DE1488130C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einer Eingangsspannung abhängigen Ausgangsspannung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung ausgelegten Eingangstransformators, der mit hoher zur Erzeugung einer von einer Eingangsspannung Genauigkeit hergestellt werden kann, da das Rückabhängigen Ausgangsspannung, bei der die Eingangs- kopplungssignal an die Primärwicklung des Einspannung der Primärwicklung eines Eingangstrans- gangstransformators entgegengesetzt zur Eingangsformators zugeführt wird, dessen Sekundärwicklung 5 spannung angelegt wird und in der Sekundärwicklung einen Verstärker speist und bei der zur Rückkopp- also nur eine der Differenz zwischen Eingangsspanlung der Ausgangsspannung des Verstärkers zum nung und Rückkopplungsspannung proportionale Eingang ein Gegenkopplungskreis vorgesehen ist, Spannung auftritt. Die vorgesehenen Ringkerntransder eine Transformatoranordnung mit einstellbarem formatoren ermöglichen eine äußerst genaue Ein-Wickelverhältnis enthält. io stellung der Kopplungsspannung.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung der vor- Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung genannten Art bekannt, bei der der Verstärker einen kann vorteilhaft als außerordentlich genau ärbeiten-Ausgangstransformator speist, der zwei Sekundär- der Spannungsteiler in Steuer-, Eich- und Anzeigewicklungen aufweist. Von der einen Sekundärwick- geräten verwendet werden.

lung muß die Ausgangsspannung abgenommen wer- 15 Die Erfindung wird nun näher an Hand von

den, während die andere Sekundärwicklung mit vier Zeichnungen erläutert, in denen zeigt

Anzapfungen versehen ist, mittels denen ein ge- Fig. 1 ein Schaltbild einer Transformatoranord-

wünschter Anteil der Ausgangsspannung abgegriffen nung und

und als Rückkopplungsspannung der Sekundärwick- F i g. 2 ein Schaltbild einer die Transformatoran-

lung des Eingangstransformators zugeführt werden 20 Ordnung nach F i g. 1 enthaltenden Ausführungs-

kann. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist form der Erfindung.

also die Einstellbarkeit der Rückkopplungsspannung Die Transformatoranordnung nach F i g. 1 enthält

und damit des Spannungsteilerverhältnisses auf dis- zwei Transformatoren IQ und 12, von denen jeder

krete Werte begrenzt. einen Ringkern aus einem magnetischen Material

Es ist auch bereits bekannt, zur Feinabgleichung 35 hoher Permeabilität aufweist. Solche Ringkerntransdes Übersetzungsverhältnisses von Meßwandlern formatoren zeichnen sich durch ein genaues Übereine Schaltungsanordnung mit· einem Haupttrans- Setzungsverhältnis aus.

formator und einem Hilf stransformator zu verwen- Der erste Transformator 10 enthält eine Primärden, bei welcher der Hilfstransformator mit einem wicklung 14 mit Eingangsklemmen 16 und 18, eine wesentlich kleineren Wert des Verhältnisses Span- 30 Sekundärwicklung 20 mit Ausgangsklemmen 22 und nung zu Windungszahl ausgestattet ist als der Haupt- 24 und eine Tertiärwicklung 26 mit Ausgangskiemtransformator und bei welcher der eine Pol der men 28 und 30. Die Primärwicklung 14 ist dazu ein-Spannungsabnahme über dem Hilfstransformator an gerichtet, ein Eingangssignale, an seinen Klemmen den Haupttransformator angeschlossen ist. 16 und 18 aufzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 35 Der zweite Transformator 12 enthält eine Primär-

Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wicklung 32 mit Eingangsklemmen 34 und 36 und

derart auszugestalten, daß das Spannungsteilerver- eine Sekundärwicklung 38 mit Ausgangsklemmen 40

hältnis im wesentlichen kontinuierlich einstellbar ist und 42. Die Tertiärwicklung 26 ist in einem Reihen-

und die Ausgangsspannung genau im eingestellten kreis mit der Primärwicklung 32 des Transformators

Verhältnis zur Eingangsspannung steht. 40 12 gekoppelt. Die Ausgangsklemmen 28 und 30 der

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine an Tertiärwicklung 26 sind mit den entsprechenden

sich bekannte Transformatorenanordnung vorge- Eingangsklemmen 34 und 36 der Primärwicklung 32

sehen ist, die aus einem ersten Transformator mit verbunden. Die Sekundärwicklungen 20 und 38 der

einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und Transformatoren 10 und 12 sind in Reihe geschaltet,

einer Tertiärwicklung und aus einem zweiten Trans- 45 Die Ausgangsklemme 22 der Sekundärwicklung 20

formator mit einer Primärwicklung und einer Sekun- ist mit der Ausgangsklemme 40 der Sekundärwick-

därwicklung besteht und bei der die Primärwicklung lung 38 verbunden. In dieser Anordnung liegt das

des zweiten Transformators die Ausgangsspannung ■ erzeugte Bezugssignal e_r zwischen den Ausgangs-

der Tertiärwicklung des ersten Transformators er- klemmen 24 und 41 an.

hält, die beiden Sekundärwicklungen in Reihe ge- 50 Die Tertiärwicklung hat eine wesentlich geringere schaltet sind und die Tertiärwicklung wesentlich Windungszahl als die Primärwicklung 14. Entspreweniger Windungen aufweist als jede der Primär- chend dem Eingangssignal, das an den Klemmen 16 wicklungen und weiterhin dadurch, daß die Aus- und 18 anliegt, wird auf diese Weise in der Tertiärgangsspannung des Verstärkers an die Primärwick- wicklung ein Signal erzeugt, dessen Größe wesentlung des ersten Transformators angelegt ist, die an 55 lieh geringer ist als die des Eingangssignals. Das in den in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen auf- der Tertiärwicklung 26 erzeugte Signal kann als tretende Spannung an die Primärwicklung des Ein- Steuersignal bezeichnet werden und ist über die gangstransformators entgegengesetzt zur Eingangs- Primärwicklung 32 des, Transformators 12 angelegt, spannung angelegt ist und der erste sowie zweite Wie erläutert wurde, ist die Windungszahl der Transformator jeweils einen Ringkern aufweisen, 60 Primärwicklung 32 größer als die der Tertiärwickwodurch die Amplitude der Ausgangsspannung fein lung 26. Auf diese Weise hat das in der Primäreingestellt werden kann, indem eine oder mehrere wicklung 32 erzeugte Signal eine wesentlich geringere zusätzliche Windungen durch die Ringkerne hin- Größe pro Windung als das Steuersignal, das in der durchgeführt werden, um die Anzahl der Windungen Tertiärwicklung 26 erzeugt wird. Das in der Primärder Sekundärwicklung des zweiten Transformators 6g wicklung 32 erzeugte elektrische Signal induziert zu ändern. deshalb in der Sekundärwicklung 38 ein Signal mit

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung er- fein abstufbarer Größe. Wenn dieses Signal zu dem

möglicht die Verwendung eines für geringe Leistung in der Sekundärwicklung 20 des Transformators 10

induzierten elektrischen Signal addiert wird, so erzeugt, es das Bezugssignal, das eine fein abstufbare . Größe zwischen den Ausgangsklemmen 24 und 42 besitzt.

Insbesondere kann gezeigt werden, daß der allgemeine Ausdruck für die zwischen den Ausgangsklemmen 24 und 42 erzeugte Bezugsspannung folgendermaßen lautet:

e_r=±e_t(±-N_t±N_t'N_a).

e_t ist das Eingangssignal, N₁ das Windungsverhältnis der Sekundärwicklung 20 zur Primärwicklung 14, N₂ das Windungsverhältnis der Tertiärwicklung 26 zur Primärwicklung 14 und N₃ das Windungsverhältnis der. Sekundärwicklung 38 zur Primärwicklung 32. Wenn man die Windungszahlen so wählt, daß ihr Verhältnis wesentlich geringer als 1 ist (z. B. dadurch, daß die Windungszahl der Tertiärwicklung klein ist), wird nach obigem Ausdruck deutlich, daß die Größe des Bezugssignals allein durch Einstellen des Windungsverhältnisses N₃ empfindlich gesteuert werden kann. Entsprechend wird bei der Anwendung, wenn das Windungsverhältnis N₁ einmal aufgestellt ist, eine empfindliche Steuerung der Größe des Bezugssignals erreicht, indem man die Windungszahl der Sekundärwicklung 38 im Verhältnis zur Windungszahl der Primärwicklung 32 des Transformators 12 einstellt. Bei der Anwendung kann eine solche empfindliche Steuerung leicht erreicht werden, indem man Transformatofen mit Ringkernen verwendet, da es einfach ist, die Ausgangswicklung durch den Kern selbst hindurchzuführen. In der Tat können die Transformatoren selbst als regelbar betrachtet werden, dank der Leichtigkeit mit der die Ausgangswicklung durch die Transformatorkerne hindurchgeführt werden können.

Wenn die Transformatoren 10 und 12 einmal gewickelt sind, ist das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal und dem Signal der Bezugsspannung festgelegt, unabhängig von Änderungen der Umgebungsbedingungen am Transformator.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der die Schaltung nach Fig. 1 benutzt wird, um ein fein abstufbares Rückkopplungsverhältnis herzustellen.

Es ist zu ersehen, daß eine Gleichspannungsquelle 82 mit einer Eingangsklemme 84 der Primärwicklung 86 eines Transformators 88 verbunden ist. Die Primärwicklung 86 enthält außerdem eine Eingangsklemme 90, die mit einem Schalter 92 verbunden ist. Der Schalter 92 wiederum ist mit der Eingangsklemme 24 der Primärwicklung 20 verbunden, um einen Reihenstromkreis von der Gleichspannungsquelle 82 durch die Wicklungen 86, 20 und 38 zu schließen, wenn der Schalter 92 geschlossen ist.

Der Transformator 88 enthält zusätzlich zur Primärwicklung 86 eine Sekundärwicklung 94, deren Ausgangsklemmen mit den entsprechenden Eingangsklemmen 96 und 98 eines Verstärkers 100 verbunden sind. Der Verstärker 100 enthält zwei Ausgangsklemmen 102 und 104, zwischen denen ein elektrisches Signal erzeugt wird, das proportional ist zur Größe der in der Gleichspannungsquelle 82 erzeugten Gleichstromsignale.

Die Ausgangsklemmen 102 und 104 sind mit den entsprechenden Eingangsklemmen 18 und 16 der Primärwicklung 14 von Transformator 10 der Schaltung nach Fig. 1 verbunden. Dank dieser Schaltverbindung werden in den Sekundärwicklungen 20 und 38 Spannungssignale erzeugt, die entgegengesetzte Polarität haben wie die Eingangssignale, die von Transformator 88 auf den Verstärker 100 gegeben werden. Die Spannungssignale sind miteinander in Phase. Sie wirken als negatives Rückkopplungssignal, um den elektrischen Signalen entgegenzuwirken, die in der Primärwicklung 86 von Transformator 88 durch die Gleichspannungsquelle 82 erzeugt werden, wenn der Schalter 92 geschlossen ist. Die Schaltung nach F i g. 1 dient also als eine Steuervorrichtung für negative Rückkopplung.

Bei Betrieb wird der Schalter 92 periodisch betätigt, um die Gleichspannungsquelle 82 mit der Wicklung 84 zu verbinden. Das in der Primärwicklung 86 fließende elektrische Signal erzeugt am Eingang des Verstärkers 100 ein Signal in Form einer Rechteckwelle 106. Das Signal 106 wird verstärkt und erscheint an den Ausgangsklemmen 102 und 104

ao als Rechteckwelle 108. Das Ausgangssignal wiederum erzeugt ein negatives Rückkopplungssignal 110, das an die Wicklung 86 gelegt wird, um mit der Größe des Gleichspannungssignals verglichen zu werden.

Das Verhältnis zwischen der von der Gleich-Spannungsquelle 82 gelieferten Eingangsspannung zur Ausgangsspannung kann verändert werden, indem man die Größe des Rückkopplungssignals, das in den Wicklungen 20 und 38 induziert wird, im Verhältnis zur Größe des Ausgangssignals 108 am Verstärker 100 ändert. Dies kann einfach durch Änderung der Windungszahl der Wicklungen 20 und geschehen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer von einer Eingangsspannung abhängigen Ausgangsspannung, bei der die Eingangsspannung der Primärwicklung eines Eingangstransformators zugeführt wird, dessen Sekundärwicklung einen Verstärker speist und bei der zur Rückkopplung der Ausgangsspannung des Verstärkers zum Eingang ein Gegenkopplungskreis vorgesehen ist, der eine Transformatoranordnung mit einstellbarem Wicklungsverhältnis enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Transformatoranordnung vorgesehen ist, die aus einem ersten Transformator (10) mit einer Primärwicklung (14), einer Sekundärwicklung (20) und einer Tertiärwicklung (26) und aus einem zweiten Transformator (12) mit einer Primärwicklung (32) und einer Sekundärwicklung (38) besteht und bei der die Primärwicklung (32) des zweiten Transformators (12) die Ausgangsspan- nung der Tertiärwicklung (26) des ersten Transformators (10) erhält, die beiden Sekundärwicklungen (20, 38) in Reihe geschaltet sind und die Tertiärwicklung (26) wesentlich weniger Windungen aufweist als jede der Primärwicklungen (14, 32), und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (108) des Verstärkers (100) an die Primärwicklung (14) des ersten Transformators (10) angelegt ist, die an den in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen (20, 38) auftretende Spannung an die Primärwicklung (86) des Eingangstransformators (88) entgegengesetzt zur Eingangsspannung angelegt ist und der erste sowie zweite Transformator (10 und 12)

jeweils einen Ringkern aufweisen, wodurch die Amplitude der Ausgangsspannung (108) fein eingestellt werden kann, indem eine oder mehrere zusätzliche Windungen durch die Ringkerne hindurchgeführt werden, um die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung (38) des zweiten Transformators (12) zu ändern.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Eingangsspannung eine Gleichspannung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an den in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen (20, 38) auftretende Spannung über einen rasch betätigbaren Schalter der Eingangsspannung entgegengeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen