DE2515636A1

DE2515636A1 - Spannungs-frequenz-wandler

Info

Publication number: DE2515636A1
Application number: DE19752515636
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Wirtz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-04-10
Filing date: 1975-04-10
Publication date: 1976-10-28

Description

Spannungs-Frequenz-Wandler Die Erfindung betrifft einen Spannungs-Frequenz-Wandler zur Umwandlung einer zu messenden Spannung, insbesondere auf einem Elektromobil, in eine Impulsfolge mit einer zur Spannung proportionalen Folgefrequenz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler dieser Art zu schaffen, der einen niedrigen Eigenverbrauch hat und funktionssicher arbeitet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Wandler gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs auszubilden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Spannungs-Frequenz-Wandler in seinem elektrischen Schaltbild, Fig. 2 eine licht-elektrische Übertragungseinrichtung für die vom Wandler nach Fig. 1 gelieferte Impulsfolge und Fig. 3 einen Trenn-Transformator zur Übertragung der Impuisfolge des Wandlers nach Fig. 1.
Der dargestellte Spannungs-Frequenz-Wandler dient zur Umwandlung einer als elektrische Spannung auftretenden Betriebsgröße eines nicht dargestellten Elektromobils in eine Impulsfolge, die eine zur jeweiligen Höhe der Spannung proportionale Folgefrequenz hat. Die zu messende und zu übertragende Spannung kann zwischen den beiden Eingangsklemmen A und B des Wandlers angelegt werden. Zwischen diesen Eingangsklemmen liegt die Reihenschaltung aus einem ersten Widerstand 1, einer ersten Diode 2 und einem Kondensator 3, der mit der zweiten Eingangsklemme B verbunden ist. Parallel zu diesem Kondensator ist eine zweite Reihenschaltung vorgesehen, welche aus einem zweiten Widerstand 4, einer Zenerdiode 5 und aus der Basis-Emitter-Strecke eines ersten Transistors 6 besteht, welcher zum npn-Typ gehört. Zur Zenerdiode 5 ist die Basis-Kollektor-Strecke des ersten Transistors 6 und in Reihe mit dieser die Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Transistors 7 parallelgeschaltet, der ebenfalls zum npn-Typ gehört. Zu dem mit der Zenerdiode 5 in Reihe geschalteten Widerstand 4 ist die EmitterBasis-Strecke eines dritten, zum pnp-Leitungstyp gehörenden vransistors 8 parallelgeschaltet. Der Kollektor dieses Transistors ist mit der Basis des zweiten Transistors 7 und mit einem zum Emitter des zweiten Transistors sowie zum Kollektor des ersten Transistors 6 führenden dritten Widerstand 9 verbunden.
Vom Kollektor des ersten Transistors 6 führt eine Drossel 11 zur Basis eines ebenfalls zum npn-Leitungst p gehörenden vierten Transistors 13. Der Kollektor des vierten Transistors ist an dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand 1 und der Diode 2 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 13 ist mit der ersten, bei C angedeuteten Ausgangsklemme des Wandlers verbunden. Die zweite Ausgangsklemme D steht über eine gemeinsame Minus leitung 14 mit der zweiten Eingangsklemme B des Wandlers in Verbindung.
An diese Minus leitung ist die Anode einer zweiten Diode 10 angeschlossen, welche mit ihrer Kathode an die Drossel 11, den Widerstand 9, den Emitter des Transistors 7 und den Kollektor des Transistors 6 angeschaltet ist. Hinter der Drossel 11 ist außerdem noch ein vierter Widerstand 12 vorgesehen, welcher einerseits mit der Basis des vierten Transistors 13 und andererseits mit der gemeinsamen Minus leitung 14 verbunden ist.
Wenn die zu übertragende Spannung mit positivem Potential an der Eingangsklemme A liegend dem Wandler zwischen dessen Eingangsklemmen A und B zugeführt wird, kann der Kondensator 3 über den Vorwiderstand 1 und die Diode 2 aufgeladen werden, bis die Zenerdiode 5 ihre Durchbruchsspannung erreicht und leitend wird. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 8 leitend wird, welcher seinerseits den Transistor 7 stromleitend macht. Infolge der gegenseitigen Rückkopplung zwischen den beiden Transistoren 8 und 7 kann der Kondensator 3 über diese im Leitungszustand befindlichen Transistoren und die Drossel 11 sowie die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 13 entladen werden, wenn zwischen die beiden Ausgangsklemmen C, D des Wandlers eine lichtemittierende Diode 15 nach Fig. 2 oder die Primärwicklung 16-eines Trenntransformators 17 nach Fig. 3 angeschlossen ist. Wenn der über die Transistoren 7 und 8 fließende Entladestrom einen unteren Grenzwert unterschreitet, sperren diese beiden Transistoren. Dann kann der Kondensator 3 erneut durch die Meßspannung aufgeladen werden. Der Transistor 13 führt während der Entladung den Ladestrom vom Widerstand 1 ab und an den Transistoren 8 und 7 vorbei, wodurch eine sichere Löschung auch bei großen Ladeströmen gewährleitet ist. Der Transistor 6 führt die Restströme der beiden Transistoren 7 und 8 kurz vor dem Zünden am Transistor 13 vorbei, wodurch die notwendigen Zündvorgänge auch bei kleinen Ladeströmen sichergestellt sind und sich ein großer Meßbereich ergibt. Die Drossel 11 bewirkt zusammen mit der Diode 10, daß sich der Kondensator auf eine genau definierte Restspannung entladen kann, woraus eine hohe Genauigkeit bei der Umwandlung der Meßspannung in die Impulsfolge bei exakter Proportionalität der Impulsfolgefrequenz mit der Meßspannung ergibt.

Claims

Ansprüche

r Spannungs-Frequenzwandler zur Umwandlung einer zu messenden Spannung in eine Impulsfolge mit einer zur Spannung proportionalen Folgefrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den an die Spannung anschließbaren Eingangsklemmen (A, B) eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (1), einer Diode (2) und einem Kondensator (3) vorgesehen ist, daß parallel zum Kondensator (3) eine zweite Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstand (4), einer Zenerdiode (5) und der Basis-Emitter-Strecke eines ersten Transistors (6) liegt, daß parallel zur Zenerdiode (5) die Basis-Kollektorstrecke des ersten Transistors und in Reihe mit dieser die Emitter-Kollektorstrecke eines zweiten Transistors (7) liegt, daß zum zweiten Widerstand (4) die Emitter-Basisstrecke eines dritten5 zum entgegengesetzten Leitungstyp gehörenden Transistors (8) parallelgeschaltet ist, dessen Kollektor mit der Basis des zweiten Transistors (7) und mit einem zum Emitter des zweiten Transistors (7) und zum Kollektor des ersten Transistors (6) führenden dritten Widerstand (9) verbunden ist, daß ferner vom Kollektor des ersten Transistors (6) eine Drossel (11) zur Basis eines zum gleichen Leitungstyp gehörenden vierten Transistors (13) führt, dessen Kollektor an den Verbindungspunkt des ersten Widerstandes (1) und der Diode (2) angeschlossen ist, während sein Emitter mit einer der beiden Ausgangsklemmen (C, D) des Wandlers verbunden ist, von denen die andere Ausgangsklemme (D) mit der zweiten Eingangsklemme (B), dem Emitter des ersten Transistors (6), einer zur Emitter-Kollektorstrecke des ersten Transistors (6) parallelliegenden zweiten Diode (10) und mit einem vierten Widerstand (12) verbunden ist, der andererseits an die Basis des vierten Transistors (13) angeschlossen ist.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsklemme (C, D) eine Photodiode (15) angeschlossen ist.
3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsklemme (C, D) die Primärwicklung (16) eines Trenntransformators (17) angeschlossen ist.