DE3422252A1

DE3422252A1 - Schaltungsanordnung mit einem galvanischen trenner fuer analoge gleichstromsignale

Info

Publication number: DE3422252A1
Application number: DE19843422252
Authority: DE
Inventors: Günter von zur 4020 Mettmann Gathen
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3422252C2; CH668485A5

Description

Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner für
analoge Gleichstromsignale I Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Schaltung ist aus der DE-PS 23 42 294 bekannt. Schaltungsanordnungen der genannten Art liefern sekundärseitig einen eingeprägten Gleichstrom, der das primärseitig eingespeiste Gleichstromsignal genau abbilden und vom Widerstand des Verbrauchers, dem Bürdenwiderstand, unabhängig sein soll. Je nach Art des nachgeschalteten Verbrauchers und der unterschiedlichen Leitungslängen kann der BUrdenwiderstandim Bereich bis etwa 600 Ohm beliebig groß sein. Diese Trennwandlerschaltungen arbeiten im Gegensatz zu Trennverstärkernohne Rilfsenergie. In der Praxis bedeutet das, daß bei Unterbrechung des Ausgangskreises sich der Bürdenwiderstand des Eingangskreises erhöht und der Eingangsstrom nicht aufrecht erhalten wird; ein Trennwandler ohne Hilfsenergie der genannten Art überträgt den eingespeisten Gleichstrom somit nicht rückwirkungsfrei auf den galvanisch getrennten Ausgang.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner anzugeben, die unabhängig von der Bürde des sekundärseitigen Ausgangsstromes den primärseitig eingespeisten Gleichstrom rückwirkungsfrei aufrecht erhält und die ohne Hilfsenergie auskommt.
Die Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen galvanischen Trenner, der einen Übertrager 4 mit einer mittelangezapften Primärwicklung 5 und einer mittelangezapften Sekundärwicklung 6 aufweist.
Die Mittelanzapfung der Primärwicklung 5 ist mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle I verbunden, die einen einen Meßwert entsprechenden eingeprägten Strom liefert.
Die Enden der Primärwicklung 5 sind über Kollektor-Emitter-Strecken von zwei Transistoren 2 und 3 mit der Nasseleitung 28 verbunden. Die Basisanschlüsse der Transistoren werden mit einer steuernden Rechteckspannung im Gegentakt beaufschlagt, die ein nicht dargestellter Rechteckgenerator liefert. Der eingeprägte Strom der Gleichstromquelle I fließt abwechselnd über die obere und untere Hälfte der Primärwicklung, 8o daß der Kern des der tragers 4 im Takt des Rechteckgenerators von dem zerhackten Gleichstrom ummagnetisiert wird.
In der Sekundärwicklung 6 wird eine dem Primärstrom proportionale Wechselepannung induziert, die einer Gleichrichter-Halbbrücke 7, 8 zugeführt wird. Am Ausgang des Gleichrichters liegt ein Glättungskondensator 9. Die galvanisch vom Eingang getrennte Neßgleichspannung fällt an einem Bürdenwiderstand 11 ab, der an die Ausgangsklemmen 12 und 13 angeschlossen ist. Parallel zum Glättungskondensator 9 liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 27, der von der gleichgerichteten Ausgangsspannung eines selbstschwingenden Oszillators angesteuert wird. Der Oszillator besteht in an sich bekannter Weise aus einem Operationsverstärker 14, den Widerständen 18 bis 22 und den Kondensatoren 16 und 17. Die am Glättungskondensator 9 anstehende Gleichspannung versorgt den Oszillator mit der erforderlichen Hilfsspannung Der Oszillator wird über den Vondensator 15 und den an den Klemmen 12 und 19 angeschlossenen Bürdenwiderstand 11 so bedämpft, daß er nicht von selbst anschwingen kann.
Über den Bürdenwiderstand 11 fließt ein meßwertabhängiger Gleichstrom, der bei Änderung der Bürde in einem vorgegebenen Widerstandsbereich von beispielsweise 0 bis 600 Ohm als konstant betrachtet werden-kann. UberRchreitet der Bürdenwiderstand den vorgegebenen Widerstand von 600 Ohm wesentlich oder tritt gar eine Unterbrechung im Ausgangsstromkreis auf, so verringert sich damit die Bedämpfung des Oszillators. Der Oszillator schwingt an. Seine sinusförmige Wechseispannung wird mittels der Diode 23 gleichgerichtet und in eine dem Schalttransistor 27 angepaßte Steuergleichspannungmit den Widerständen 24 und 25 und dem Siebkondensator 26 umgeformt. Der Schalttransistor 27 schaltet durch und bewirkt so eine niederohmige Belastung des Sekundärkreises des galvanischen Trenners. Eine Unterbrechung bzw. eine zu geringe Belastung des SekundErkreises wirkt daher weitestgehend rückwirkungsfrei das heißt, der in den galvanischen Trenner eingespeiste Neßgleichstrom fließt ungehindert weiter. Im Ausführungsbeispiel bewirkt der leitende Schalttransistor 27 etwa die Belastung, die bei einem Bürdenwiderstand 11 von Null Ohm auftritt. Eine zwischen der Ausgangsklemme 12 und dem Glättungskondensator 9 in Flußrichtung geschaltete Diode 10 verhindert die Bedampfung des Oszillatorkreises durch den Glättungskondensator. - Durch Einsatz eines handelsüblichen Operationsverstärkers 14 mit geringem Versorgungsstrom wird der übertragene Gleichstrom im bedämpften Zustand des Oszillators nicht nennenswert verfälscht.
* Koppelk ** Entkopplungsd - Leerseite -

Claims

PatentansprAche $ Schaltungsanordnung mit einem galvanischen Trenner für analoge Gleichstromsignale, bestehend aus einem tbertrager (4), dessen rrimärwicklung (5) mit einem Zerhacker (2, 3) für das Gleichstromsignal (1) verbunden ist und dessen Sekundärwicklung (6) mit einem Gleichrichter (7, 8) für das übertragene Wechseistromsignal verbunden ist, welches einen Bürdenwiderstand (11) speist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) ein selbstschwingender Oszillator (14, mit Beschaltung) ist vorgesehen, der durch den Bürdenwiderstand (11) bedämpft ist; b) überschreitet der Bürdenwiderstand einen vorgegebenen Grenzwert, so schwingt der Oszillator und seine gleichgerichtete Oszillatorspannung steuert einen Schalttransistor (27), der den Ausgang des galvanischen Trenners niederohmig belastet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete Wechselstromsignal die Hilfsspannung für den Oszillator (14) liefert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete Wechselstromsignal einem Glättungskondensator (9) zugeführt ist, dem die Eollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors (27) parallel geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Oszillators (14) über einen Koppelkondensator (15) mit dem Bürdenwiderstand (11) derart verbunden ist, daß die Reihenschaltung aus dem Koppelkondensator und dem Bürdenwiderstand den Oszillator wechselspannungsmäßig bedämpft.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entkopplungsdiode (10) zwischen dem Glättungskondensator (9) und dem Lastwiderstand (11) derart geschaltet ist, daß eine Bedämpfung des Oszillators (14) durch den Glättungskondensator verhindert wird.