem Versor gungsstrom wird der übertragene Gleichstrom im bedämpf ten Zustand des Oszillators nicht nennenswert verfälscht.

Claims

1. Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner für analoge Gleichstromsignale, bestehend aus einem Übertrager ( 4 ), dessen Primärwicklung (5) mit einem Zerhacker (2, 3) für das Gleichstrom signal (I) verbunden ist und dessen Sekundärwicklung (6) mit einem Gleichrichter (7, 8) und einem Glättungskondensator (9) für das zu übertragende Wechselstromsignal verbunden ist, welches einen Bürdenwiderstand (11) speist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) ein selbstschwingender Oszillator (14, 16-22) ist vorgesehen, der durch den Bürdenwiderstand (11) bedämpft ist;
b) überschreitet der Bürdenwiderstand (11) einen vorgegebenen Grenzwert, so schwingt der Oszillator und seine gleichgerichtete Oszillatorspannung steuert einen Schalttransistor (27), der den Ausgang des galvanischen Trenners niederohmig belastet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete Wechselstromsignal die Hilfsspannung für den Oszillator (14, 16-22) liefert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors (27) dem Glättungskondensator (9) parallel geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgang des Oszillators (14, 16-22) über einen Koppelkondensator (15) mit dem Bürdenwiderstand (11) derart ver bunden ist, daß die Reihenschaltung aus dem Koppelkondensator und dem Bürdenwiderstand den Oszillator wechselspannungsmäßig bedämpft.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entkopplungsdiode (10) zwischen dem Glättungskondensator (9) und dem Bürdenwiderstand (11) derart geschaltet ist, daß eine Bedämpfung des Oszillators (14, 16-22) durch den Glättungskondensator verhindert wird.