DE1080680B

DE1080680B - Protective circuit for elements belonging to the rectifier and arranged on the DC voltage side of power rectifiers for measurement and communication technology

Info

Publication number: DE1080680B
Application number: DEL23715A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Busse
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-12-22
Filing date: 1955-12-22
Publication date: 1960-04-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für auf der Gleichspannungsseite von Netzgleichrichtern der Meß- und Nachrichtentechnik angeordnete und zum Gleichrichter gehörende Elemente, insbesondere Elektrolytkondensatoren, wobei die Ausgangsgleichspannung dieser Gleichrichter aus mehreren in Reihe geschalteten Spannungsstufen zusammengesetzt ist.The invention relates to a protective circuit for the DC voltage side of power rectifiers the measuring and communication technology and belonging to the rectifier elements, in particular Electrolytic capacitors, the output DC voltage of this rectifier from several is composed of voltage levels connected in series.

In der Elektrotechnik werden in großem Umfang sogenannte Netzgleichrichter verwendet, die zur Erzeugung einer Gleichspannung dienen, an die ein beliebiger Verbraucher anschließbar ist. Die Art der Gleichrichterschaltung, auf die sich die Erfindung bezieht, besteht im wesentlichen aus einem Transformator, der die verschiedensten Wicklungen besitzt. Die erzeugten Wechselspannungen werden mit Hilfe von Röhren- oder Trockengleichrichtern gleichgerichtet, und die derart erzeugte Gleichspannung, die noch einen erheblichen Wechselspannungsanteil aufweist, wird an eine aus mehreren Gliedern bestehende Siebkette gelegt, an deren Ausgang eine praktisch wechselspannungsfreie Gleichspannung abnehmbar ist. Die in derartigen Gleichrichter schaltungen verwendete Siebkette besteht dabei aus Drosseln oder Widerständen als Längsglieder und Kondensatoren als Querglieder. Die Kondensatoren sind in sehr vielen Fällen Elektrolytkondensatoren. Diese sind preislich sehr günstig und können bei relativ großen. Kapazitätswerten in ihren Abmessungen klein gehalten werden. Papierkondensatoren mit den gleichen Werten sind im allgemeinen teurer und auch größenIn electrical engineering, so-called power rectifiers are used on a large scale to generate serve a DC voltage to which any consumer can be connected. The type of Rectifier circuit to which the invention relates essentially consists of a transformer, which has the most varied of windings. The generated alternating voltages are with the help of Tube or dry rectifiers rectified, and the DC voltage generated in this way, which is still has a considerable proportion of alternating voltage, is connected to a sieve chain consisting of several links at the output of which a practically alternating voltage-free direct voltage can be removed. In the Such rectifier circuits used filter chain consists of chokes or resistors as longitudinal links and capacitors as transverse links. In many cases the capacitors are electrolytic capacitors. These are very cheap and can be relatively large. Capacity values in their dimensions are kept small. Paper capacitors with the same values are generally the same more expensive and also sizes

Reicht die Ausgangsgleichspannung eines bereits vorhandenen Gleichrichtergerätes nicht aus, so können ein oder mehrere weitere Geräte verwendet werden, wobei beide Ausgangsgleichspannungen in Reihe geschaltet werden.If the output DC voltage of an existing rectifier device is not sufficient, you can one or more additional devices can be used, with both output DC voltages connected in series will.

An sich kann selbstverständlich auch eine Gleichrichterschaltung gleich so dimensioniert werden, daß ihr die geforderten Gleichspannungen entnehmbar sind, wobei bekannte Spannungsverdoppler- oder Vervielfacherschaltungen zur Anwendung kommen. In diesen Fällen wird sehr oft eine Wicklung des verwendeten Transformators unter Zuhilfenahme mehrerer Gleichrichterelemente zur Erzeugung mehrerer Spannungsstufen herangezogen, die wieder in Reihe geschaltet sind. Wenn die Ausgangsgleichspannung derartiger Gleichrichterschaltungen größer ist als die Nennspannung der in der Siebkette verwendeten Kondensatoren, so werden mehrere von diesen Kondensatoren in Reihe geschaltet.A rectifier circuit can of course also be dimensioned in such a way that the required DC voltages can be taken from it, with known voltage doubler or Multiplier circuits are used. In these cases, a winding of the used is very often used Transformer with the help of several rectifier elements to generate several Voltage levels used, which are again connected in series. When the DC output voltage such rectifier circuits is greater than the nominal voltage of the capacitors used in the filter chain, so several of these capacitors are connected in series.

Bei der Reihenschaltung mehrerer einzelner Gleichrichtergeräte und auch bei einem Einzelgleichrichtergerät mit mehreren Spannungsstufen, die in Reihe geschaltet sind, tritt nun folgender Nachteil auf. Fällt Schutzs chaltung
für auf der GleidispannungsseiteWhen several individual rectifier devices are connected in series and also with a single rectifier device with several voltage stages connected in series, the following disadvantage now arises. Protective circuit drops
for on the sliding tension side

von Netzgleichrichternof power rectifiers

der Meß- und Nachrichtentechnikof measurement and communication technology

angeordnete und zum Gleichrichterarranged and to the rectifier

gehörende Elementerelated items

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G.m. b.H., Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1LICENTIA Patent Administration - G.m. bra., Frankfurt / M., Theodor-Stern-Kai 1

Gerhard Busse, Berlin-Tempelhof,
ist als Erfinder genannt wordenGerhard Busse, Berlin-Tempelhof,
has been named as the inventor

aus irgendeinem Grunde die Gleichspannung eines Gleichrichtergerates, das z. B. 'mit einem weiteren in Reihe geschaltet ist, oder fällt eine Spannungsstufe bei einem Einzelgleichrichtergerät der geschilderten Art aus, so wird bei angeschaltetem Verbraucher an der Gleichspannungsseite des ausgefallenen Gleichrichtergerätes oder der Gleichrichterstufe bei einem Einzelgleichrichtergerät eine Spannung mit umgekehrter Polarität auftreten. Diese Spannung ist jedoch äußerst unerwünscht, da sie unter Umständen eine Zer-' störung von Schaltelementen der ausgefallenen Gleichrichtereinheit hervorrufen kann. Bei der Verwendung von Elektrolytkondensatoren, die bekanntlich gepolt sind, liegt in diesem Fall an diesen eine Gleichspannung mit verkehrter Poking.for some reason the DC voltage of a rectifier which z. B. 'with another in Is connected in series, or one voltage level drops in the case of a single rectifier device of the type described, then when the consumer is switched on, the DC side of the failed rectifier device or the rectifier stage in the case of a single rectifier device, a voltage with the reverse Polarity occur. However, this tension is extremely undesirable because it may cause a malfunction of switching elements of the failed rectifier unit can cause. When using electrolytic capacitors, which are known to be polarized in this case a DC voltage with reverse poking is applied to them.

Durch die Erfindung wird dieser Nachteil in einfacher Weise vermieden, und es wird erreicht, daß auf der Gleichspannungsseite des ausgefallenen Gleichrichtergerätes bzw. der Gleichrichterstufe bei angeschlossenem Verbraucher praktisch keine Spannung auftritt. Die Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise auf der Gleichspannungsseite jeder Spannungsstufe ein Gleichrichter angeordnet ist, der bei Ausfall einer Spannungsstufe die dadurch an den Elementen mit umgekehrter Polarität entstehende Spannung kurzschließt. Zweckmäßig werden durch das Leitendwerden des parallel geschalteten Gleichrichters Einrichtungen betätigt, die eine Anzeige des fehlerhaften Arbeitens bzw. die Abschaltung der Gleichrichterschaltung bewirken.The invention avoids this disadvantage in a simple manner, and it is achieved that on the DC voltage side of the failed rectifier device or the rectifier stage if the Consumers practically no voltage occurs. The invention consists in that in itself As is known, a rectifier is arranged on the DC voltage side of each voltage stage, which in the event of failure of a voltage stage, the resultant one on the elements with reversed polarity Voltage short-circuits. It is useful if the rectifier connected in parallel becomes conductive Devices operated, which an indication of the faulty operation or the disconnection of the rectifier circuit cause.

Es sind bereits Stromrichterschaltungen bekannt, die keine Siebketten aufweisen. Parallel zu den Span-Converter circuits are already known which do not have any filter chains. Parallel to the

, . 0ΟΪ 507/179,. 0ΟΪ 507/179

ntmgsstufen sind dabei Gleichrichter angeordnet. Diese haben nicht den Zweck, die Elemente der Gleichspannungsseite zu schützen.Rectifiers are arranged in this case. These are not intended to protect the elements on the DC voltage side.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es sind dabei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Schaltelemente dargestellt.The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained. Only the switching elements necessary for understanding the invention are shown.

In der Fig. 1 ist eine Netzgleichrichterschaltung dargestellt, die aus einem Transformator 1, zwei Gleichrichtern 2, 3 und zwei Siebketten 4, 5 besteht, Die Gleichrichterschaltung besitzt ferner zwei Klemmen 6, 7, an denen eine Gleichspannung entsteht. An die Klemmen 6, 7 ist ein Verbraucher 8 anschaltbar. Die beschriebene Gleichrichterschaltung ist bekannt. Die Polaritätsverhältnisse auf der Gleichstromseite sind durch -\— und —Zeichen angedeutet. Fällt nun beispielsweise die untere Gleichrichterstufe durch Versagen des Gleichrichters 3 aus, dann wird sich durch den angeschalteten Verbraucher 8 zwischen der Klemme 7 und der Leitung 9 eine Spannung ausbil- ao den, die von der Summe aller zwischen diesen beiden Punkten herrschenden Einzelwiderständen abhängen wird. Außerdem liegt diese Spannung mit umgekehrter Polarität an den Punkten 7 und 9, wie durch die (+)- und (—)-Zeichen angedeutet. Bei einer Verwendung von Elektrolytkondensatoren bedeutet dies jedoch eine falsche Polung derselben.1 shows a power rectifier circuit which consists of a transformer 1, two rectifiers 2, 3 and two filter chains 4, 5. The rectifier circuit also has two terminals 6, 7 at which a direct voltage is generated. A consumer 8 can be connected to terminals 6, 7. The rectifier circuit described is known. The polarity relationships on the direct current side are indicated by - \ - and - signs. If, for example, the lower rectifier stage fails due to the failure of rectifier 3, the connected consumer 8 will generate a voltage between terminal 7 and line 9 that will depend on the sum of all individual resistances between these two points. In addition, this voltage is reversed in polarity at points 7 and 9, as indicated by the (+) and (-) signs. If electrolytic capacitors are used, however, this means incorrect polarity of the same.

Werden nun gemäß der Erfindung zwischen den Punkten 6, 9 und 7 Gleichrichter 10, 11 angeordnet, wobei diese in Reihe geschaltet sind und die Kathode des Gleichrichters 10 am positiven Pol und die Anode des Gleichrichters 11 am negativen Pol der Gleichspannungsquelle liegen, so wird bei auftretender Spannung mit umgekehrter Polarität an den Punkten 7, 9 der Gleichrichter 11 leitend und schließt diese Spannung praktisch kurz. Damit sind sämtliche Schaltelemente der unteren Gleichrichtereinheit geschützt.If, according to the invention, rectifiers 10, 11 are arranged between points 6, 9 and 7, these being connected in series and the cathode of the rectifier 10 being on the positive pole and the anode of the rectifier 11 being on the negative pole of the DC voltage source, then at Occurring voltage with reverse polarity at points 7, 9 of the rectifier 11 is conductive and practically short-circuits this voltage. This protects all switching elements of the lower rectifier unit.

Einer weiteren vorteilhaften Ausbildung entsprechend ist in dem Leitungszug 9 eine stromempfindliche Einrichtung 12, beispielsweise ein Relais, angeordnet, die geeignete Mittel zur Anzeige des fehlerhaften Arbeitens der Schaltung oder auch zur Abschaltung derselben betätigt.According to a further advantageous embodiment, a current-sensitive one is in the line 9 Device 12, for example a relay, arranged, the suitable means for indicating the faulty operation the circuit or to switch off the same actuated.

Es dürfte ohne weiteres verständlich sein, daß die Erfindung auch auf getrennte Gleichrdchterschaltungen anwendbar ist, die mit ihren Ausgängen in Reihe geschaltet sind. In diesem Falle braucht die Gleichrichtereinheit bei jedem Gerät beispielsweise nur aus der oberen Einheit (Röhre 2 und zugeordnete Schaltelemente) der Schaltung nach der Fig. 1 zu bestehen, wobei 'bei Verwendung von zwei Geräten der Pluspunkt der einen mit dem Minuspunkt der anderen Quelle verbunden wird und der Verbraucher an den Minuspunkt der einen und an den Pluspunkt der anderen Quelle geschaltet wird. Eine derartige Schaltung ist in der Fig. 2 dargestellt, die nach dem Vorhergesagten ohne weiteres in ihrer Wirkungsweise klar sein dürfte. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Quellen oder mehr als zwei Spannungsstufen in Reihe geschaltet werden. Als Schutzgleichrichter werden zweckmäßig Trockengleichrichter verwendet. Selbstverständlich können auch Röhrengleichrichter zur Anwendung kommen.It should be readily understood that the invention also applies to separate rectifier circuits which are connected in series with their outputs. In this case the rectifier unit needs for each device, for example, only from the upper unit (tube 2 and associated switching elements) the circuit of FIG. 1 to exist, where 'when using two devices the plus point one is connected to the minus point of the other source and the consumer to the The minus point of one source is switched to the plus point of the other source. Such a circuit is shown in FIG. 2, which after the foregoing is readily available in its mode of operation should be clear. Of course, more than two sources or more than two voltage levels can also be used can be connected in series. Dry rectifiers are expediently used as protective rectifiers. Of course, tube rectifiers can also be used.

Claims

PATENT APPLICATIONS:

1. Protection circuit for on the DC side of power rectifiers in measurement or communications engineering arranged elements belonging to the rectifier, in particular electrolytic capacitors, where the output DC voltage of this rectifier consists of several series-connected Voltage levels is composed, characterized in that in per se known Way, a rectifier is arranged on the DC side of each voltage stage, the in the event of failure of a voltage stage, the resultant one on the elements with reversed polarity Voltage short-circuits.

2. Rectifier circuit according to claim 1, characterized in that by becoming conductive of the parallel-connected rectifier devices are operated, which display the faulty work or cause the rectifier circuit to be switched off.

Considered publications:
German Patent No. 572,698;
Swiss Patent No. 246 113;
ETZ (A), 1954, pp. 691, 694, 695.

1 sheet of drawings