JPH01311385A - 2乗回路及びこの2乗回路付きのI↑2t保護回路 - Google Patents

2乗回路及びこの2乗回路付きのI↑2t保護回路

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JPH01311385A
JPH01311385A JP1100356A JP10035689A JPH01311385A JP H01311385 A JPH01311385 A JP H01311385A JP 1100356 A JP1100356 A JP 1100356A JP 10035689 A JP10035689 A JP 10035689A JP H01311385 A JPH01311385 A JP H01311385A
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JP
Japan
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circuit
voltage
output
signal
frequency
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JP1100356A
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English (en)
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Karl-Diether Nutz
カール‐デイーター・ヌツツ
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Telefunken Electronic GmbH
Original Assignee
Telefunken Electronic GmbH
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Filing date
Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/36Overload-protection arrangements or circuits for electric measuring instruments
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/20Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating powers, roots, polynomes, mean square values, standard deviation

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、入力電圧の値の2乗に比例する値の出力電圧
を送出する2乗回路およびこれを有するi2t保護回路
に関する。
従来の技術 式12t(ここで1は電気的負荷の負荷電流、tは所属
の持続時間である)から、電気的負荷、例えば直流モー
タの温度特性を推定することができる。負荷電流102
乗を形成するために通常はいわゆるOTA回路(0pe
rationalTran+5conduczance
 Amplifier )が使用される。
しかしこのOT八へ路は、僅か数mVの信号振幅しか処
理できないという欠点を有する。
発明が解決しようとする課題 従って本発明の課題は、数V例えば5Vまでの信号振幅
の入力電圧信号を処理することのできる、冒頭に述べた
種類の2乗回路を提供することである。
課題を解決するための手段 上記課題は本発明によシ、相互に接続された電圧制御発
振器と周波数/電流変換器とが設けられており、一方で
電圧制御発振器と周波数/電流変換器とく入力電圧信号
が供給され、他方で出力電圧信号が、周波数/電流変換
器の出力側と接続されたインピーダンス回路にて取り出
されるように構成して解決される。
本発明による第1の有利な実施例では、インは ビーダンス回路1Cネットワークからなる。
本発明の別の有利な実施例では、周波数/電流変換器は
チャージポンプ方式で動作する。
本発明による2乗回路は、電気的負荷を過負荷から保護
するi2t保護回路に使用することができる。この種の
i2t保護回路の有利な構成は次のとおシである。すな
わち、保護すべき電気的負荷の、測定抵抗を介して導か
れた負荷電流が、電流に比例する電圧信号を形成するた
めに増幅器および引続いて積分器に供給され、当該電圧
信号が2乗回路の入力側に印加され、2乗回路の出力電
流信号が2乗回路のRCネットワで電気的負荷の動作状
態を制御するように構成する。
この種のi2t保護回路の別の有利な構成では、2重回
路の出力電流を、電気的負荷の間欠動作時にもRCネッ
トワークのコンデンサによって保論機能が保証されるよ
うに小さく選定する。
実施例 以下i2t保護回路の実施例誉図面に基づき詳細に説明
する。
第1図の2乗回路では、入力電圧信号U8、例えばパル
ス幅変調された直流信号が入力側E1を介して電圧制御
発i器VCOに供給され、発振器はこの信号を、入力電
圧に比例する周波数を有する信号に変換して、その出力
側Alを介して周波数/91流変換器F/iの入力fl
lIE2′に供給する。この変換器の第2入力端E2に
は同様に入力電圧信号U8が印加される。この周波数/
電流変換器は、チャージポンプ方式に従い、電圧制御発
振器VCOの出力周波数でのクロックで、ポンプコンデ
ンサCを充放電電圧UcpによつてRCネットワークに
充放電することにより実現される。ここで必要な変換器
の%徴は、ポンプコンデンサに通常のように定電圧が印
加され力寛流1゜utは充放電すべき電荷によシ定まシ
、以下の式から計算される。
’out −f−cp−ucp(1) 電圧制御発振器VCOの出力周波数では入力電圧UK比
例し、またU。、−〇、であるから、出力電圧1゜ユは
入力電圧UeK2乗で依存するようになる。出力電圧U
aはインピーダンス回路(R,C)、有利にはRCネッ
トワークにて取り出される。インピーダンス回路の一方
の端子は周波数/電流変換器の出力側A2と接続されて
おシ他方の端子は接地されている。従って式(1)と共
に出力電圧Uaに対する式が得られる。
U  −i−・R−Kl−U 2(2)a     o
ut             eここでi。utは平
均出力電流、定数に1はR,Cpおよびfの大きさに依
存する。従って式(2)より、出力電圧Uaは入力電圧
U8の2乗に比例する。
第2図は、本発明による第1図の2乗回路をi2を保護
回路に使用した実施例を示す。i”t、保護回路は直流
モータ2を過負荷から保護するため電子的安全装置とし
て動作する。直流モータ2は一方の端子が正の作動電圧
源3に、他方の端子が制御トランジスタT1のコレクタ
電極と接続されている。制御トランジスタのエミッタ電
極は測定抵抗Rmeβを介して接地されている。
この負荷電流回路を流れる負荷電流1は測定抵抗Pme
βでの電圧降下を生せしめる。電圧降下は測定抵抗Rm
eβと制御トランジスタT1のエミッタ電極との間で取
り出され、増幅のため演算増幅器○Pに導かれる。この
信号は積分器工□内で、積分器の出力側にて負荷電流に
比例する電圧信号U を保持するために積分される。こ
の電圧信号U8は後置接続された本発明による2乗回路
1の入力電圧信号として用いられる。2乗回路1の出力
側はコンパレータにの非反転入力側と接続されている。
コンパレータの反転入力側には基準電圧源”refが接
続される。2乗回路1のRCネットワーク(R,C)に
て取り比された出力電圧Uは閾値電圧Urefとコンパ
レータKにより比較される。コンパレータにの(支)方
何は制御ユニットStと接続されており、制御ユニット
は制御トランジスタテ工のペースを制御する。
上記の式(2)より、入力電圧U8は負荷電流1に比例
するから、出力電流1゜Uゎは負荷電流1の2乗に依存
することがわかる。さらに2乗回路1の、抵抗Rおよび
コンデンサCから形成されるRC素子の時定数J−R−
Cは、直流モータ2の温度に関する時間特性をシュミレ
ートする。そして基準電圧源vrefの閾値Urefは
次のように選定できる。すなわち、直流モータ2の過負
荷の際に出力電圧Uが閾値Urefを上回ると、それに
よりコンパレータKが制御ユニットStを制御して、制
御トランジスタT1が直流モータ2を破損から保護する
ために負荷電流回路を遮断するように選定できる。
直流モータ2の間欠動作中は、2乗回路1のRCネット
ワークの時定数Jが小さい場合、i2を保護回路は常に
その新しい開始点から開始することとなる。しかしこれ
に対し直流モータ2は既に所定の熱エネルギーを蓄積し
ている。 ・このような動作時にも保護機能を確実にす
るた゛ めに、出力電流1゜utを定数に1の選択によ
シ非常に小さく選定する。それにより、抵抗Rおよびコ
ンデンサCに対する代替値が大きい場合に、負荷電流の
2乗に比例する電荷Qが所定持続時間コンデンサCに蓄
積される。この電荷Qはある程度、直流モータ内に蓄積
される熱エネルギーと等価である。その際抵抗Rおよび
コンデンサCの大きさを適当に選択することによシ時定
数を調整できる。この時定数が直流モータ2の冷却特性
をシュミレートする。このようにしてi2t保護回路が
間欠動作中も直流モータ2の瞬時動作温度を考慮するこ
とが保証され、それにより直流モータ2が過負荷に対し
て十分に保護されるようになる。
発明の効果 本発明により、数V例えば5vまでの信号振幅の入力電
圧信号を処理することのできる2乗回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による2乗回路のブロック回路図、第2
図は第1図による本発明の2乗回路を使用したi2t保
護回路のブロック回路図である。 1・・・2乗回路、2・・・直流モータ、3・・・作動
電圧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力電圧(U_e)の値の2乗に比例する値の出力
    電圧(U_a)を送出する2乗回路において、相互に接
    続された電圧制御発振器(VCO)と周波数/電流変換
    器(F/i)とが設けられており、一方で電圧制御発振
    器(VCO)と周波数/電流変換器(F/i)とに入力
    電圧信号(U_e)が供給され、他方で出力電圧信号(
    U_a)が、周波数/電流変換器(F/i)の出力側と
    接続されたインピーダンス回路にて取り出されることを
    特徴とする2乗回路。 2、インピーダンス回路(R、C)はRCネットワーク
    である請求項1記載の2乗回路。3、周波数/電流変換
    器(F/i)はチャージポンプの原理に従つて動作する
    請求項1または2記載の2乗回路。 4、電気的負荷を過負荷から保護するために請求項1記
    載の2乗回路を有するi^2t保護回路。 5、保護すべき電気的負荷の、測定抵抗(R_m_e_
    β)を介して導かれる負荷電流(i)が、電流に比例す
    る電圧信号(U_e)を形成するために増幅器(OP)
    および引続いて積分器(I_n_t)に供給され、当該
    電圧信号(U_e)が2乗回路(1)の入力側に印加さ
    れ、2乗回路(1)の出力電流信号(i_o_u_t)
    が2乗回路のRCネットワーク(R、C)にて出力電圧
    (U_a)を形成し、該出力電圧は引続きコンパレータ
    (K)に供給され、コンパレータ(K)の出力信号によ
    つて電気的負荷の動作状態の制御が行われる請求項4記
    載の2乗回路を有するi^2t保護回路。 6、2乗回路(1)の出力電流(i_o_u_t)は、
    RCネットワーク(R、C)のコンデンサ(C)によつ
    て、電気的負荷の間欠動作時にも保護機能が保証される
    ように小さく選定されている請求項5記載の、2乗回路
    を有するi^2t保護回路。
JP1100356A 1988-04-21 1989-04-21 2乗回路及びこの2乗回路付きのI↑2t保護回路 Pending JPH01311385A (ja)

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DE3813413A DE3813413A1 (de) 1988-04-21 1988-04-21 Quadrierschaltung
DE3813413.6 1988-04-21

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EP (1) EP0339317B1 (ja)
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DD283872A5 (de) 1990-10-24
EP0339317A1 (de) 1989-11-02
DE3813413C2 (ja) 1990-02-15
DE58900831D1 (de) 1992-03-26
US4962439A (en) 1990-10-09
DE3813413A1 (de) 1989-11-09

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