DE4033400A1 - Anordnung zur strommessung in getakteten wandlerschaltungen - Google Patents

Anordnung zur strommessung in getakteten wandlerschaltungen

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Description

Die Anmeldung betrifft eine Anordnung zur Strommessung in getakteten Wandlerschaltungen mit einem Stromwandlertransformator, dessen Primärwicklung in den Stromkreis des getakteten Wandlers eingeschaltet ist und an dessen Sekundärwicklung eine Parallelschaltung aus der Serienschaltung einer Diode und einer Z-Diode sowie einer Diode und einem Lastwiderstand angeschaltet ist.
Derartige Schaltungen sind bekannt (Beckmann:
"Getaktete Stromversorgung", Seite 43). Sie werden beispielsweise dazu verwandt, um eine dem Laststrom proportionale Regelspannung zu erzeugen. Diese bekannte Schaltungsanordnung liefert auch die erwünschte laststromproportionale Spannung, wenn ein Stromfluß von der Eingangsspannung zur Last hin vorhanden ist. Bei einer bekannten Stromversorgungsschaltung mit synchron getakteten Gleichrichtern (DE-A1-39 14 799) kann es jedoch vorkommen, daß ein Umkehrung des Stromflusses auftritt. Das tritt insbesondere bei sehr starken Lastwechseln oder bei Abschaltung einer großen Last auf. Wenn die Sekundärwicklung des Stromwandlertransformators von einem - in der Regel großen - negativen Strom durchflossen wird, dann geht der Stromwandlertransformator nach wenigen Schaltperioden in die Sättigung und kann kein dem Laststrom proportionales Signal liefern. Es können auch elektronische Bauelemente überlastet oder zerstört werden.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht deshalb darin, die bekannte Schaltungsanordnung zur Strommessung in der Weise zu verbessern, daß das Meßergebnis der Strommessung durch negative Ströme nicht verfälscht wird.
Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur Z-Diode ein in der Weise gesteuerter elektronischer Schalter angeordnet ist, daß er gleichzeitig mit dem Taktschalter des Wandlers geschlossen ist.
Wenn die Schaltungsanordnung zur Strommessung in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet ist, dann ist die Sekundärwicklung des Stromwandlertransformators immer dann über eine Diode kurzgeschlossen, wenn kein positiver Strom fließt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines gekannten Eintaktdurchflußwandlers ohne Potentialtrennung mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Strommessung,
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines bekannten Eintaktdurchflußwandlers mit Potentialtrennung mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Strommessung und
Fig. 3 die erfindungsgemäße Anordnung zur Strommessung.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnungen sind mit Ausnahme der Anordnung zur Strommessung 1 bekannt (z. B. aus der DE-A1-39 14 799).
In bekannter Weise werden die Schalter S1 und S2 durch eine Rechteckspannung des Reglers 2 gegensinnig gesteuert, so daß der Schalter S1 geschlossen ist, wenn der Schalter S2 offen ist. Bei den in der Praxis verwendeten Schaltungsanordnungen sind als Schalter MOS-Feldeffekttransistoren (MOSFET) eingesetzt. Wenn der Schalter S1 geschlossen ist, fließt ein Strom von der Spannungsquelle UE in die Induktivität L, die Kapazität C und eine Last, falls an der Ausgangsspannung UA eine Last angeschlossen ist. Dabei wird insbesondere in der Induktivität L elektrische Energie gespeichert. Nachdem der Schalter S1 geöffnet und der Schalter S2 geschlossen worden ist, wird durch die in der Induktivität gespeicherte Energie der Stromfluß aufrecht erhalten.
Wenn ein sehr hoher Strom durch die Induktivität L zur Last plötzlich unterbrochen wird, dann ist in dem Zeitpunkt, in dem der Schalter S1 geöffnet wird, eine so große Energiemenge in der Induktivität L gespeichert, daß die Spannung UA ansteigt. Der Regler 2 läßt wegen dieser höheren Spannung mehrere Impulse aus, so daß der Strom in der Drossel L negativ wird (vorausgesetzt, S2 ist keine Diode). Wenn S1 vom Regler 2 wieder eingeschaltet wird, kann sich der Strom durch L nicht schlagartig ändern und es fließt ein negativer Strom über S1. Die Anordnung zur Strommessung 1 verhindert nun, daß dieser Strom den Stromwandlertransformator in die Sättigung treibt.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß zwischen dem Primärkreis und dem Sekundärkreis eine Potentialtrennung vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schalter S1 im Primärkreis angeordnet.
Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung zur Strommessung funktioniert in folgender Weise:
Wenn die Primärwicklung des Stromwandlertransformators 3 von dem positiven Strom I durchflossen wird, wird in der Sekundärwicklung ein Strom IB induziert, der durch die Diode D2 und den Belastungswiderstand RB fließt. Er erzeugt an RB die Spannung UB, welche die erwünschte, dem positiven Strom I proportionale Regelspannung ist. Wenn der Schalter S1 geöffnet ist, ist auch der Strom I unterbrochen.
Die in der Sekundärwicklung des Stromwandlertransformators 3 gespeicherte Energie wird durch einen Strom über die Z-Diode und D1 in Wärme umgesetzt. Sollte in dem Zeitpunkt, in welchem der Schalter S1 geschlossen wird, ein negativer Strom -I fließen, dann wird der von diesem in der Sekundärwicklung des Stromwandlertransformators 3 induzierte Strom über die Diode D1 kurzgeschlossen, weil S3 ebenfalls geschlossen ist. Der negative Strom -I kann somit die Regelspannung UB nicht verfälschen, da der Stromwandlertransformator 3 praktisch nicht magnetisiert ist und sich deshalb nicht über RB entmagnetisieren muß.
Wenn S3 nicht vorhanden wäre, würden sich bei negativen Strömen folgende Nachteile ergeben:
  • a) Der Stromwandlertransformator 3 ginge in die Sättigung, weil er sich über D2 und RB nicht ausreichend entmagnetisieren könnte.
  • b) Der Entmagnetisierungsstrom über D2 und RB während der Öffnungszeit von S1 erzeugt keine dem Laststrom proportionale Regelspannung und stört die Pulsdauermodulation.

Claims (1)

  1. Anordnung zur Strommessung in getakteten Wandlerschaltungen mit einem Stromwandlertransformator, dessen Primärwicklung in den Stromkreis des getakteten Wandlers eingeschaltet ist und an dessen Sekundärwicklung eine Parallelschaltung aus der Serienschaltung einer Diode und einer Z-Diode sowie einer Diode und einem Lastwiderstand angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Z-Diode ein in der Weise gesteuerter elektronischer Schalter (S3) angeordnet ist, daß er gleichzeitig mit dem Taktschalter (S1) des Wandlers geschlossen ist.
DE4033400A 1990-10-20 1990-10-20 Anordnung zur strommessung in getakteten wandlerschaltungen Withdrawn DE4033400A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996021864A1 (fr) * 1995-01-13 1996-07-18 Sextant Avionique S.A. Convertisseurs de tension bidirectionnels de type continu-continu et capteur de courant
CN112924755A (zh) * 2020-12-30 2021-06-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 基于短路电流的变压器监测方法、装置及存储介质

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