KR920001951B1

KR920001951B1 - 부하전류 및 역율 가변장치

Info

Publication number: KR920001951B1
Application number: KR1019890002480A
Authority: KR
Inventors: 김도완
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1992-03-07
Also published as: KR900013378A

Abstract

내용 없음.

Description

부하전류 및 역율 가변장치

제1도는 본 발명의 회로도.

제2도는 제1도에 대한 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원부 A1-A3 : 연산증폭기

R1-R8 : 저항 C1-C4 : 콘덴서

L1 : 코일 D1-D2 : 다이오드

VR1-VR2 : 가변저항

본 발명은 부하에 공급되는 전원을 제어하는 전원장치에 관한것으로, 특히 적산전력기나 부하의 특성 실험시 부하에 공급되는 전원의 역율 및 전류를 조절할 수 있는 장치에 관한것이다.

일반적으로 적산전력기의 제작시 적산전력기의 성능을 시험하기 위해 적산전력기를 통해 공급되는 공급전원의 역율을 가변시켜가면 적산전력기가 역율변화에 따라 부하에 의해 소모되는 전력량을 정확하게 카운트하는가를 검사하여야 한다. 상기적산전력기의 성능을 검사하는 장치로서 현재 사용중인 실험장비가 있으나 장비자체가 고가이며 회로 또한 복잡하여 부피가 상당히 큰 문제점이 있었다. 그리고 회로 설계시 설계된 제품의 성능검사를 할때 설계된 제품의 적합한 전류용량과 역율을 갖는 전원을 공급하기 위하여 전류의 크기와 역율조정이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은부하의 실험이나 적산전력기의 성능검사시 전원의 전류 및 역율을 가변할 수 있는 부하전류 및 역율 가변장치를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 회로도로서, 교류의 공급 전원을 입력하여 전압을 일정 비율로 강하시키는 전원부(10)와, 가변저항(VR1) 및 콘덴서(C1)로 구성되며 상기 전원부(10)에 접속되어 상기 전원부(10)로 부터 출력되는 공급 전원의 위상각을 조절하는 위상각 조절수단과, 연산증폭기(A1) 및 저항(R1-R2)으로 구성되며 상기 전원부(10)와 상기 위상각 조절 수단에 접속되어 상기 전원부(10)의 출력과 상기 위상각 조절수단의 출력을 차등 증폭하여 상기 위상조절에 따라 역율이 조절되는 전원을 출력하는 역율 제어 증폭수단과, 상기 역율 제어 증폭 수단에 접속되어 상기 역율 조절된 전원의 전압을 가변 출력하는 전업 가변 수단으로서의 가변저항(VR2)과 연산증폭기(A2)와 저항(R3-R5)과 콘덴서(C2-C4)로 구성되며 상기 전압 가변수단의 출력을 전류 증폭하여 상기 전압 가변에 따라 전류가 조절되는 전원을 부하로 출력하는 전류 제어 증폭수단과, 다이오드(D1-D2) 로 구성되며 상기 전류 제어증폭 수단과 상기 부하사이에 접속되어 상기 전류제어 증폭수단의 출력 전원의 전압 변동폭을 일정값 이내로 제한하는 출력 전압 제한 수단과, 코일(L1) 및 저항(R6)으로 구성되어 상기 전류 제어 증폭 수단과 부하 사이에 접속되어 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합 수단과 연산증폭기(A3)와 저항(R7-R8)으로 구성되어 상기전원부(10)와 상기 위상각 조절수단 및 상기 역율 제어 증폭수단 사이에 접속되어 상기 전원부(10)의 출력 공급 전원의 전압을 강하시켜 전압변동폭을 작게 조절하여 상기 위상각 조절 수단 및 상기 역율 제어 증폭수단에 동시에 인가하는 전압 강하 수단으로 구성된다.

제2도는 제1도의 구성중 위상각 조절수단에 대한 동작파형도이다. 이하 본 발명에 따른 제1도의 동작을 제2도의 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.

전원부(10)는 입력단자(IT1,IT2)를 통해 공급되는 교류의 공급전원의 전압을 일정비율로 강하시켜 라인(1)을 통해 출력한다. 여기서 지금 적산 전력기의 성능력을 검사하기 위한 것이라면 상기 입력단자(IT1,IT2)에는 적산 적력기를 통한 전원이 공급된다.

그리고 전압강하수단은 라인(1)을 통해 입력되는 공급전원의 전압변동폭을 작게 줄여 라인(2)을 통해 출력하는데 그 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연산증폭기(A3)는 라인(1)과 접속된 저항(R7)을 통해 상기 전원부(10)의 출력을 반전 입력단자(－)로 입력하여 상기 저항(R7)의 저항값과 반전 입력단자(－)와 라인(2)사이에 접속된 궤환저항(R8)의 저항값 비율에 의한 증폭율로 증폭하여 라인(2)으로 출력한다. 이때 저항(R8)은 저항(R7)보다 작은 저항값을 갖는다.

그러면 콘데서(C1) 및 가변저항(VR1)으로 구성된 위상각 조절수단과 연산증폭기(A1) 및 두개의 저항(R1-R2)으로 구성된 역율 제어 증폭수단은 라인(2)상의 공급전원의 위상을 운용자가 설정한 각도만큼 조절함으로서 역율을 가변 조절하여 라인(3)을 통해 출력하는데 그 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연산증폭기(A1)는 두개의 저항(R1-R2)에 의해 결정된 증폭율에 의해 라인(2)상의 제2도 20과 같은 전원부(10)의 출력 공급전원을 증폭하여 라인(3)으로 출력한다. 이때 연산증폭기(A1)의 비반전 입력단자(+)를 공통접점으로 각각 라인(2)과 기준전위(GND)에 접속된 가변저항(VR1)의 저항값과 콘덴서(C1)의 용량값의 비율에 의해 결정된 위상각 만큼 라인(2)상의 제2도 20과 같은 공급전원의 위상을 제2도 21과 같이 조절하는데, 위상각 조절은 가변저항(VR1)의 저항값을 조절함으로 수행할 수 있다. 여기서 이와 반대로 가변저항(VR1) 대신 고정저항을 접속하고 콘덴서(C1)대신 가변콘덴서를 접속하여 가변 콘덴서의 용량값을 조절함으로 위상각을 조절할 수도 있다.

그리고 두 저항(R1-R2)은 연산증폭기(A1)의 증폭도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 증폭율을 규정한다.

부가적으로 상기 가변저항(VR1)에 의한 위상편이 정도를 설명하면 위상각(θ)은

θ=2 arctan 2

VR1ㆍC1………(1-1)가 되고 따라서 가변저항(VR1)은

가 되며 그리고 역율((cosθ)의 범위는 1.00~0.00이므로 θ=90°이면 역율은 ″0″이 되고 이때 가변저항 (VR1)은

이 된다.

그러므로 가변저항(VR1)의 저항값을 조절하면 위상각을 조절할 수 있으며 또한 콘덴서(C1)의 용량값을 조절하여도 위상각을 조절할 수 있다.

한편 연산증폭기(A1)의 출력전압인 라인(3)상의 전압(V3)은 라인(2)상의 전압(V2)에 비례하게 되고 위상만 변하게 되는데 V3=V2〈-θ의 전역율을 갖는다.

또 한편 지역율을 측정하기 위해서는 가변저항(VR1)과 콘덴서(C1)을 상호 교체하여 접속해야하고 그때 연산증폭기(A1)의 출력과 입력과의 위상차는 V3=V2＜180°-θ 가 된다.

또한 제2도의 파형도는 θ=-90°일때의 예를 든 것이다.

그리고 전압 가변수단으로서의 가변저항(VR2)과 3개의 저항(R3-R5)과 세계의 콘덴서(C2-C4)로 구성된 전류 제어 증폭수단은 라인(3)상의 공급전원의 전류를 가변저항(VR2)의 저항값 가변에 따라 조절하여 출력단자(OT)를 통해 부하로 출력하는데 그 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

연산증폭기(A2)는 두 개의 저항(R3-R4)에 의해 결정된 증폭율로 라인(3)상의 공급전원을 증폭하여 라인(5)으로 출력한다. 그리고, 양쪽탭을 라인(3)과 기준전위(GND) 사이에 접속하고 중간탭을 연산증폭기(A2)의 비반전 입력단자(+)에 접속한 가변저항(VR2)의 운용자에 의해 가변되는 저항값과 상기 연산증폭기(A2)의 비반전입력단자(+)와 기준전위(GND) 사이에 접속된 저항(R3)의 저항값의 비율에 의해 연산증폭기(A2)의 출력단자로 유출되는 전류의 크기를 제어하게 된다. 그리고 저항(R4)과 콘덴서(C2)는 출력 전원의 고주파 노이즈를 제거하기 위한 것으로 상기 연산증폭기(A2)의 반전 입력단자(-)와 라인(5)사이의 병렬 궤환루프에 접속된다.

또한 상기 연산증폭기(A2)의 반전 입력단자(-)와 기준전위(GND)사이에 접속된 저항(R5)은 상기 연산 증폭기(A2)의 전류증폭시 선형특성을 보상한다. 또한 라인(5) 을 공통접점으로 각각 제1공통전위(+ Vcc)와 제2공통전위(-Vcc)에 라인(5)에 대하여 순방향으로 접속된 다이오드(D1, D2)는 라인(5)상의 전압변동폭을 제1공통전위(+Vcc)와 제2공통전위(-Vcc)이내로 제한하는 작용을 한다.

한편 기준전위(GND)를 공통접점으로 하여 각각 제1공통전위(+Vcc)와 제2공통전위(-Vcc)에 접속된 콘덴서(C3, C4)는 제1, 제2공통전위(±Vcc)의 변동에 의한 잡음발생을 방지하는 작용을 하며, 출력단자(OT)와 라인(5)사이에 병렬접속된 코일(L1)과 저항(R6)은 출력단자(OT)에 접속되는 부하와 연산증폭기(A2)간의 임피던스를 정합시키는 작용을 수행한다.

또한 전술한 전압강하 수단은 단지 전원부(10)를 통한 공급 전원의 전압 변동폭을 작게 함으로써 부하에 공급되는 전원을 안정되게 하기 위한 것으로 상기 전압강하 수단을 제거하여도 본 발명의 부하전류 및 역율가변 동작 수행을 하는데에 지장이 없음을 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 공급전원의 역율 및 전류를 운용자에 의해 임의의 값으로 가변할 수 있음으로써 간소한 회로 구성으로 적산전력기의 성능을 실험할 수 있는 이점과, 실험부하에 최적의 역율과 전류를 갖는 전원을 공급할 수 있는 이점이 있다.

Claims

교류의 공급 전원을 입력하여 전압을 일정 비율로 강하시키는 전원부(10)를 구비하여 공급되는 전원을 제어하기 위한 전원 장치의 부하전류 및 역율 가변 장치에 있어서, 상기 전원부(10)에 접속되어 상기 전원부(10)로 부터 출력되는 공급 전원의 위상각을 조절하는 위상각 조절수단과, 상기 전원부(10)와 상기 위상각 조절수단에 접속되어 상기 전원부(10)의 출력과 상기 위상각 조절 수단의 출력을 차등 증폭하여 상기 위상각 조절에 따라 역율이 조절되는 전원을 출력하는 역율 제어 증폭 수단과, 상기 역율 제어 증폭 수단에 접속되어 상기 역율 조절된 전원의 전압을 가변 출력하는 전압 가변수단과, 상기 전압 가변 수단의 출력을 전류 증폭하여 상기 전압 가변에 따라 전류가 조절되는 전원을 상기 부하로 출력하는 전류 제어 증폭 수단과, 상기전류 제어증폭 수단과 상기 부하 사이에 접속되어 상기 전류제어 증폭 수단의 출력전원의 전압 변동폭을 일정값 이내로 제한하는 출력 전압 제한 수단과, 상기 전류 제어 증폭 수단과 상기부하 사이에 속되어 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합수단으로 구성하는 것을 특징으로 하는 부하전류 및 역율 가변장치.
제1항에 있어서, 상기 전원부(10)와 상기 위상각 조절수단 및 상기 역율 제어 증폭수단 사이에 접속되어 상기 전원부(10)의 출력 공급 전원의 전압을 강하시켜 전압 변동폭을 작게 조절하여 상기 위상각 조절수단 및 상기 역율 제어 증폭수단에 동시에 인가하는 전압 강하 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부하전류 및 역율 가변장치.