FI94686C - The voltage measuring circuit - Google Patents

The voltage measuring circuit Download PDF

Info

Publication number
FI94686C
FI94686C FI922315A FI922315A FI94686C FI 94686 C FI94686 C FI 94686C FI 922315 A FI922315 A FI 922315A FI 922315 A FI922315 A FI 922315A FI 94686 C FI94686 C FI 94686C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measuring circuit
voltage
transformer
switching means
primary
Prior art date
Application number
FI922315A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI94686B (en
FI922315A0 (en
FI922315A (en
Inventor
Matti Tuominen
Original Assignee
Nokia Telecommunications Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Telecommunications Oy filed Critical Nokia Telecommunications Oy
Priority to FI922315A priority Critical patent/FI94686C/en
Publication of FI922315A0 publication Critical patent/FI922315A0/en
Priority to DE4392104T priority patent/DE4392104T1/en
Priority to GB9423240A priority patent/GB2283115B/en
Priority to PCT/FI1993/000210 priority patent/WO1993023915A1/en
Priority to AU40710/93A priority patent/AU4071093A/en
Publication of FI922315A publication Critical patent/FI922315A/en
Priority to SE9801004A priority patent/SE511049C2/en
Publication of FI94686B publication Critical patent/FI94686B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI94686C publication Critical patent/FI94686C/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

1 94686 Jännitteenmittauspiiri1 94686 Voltage measuring circuit

Keksinnön kohteena on jännitteenmittauspiiri erityisesti hakkuriteholähteen ulostulojännitteen mittaami-5 seksi, käsittäen muuntajan, jossa on ensiö- ja toisiokää-mi, muuntajan ensiökäämin kanssa mittauspiirin sisääntu-lonapojen väliin sarjaankytketyn ensimmäisen kytkinväli-neen mittausjännitteen kytkemiseksi jaksollisesta muuntajan ensiökäämille.The invention relates to a voltage measuring circuit, in particular for measuring the output voltage of a switch power supply, comprising a transformer having a primary and a secondary winding with a primary winding of the transformer for periodically switching the measuring voltage of the first switching means to the measuring circuit of the first switching means.

10 Hakkuriteholähteissä on tyypillisesti tehomuuntaja10 Switching power supplies typically have a power transformer

Tl, jossa on ensiökäämi W1 ja toisiokäämi W2 ja joka jakaa hakkuriteholähteen kahteen galvaanisesti erotettuun osaan, ensiöpiiriin ja toisiopiiriin, kuten kuvioissa 1 ja 2 on havainnollistettu. DC-hakkuriteholähteessä toisiopuolella 15 on ainakin tasasuuntaaja D2 sekä suodatinkondensaattori Cl. Ensiöpuolella on tyypillisesti kytkentätransistori TRI, joka kytkee muunnettavan tasajännitteen DC1 muuntajan Tl ensiökäämille hakkuriteholähteen toimintataajuudella. Hakkuriteholähteen ulostulojännite DCQUT riippuu transis-20 torin TRI kytkentätaajuudesta, jota tämän vuoksi pyritään säätämään ulostulojännitteestä riippuvaisesti siten, että ulostulojännite pysyy haluttuna. Ongelmaksi tällaisessa piirissä muodostuu ulostulojännitteen DCqut mittaa-. minen teholähteen toisiopuolelta ja mittaustuloksen tai 25 säädön siirtäminen toisiopuolesta galvaanisesti erotetulle ensiöpuolelle transistorin TRI ohjaamista varten.T1 having a primary winding W1 and a secondary winding W2 and dividing the switch power supply into two galvanically separated parts, a primary circuit and a secondary circuit, as illustrated in Figures 1 and 2. The DC switch power supply on the secondary side 15 has at least a rectifier D2 and a filter capacitor C1. The primary side typically has a switching transistor TRI that connects the DC voltage of the transformer DC1 to the primary winding of the transformer T1 at the operating frequency of the switch power supply. The output voltage DCQUT of the switch power supply depends on the switching frequency of the transistor 20 TRI, which is therefore attempted to be adjusted depending on the output voltage so that the output voltage remains desired. The problem in such a circuit is the measurement of the output voltage DCqut-. from the secondary side of the power supply and transferring the measurement result or control from the secondary side to the galvanically isolated primary side for controlling the transistor TRI.

Eräässä tunnetussa ratkaisussa takaisinkytkettävä säätöinformaatio otetaan tehomuuntajan kautta, kuten kuviossa 1 on kuvattu. Tällöin tehomuuntajaan Tl liittyy 30 toinen toisiokäämi W3, jonka muodostama mittausjännite ta-sasuunnataan tasasuuntaajalla Dl ja syötetään säätöpiirille 11, joka puolestaan ohjaa kytkentätransistoria TR1· Tämä ratkaisu on yksinkertainen mutta se aiheuttaa mittausvirheitä, jotka johtuvat muuntajan Tl hajainduktans-35 sista ja tasasuuntaajan yli olevasta jännitepudotuksesta.In a known solution, the feedback control information is taken through a power transformer, as illustrated in Figure 1. Then a second secondary winding W3 is connected to the power transformer T1, the measurement voltage of which is rectified by a rectifier D1 and fed to a control circuit 11, which in turn controls .

2 946862 94686

Toisessa tunnetussa ratkaisussa, jota on havainnollistettu kuviossa 2, ulostulojännite DCQUT mitataan suoraan hakkuriteholähteen ulostulosta hakkuriteholähteen toisiopuolelle sijoitetulla säätöpiirillä 21 ja säätösig-5 naali syötetään ensiöpuolelle käyttäen erotusyksikköä 22. Tällainen ratkaisu vaatii kuitenkin suhteellisen paljon ylimääräisiä komponentteja.In another known solution, illustrated in Fig. 2, the output voltage DCQUT is measured directly from the output of the switch power supply by a control circuit 21 located on the secondary side of the switch power supply, and the control signal is fed to the primary side using a isolating unit 22. However, such a solution requires relatively many additional components.

GB-hakemusjulkaisu 2 153 113 esittää DC-DC-muutta-jan, jossa muuttajan ulostulojännite kytketään transisto-10 rilla, jota muuttajan tehomuuntajan toisiokäämillä esiintyvä kytkentätaajuus ohjaa, erotusmuuntajan ensiökäämille. Erotusmuuntajan toisiokäämille indusoituva jännite tasa-suunnataan ja takaisinkytketään muuttajan ohjauselektro-niikalle. Tässäkin kytkennässä tasasuuntausdiodin ja kyt-15 kentätransistorin yli olevat jännitehäviöt aiheuttavat mittausvirheitä. Mittauspiirin tarkkuus on sitä huonompi, mitä nopeammaksi piiri tehdään.GB application 2,153,113 discloses a DC-DC converter in which the output voltage of the converter is connected by a transistor-10 controlled by a switching frequency present in the secondary windings of the power transformer of the converter to the primary windings of the isolation transformer. The voltage induced on the secondary windings of the isolating transformer is rectified and fed back to the control electronics of the transformer. In this connection, too, voltage losses across the rectifier diode and the switch-15 field-effect transistor cause measurement errors. The faster the circuit is made, the worse the accuracy of the measuring circuit.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on hakkuriteholähteen ulostulojännitteen mittauspiiri, jolla vältetään 20 edellä mainitut ongelmat ja saavutetaan lisäksi muita etuja.It is an object of the present invention to provide a circuit for measuring the output voltage of a switch power supply, which avoids the above-mentioned problems and further achieves other advantages.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyntyyppisellä jännitteenmittauspiirillä, jolle on keksinnönmukaisesti . tunnusomaista, että mittauspiiri käsittää toisiokäämin 25 kanssa mittauspiirin ulostulonapojen väliin sarjaankytke- tyn toisen kytkinvälineen muuntajan toisiokäämiin indusoituneen jännitteen tasasuuntaamiseksi ja kytkemiseksi mittauspiirin ulostulonapoihin, ja välineen ensimmäisen ja toisen kytkinvälineen synkronoimiseksi keskenään, ja että 30 ensimmäisellä ja toisella kytkinvälineellä on resistiivi- nen jännite/virtakäyttäytyminen johtavassa tilassa.This is achieved by a voltage measuring circuit of the type shown in the introduction, for which according to the invention. characterized in that the measuring circuit comprises a second switching means connected in series between the output terminals of the measuring circuit 25 to rectify and connect the voltage induced in the secondary windings of the transformer to the output terminals of the transformer circuit, and the means mode.

Esillä olevassa keksinnössä hakkuriteholähteen ulostulojännite mitataan mittausmuuntajan ja sellaisen kytkinvälineen, jolla on edullisesti resistiivinen jänni-35 te/virtakäyttäytyminen johtavassa tilassa, sarjaankytken- »· 3 94686 nällä. Kytkinväline kytkee mitattavan jännitteen jaksolli-sesti muuntajan ensiökäämille, jolloin jännite indusoituu muuntajan toisiokäämiin. Muuntajan toisiokäämin jännite tasasuunnataan samantyyppisellä kytkinvälineellä, jollais-5 ta käytettiin muuntajan ensiöpuolella ja kytketään mittaus-piirin ulostulonapoihin, syötettäväksi mittausarvona hakkuriteholähteen säätöpiirille, joka on sijoitettu teholähteen ensiöpuolelle. Kytkinvälineet synkronoidaan keskenään, jolloin voidaan edullisesti käyttää teholähteessä 10 esiintyviä signaaleja. Teholähteen toisiokomponenttien aiheuttamat virheet eliminoituvat, koska mitataan todellista lähtöjännitettä. GB-patenttihakemuksen 2 153 113 ja kuvion 1 mukaisissa tunnetuissa ratkaisuissa mitataan muuntajan navoissa näkyvää jännitettä, mutta todellinen lähtöjännite 15 on tasasuuntajadiodin ja kytkentätransistori jännitehäviön verran pienempi. Tasasuuntaajadiodin jännitehäviö on puolestaan lämpötilariippuva ja lisäksi siinä on komponentti-hajonnasta johtuvaa vaihtelua. Kun keksinnössä käytetään synkronoituja kytkentäelementtejä, joissa ei ole PN-raja-20 pintaa, eliminoidaan rajapinnan lämpötilariippuvuudesta syntyvät virheet. Lisäksi keksinnönmukainen mittauspiiri voidaan toteuttaa pienemmällä määrällä komponentteja kuin tunnetut mittauspiirit.In the present invention, the output voltage of the switch power supply is measured by a series connection of a measuring transformer and a switching means which preferably has a resistive voltage-35 te / current behavior in a conductive state. The switching means periodically switches the voltage to be measured to the primary winding of the transformer, whereby the voltage is induced in the secondary winding of the transformer. The voltage of the secondary winding of the transformer is rectified by a switching means of the same type as that used on the primary side of the transformer and connected to the output terminals of the measuring circuit as a measured value to the switch power supply control circuit located on the primary side of the power supply. The switching means are synchronized with each other, whereby the signals present in the power supply 10 can be advantageously used. Errors caused by the secondary components of the power supply are eliminated because the actual output voltage is measured. In the known solutions according to GB patent application 2,153,113 and Fig. 1, the voltage visible at the terminals of the transformer is measured, but the actual output voltage 15 is smaller by the voltage drop of the rectifier diode and the switching transistor. The voltage drop of the rectifier diode, in turn, is temperature dependent and also has variation due to component scattering. When synchronized switching elements without a PN boundary-20 surface are used in the invention, errors due to the temperature dependence of the interface are eliminated. In addition, the measuring circuit according to the invention can be implemented with a smaller number of components than the known measuring circuits.

: Keksintöä selitetään seuraavassa suoritusesimerkki- 25 en avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuviot 1 ja 2 esittävät periaatteelliset kytkentäkaaviot kahdesta tunnetusta hakkuriteholähteen mittaus- ja säätökytkennästä, kuvio 3 esittää periaatteellisen kytkentäkaavion 30 keksinnön mukaisesta mittauspiiristä, ja kuvio 4 esittää periaatteellisen kytkentäkaavion kuvion 3 mittauspiiristä sovellettuna erääseen hakkuriteholähteeseen .: The invention will now be described with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1 and 2 show schematic diagrams of two known switching power supply measurement and control circuits, Figure 3 shows a schematic circuit diagram 30 of a measuring circuit switch mode power supply.

kuvio 5 esittää periaatteellisen kytkentäkaavion 35 kuvion 3 mittauspiiristä sovellettuna toiseen hakkurite- ;· holähteeseen.Fig. 5 shows a schematic circuit diagram 35 of the measuring circuit of Fig. 3 applied to a second switch source;

4 946864,94686

Keksinnön mukaista mittauspiiriä voidaan soveltaa missä tahansa mittaussovelluksessa, jossa tarvitaan tarkka jännitteenmittaus ja halutaan siirtää mittaustulos gal-vaanisesti erotettujen laiteosien välille.The measuring circuit according to the invention can be applied in any measuring application where an accurate voltage measurement is required and it is desired to transfer the measurement result between galvanically separated device parts.

5 Keksinnön perusrakennetta havainnollistaa kuvion 3 kytkentäkaavio, jossa on esitetty vain keksinnön mukaisen mittauspiirin toiminnan kannalta oleellisimmat komponentit.The basic structure of the invention is illustrated by the circuit diagram of Fig. 3, which shows only the most essential components for the operation of the measuring circuit according to the invention.

Kuviossa 3 esitetty keksinnön ensisijaisen suori-10 tusmuodon mukainen mittauspiiri käsittää mittausmuuntajan T2, jossa on ensiökäämi W4 ja toisiokäämi W5. Muuntajan T2 ensiökäämin W4 kanssa on kytketty sarjaan kytkinkomponent-ti TR2, jolla on resistiivinen jännite/virtakäyttäytyminen johtavassa tilassa. Käämin W4 ja kytkinkomponentin TR2 15 sarjaankytkentä on kytketty mittauspiirin mittaus- tai si-sääntulonapojen A ja B väliin. Muuntajan T2 toisiokäämin W5 kanssa on kytketty sarjaan toinen kytkinkomponentti TR3, joka on samantyyppinen kuin ensiöpuolella käytetty kytkinkomponentti TR2. Toisiokäämin W5 ja kytkinkomponen-20 tin TR3 sarjaankytkentä on kytketty mittauspiirin ulostu-lonapojen C ja D väliin. Kytkinkomponentit TR2 ovat mitä tahansa kytkinkomponentteja, jotka johtavat vain yhteen suuntaan tasasuuntaustoiminnon aikaansaamiseksi ja joilla on haluttu resistiivinen jännite/virtakäyttäytyminen joh-• 25 tavassa tilassa, kuten puolijohdekytkinkomponentit. Kek sinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa TR2 ja TR3 ovat MOSFET-kytkinkomponentteja, joita ohjataan hilaelektro-deilta G1 ja G2.The measuring circuit according to the preferred embodiment of the invention shown in Fig. 3 comprises a measuring transformer T2 having a primary winding W4 and a secondary winding W5. A switching component TR2 with a resistive voltage / current behavior in a conductive state is connected in series with the primary winding W4 of the transformer T2. The series connection of the winding W4 and the switching component TR2 15 is connected between the measuring or input terminals A and B of the measuring circuit. A second switching component TR3 of the same type as the switching component TR2 used on the primary side is connected in series with the secondary winding W5 of the transformer T2. The series connection of the secondary winding W5 and the switch component 20 TR3 is connected between the output terminals C and D of the measuring circuit. Switch components TR2 are any switch components that conduct in only one direction to provide a rectification function and have a desired resistive voltage / current behavior in a conductive state, such as semiconductor switch components. In a preferred embodiment of the invention, TR2 and TR3 are MOSFET switch components controlled by gate electrodes G1 and G2.

Kuvion 3 mukainen mittauspiiri toimii seuraavasti. 30 Kytkinkomponentti TR2 kytkee sisääntulonapojen A ja B yli esiintyvän mittausjännitteen hilaelektrodille G1 syötetyn ohjaussignaalin ohjaamana jaksollisesta mittausmuuntajan T2 ensiökäämille W4, jolloin käämin W4 yli esiintyvä jännite indusoi vastaavan jännitteen toisiokäämin W5 yli. 35 Kytkinkomponentti TR3 hilaelektrodille G2 syötetyn ohjaus-” signaalin ohjaamana tasasuuntaa toisiokäämin W5 yli olevanThe measuring circuit according to Figure 3 operates as follows. The switching component TR2 switches the measurement voltage across the input terminals A and B under the control signal supplied to the gate electrode G1 from the periodic to the primary winding W4 of the measuring transformer T2, whereby a voltage across the winding W4 induces a corresponding voltage across the secondary winding W5. 35 The switching component TR3, controlled by the control ”signal applied to the gate electrode G2, rectifies the current across the secondary winding W5.

IIII

5 94686 indusoituneen jännitteen ja kytkee tasasuunnatun toisio-jännitteen mittauspiirin ulostulonapoihin C ja D. Kytkin-komponentit TR2 ja TR3 on synkronoitu keskenään siten, että ne ovat johtavassa tilassa ja johtamattomassa tilassa 5 oleellisesti samanaikaisesti.5 94686 induced voltage and connects the rectified secondary voltage to the output terminals C and D of the measuring circuit. The switch components TR2 and TR3 are synchronized with each other so that they are in the conducting state and the non-conducting state 5 substantially simultaneously.

Kuvio 4 havainnollistaa kuvion 3 mukaisen mittaus-kytkennän soveltamista DC-DC-hakkuriteholähteeseen. Kuviossa 4 on esitetty vain keksinnön selostamisen kannalta oleelliset piirikomponentit. Kuten alan ammattimiehelle on 10 ilmeistä, hakkuriteholähdekytkentään voi kuulua muitakin lisäkomponenttej a.Figure 4 illustrates the application of the measurement circuit of Figure 3 to a DC-DC switch power supply. Figure 4 shows only the circuit components relevant to the description of the invention. As will be apparent to one skilled in the art, other additional components may be included in the switch power supply connection.

Kuviossa 4 hakkurilähde käsittää muuntajan Tl, joka jakaa teholähteen ensiöpuoleen (sisääntulopuoli) ja toi-siopuoleen (ulostulopuoli). Muuntaja käsittää ensiökäämin 15 W1 ja toisiokäämin W2. Ensiöpuolella tehomuuntajan Tl ensiökäämin W1 kanssa on kytketty sarjaan kytkintransistori TRI, joka kytkentä taajuudella f kytkee sarjaankytkennän yli olevan, sisääntulevan tasajännitteen DCIN ensiökäämil-le W1, jonka yli oleva jännite indusoi vastaavan jännit-20 teen toisiokäämin W2 yli. Toisiokäämin W2 yli oleva jännite tasasuunnataan tasasuuntausdiodilla D2 ja suodatetaan suodatinkondensaattorilla Cl, jolloin kondensaattorin Cl yli oleva jännite muodostaa teholähteen tasajänniteulostu-. Ion DCq^. Teholähteen ulostulonapoihin kondensaattorin Cl • 25 yli on kytketty kuviossa 3 esitetyn keksinnön mukaisen mittauspiirin 41 sisääntulonavat A ja B. Mittauspiirin 41 ulostulonavat C ja D on kytketty teholähteen ensiöpuolella olevaan säätöpiiriin 42, joka muodostaa transistorin TRI ohjaussignaalin. Näin keksinnön mukaisella mittauspiirillä 30 voidaan mitata hakkuriteholähteen toisiopuolelta ulostulo-jännite ja siirtää mittaustulos galvaanisesti erotetulla tavalla toisiopuolen säätöpiirille 42. Säätöpiiri 42 voi yksinkertaisimmillaan muodostua differentiaalivahvistimesta, joka vertaa mittauspiirin 41 tuottamaa jännitettä en-35 naita asetettuun referenssijännitteeseen (joka vastaa haluttua ulostulojännitettä dCqUT) ja tuottaa niiden erojän- « 94686 nitteen, sekä modulaattoripiiristä, jota ohjataan mainitulla erojännitteellä.In Fig. 4, the switch source comprises a transformer T1 which divides the power supply into a primary side (input side) and a secondary side (output side). The transformer comprises a primary winding 15 W1 and a secondary winding W2. On the primary side, a switching transistor TRI is connected in series with the primary winding W1 of the power transformer T1. The voltage across the secondary winding W2 is rectified by a rectifier diode D2 and filtered by a filter capacitor C1, whereby the voltage across the capacitor C1 forms the DC output of the power supply. Ion DCq ^. The input terminals A and B of the measuring circuit 41 according to the invention shown in Fig. 3 are connected to the output terminals of the power supply over the capacitor C1 • 25. The output terminals C and D of the measuring circuit 41 are connected to the control circuit 42 on the primary side of the power supply. Thus, according to the invention, the measuring circuit 30 can measure the switched-mode power supply from the secondary side output voltage, and transmits a measurement result galvanically separated in the secondary side control circuit 42. The control circuit 42 may simplest form differential amplifiers, which compares the 41 produced by the measuring circuit voltage I-35 influencing the hydrodynamics preset reference voltage (which corresponds to the desired output voltage dCqUT) to produce their differential voltage, and a modulator circuit controlled by said differential voltage.

Keksinnön mukaisen mittauspiirin 41 kytkinkompo-nenttien TR2 ja TR3 ohjaukseen ja keskinäiseen synkronoin-5 tiin käytetään edullisesti teholähteessä jo olevia signaaleja. Kuviossa 4 esitetyssä suoritusmuodossa ohjaussignaali kytkinkomponentin TR2 hilalle G1 tuotetaan ohjainpiirillä 44 tehomuuntajan Tl toisiokäämin W2 yli olevasta jännitteestä. Vastaavasti kytkinkomponentin TR3 hilaelekt-10 rodille G2 tuotetaan ohjaussignaali ohjainpiirillä 43 joko tehomuuntajan Tl ensiökäämin W1 yli olevasta ensiöjännit-teestä tai vaihtoehtoisesti transistorin TRI ohjaussignaalista. Tällä tavoin myös mittauspiirin 41 ohjainpiirit 44 ja ohjaussignaalit pysyvät galvaanisesti toisistaan ero-15 tettuina, koska ne otetaan eri puolilta tehomuuntajaa Tl ja syötetään eri puolille mittausmuuntajaa T2. Kuitenkin kaikissa ohjaussignaaleissa esiintyvä primäärisenä kytken-tätaajuutena transistorin TRI kytkentätaajuus, jolloin kytkinkomponentit TR2 ja TR3 toimivat toisiinsa synkronoi-20 tuina.Signals already present in the power supply are preferably used for the control and mutual synchronization of the switching components TR2 and TR3 of the measuring circuit 41 according to the invention. In the embodiment shown in Fig. 4, a control signal for the gate G1 of the switch component TR2 is produced by the control circuit 44 from the voltage across the secondary winding W2 of the power transformer T1. Correspondingly, a control signal is produced for the gate electrode 10 of the switching component TR3 by the control circuit 43 either from the primary voltage across the primary winding W1 of the power transformer T1 or alternatively from the control signal of the transistor TRI. In this way, the control circuits 44 and the control signals of the measuring circuit 41 also remain galvanically separated from each other because they are taken from different sides of the power transformer T1 and fed to different parts of the measuring transformer T2. However, the primary switching frequency present in all control signals is the switching frequency of the transistor TRI, whereby the switching components TR2 and TR3 operate in synchronism with each other.

Kuviossa 5 esitetyssä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa ohjaussignaali kytkinkomponentin TR2 hilalle G1 tuotetaan ohjainpiirillä 54 ja ohjaussignaali kytkinkomponen-. tin TR3 hilaelektrodille G2 ohjainpiirillä 53. Ohjainpii- • 25 rit 53 ja 54 synkronoidaan toisiinsa muuntajan T3 kautta, jolloin ohjainpiirit 53 ja 54 sekä niiden tuottamat ohjaussignaalit ovat galvaanisesti toisistaan erotettuja. Muuntaja T3 on täysin riippumaton tehomuuntajasta Tl ja sen signaaleista, joten ohjauspiirit 53 ja 54 voivat ohja-30 ta mittauspiiriä suuremmalla toimintataajuudella kuin hakkuriteholähteen toimintaajuus.In the alternative embodiment shown in Fig. 5, a control signal for the gate G1 of the switch component TR2 is provided by the control circuit 54 and a control signal for the switch component. TR3 to the gate electrode G2 by the control circuit 53. The control circuits 53 and 54 are synchronized with each other via a transformer T3, whereby the control circuits 53 and 54 and the control signals produced by them are galvanically separated from each other. The transformer T3 is completely independent of the power transformer T1 and its signals, so that the control circuits 53 and 54 can control the measuring circuit at a higher operating frequency than the operating frequency of the switch power supply.

Keksintöä voidaan soveltaa myös muilla tavoin to-teutuissa hakkuriteholähteissä.The invention can also be applied in switch-mode power supplies implemented in other ways.

Muutoinkin oheiset kuviot ja niihin liittyvä seli-35 tys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa 7 94686 keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen mittaus-piiri voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa .Otherwise, the accompanying figures and the related description are intended only to illustrate the present 7,94686 invention. The details of the measuring circuit according to the invention may vary within the scope of the appended claims.

Claims (8)

8 946868 94686 1. Jännitteenmittauspiiri erityisesti hakkuriteholähteen ulostulojännitteen mittaamiseksi käsittäen 5 muuntajan (T2), jossa on ensiö- ja toisiokäämi (W4, W5), muuntajan ensiökäämin (W4) kanssa mittauspiirin si-sääntulonapojen (A,B) väliin sarjaankytketyn ensimmäisen kytkinvälineen (TR2) mittausjännitteen kytkemiseksi jak-10 sollisesti muuntajan ensiökäämille (W4), tunnettu siitä, että mittauspiiri lisäksi käsittää toisiokäämin (W5) kanssa mittauspiirin ulostulona-pojen (C, D) väliin sarjaankytketyn toisen kytkinvälineen (TR3) muuntajan toisiokäämiin indusoituneen jännitteen ta-15 sasuuntaamiseksi ja kytkemiseksi mittauspiirin ulostulo- napoihin (C, D), ja välineen (43, 44) ensimmäisen ja toisen kytkinvälineen synkronoimiseksi keskenään, ja että ensimmäisellä ja toisella kytkinvälineellä (TR2, TR3) on resistiivinen jän-20 nite/virtakäyttäytyminen johtavassa tilassa.A voltage measuring circuit for measuring in particular the output voltage of a switch power supply, comprising a transformer (T2) having a primary and a secondary winding (W4, W5) for the primary winding (W4) of the transformer, characterized in that the measuring circuit further comprises a second switching means (TR3) connected in series with the output windings (C, D) of the measuring circuit to the secondary winding of the transformer to rectify and switch the voltage - terminals (C, D), and means (43, 44) for synchronizing the first and second switching means with each other, and that the first and second switching means (TR2, TR3) have a resistive voltage-current behavior in the conductive state. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittauspiiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen kytkin-väline (TR2, TR3) ovat puolijohdekytkinkomponentteja, edullisesti MOSFET-kytkinkomponenttej a. : 25 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mittaus- piiri, tunnettu siitä, että väline ensimmäisen ja toisen kytkinvälineen (TR2, TR3) synkronoimiseksi ohjaa kytkinvälineitä hakkuriteholähteestä saatavilla ohjaussignaaleilla.Measuring circuit according to Claim 1, characterized in that the first and second switching means (TR2, TR3) are semiconductor switching components, preferably MOSFET switching components. A measuring circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the means and for synchronizing the second switching means (TR2, TR3), controlling the switching means with control signals available from the switch power supply. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mittauspiiri, tunnettu siitä, että hakkuriteholähde käsittää tehomuuntajan (Tl), jossa on ensiö- ja toisiokäämi(W1, W2), ja että väline ensimmäisen ja toisen kytkinvälineen (TR2, TR3) synkronoimiseksi käsittää ensimmäisen ohjain-35 piirin (44), joka ohjaa ensimmäistä kytkinvälinettä teho- • II 9 94686 muuntajan toisiopuolelta saatavalla ensimmäisellä ohjaussignaalilla, ja toisen ohjainpiirin (43), joka ohjaa toista kytkinvälinettä tehomuuntajan ensiöpuolelta saatavalla toisella ohjaussignaalilla, jolla on sama taajuus kuin 5 ensimmäisellä ohjaussignaalilla.Measuring circuit according to claim 3, characterized in that the switch power supply comprises a power transformer (T1) with a primary and a secondary winding (W1, W2), and that the means for synchronizing the first and second switching means (TR2, TR3) comprises a first controller circuit (35). 44), which controls the first switching means with a first control signal from the secondary side of the power transformer, and a second control circuit (43), which controls the second switching means with a second control signal from the primary side of the power transformer having the same frequency as the first control signal. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen mittauspiiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen ohjaussignaali muodostetaan tehomuuntajan toisiokäämin (W2) jännitteestä ja toinen ohjaussignaali muodostetaan ensiökäämin (Wl) 10 jännitteestä.Measuring circuit according to Claim 4, characterized in that the first control signal is formed from the voltage of the secondary winding (W2) of the power transformer and the second control signal is generated from the voltage of the primary winding (W1). 6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen mittaus- piiri, tunnettu siitä, että ohjaussignaalien taa juus on hakkuriteholähteen toimintataajuus.Measuring circuit according to Claim 3, 4 or 5, characterized in that the frequency of the control signals is the operating frequency of the switch power supply. 7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mittaus- 15 piiri, tunnettu siitä, että väline ensimmäisen ja toisen kytkinvälineen (TR2, TR3) synkronoimiseksi käsittää ensimmäisen ohjainpiirin (54), joka ohjaa ensimmäistä kytkinvälinettä, toisen ohjainpiirin (53), joka ohjaa toista kytkinvälinettä, sekä muuntajan (T3), jonka kautta ohjain-20 piirit on synkronoitu toisiinsa.Measuring circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the means for synchronizing the first and second switching means (TR2, TR3) comprise a first control circuit (54) controlling the first switching means, a second control circuit (53) controlling the second switching means, and a transformer (T3) through which the controller-20 circuits are synchronized with each other. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittauspiiri, tunnettu siitä, että hakkuriteholähde käsittää tehomuuntajan (Tl), jossa on ensiö- ja toi- . siokäämi (Wl, W2), sekä tehomuuntajan ensiöpuolelle kytke- - 25 tyn ensiöjännitettä säätävän säätöpiirin (42, TRI), ja että mittauspiirin ulostulonavat (C, D) on kytketty mainitulle säätöpiirille. • · 10 94£6ίMeasuring circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the switch power supply comprises a power transformer (T1) with primary and secondary. a winding (W1, W2), and a primary voltage control circuit (42, TRI) connected to the primary side of the power transformer, and that the output terminals (C, D) of the measuring circuit are connected to said control circuit. • · 10 94 £ 6ί
FI922315A 1992-05-21 1992-05-21 The voltage measuring circuit FI94686C (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI922315A FI94686C (en) 1992-05-21 1992-05-21 The voltage measuring circuit
DE4392104T DE4392104T1 (en) 1992-05-21 1993-05-19 Voltage measurement circuit
GB9423240A GB2283115B (en) 1992-05-21 1993-05-19 Voltage measuring circuit
PCT/FI1993/000210 WO1993023915A1 (en) 1992-05-21 1993-05-19 Voltage measuring circuit
AU40710/93A AU4071093A (en) 1992-05-21 1993-05-19 Voltage measuring circuit
SE9801004A SE511049C2 (en) 1992-05-21 1994-11-17 Device for evaporating gas at a nuclear power circuit to measure the output voltage of a switching current source

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI922315 1992-05-21
FI922315A FI94686C (en) 1992-05-21 1992-05-21 The voltage measuring circuit

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI922315A0 FI922315A0 (en) 1992-05-21
FI922315A FI922315A (en) 1993-11-22
FI94686B FI94686B (en) 1995-06-30
FI94686C true FI94686C (en) 1995-10-10

Family

ID=8535329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI922315A FI94686C (en) 1992-05-21 1992-05-21 The voltage measuring circuit

Country Status (6)

Country Link
AU (1) AU4071093A (en)
DE (1) DE4392104T1 (en)
FI (1) FI94686C (en)
GB (1) GB2283115B (en)
SE (1) SE511049C2 (en)
WO (1) WO1993023915A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4269515B2 (en) 2000-12-25 2009-05-27 パナソニック電工株式会社 Electric quantity detection sensor
DE102005015942A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Abb Patent Gmbh Device for supplying power to measuring sensors and transmitting a synchronous clock signal to them
US8929053B2 (en) 2010-09-13 2015-01-06 William Henry Morong Direct-current current transformer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4495554A (en) * 1983-03-28 1985-01-22 International Business Machines Corporation Isolated power supply feedback
DE3500627A1 (en) * 1984-01-20 1985-07-25 Westinghouse Electric Corp., Pittsburgh, Pa. DC-DC CONVERTER
US4709315A (en) * 1986-11-24 1987-11-24 Rockwell International Corporation Isolated controller circuit

Also Published As

Publication number Publication date
SE9403984D0 (en) 1994-11-17
GB2283115A (en) 1995-04-26
DE4392104T1 (en) 1995-05-11
WO1993023915A1 (en) 1993-11-25
FI94686B (en) 1995-06-30
GB9423240D0 (en) 1995-02-15
FI922315A0 (en) 1992-05-21
FI922315A (en) 1993-11-22
AU4071093A (en) 1993-12-13
SE9403984L (en) 1994-11-17
SE511049C2 (en) 1999-07-26
GB2283115B (en) 1996-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1605576B1 (en) Device and method for extending the input voltage range of a DC/DC converter
KR100378801B1 (en) Direct current source circuit
US6549436B1 (en) Integrated magnetic converter circuit and method with improved filtering
CN110999053B (en) Adjustable power supply device for supplying power to power switch control device
US7035120B2 (en) Driving circuit employing synchronous rectifier circuit
KR880013300A (en) High frequency resonant power converter
CN104052290A (en) Switching Power Converter With Secondary To Primary Messaging
US10404180B2 (en) Driver circuit for switch
KR940003156A (en) Power supply circuits and electrical devices with them
JP3993246B2 (en) Switched mode power supply with improved starting circuit
ITMI940917A1 (en) DC / DC CONVERTER INCLUDING A HIGH INSULATION CHARGE TRANSFER FEEDBACK NETWORK
FI94686C (en) The voltage measuring circuit
JP3346543B2 (en) Switching power supply
JP2007511995A (en) Switch mode power supply
JPH06141536A (en) Low-loss power supply device including dc/dc converter
JPH11187661A (en) Dc-to-dc converter
FI113916B (en) Rectifier control connection
EP0709949A2 (en) DC/DC converter for power feeding
JP2003259639A (en) Switching power supply unit
JP2000134924A (en) Power circuit
JP4803822B2 (en) Multi-output power supply
JPH08331841A (en) Switching power supply
JPS5838414Y2 (en) switching regulator device
JPS63290161A (en) Multi-channel switching power source circuit
JPH05300740A (en) Switching power supply

Legal Events

Date Code Title Description
HC Name/ company changed in application

Owner name: NOKIA TELECOMMUNICATIONS OY

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed