SE428064B

SE428064B - CLUTCH DEVICE FOR DOUBLE-DIRECT, DC POWER CONNECTION OF TWO ELECTRICAL SYSTEMS WITH DIFFERENT INPUT RESP RESPOWER OUTPUT

Info

Publication number: SE428064B
Application number: SE7801481A
Authority: SE
Inventors: D Neumann; W Herrmann
Original assignee: Neumann Elektronik Gmbh
Priority date: 1977-02-26
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1983-05-30
Also published as: FR2382132B3; CH626760A5; NO780533L; ATA899777A; AT376081B; NO147734C; FR2382132A1; GB1551595A; SE7801481L; NL7714581A; DE2708385B1; NO147734B; BE864293A

Description

7so14s1-s 10 15 20 25 30 35 40 2 respektive elektriska systems in- och utgång, medan respektive gaffel- kopplings utgångsgren är förbunden med styringången hos ett styrbart _kopplingselement, vars ingång är förbunden med en spänningskälla och vars utgång är förbunden med den andra gaffelkopplingens ingångsgren, varvid resp. spänningskällas märkspänning motsvarar in- och utgångs- spänningen hos det system, som är förbundet med utgången på ifrågava- rande kopplingselement. K ' K Likströmsgaffelkopplingar är i och för sig tidigare kända. De uppvisar i allmänhet en ingångsgren, en utgångsgren och en dubbelrik- tad gren och har den egenskapen, att en på ingångsgrenen pålagd sig- ínal ledes vidare genom den dubbelriktade grenen men ej genom utgångs- grenen, under det att-en på den dubbelriktade grenen pålagd signal ledes vidare till utgångsgrenen men ej till ingångsgrenen. 7so14s1-s 10 15 20 25 30 35 40 2 the input and output of each electrical system, while the output branch of each fork coupling is connected to the control input of a controllable coupling element, the input of which is connected to a voltage source and the output of which is connected to the other fork coupling. entrance branch, whereby resp. the rated voltage of the voltage source corresponds to the input and output voltage of the system which is connected to the output of the switching element in question. K 'K DC fork couplings are known per se. They generally have an input branch, an output branch and a bidirectional branch and have the property that a signal applied to the input branch is passed through the bidirectional branch but not through the output branch, while the one on the bidirectional branch applied signal is passed on to the output branch but not to the input branch.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen utnyttjar dessa egen- skaper¿hos kända likströmsgaffelkopplingar för att på enklast möjliga sätt uppnå det ovan nämnda syftet. I i 'Den praktiska tillämpningen av kopplingsanordningen enligt upp- finningen kan genomföras på olika sätt under användning av olika kopplingselement. ' Således kan exempelvis transistorer tjäna såsom styrbara kopp- lingselement. Om man önskar hålla de båda elektriska systemen galva- niskt åtskilda från varandra, har det visat sig fördelaktigt att så- som styrbara kopplingselement använda reläer eller optoelektroniska kopplingsorgan. A I Man kan emellertid även hopkoppla resp. gaffelkopplings utgångs- gren med tillhörande kopplingselements styringång via ett optoelektro- niskt kopplingsorgan. ' Likströmsgaffelkopplingarna kan på i och för sig känt sätt vara så uppbyggda, att resp.'gaffelkopplings ingångsgren innehåller en diod, medan utgångsgrenen kan spärras medelst ett från ingångsgrenen styr- bart kopplingselement. Z .The coupling device according to the invention utilizes these properties of known DC fork couplings in order to achieve the above-mentioned purpose in the simplest possible way. The practical application of the coupling device according to the invention can be carried out in different ways using different coupling elements. Thus, for example, transistors can serve as controllable coupling elements. If it is desired to keep the two electrical systems galvanically separated from each other, it has proved advantageous to use relays or optoelectronic coupling means as controllable coupling elements. A I However, you can also connect resp. fork coupling output branch with associated coupling element control input via an optoelectronic coupling means. The DC fork connections can be constructed in a manner known per se so that the input branch of the respective fork connection contains a diode, while the output branch can be blocked by means of a switching element controllable from the input branch. Z.

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritningar, som åskådliggör några utföringsexempel av kopplings- anordningen enligt uppfinningen.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, which illustrate some embodiments of the coupling device according to the invention.

Fig. l visar principen för en kopplingsanordning för dubbelrik- tad hopkoppling av två elektriska system; 7 Fig. 2 visar en möjlighet att förverkliga den i fig. l visade principen; ' Fig. 3 visar en utföringsform av en kopplingsanordning för dub- belriktad hopkoppling med hjälp av transistorer; 10 15 20 25 30 35 40 7891481-8 3 Fig. 4 visar en utföringsform av en med fig. 3 analog kopplings- anordning med reläer; och Fig. 5 och Fig. kopplingsanordning under användning av optoelektroniska kopplingsorgan. 6 visar utföringsformer av en med fig. 3 analog I fig. l åskådliggöres principen för en kopplingsanordning för dubbelriktad hopkoppling av ett elektriskt system I med driftspänningen UI med ett annat elektriskt system II med driftspänningen UII. Vid de båda systemen I och II utgör resp. utgång samtidigt ingång. Hop- kopplingen av de båda systemen åstadkommes medelst två motkopplade likströmsgaffelkopplingar al, bl, el resp. a2, b2, e2, varvid de dub- belriktade grenarna bl och b2 var och en är förbunden med in- och ut- gången hos ett av systemen, medan den ena utgångsgrenen al är förbun- den med styringângen till ett styrbart kopplingselement S2 och den andra utgångsgrenen a2 är förbunden med styringângen till ett kopp- lingselement Sl. Kopplingselementets S2 ingång är förbunden med en spänningskälla med spänningen UII, medan kopplingselementets Sl ingång är förbunden med en spänningskälla med spänningen UI. Kopplingsele- mentets S2 utgång är förbunden med ingångsgrenen e2 hos den ena gaffel- kopplingen, medan kopplingselementets Sl utgång är förbunden med den andra gaffelkopplingens ingångsgren el. En från systemet I utgående signal med spänningen UI överföres via bl och al till kopplingselemen- tet S2 och utlöser där en signal med spänningen UII, vilken överföres till systemet II via 82 och b2. En från systemet II utgående signal med spänningen UII överföres via b2 och a2 till kopplingselementet Sl och utlöser där en signal med spänningen UI, vilken överföres till systemet I via el och bl.Fig. 1 shows the principle of a coupling device for bidirectional interconnection of two electrical systems; Fig. 2 shows a possibility to realize the principle shown in Fig. 1; Fig. 3 shows an embodiment of a coupling device for bidirectional coupling by means of transistors; Fig. 4 shows an embodiment of a coupling device with relays analogous to Fig. 3; and Fig. 5 and Fig. coupling device using optoelectronic coupling means. Fig. 6 shows embodiments of a circuit analogous to Fig. 3. Fig. 1 illustrates the principle of a coupling device for bidirectional interconnection of an electrical system I with the operating voltage UI with another electrical system II with the operating voltage UII. In the case of the two systems I and II, resp. output at the same time input. The interconnection of the two systems is effected by means of two interconnected DC fork connections a1, bl, el and a2, b2, e2, the bi-directional branches b1 and b2 each being connected to the input and output of one of the systems, while the one output branch a1 is connected to the control input of a controllable coupling element S2 and the the second output branch a2 is connected to the control input of a coupling element S1. The input of the coupling element S2 is connected to a voltage source with the voltage UII, while the input of the coupling element S1 is connected to a voltage source with the voltage UI. The output of the coupling element S2 is connected to the input branch e2 of one fork coupling, while the output of the coupling element S1 is connected to the input branch el of the other fork coupling. A signal output from the system I with the voltage U1 is transmitted via b1 and a1 to the switching element S2 and there triggers a signal with the voltage UII, which is transmitted to the system II via 82 and b2. A signal output from the system II with the voltage UII is transmitted via b2 and a2 to the switching element S1 and there triggers a signal with the voltage UI, which is transmitted to the system I via electricity and i.a.

Såsom framgår av fig. 2, kan exempelvis transistorer Tl och T2 tjäna såsom kopplingselement, och på detta sätt är det möjligt att åstadkomma dubbelriktad, likströmsmässig hopkoppling av ett system I, vars driftspänning exempelvis är 60 V, med ett system II, vars drift- spänning exempelvis är 5 V.As can be seen from Fig. 2, for example, transistors T1 and T2 can serve as switching elements, and in this way it is possible to provide bidirectional, direct current coupling of a system I, whose operating voltage is, for example, 60 V, with a system II, the operating voltage of which is 60 V. voltage for example is 5 V.

I fig. 3 visas i detalj en kopplingsanordning enligt den i fig. l och 2 åskådliggjorda principen, vilken kopplingsanordning omfattar i och för sig kända likströmsgaffelkopplingar. Då en signal med en spänning på exempelvis 5 V utgår från systemet I, pâlägges denna spän- ning på 5 V på basen hos en transistor T3, under det att en diod Dl spärrar. Transistorn T3 bringas att leda, varvid även en transistor T2 blir ledande. Detta har till följd att en signal med spänningen 60 V via en diod D2 tillföres systemets II ingång, medan samtidigt en spänning på 60 V pålägges på basen hos en transistor T5. Denna tran- ?so1As1+så- _ 4 '10 15 20 25 30 35 40 sistor TS hringas att leda och spärrar en transistor T6 och därmed vyv;-__ _ lå A aven transistorn Ii._ Vid en signal, som utgår från systemet II med en spänning på 50 V, pâlägges en spänning på 60 V på basen hos en transistor T6, medan dioden D2 hålles spärrad. Transistorn T6 och därmed även tran- sistorn Tl“blir härvid ledande. Härigenom pålägges en signal med spän- ningen 5 V~på systemets I ingång via dioden Dl, medan samtidigt en signal pâtryckes transistorns T4 bas, vilken senare transistor bringas att leda och således spärrar transistorerna T2 och T3. I A Om man såsom transistor T2 väljer exempelvis en effekttransistor, _'så kan_man även utnyttja kopplingsanordningen vid hopkopplingsstället mellan de båda systemen I och II såsom effektinterface, vilket är syn- nerligen ekonomiskt. H Om de båda systemen I och II skall vara galvaniskt åtskilda från varandra, användes med fördel en kopplingsanordning enligt fig. 4 'och Sf _ ' , -Kopplingsanordningen enligt fig. 4 arbetar med reläer. En från .systemet I med driftspänningen 5 V ntgående signal överföres via ett relä R2 och utlöser en signal på 60 V,'vilken överföres till syste- met II via dioden D2, varvid samtidigt reläet Rl kortslutes av sig- nalen pâ 60 V via ett relä R5, varför någon signal ej kan genomsläp- pas här. En från systemet II utgående signal med en spänning på ÉO V överföres via reläet Rl, genom vilket en signal på 5 V påtryckes sys- temets I ingång via en diod Dl, medan samtidigt reläet R2 kortslutes via ett relä R4. I I Vid kopplingsanordningen enligt fig. 5 påtryckes en från sys- temet I med en spänning på 5 V utgående signal ett optoelektroniskt ,kopplingsorgan~Ol, vilket i sin tur styr en transistor T2, genom vil- ken en signal med spänningen 60 V tillföres systemets II ingång via ' dioden D2, medan samtidigt transistorn T5 bringas att leda och däri- genom spärrar ett optoelektroniskt kopplingsorgan 02. En från syste- met II utgående signal med spänningen 60 V pâtryckes det optoelektro- niska kopplingsorganet 02, vilket styr transistorn Tl, genom vilken en signal med spänningen 5 V påtryckes systemet I via dioden Dl, me- dan samtidigt transistorn T4 bringas att leda och därigenom spärrar 'det optoelektroniska kopplingsorganet Ol.Fig. 3 shows in detail a coupling device according to the principle illustrated in Figs. 1 and 2, which coupling device comprises per se known DC fork couplings. When a signal with a voltage of, for example, 5 V is output from the system I, this voltage of 5 V is applied to the base of a transistor T3, while a diode D1 is blocked. The transistor T3 is made to conduct, whereby also a transistor T2 becomes conductive. This has the consequence that a signal with the voltage 60 V via a diode D2 is applied to the input of the system II, while at the same time a voltage of 60 V is applied to the base of a transistor T5. This transistor TS is circulated to conduct and shuts off a transistor T6 and thus turns on the transistor I1 at a signal emanating from the system. II with a voltage of 50 V, a voltage of 60 V is applied to the base of a transistor T6, while the diode D2 is kept blocked. The transistor T6 and thus also the transistor T1 “becomes conductive. Hereby a signal with the voltage 5 V ~ is applied to the input of the system I via the diode D1, while at the same time a signal is applied to the base of the transistor T4, which later transistor is made to conduct and thus blocks the transistors T2 and T3. I A If, for example, a power transistor is selected as transistor T2, it is also possible to use the coupling device at the coupling point between the two systems I and II as a power interface, which is extremely economical. If the two systems I and II are to be galvanically separated from each other, a coupling device according to Fig. 4 'and Sf _', the coupling device according to Fig. 4 operating with relays is advantageously used. A signal output from the system I with the operating voltage 5 V is transmitted via a relay R2 and triggers a signal of 60 V, which is transmitted to the system II via the diode D2, at the same time the relay R1 being short-circuited by the signal of 60 V via a relay R5, so no signal can be transmitted here. A signal output from the system II with a voltage of ÉO V is transmitted via the relay R1, through which a signal of 5 V is applied to the input of the system I via a diode D1, while at the same time the relay R2 is short-circuited via a relay R4. In the switching device according to Fig. 5, a signal output from the system I with a voltage of 5 V is applied to an optoelectronic, switching means -01, which in turn controls a transistor T2, through which a signal with the voltage 60 V is applied to the system. II input via the diode D2, while at the same time the transistor T5 is led and thereby blocks an optoelectronic switching means 02. A signal output from the system II with a voltage of 60 V is pressed on the optoelectronic switching means 02, which controls the transistor T1, through which a signal with the voltage 5 V is applied to the system I via the diode D1, while at the same time the transistor T4 is caused to conduct and thereby blocks the optoelectronic switching means O1.

I fig. 6 visas en variant av den i fig. 5 visade utföringsfor- men av kopplingsanordningen. I denna utföringsform kan transistorerna Tl och T2 enligt utföringsformen i fig. 5 utelämnas. I stället för det optoelektroniska kopplingsorganet Ol i kombination med transistorn 78Û1481"8 5 T2 användes vid denna utföringsform ett optoelektroniskt kopplings- organ 04, vilket styrs direkt från systemets I utgångsgren al. I stäl- let för det optoelektroniska kopplingsorganet 02 i kombination med transistorn Tl användes vidare ett optoelektroniskt kopplingsorgan 03, vilket styrs direkt från systemets II utgångsgren a2. I övrigt över- ensstämmer kopplingsanordningen enligt fig. 6 med kopplingsanordningen enligt fig. 5, och dess funktion är likaså analog med den senare kopp- lingsanordningen.'Fig. 6 shows a variant of the embodiment of the coupling device shown in Fig. 5. In this embodiment, the transistors T1 and T2 according to the embodiment in Fig. 5 can be omitted. Instead of the optoelectronic coupling means O1 in combination with the transistor 78Û1481 "8 T2, an optoelectronic coupling means 04 is used in this embodiment, which is controlled directly from the output branch a1 of the system I. Instead of the optoelectronic coupling means 02 in combination with the transistor T1 an optoelectronic coupling means 03 is further used, which is controlled directly from the output branch a2 of the system II. In other respects, the coupling device according to Fig. 6 corresponds to the coupling device according to Fig. 5, and its function is also analogous to the latter coupling device.

Claims

2 ...- It e c k n a d -.-> - '.F "CO .su P A T E N T K R A V

1. l. Coupling device for bidirectional, direct current connection of two electrical systems with different input resp. output voltage, k_ä n n e t e c k n a d a v that two DC fork connections (a1, bl, el or a2, b2, e2) are connected in such a way to each other, that resp. the fork coupling åubbelriktaåegren (bl or b2) are connected to resp. electrical systems (I and II respectively) input and output, while resp. fork coupling output branch (a1 or a2) is connected to the control input of a controllable coupling element (S2 resp.

2. Sl; T2 resp. Tl; R2 resp. R1), the input of which is connected to a voltage source (UII or UI) and the output of which is connected to the input branch of the other fork coupling (e2 and el, respectively), wherein resp. The rated voltage of the voltage source (UI and UII) corresponds to the input and output voltage of the system which is connected to the output of the coupling element in question (S1, S2; T1, T2; R1, R2). d2. Coupling device according to Claim 1, characterized in that transistors (T1, T2) serve as controllable coupling elements.

3. Coupling device according to claim 1, characterized in that relays (R1, R2) serve as controllable coupling elements.

Coupling device according to Claim 1, characterized in that optoelectronic coupling means (O3.04) serve as controllable coupling elements.

Coupling device according to claim 2, characterized in that the coupling of resp. fork coupling output branch (a1, a2) with the control input of associated coupling elements (T1, T2) is provided by means of an optoelectronic coupling means (O1, O2).

K e n n e - Coupling device according to one of Claims 1 to 5, in which fork connection input branch (el, e2) in a manner known per se contains a diode (D1, D2) and that resp. The output branch (a1, a2) is blockable by means of one from resp. input branch (el, e2) controllable coupling element (T4, T5; R4, R5).