DE3939818C2

DE3939818C2 -

Info

Publication number: DE3939818C2
Authority: DE

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Multiplizierer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic multiplier according to the preamble of claim 1.

Elektronische Multiplizierer werden vielfach als Leistungsmeßumformer eingesetzt Leistungsmeßumformer haben die Aufgabe, die zwei zur Leistungsbestimmung erforderlichen Größen Strom und Spannung zu multiplizieren und in eine der Leistung proportionale Größe umzuformen. Ferner soll der Ausgangskreis von den beiden Eingangskreisen galvanisch getrennt werden. Electronic multipliers are widely used as power transducers The task of the two power measuring transducers used is to determine the power to multiply the required quantities current and voltage and convert them into one proportional to the power Reshape size. Furthermore, the output circuit should be galvanically separated from the two input circuits.

Leistungsmeßumformer nach verschiedenen Multiplikationsverfahren sind bekannt So wird z. B. von H. Vonarburg ein Impulsbreiten-Impulspausen-Impulsamplituden-Multiplikator zur Leistungsmessung angegeben (Landis & Gyr — Mitteilungen 1969, Heft 8, S. 14-24).Power transducers according to various multiplication methods are known. B. by H. Vonarburg developed a pulse width-pulse-pause-pulse amplitude multiplier specified for performance measurement (Landis & Gyr - Mitteilungen 1969, Heft 8, p. 14-24).

Bei den bekannten Leistungsmeßumformern ist es nötig, zur Sicherstellung der galvanischen Trennung beide EingangsgrößenWith the known power transducers, it is necessary to ensure galvanic isolation both input variables

a) durch Transformatorena) through transformers

b) durch sonstige elektronische Schaltkreise (Trennverstärker) von der nachfolgenden Schaltung zu entkoppeln.b) by other electronic circuits (isolating amplifiers) from the following circuit to decouple.

Punkt b) wird derzeit aus Kostengründen so gut wie gar nicht angewendet Außerdem sind Trennverstärker oft zu groß. Bei der Trennung durch Transformatoren wird im Stromeingang ein sogenannter Stromwandler eingesetzt, im Spannungseingang ein sogenannter Spannungswandler. Stromwandler sind heute jedoch mit fast bslkibiger Genauigkeit und auch sehr klein herstellbar, während der Spannungswandler die Schwachstelle ist. Der Spannungswandler muß groß sein (schwach belasteter Transformator), ist häufig nur begrenzt aussteuerbar (80—120% der Nennspannung) und verursacht eine Phasenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärspannung. Dies wiederum wird durch RC-Glieder kompensiert, woraus ein weiterer Nachteil resultiert. Herkömmliche LMU arbeiten nur innerhalb eines engen Frequenzbereiches mit der definierten Genauigkeit.Point b) is currently hardly used at all for reasons of cost. In addition, isolation amplifiers are used often too big. In the case of separation by transformers, a so-called current transformer is installed in the current input used, a so-called voltage converter in the voltage input. Today, however, current transformers are with almost Bslkibiger accuracy and can also be produced very small, while the voltage converter is the weak point. The voltage converter must be large (lightly loaded Transformer), is often only controllable to a limited extent (80-120% of the nominal voltage) and causes a phase shift between primary and secondary voltage. This in turn is made possible by RC elements compensated, which results in a further disadvantage. Conventional LMU only work within a narrow one Frequency range with the defined accuracy.

Diese und weitere Nachteile ließen sich vermeiden, könnte man direkt über einen ohmschen Spannungsteiler die Eingangsspannung abgreifen. Dadurch ginge jedoch die geforderte galvanische Trennung verloren. Abhilfe würden Trennverstärker bieten, diese sind jedoch aus den oben angegebenen Gründen oft keine brauchbare Lösung.These and other disadvantages could be avoided if one could use an ohmic voltage divider directly tap the input voltage. However, this would mean that the required electrical isolation would be lost. remedy would offer isolation amplifiers, but these are often not usable for the reasons given above Solution.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, unter Beibehaltung der galvanischen Trennung und zur Vermeidung der erläuterten Nachteile ein platzsparendes und kostengünstiges Prinzip zu bieten, den Spannungs eingang ohmsch an den Multiplizierer (bzw. LMU) ankoppeln zu stärkt oder regeneriert werden. Von da an funktioniert der Multiplizierer wie ein herkömmlicher impulsverhältnismodulierter Multipüzierer.
Der hier vorliegende Multiplizierer besteht also aus 2 galvanisch getrennten Teilen, die von zwei getrennten Spannungsqudlen versorgt werden müssen. Die Eingangsspannung moduliert einen Impulsgenerator. Die Spannung kann über einen ohmschen Spannungsteiler unmittelbar zugeführt werden. Nach dem Impulsgenerator folgt ein galvanisch trennendes BauteilThe object of the invention is therefore to offer a space-saving and cost-effective principle, while maintaining the electrical isolation and avoiding the disadvantages explained, to couple the voltage input ohmically to the multiplier (or LMU), to strengthen it or to regenerate it. From then on, the multiplier works like a conventional pulse ratio modulated multiplier.
The present multiplier consists of 2 galvanically separated parts, which have to be supplied by two separate voltage sources. The input voltage modulates a pulse generator. The voltage can be supplied directly via an ohmic voltage divider. A galvanically separating component follows the pulse generator

Je nach verwendetem Element kommt zwischen Impulsgenerator und diesem noch eine Treiberstufe. Hinter der Trennstufe wird der Impuls, ebenfalls wieder je nach verwendetem Bauteil, regeneriert bzw. verstärkt Die hier zur Verfügung stehende Impulsfolge steuert einen Zerhacker, der die zweite Eingangsspannung entsprechend der Impulsfolge zerhackt Dieser zweite Eingang ist galvanisch getrennt durch einen Stromwandler, da diese, wie oben erwähnt, keine nennenswerten Probleme bilden. Das hinter dem Zerhacker entstehende elektrische Signal wird gefiltert und verstärkt Das Ausgangssignal ist dann das Produkt der beiden Eingangssignale.
Der Vorteil besteht darin, daß de: aufwendige und mit Fehlern behaftete Spannungswandler am Eingang der Schaltung entfallen kann und trotzdem eine galvanischeTrennung erfolgt (zwei getrennte Stromversorgungen vorausgesetzt).Depending on the element used, there is also a driver stage between the pulse generator and this. Behind the isolating stage, the pulse is regenerated or amplified, again depending on the component used.The pulse sequence available here controls a chopper that chops the second input voltage according to the pulse sequence mentioned above, do not pose any significant problems. The electrical signal generated behind the chopper is filtered and amplified. The output signal is then the product of the two input signals.
The advantage is that the elaborate and faulty voltage converters at the input of the circuit can be omitted and a galvanic separation still takes place (assuming two separate power supplies).

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Multiplizierers nach dem Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing feature of claim 1. Advantageous configurations of the multiplier according to claim 1 are specified in the subclaims.

Das neue an dem hier vorgestellten Multiplizierer liegt nun darin, daß, wenn man einen Multiplizierer nach dem Impulsverhältnis-Modulationsprinzip verwendet, diese Impulse ohnehin bereits vorhanden sind. In diese Impulsstrecke kann man dann nach belieben Optokoppler, Impulsfransformatoren oder" andere impulsübertragende Elemente Zwischenschalten. Je nach verwendetem Element müssen die Impulse ausgangsseitig ver-The new thing about the multiplier presented here is that when you add a multiplier to uses the pulse ratio modulation principle, these pulses are already there. In these Pulse path can then be used as desired optocouplers, pulse transformers or "other pulse-transmitting" Interposing elements. Depending on the element used, the pulses must be supplied on the output side.

Claims

1. Electronic multiplier according to the TDM method, especially for power measurement, with a voltage input and a current input and an electronic switch, e.g. B. a chopper, the voltage input signal controlling a pulse generator and its Output signal modulates the current input signal via a chopper, characterized by a potential-separating coupling element between the pulse generator and the chopper.

2. Electronic multiplier according to claim 1. characterized in that an optocoupler is provided as the coupling element.

3. Electronic multiplier according to claim 1, characterized in that as a coupling element a pulse transformer is provided.

4. Electronic multiplier according to claim 1, characterized in that as a coupling element other pulse-transmitting elements are provided.

j. Electronic multiplier according to one of Claims 1 to 4, characterized in that an intermediate amplifier is provided between the pulse generator and the coupling element.
6 Electronic Multinli7-ierer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that an amplifier or a pulse regenerating element is provided between the coupling element and the chopper.