DE3634142A1

DE3634142A1 - Schaltungsanordnung zur uebertragung von informationen

Info

Publication number: DE3634142A1
Application number: DE19863634142
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Seidel
Original assignee: Schrack Elektronik AG
Current assignee: Schrack Elektronik AG
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1987-04-09
Also published as: AT387478B; ATA292185A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Informationen in einander entgegengesetzten Richtungen über einen Trenntransformator.

Bei Netzversorgungsgeräten mit galvanischer Trennung von Primär- und Sekundärseite ist es oft notwendig, Signale von der Primär- zur Sekundärseite, als auch Signale in umgekehrter Richtung zu übertragen. Solche Signale stellen z. B. Netzüberspannungsmeldung, Netzausfallsmeldung, Taktsignale dar.

Bei bekannten Schaltungen zur Übertragung von Signalen mit Potentialtrennung werden meist Optokopplerschaltkreise verwendet. Bei solchen Schaltungen ergeben sich aber meist Probleme im Hinblick auf Erfordernisse bezüglich der anzulegenden Prüfspannungen und die Einhaltung der notwendigen Luft-und Kriechstrecken unter der Berücksichtigung der Alterung derartiger Schaltkreise. Außerdem muß sowohl für den Hin- als auch für den Rückkanal ein Optokoppler- Schaltkreis mit dem geforderten galvanischen Trennvermögen vorgesehen werden, wodurch sich ein entsprechend hoher Schaltungsaufwand ergibt.

Auch eine Potentialtrennung mittels Trennverstärker, die im allgemeinen transformatorgekoppelt sind, ist bekannt. Auch hier werden die Probleme der Potentialtrennung mit großem konstruktivem Aufwand gelöst.

Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art vorzugschalgen, die sich durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnet und bei der eine sichere Trennung gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an einer Wicklung des Transformators ein Widerstand angeschlossen ist, über welchen eine in einer Richtung zu übertragende erste Information zuführbar und an welchem eine in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information abgreifbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, zwei Informationen in einander entgegengesetzten Richtungen zu übertragen. So kann eine Information in Form eines Wechselspannungssignals in der einen Richtung übertragen werden und die andere Information in Form einer Änderung der die beiden Wicklungen des Transformators abschließenden Impedanzen in entgegengesetzter Richtung übertragen werden. Dabei überträgt sich das Wechselspannungssignal entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Transformators, wobei das zu übertragende Wechselspannungssignal über den Widerstand dem Transformator zugeführt wird. Die Änderung der die eine Seite des Transformators abschließenden Impedanz überträgt sich ebenfalls auf die andere Wicklung des Transformators, wodurch diese Änderung über dem Widerstand abgegriffen werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information in Form einer Gleichspannung vorliegt und beide Wicklungen des Trenntransformators mit einer Gleichrichteranordnung beschaltet sind, über welche die zweite Information zu- bzw. abführbar ist. Auf diese Weise können die Informationen sehr einfach in beiden Richtungen übertragen werden.

Um bei einer solchen Ausführungsform in der Wahl der Größe des die zweite Information darstellenden Gleichstromsignals unabhängig zu sein, kann weiters vorgesehen sein, daß die in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information in Form einer Gleichspannung der Gleichrichteranordnung über eine mit Bezug auf die Gleichrichteranordnung als Gegenspannung wirkende Gleichspannungsquelle zuführbar ist. Damit wird verhindert, daß an der Eingangsseite des Transformators für die zweite, als Gleichstromsignal vorliegende Information ein Nullsignal entsteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann weiters vorgesehen sein, daß dem Widerstand ein Signalumformer, wie z. B. ein FM-Modulator, Phasenmodulator, vorgeschaltet und an der anderen Wicklung des Trenntransformators ein komplementärer Signalumformer, wie z. B. FM-Demodulator, Phasendemodulator, angeschlossen ist. Dadurch kann die erste zu übertragende Information als beliebiges Signal vorliegen. Nach der Übertragung des umgeformten Signals wird dieses wieder zurück umgeformt.

Um als beliebige Signale vorliegende Informationen übertragen zu können, kann weiters vorgesehen sein, daß die in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information über eine Amplitudenmodulatorschaltung der Gleichrichteranordnung bzw. der der Gleichrichteranordnung vorgeschalteten Gleichspannungsquelle zugeführt wird, wobei die an der anderen Wicklung des Trenntransformators vorgesehene Gleichrichteranordnung als eine Amplitudendemodulatorschaltung ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Die Fig. 1 bis 5 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die beiden Wicklungen (1, 2) des Transformators (T 1) über nicht dargestellte, an den Klemmen (Z _A bzw. Z _E) angeschlossenen Impedanzen abgeschlossen, wobei die an der Klemme (Z _E) angeschlossene Impedanz variabel ist. An die Wicklung (1) des Transformators (T 1) ist weiters ein Widerstand (R 1) angeschlossen, über den eine erste, als Wechselstromsignal (U∼_E) anstehende Information, die an der Klemme (3) ansteht, der Wicklung (1) zuführbar ist. Dieses Wechselstromsignal (U∼_E) überträgt sich auf die Wicklung (2) des Transformators und kann an der an die Wicklung (2) angeschlossene Klemme (4) als Wechselstromsignal (U∼_A) abgenommen werden.

Gleichzeitig kann eine zweite Information, die in Form einer Änderung der an die Klemme (Z _E) angeschlossenen Impedanz vorliegt, über die mit dieser Klemme verbundene Wicklung (2) des Transformators auf dessen Wicklung (1) übertragen werden, wobei das übertragene Signal über dem Widerstand (R 1) abgegriffen werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Wicklung (1) des Transformators (T 1) ebenfalls mit dem Widerstand (R 1) verbunden, über den eine erste, als Wechselspannungssignal vorliegende Information (U∼_E) dem Transformator (T 1) zuführbar ist, die nach ihrer Übertragung auf die zweite Wicklung (2) des Transformators (T 1) an der Klemme (4) als Wechselspannungssignal (U∼_A) abgreifbar ist. Weiters sind an die Wicklungen (1 bzw. 2) Dioden (D 1 bzw. D 2) angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform kann neben der ersten, als Wechselspannung vorliegenden Information (U∼_E) eine zweite, als Gleichspannungssignal (U=_E) vorliegende Information, die an die Klemme (5) angelegt wird, auf die Wicklung (1) des Transformators (T 1) übertragen und über dem Widerstand (R 1) bzw. zwischen den Klemmen (3 und 6) als Gleichspannungssignal (U=_A) abgegriffen werden. Voraussetzung dafür ist aber, daß das Gleichspannungssignal (U=_E) nicht gleich Null wird.

Diese Einschränkung entfällt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß zwischen der Klemme (5), an der die als Gleichstromsignal (U=_E) vorliegende zweite Information anliegt, und der Diode (D 2) eine Spannungsquelle (7) zwischengeschaltet ist. Damit ist sichergestellt, daß auch zu Zeiten, in denen das Gleichspannungssignal (U=_E) den Wert Null annimmt und die Wicklung (2) des Transformators (T 1) mit Gleichstrom vormagnetisiert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist zwischen dem Widerstand (R 1) und der Klemme (3) ein Signalumformer (8) zwischengeschaltet, wodurch es möglich ist, die erste Information (I _E) auch zu übertragen, wenn diese als ein Singal beliebiger Art, z. B. als Gleichspannungssignal, vorliegt. Zwischen der Wicklung (2) des Transformators und der Klemme (4) ist ein zum Signalumformer (8) komplementärer Signalumformer (9) zwischengeschaltet, der das der Information (I _E) entsprechende übertragene Signal wieder in die an der Klemme (3) anliegende Signalform zurückumwandelt.

Die Signalumformer (8, 9) können z. B. das die Information (I _E) enthaltende beliebige Signal in ein Wechselspannungsignal mit variabler Frequenz oder variabler Phasenlage gegenüber einem Referenzsignal umwandeln.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind außerdem zwischen Der Klemme (5), an der ein die zweite Informaten (I _E2) enthaltendes Singal (U=_E) anliegt bzw. der Klemme (6), an der das die Übertragung der Information (I _2A) enthaltende Signal abgenommen werden kann, und der Spannungsquelle (7) bzw. der Diode (D 2) ein Amplitudenmodulator (10) bzw. ein Amplitudendemodulator (11) zwischengeschaltet. Damit kann die Information (I _2E) als beliebiges Signal vorliegen.

Die zweiten Anschlüsse der Wicklungen (1) und (2) des Transformators (T 1) liegen bei allen dargestellten Ausführungsformen an einem gemeinsam festen Potential.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Übertragung von Informationen in einander entgegengesetzte Richtungen über einen Trenntransformator, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Wicklung (1) des Transformators (T 1) ein Widerstand (R 1) angeschlossen ist, über welchen eine in einer Richtung zu übertragende erste Information zuführbar und an welchem eine in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information abgreifbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information in Form einer Gleichspannung vorliegt und beide Wicklungen (1, 2) des Trenntransformators (T 1) mit einer Gleichrichteranordnung (D 1, D 2) beschaltet sind, über welche die zweite Information zu- bzw. abführbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der entgegengesetzten Richtung zu übertragende zweite Information in Form einer Gleichspannung der Gleichrichteranordnung über eine mit Bezug auf die Gleichrichteranordnung als Gegenspannung wirkende Gleichspannungsquelle (7) zuführbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstand (R 1) ein Signalumformer, wie z. B. ein FM-Modulator, Phasenmodulator, vorgeschaltet und an der anderen Wicklung (2) des Trenntransformators (T 1) ein komplementärer Signalumformer (9), wie z. B. FM-Demodulator Phasendemodulator, angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der entgegengesetzen Richtung zu übertragende zweite Information über eine Amplitudenmodulator- Schaltung (10) der Gleichrichteranordnung (D 1) bzw. der der Gleichrichteranordnung (D 1) vorgeschaltenen Gleichspannungsquelle (7) zugeführt wird, wobei die an der anderen Wicklung (1) des Trenntransformators (T 1) vorgesehene Gleichrichteranordnung (D 2) als eine Amplitudendemodulatorschaltung ausgebildet ist.