DE3437610A1 - Measurement method and measurement device for a DC actuator - Google Patents
Measurement method and measurement device for a DC actuatorInfo
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Abstract
Description
BROWN,BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFTBROWN, BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT
Mannheim 10. Okt. 1984Mannheim October 10, 1984
Mp.-Nr. 647/84 ZPT/P3-Pn/BtMp.no. 647/84 ZPT / P3-Pn / Bt
Meßverfahren und Meßeinrichtung für einen Gleichstromsteller ,Measuring method and measuring device for a DC chopper,
Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßverfahren und eine Meßeinrichtung für einen Gleichstromsteller gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a measuring method and a measuring device for a DC chopper according to the Preamble of claim 1.
Ein solcher Gleichstromsteller ist beispielsweise ausSuch a DC chopper is off, for example
P. Kurscheidt, "Leistungselektronik", Verlag Berliner Union, Stuttgart, Verlag W. Kohlhammer, Stuttgart, Berlin, Köln, Mainz, 1977, Seite 178 bis 179 bekannt. Dieser verlustarme Gleichstromsteller arbeitet nach dem "Zerhacker"- oder "Chopper"-Prinzip. Dabei wird die Gleichspannung einer Spannungsquelle bei unveränderter Spannungsamplitude mittels eines elektronischen Schalters abschnittsweiss an eine Last gelegt.P. Kurscheidt, "Power Electronics", Verlag Berliner Union, Stuttgart, Verlag W. Kohlhammer, Stuttgart, Berlin, Cologne, Mainz, 1977, pages 178 to 179 known. This low-loss DC converter works according to the "chopper" or "chopper" principle. The DC voltage of a voltage source is unchanged Voltage amplitude applied in sections to a load by means of an electronic switch.
Die Schaltspannung des Stellers ist daher rechteckförmig. Da eine Last im allgemeinen eine glatte Spannung benötigt, ist zwischen Steller und Last eine Glättungsg5 induktivität einzufügen, die den Wechselspannungsanteil der Schaltspannung von der Last fernhält und den Strom glättet.The switching voltage of the controller is therefore square. Since a load is generally a smooth voltage required between a controller and load Glättungsg 5 inductance insert that keeps the alternating voltage portion of the switching voltage of the load, and smoothes the current.
Üblicherweise arbeitet ein Gleichstromsteller als Leistungssteliglied innerhalb eines Stromregelkreises. Zur Regelung des Stromes ist eine Messung des Strom-Istwertes erforderlich. Da potentialtrennende Gleichstromwandler teuer sind, wird der Strom bei Stellern im unteren Le-i-stuffgsbereich potentialbehaftet mittels eines niederohmigen Strommeßwiderstandes im Strompfad erfaßt.A DC chopper usually works as a power element within a current control loop. To control the current, a measurement of the current actual value is required necessary. Because potential-separating direct current converters are expensive, the current with actuators in the lower Le-i-stuffgsbereich has potential by means of a low-resistance Current measuring resistor detected in the current path.
Problematisch dabei ist, daß der Strommeßwiderstand im Lastkreis angeordnet werden muß und dieser ein wesentlich unterschiedlicheres Potential als der Steuereingang des elektronischen Schalters aufweist. Es ist deshalb üblich, den Lastkreis mit demjenigen Pol der Speisespannungsquelle zu verbinden, an dem auch der Bezugspunkt des Stromregelkreises und der übrigen informationsverarbeitenden Elektronik angeschlossen ist. Dies ist die Voraussetzung dafür, daß der am Strommeßwiderstand abfallende Gleichspannungswert problemlos dem Stromregelkreis zuführbar ist.The problem here is that the current measuring resistor must be arranged in the load circuit and this is an essential has a different potential than the control input of the electronic switch. It is therefore It is customary to connect the load circuit to the pole of the supply voltage source at which the reference point is also located the current control loop and the other information processing electronics is connected. this is the The prerequisite for this is that the DC voltage value dropping across the current measuring resistor can be easily transferred to the current control circuit is feedable.
Allerdings hat diese Variante den Nachteil, daß der Steuereingang des elektronischen Schalters über eine verhältismäßig aufwendige Potentialtrennungsstufe angesteuert werden muß. Als Potentialtrennnungsstufe können Transformatoren oder Optokoppler eingesetzt werden. Dabei ergibt sich ein zusätzlicher Aufwand an Bauteilen.However, this variant has the disadvantage that the control input of the electronic switch has a relatively complex electrical isolation stage must be controlled. As an electrical isolation level, Transformers or optocouplers are used. Included there is an additional cost of components.
Soll der durch den zusätzlichen Einbau einer Potentialtrennungsstufe bedingte Aufwand vermieden werden, so mußShould this be done by installing an additional electrical isolation stage conditional effort must be avoided
3Q der Strommeßwiderstand zwischen den elektronischen Schalter und denjenigen Anschluß der Spannungsquelle eingefügt werden, mit dem auch die den Steuereingang des elektronischen Schalters treibende Baueinheit (Pulsweitenmodulator) des Stromregelkreises verbunden ist. Bei Einsatz von N-Kanal-Feldeffekttransistoren oder NPN-Bipolartransistoren als elektronische Schalter ist dies im3Q the current measuring resistor between the electronic Switch and that connection of the voltage source are inserted with which the control input of the Electronic switch driving unit (pulse width modulator) of the current control loop is connected. at Use of N-channel field effect transistors or NPN bipolar transistors as an electronic switch, this is im
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III · IIII · I
allgemeinen die negative Klemme (Minuspol) der Spannungsquelle .generally the negative terminal (negative pole) of the voltage source.
Bei dieser Variante ist jedoch problematisch, daß im Strommeßwiderstand nur während der EIN-Phasen des elektronischen Schalters der Laststrom fließt. Während der AUS-Phasen des elektronischen Schalters fließt der Laststrora ungeraessen über die Freilaufdiode weiter. Die am Strommeßwiderstand abgegriffene Strom-Istwert-Spannung ist dabei mit Lücken durchsetzt.The problem with this variant, however, is that in the current measuring resistor only during the ON phases of the electronic Switch the load current flows. The load current flows during the OFF phases of the electronic switch unread through the freewheeling diode. The current actual value voltage tapped at the current measuring resistor is riddled with gaps.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren für einen Gleichstromsteller der eingangs genannten Art anzugeben, das einen lückenlosen Verlauf der Strom-Istwert-Spannung für den Laststrom gewährleistet, ohne daß dabei der Steuereingang desBased on this, the invention is based on the object of providing a measuring method for a DC power converter Specify the type mentioned at the beginning, which has a gap-free curve of the current actual value voltage for the load current guaranteed without the control input of the
elektronischen Schalters über eine Potentialtrennungsstufe anzusteuern ist.electronic switch is to be controlled via an electrical isolation stage.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is characterized by that in claim 1 Features solved.
■j Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbe- ■ j The advantages that can be achieved with the invention are in particular
(i sondere darin, daß die Erfassung des Laststrom-Istwertes (i special in that the acquisition of the load current actual value
If 25 mit einfachen Mitteln ohne den Einsatz einer Potential- !^ trennungsstufe möglich ist. Es treten auch während der If 25 is possible with simple means without the use of a potential separation stage. It also occur during the
AUS-Phasen des elektronischen Schalters keine Lücken in der Strora-Istwert-Spannung auf, sondern diese Lücken werden durch Simulation des Strora-Istwert-Spannungsverlaufs unter Zuhilfenahme des Speichers gefüllt. Die resultierende Strom-Istwert-Spannung bildet den tatsächlichen Laststromverlauf sehr gut nach.OFF phases of the electronic switch do not reveal any gaps in the Strora actual value voltage, but these gaps by simulating the Strora actual value voltage curve filled with the aid of the memory. The resulting current actual value voltage forms the actual value Load current curve very well.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sowie vorteilhafte Meßeinrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.An expedient development of the invention and advantageous measuring devices for carrying out the invention Measurement methods are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is described below with reference to the drawings illustrated embodiments explained.
eine Gleichstromstellerschaltung mit der zugehörigen Strom-Meßeinrichtung, eine Variante mit Transformator, eine Variante mit Differenzverstärker, eine Variante mit Strominverter.a DC chopper circuit with the associated current measuring device, a variant with a transformer, a variant with a differential amplifier, a variant with a power inverter.
In Fig. 1 ist eine Gleichstromstellerschaltung mit der zugehörigen Strom-Meßeinrichtung dargestellt. Eine Gleichspannungsquelle 1 ist über ihre negative Klemme 2 (Bezugspotential) mit einem niederohmigen Strommeßwiderstand (Shunt) R1 und über ihre positive Klemme mit einer Last 4, z.B. einem Motor, sowie mit der Kathode einer Freilaufdiode D verbunden. Die Anode dieser Diode D ist an den ersten Hauptanschluß eines elektronischen Schalters Sl sowie an eine Hauptwicklung einer Glättungsinduktivität L angeschlossen. Die Induktivität dieser Hauptwicklung beträgt L1. Die Hauptwicklung liegt andererseits über eine Klemme 5 an der Last 4. Der zweite Hauptanschluß des elektronischen Schalters S1 ist mit dem Strommeßwiderstand RI verbunden.In Fig. 1, a DC chopper circuit is shown with the associated current measuring device. One DC voltage source 1 is via its negative terminal 2 (reference potential) with a low-resistance current measuring resistor (Shunt) R1 and via its positive terminal with a load 4, e.g. a motor, as well as with the cathode one Freewheeling diode D connected. The anode of this diode D is connected to the first main connection of an electronic switch Sl and connected to a main winding of a smoothing inductance L. The inductance of this Main winding is L1. The main winding, on the other hand, is connected to the load 4 via a terminal 5. The second The main connection of the electronic switch S1 is connected to the current measuring resistor RI.
Die Ansteuerung des elektronischen Schalters SI, vorzugsweise eines Schalttransistors, erfolgt durch einen Stromregelkreis. Zum Vergleich einer vorgegebenen Strora-Sollwert-Spannung UI und einer erfaßten Strom-Istwert-Spannung U2 ist eine Vergleichstelle 6 vorgesehen. Von dieser wird die Sollwert-Istwert-Differenz U1 - U2 gebildet und einem Stromregler 7 (vorzugsweise einem PI-Regler) zugeleitet. An den Stromregler 7 ist ein Pulsweitenmodulator 8 angeschlossen, der ausgangsseitig den elektronischen Schalter SI über dessen Steuereingang ansteuert. Zur Einführung des Bezugspotentials sindThe control of the electronic switch SI, preferably of a switching transistor, is carried out by a current control circuit. To compare a given Strora setpoint voltage UI and a recorded current actual value voltage A comparison point 6 is provided for U2. From this the setpoint-actual value difference U1 - U2 formed and fed to a current regulator 7 (preferably a PI regulator). At the current regulator 7 is a Pulse width modulator 8 connected, the output side the electronic switch SI via its control input drives. To introduce the reference potential are
• I · · t• I · · t
..:*T 343761 O.. : * T 343761 O
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weitere Eingänge des Pulsweitenniodulators 8 und des Stromreglers 7 mit der negativen Klemme 2 verbunden.further inputs of the pulse width modulator 8 and des Current regulator 7 is connected to the negative terminal 2.
Zur Bereitstellung der Strom-Istwert-Spannung U2 ist ein zweite/ elektronischer Schalter S2, vorzugsweise ein Schalttransistor kleiner Leistung, vorgesehen, dessen erster Hauptanschluß am Verbindungspunkt des Strommeßwiderstandes RI und des elektronischen Schalters S1 liegt und dessen zweiter Hauptanschluß an den Istwerteingang der Vergleichsstelle 6 angeschlossen ist. Der Steuereingang des elektronischen Schalters S2 ist mit dem Ausgang des Pulsweitenmodulators 8 verbunden. Am Istwerteingang der Vergleichsstelle 6 liegen desweiteren ein Widerstand R2 und ein Kondensator CI. Der Kondensator C1 ist andererseits an die negative Klemme 2 angeschlossen. Der Widerstand R2 ist andererseits mit der ersten Klemme einer Fühlwicklung der Glättungsinduktivität L verbunden. Die zweite Klemme dieser mit der Hauptwicklung transformatorisch gekoppelten Fühlwicklung liegt an der negativen Klemme 2. Die Induktivität der Fühlwicklung beträgt L2.A second / electronic switch S2, preferably one, is used to provide the current actual value voltage U2 Switching transistor of low power, provided, the first main connection of which is at the connection point of the current measuring resistor RI and the electronic switch S1 and its second main connection to the actual value input the reference junction 6 is connected. The control input of the electronic switch S2 is with connected to the output of the pulse width modulator 8. There are also at the actual value input of the reference junction 6 a resistor R2 and a capacitor CI. The capacitor C1, on the other hand, is connected to the negative terminal 2. The resistor R2, on the other hand, is connected to the first terminal of a sense winding of the smoothing inductance L connected. The second terminal of this sense winding, which is transformer-coupled to the main winding is on negative terminal 2. The inductance of the sense winding is L2.
Der über die Last M bzw. die Hauptwicklung der Glättungsinduktivität L fließende Strom ist mit i bezeichnet. Die an der Hauptwicklung bzw. Fühlwicklung der Glättungsinduktivität L abfallenden Spannungen betragen UL1 bzw. UL2. Der über den elektronischen Schalter S1 bzw. den Strommeßwiderstand R1 fließende Strom ist mit ii bezeichnet.The one across the load M or the main winding of the smoothing inductance L flowing current is denoted by i. The one on the main winding or the sense winding of the Smoothing inductance L falling voltages are UL1 or UL2. The electronic switch S1 or the current flowing through the current measuring resistor R1 is denoted by ii.
Während der EIN-Phasen des elektronischen Schalters Sl ergibt sich ein Stromfluß von der Gleichspannungsquelle 1 über die positive Klemme 3, die Last U, die Hauptwicklung der Glättungsinduktivität L, den geschlossenen elektronischen Schalter SI, den Strommeßwiderstand R1 und die negative Klemme 2. Während der EIN-Phasen von S1During the ON phases of the electronic switch Sl there is a current flow from the DC voltage source 1 via the positive terminal 3, the load U, the main winding the smoothing inductance L, the closed electronic switch SI, the current measuring resistor R1 and the negative terminal 2. During the ON phases of S1
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ist auch der synchron angesteuerte elektronische Schalter S2 geschlossen, d.h. die Strom-Istwert-Spannung U2 wird direkt am Verbindungspunkt von S1 und Rl abgenommen. the synchronously controlled electronic switch S2 is also closed, i.e. the current actual value voltage U2 is removed directly at the connection point of S1 and Rl.
Während^5 der AUS-Phasen des elektronischen Schalters S1 ergibt sich ein Stromfluß von der Hauptwicklung der Glättungsinduktivität L über die Freilaufdiode D, die Klemme 3 und die Last 4 zur Klemme 5. Während der AUS-Phasen von S1 ist auch der elektronische Schalter S2 geöffnet, d.h. die Strom-Istwert-Spannung U2 wird durch die am Kondensator C1 liegende Spannung und durch die in der Fühlwicklung der Glättungsinduktivität L induzierte Spannung UL2 bestimmt.During ^ 5 of the OFF phases of the electronic switch S1 there is a current flow from the main winding of the smoothing inductance L via the freewheeling diode D, the terminal 3 and the load 4 to the terminal 5. During the OFF phases of S1 the electronic switch S2 is also opened, ie the current actual value voltage U2 is determined by the voltage across the capacitor C1 and by the voltage UL2 induced in the sense winding of the smoothing inductance L.
Während der EIN-Phasen der beiden gemeinsam gesteuerten elektronischen Schalter Sl und S2 wird demnach die Spannung am Kondensator C1 von der Strommeßspannung an RI geführt und während der AUS-Phasen von Sl und S2 simuliert der aus den Bauelementen R2 und Cl bestehende Integrator den weiteren Stromverlauf durch die Last.During the ON phases of the two jointly controlled electronic switches S1 and S2, the voltage is accordingly on capacitor C1 from the current measurement voltage to RI guided and simulated during the OFF phases of S1 and S2 the integrator consisting of the components R2 and Cl determines the further course of the current through the load.
Der zeitliche Verlauf des Laststromes i hängt allgemein von der Spannung UL1 an der Hauptwicklung der Glättungsinduktivität L ab. Es gilt:The course of the load current i over time generally depends on the voltage UL1 at the main winding of the smoothing inductance L off. The following applies:
i(t) = i(t = ti) + 1/L1 J UL1(t)dt (1)i (t) = i (t = ti) + 1 / L1 J UL1 (t) dt (1)
Während der EIN-Phasen von S1 ist die Spannungszeitfläehe an L1 positiv, d.h. der Strom i steigt. Der zugehö- » rige Meßwert U2 an R1 wird wegen des leitenden Schalters S2 dem Kondensator C1 aufgeprägt.The voltage time area is during the ON phases of S1 positive at L1, i.e. the current i increases. The associated measured value U2 at R1 is due to the conductive switch S2 impressed on the capacitor C1.
Während der AUS-Phasen von S1 ist die Spannungszeitfläehe an L1 negativ, d.h. der Strom i fällt mit der Zeit. Der Strommeßwert an R1 ist infolge des geöffneten Schal*The voltage time area is during the OFF phases of S1 negative at L1, i.e. the current i falls over time. The current measured value at R1 is due to the open shell *
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B · · f · tB · · f · t
ters Sl Null. Da auch der Schalter S2 sperrt, behält der Kondensator C1 zu Beginn der AUS-Phasen von Sl als Speicher die Spannung U2 als Strominformation. Zur genauen Simulation des Laststromverlaufs während der AUS-Phasen von Sl ist es wichtig, daß die Spannung am Kondensator Cl mit der gleichen Geschwindigkeit fällt, mit der auch der Laststrom sinkt. Für den Laststrom gilt:ters Sl zero. Since the switch S2 also blocks, the capacitor C1 retains as a memory at the beginning of the OFF phases of S1 the voltage U2 as current information. For the exact simulation of the load current curve during the OFF phases of Sl it is important that the voltage across the capacitor Cl falls at the same rate as that the load current drops. The following applies to the load current:
di/dt = ULl(t)/Lldi / dt = ULl (t) / Ll
Für die Strom-Istwert-Spannung U2 bedeutet das:For the current actual value voltage U2 this means:
(2)(2)
dU2/dt = (R1/L1) · UL1dU2 / dt = (R1 / L1) UL1
(3)(3)
Diese während der EIN-Phasen von S1 erzwungene Änderungsgeschwindigkeit von U2 soll sich auch in den AUS-Phasen einstellen:The speed of change that is forced during the ON phases of S1 of U2 should also be set in the OFF phases:
dU2/dt = CUL2 - U2)/(R2 · Cl)dU2 / dt = CUL2 - U2) / (R2 · Cl)
(4)(4)
Die Spannung UL2 an der Fühlwicklung der Glättungsinduktivität L kann sehr groß gegen U2 gewählt werden, so daß die kloine Spannung U2 in der Gleichung (4) vernachlässigbar wird:The voltage UL2 at the sense winding of the smoothing inductance L can be selected to be very large compared to U2, so that the normal voltage U2 in equation (4) becomes negligible:
dU2/dt = 1/(R2 · CD · UL2dU2 / dt = 1 / (R2 · CD · UL2
(5)(5)
Bei Vergleich der Gleichungen (3) und (5) ergibt sich!A comparison of equations (3) and (5) results in!
£U2/dt = CR1/L2) · UL1 = 1/CR2 · CI) · UL2£ U2 / dt = CR1 / L2) UL1 = 1 / CR2 CI) UL2
(6)(6)
Die durch den Vergleich entstandene Formel (6) liefert die Bemessungsvorschrift für die Zeitkonstante des RCl-Gliedes: The formula (6) resulting from the comparison provides the dimensioning rule for the time constant of the RCl element:
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it I · · it I · ·
III · ·III · ·
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R2 · Cl = (L1/R1) · (UL2/UL1) (7)R2 Cl = (L1 / R1) (UL2 / UL1) (7)
Das Spannungsverhältnis UL2/UL1 ist mit dem Windungszahlverhältnis von Fühlwicklung und Hauptwicklung der Glättungsinduktivität frei wählbar.The voltage ratio UL2 / UL1 is with the number of turns ratio Freely selectable of sense winding and main winding of the smoothing inductance.
Wenn mittels geeigneter Bauelemente R1,R2,C1,L1,L2 die Gleichung (7) erfüllt wird, simuliert die Spannung U2 während der AUS-Phasen von S1 den abklingenden Verlauf des Laststromes i bzw. des Stromes in LI. Wesentlich dabei ist, daß während der AUS-Phasen von S1 der Strom i zwar nicht direkt gemessen wird, daß aber mittels der Fühlwicklung der Glättungsinduktivität mit einfachen Mitteln eine potentialfreie Information über die Stroraänderungsgeschwindigkeit in der Hauptwicklung gewonnen wird, die durch Integration zur Strominformation während der AUS-Phasen der elektronischen Schalter S1 und S2 führt.If using suitable components R1, R2, C1, L1, L2 the Equation (7) is fulfilled, the voltage U2 simulates the decaying curve during the OFF phases of S1 the load current i or the current in LI. Essential here is that during the OFF phases of S1 the current i is not measured directly, but that by means of the Sense winding of the smoothing inductance with simple means a potential-free information about the current rate of change in the main winding is obtained by integrating the current information during the OFF phases of the electronic switches S1 and S2.
2Q Die Genauigkeit der Integration hängt davon ab, wie exakt die Gleichung (7) erfüllt wird, d.h. wie exakt die Bauelemente dimensioniert werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Induktivität L1 möglichst konstant, d.h. stromunabhängig sein sollte. Bei kleinen Induktivitätswerten ist dies meistens der Fall. Bei sehr großen Induktivitäten mit im Verhältnis zur Taktzeit des Pulsweitenmodulators 8 großen Zeitkonstanten ist während einer AUS-Phase von SI und S2 die Stromänderung in der Hauptwicklung so gering, daß auf das Integrationsverfahren verzichtet werden kann.2Q The accuracy of integration depends on how exactly equation (7) is fulfilled, i.e. how exactly the components are dimensioned. It should be noted that that the inductance L1 should be as constant as possible, i.e. independent of the current. With small inductance values this is mostly the case. With very large inductances in relation to the cycle time of the pulse width modulator 8 large time constants is the change in current in the main winding during an OFF phase of SI and S2 so low that the integration process can be dispensed with.
Der Kondensator C1 wird dann nur als Informationsspeicher für die AUS-Phasen benutzt. Es wird keine Fühlwick lung mehr benötigt. Der Schalter S2 und der Kondensator C1 arbeiten als "Sample-and-Hold-Schaltung". The capacitor C1 is then only used as an information memory for the OFF phases. Sensing winding is no longer required. The switch S2 and the capacitor C1 work as a "sample-and-hold circuit".
In Fig. 2 ist eine Variante der Strom-Meßeinrichtung mit Transformator dargestellt. Die Glättungsinduktivität L besitzt dabei keine Fühlwicklung mehr, sondern die beiden Klemmen der Glättungsinduktivität L sind mit einer Primärwicklung 1 eines Transformators 9 verbunden, dessen--Sekündärwicklung 11 einerseits an die negative Klemme 2 und andererseits an den Widerstand R2 oder direkt an den Kondensator C1 angeschlossen ist. Die übrige Schaltungsanordnung ist wie unter Fig. 1 beschrieben.In Fig. 2 a variant of the current measuring device is shown with a transformer. The smoothing inductance L no longer has a sense winding, but the two terminals of the smoothing inductance L are connected to a Primary winding 1 of a transformer 9 connected, its - secondary winding 11 on the one hand to the negative terminal 2 and on the other hand to the resistor R2 or directly is connected to the capacitor C1. The remaining circuit arrangement is as described under FIG. 1.
In Fig. 3 ist eine Variante der Strom-Meßeinrichtung mit Differenzverstärker dargestellt. Die Glättungsinduktivität L besitzt dab ebenfalls keine Fühlwicklung mehr, sondern die beiden Klemmen der Glättungsinduktivität L sind mit Widerständen R3 bzw. R5 verbunden. Am Widerstand R3 liegen der negative Eingang eines Differenzverstärkers 12 sowie ein Widerstand RU. An den Widerstand R5 sind der positive Eingang des Differenzverstärkers und ein Widerstand R6 angeschlossen. Der Widerstand R63 shows a variant of the current measuring device with a differential amplifier. The smoothing inductance L also no longer has a sense winding, but the two terminals of the smoothing inductance L. are connected to resistors R3 and R5, respectively. The negative input of a differential amplifier is connected to resistor R3 12 and a resistor RU. The positive input of the differential amplifier is connected to resistor R5 and a resistor R6 connected. The resistor R6
2Q ist andererseits mit der negativen Klemme 2 verbunden. Der Widerstand R4 ist andererseits mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 12 zusamraengeschaltet und liegt über dem Widerstand R2 am Kondensator Cl. Die übrige Schaltungsanordnung ist wie unter Fig. 1 beschrieben. 2Q, on the other hand, is connected to the negative terminal 2. The resistor R4, on the other hand, is connected to the output of the differential amplifier 12 and is connected to the capacitor C1 via the resistor R2. The remaining circuit arrangement is as described under FIG. 1.
In Fig. 4 ist eine Variante der Strcm-Meßeinrichtung mit Strominverter dargestellt. Die Glättungsinduktivität L besitzt auch bei dieser Variante keine Fühlwicklung mehr, sondern ist mit einem RC-Glied, bestehend aus der Reihenschaltung eines Kondensators C2 mit einem Wider stand R7, verbunden. Das RC-Glied R7/C2 ist andererseits an einen Strorainverter 11 angeschlossen. Der Strominverter 14 besteht aus zwei Widerständen R8 und R9 und einem Transistor 15. In FIG. 4 is a variant of the STRCM measuring device is shown with power inverter. The smoothing inductance L no longer has a sense winding in this variant either, but is connected to an RC element consisting of a series connection of a capacitor C2 with a resistor R7. On the other hand, the RC element R7 / C2 is connected to a power inverter 11. The current inverter 14 consists of two resistors R8 and R9 and a transistor 15.
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3030th
Der mit dem RC-Glied R7/C2 verbundene Eingang des Strorainverters ist mit der Basis des Transistors 15 und dem Widerstand R8 verbunden. Der Widerstand R8 ist andererseits an die negative Klemme einer Hilfsgleichspannungs- ^ quelle 13 und an den Widerstand R9 angeschlossen. Die |The input of the Strora inverter connected to the RC element R7 / C2 is connected to the base of transistor 15 and resistor R8. The resistor R8 is on the other hand to the negative terminal of an auxiliary DC voltage ^ source 13 and connected to resistor R9. The |
PQS.itive Klemme der Hilfsgleichspannungsquelle 13 liegt |PQS.itive terminal of the auxiliary DC voltage source 13 is |
ρ an der negativen Klemme 2 der Gleichspannungsquelle 1. > Der Widerstand R9 ist andererseits mit dem Emitter des Transistors 15 verbunden, dessen Kollektor den Ausgang des Strominverters 14 bildet und direkt am Kondensator I C1 liegt. Die übrige Schaltungsanordnung ist wie unter ; Fig. 1 beschrieben. Der Ausgangsstrom bestimmt sich durch entsprechende Wahl der Widerstände R8 und R9 nach der folgenden Beziehung:ρ at the negative terminal 2 of the DC voltage source 1.> The resistor R9 is on the other hand connected to the emitter of the transistor 15, the collector of which forms the output of the current inverter 14 and is directly connected to the capacitor I C1. The rest of the circuitry is as below; Fig. 1 described. The output current is determined by the appropriate choice of resistors R8 and R9 according to the following relationship:
1515th
i«ii«i = Uin * R8/R9 (8)i «ii« i = Uin * R8 / R9 (8)
wobei iaus dem in den Kollektor des Transistors 15 fließenden Ausgangsstrom entspricht und iein gleich der Summe der in die Basis des Transistors 15 und über den Widerstand R8 fließenden Ströme ist.where i aus corresponds to the output current flowing into the collector of transistor 15 and i e in is equal to the sum of the currents flowing into the base of transistor 15 and via resistor R8.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren und die erfindungsgemäße Meßeinrichtungkonnen beispielsweise bei Batterieladegeräten für Elektroautos oder bei Motorsteuerungen angewendet werden.The measuring method according to the invention and the measuring device according to the invention can be used, for example, in battery chargers for electric cars or in engine controls.
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Claims (1)
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1984
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