DE2134894B2 - Spannungsregler für eine von ihrer Speisespannungsversorgungseinheit entfernt liegende Last - Google Patents

Description

Last unabhängig von der Länge des Verbindungskabels zur Speisespannungseinheit und von Widerstandsschwankungen im Kabel durch auftretende Umgebungstemperaturänderungen sowie Spannungsschwankungen im Kabel zwischen Last und Speisespannungseinheit präzise eingehalten, wird.

Um die Erkennungseinrichtung für den Ist-Wert an der Last einfach zu gestalte:', und gleichzeitig für mehrere Funktionen zu verwenden, besteht diese nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung aus einem Differenzverstärker, dessen ersten Eingang der Ist-Wert der Spannung an der Last und dessen zweiten Eingang die Spannung einer Bezugsspannungsquelle zugeführt ist.

Um zu verhindern, daß infolge Zeitverzögerung der auf die regelbare Speisequelle einwirkenden Regelgleichspannung und der von der regelbaren Speisequelle an das Kabel abgegeben neben der Last dem Differenzverstärker zugeführten Spannung der spannungsgeregelte frequenzmodulierte Oszillator hin und her schwingt, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in dem Leitungszug zwischen dem A-usgang des Differenzverstärkers und dem Eingang des spannungsgeregelten frequenzmodulierten Oszillators ein RC-Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 1 bis 2 Hz eingefügt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert.

Mit 10 ist eine Kamera und mit 12 eine Versorgungseinheit für die Kamera 10 bezeichnet, welche durch ein Kabel 14 miteinander verbunden sind. Das Kabel 14 kann eine beliebige Länge haben und beispielsweise anderthalb Kilometer lang sein. Die Versorgungseinheit 12 enthält eine in ihrer Spannung regelbare Speisespannungsquelle 16, die über eine Ausgangsklemme 18 mit dem Kabel 14 verbunden ist. Die Speisespannungsquelle 16 besitzt ferner eine Eingangsklemme 20. Das Kabel 14 ist als ohmsche Ubertragungsstrecke wirksam, über welche die von der Ausgangsklemme 18 abgegebene Leistung zur Kamera 10 gelangt. Ein großer Teil dieser Leistung geht durch die große Kabellänge im Kabel als Verlustleistung verloren. Bei der Kamera 10 ist durch 22 ihre Belastung angedeutet. Die Spannung an der Belastung 22 wird einem Eingang eines Differenzverstärkers 24 zugeführt, der diese mit einer einem anderen Eingang zugeführten Spannung einer Bezugsspannungsquelle 26 vergleicht und an seinem Ausgang eine verstärkte Differenzspannung erzeugt. Die Bezugsspannungsquelle 26 gibt beispielsweise eine Spannung von 105 V ab. Die verstärkte Differenzspannung wird einem RC-Tiefpaßfilter 28 zugeführt, dessen Ausgänge mit einem Eingang eines spannungsgeregelten, frequenzmodulierten Oszillators 30 verbunden sind. Der Oszillator 30 hat beispielsweise eine Nennfrequenz von 200 kHz. Die Frequenzabweichung des Oszillators 30 ist proportional der Differenzspannung am Ausgang des Differenzverstärkers 24. Das Ausgangssignal des Oszillators 30 wird über das Kabel 14 einem FM-Diskriminator 32 in der Versorgungseinheit 12 zugeführt. Der FM-Diskriminator 32 enthält ein RC-Filter 34, von dem der Eingangsklemme 20 der Speisespannungsquelle 16 eine Gleichspannung zugeführt wird. Die Zeitkonstante des RC-Filters 34 beträgt etwa 1 ms. was für die Regelspannung schnell genug ist, um den etwaigen durch Temperaturänderungen verursachten Widerstandsänderungen im Kabel 14 zu folgen. Zu-

ao gleich wird der Eingangsklemme 20 eine Gleichspannung aus einer Vorspannungsquelle 36 zugeführt, wodurch gewährleistet wird, daß immer eine Minimalspannung von der Speisespannungsquelle 16 geliefert wird.

Beim Einschalten der Speisespannungsquelle 16 wird wegen der Vorspannungsquelle 36 an der Ausgangsklemme 18 eine niedrige Spannung von beispielsweise. 24 V abgegeben. Diese niedrige Spannung reicht aus, um die in der Kamera 10 angeordneten Schaltkreise zu betätigen. Würde das Kabel 14 brechen, so würde an einem möglichen offenen Ende des Kabels 14 auch nur diese niedrige Spannung statt der höheren Nennspannung auftreten. Die mit der niedrigen Spannung arbeitenden Schaftkreise in der Kamera 10 verursachen ein frequenzmoduliertes Signal, das angibt, daß die Spannung an der Belastung 22 viel kleiner ist als die Bezugsspannung. Dieses Signal wird an der Versorgungseinheit 12 vom FM-Diskriminator 32 detektiert, wodurch eine Regelspannung erzeugt wird, die die Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 18 auf einen Wert erhöht, der zu einem Null-Differenzausgjngssignal des Differenzverstärkers 24 führt.

Bei jeder Spannungsänderung an der Eingangsklemme 20 tritt durch die Speisespannungsquelle 16 an der Ausgangsklemme 18 eine zeitverzögerte Spannungsänderung auf. Durch das RC-Tiefpaßfilter 28 wird" dabei verhindert, daß der Spannungsregler mit der einen oder der anderen Frequenz schwingt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. ι ²

   von Abweichungen vom Sollwert der Spannung an

   Patentansprüche: _dej. _{Last mit} di_eser gekoppelte Schaltungsanordnun-

   1 Spannungsregler für eine von ihrer Speise- gen ein zur Größe und Richtung der Abweichungen spannungsversorgungseinheit en ernt hegende proportionales Signal erzeugen, das durch Ruckmel-Last, wobei beim Auftreten von Abweichungen 5 dung an d_i2 SpeisespanDungsversorgungseiiiheit auf vom Sollwert der Spannung an der Last mit die- zu dieser zugehörige Regeleinrichtungen im d_ie Abser gekoppelte Schaltungsanordnungen ein zur weichungen behebenden Sinne einwirkt.
   Größe und Richtung der Abweichungen propor- Aus der US-PS 3 513 379 ist es bekannt, eine von tionales Signal erzeugen, das durch Rückmeldung ihrer Speisespannungsversorgungieinheit entfernt hean die Speisespannungsversorgungseinheit auf zu io gende Last über einen Trenn-Transformator, einen dieser zugehörige Regeleinrichtungen im die Ab- ersten Leistungs-Transformator, eine Ubertragungsweichungen behebenden Sinne einwirkt, da- leitung und einen zweiten Leistungs-Transformator durch gekennzeichnet, daß die Speise- mit Wechselstrom zu versorgen. Mittels einer sekunspannungsversorgungseinheit (Versorgungseinheit därseitig am zweiten Leistungs-Transformator zu-12) eine regelbare Gleichspannung über eine rein 15 sätzlich angeschlossenen Gleichrichter-Brückenschalohmsche Übertragungsstrecke (Kabel 14) an eine tung werden Gleichspannungsverschiebungen in Last (Belastung 22) in einen Verbraucher (Ka- Lastnähe über eine Gleichspannungsverbindung an mera 10) liefert, in dem eine über einen span- die Speisespannungsversorgungseinheit zurückübernungsgeregelten frequenzmodulierten Oszillator tragen und wirken dort auf eine die Impedanz im (30) mit der Übertragungssirecke (Kabel 14) in 30 Primärkreis des ersten Leistungs-Transformators eni-Verbindung stehende Erkennungseinrichtung (24, sprechende Gleichspannungsverschiebung beeinflus-26) für den Ist-Wert an der Last angeordnet ist, sende aus einer Elektronen-Röhrenschalvung und und daß in der Speisespannungsversorgungseinheit einer Gleichrichter-Brückenschaltung bestehende (Versorgungseinheit 12) eine auf ein über die Einrichtung ein. Mit diesem Spannungsregler lasten Übertragungsstrecke (Kabel 14) übertragenes, 25 sich zwar Spannungsabweichungen an der Last in gemoduliertes, einer Abweichung vom Soll-Wert der wissen Grenzen kompensieren, in vielen Fällen wer-Spannung an der Last (Belastung 22) proportio- den iedoch an die Präzision der Spannungsregelung nales Oszillatorsignal ansprechende Einrichtung höhere Anforderungen gestellt.
   (FM-Diskriminator 32) durch Detektierung eine Bei Fernsehsendungen liegen die Kamera und ihre Regelspannung erzeugt, die die Ausgangsspan- 30 Versorgungseinheit oft weit auseinander. Da die Veinung einer regelbaren Speisespannungsquelle sorgungseinheit außer zur Lieferung von Steuersigna-(16) auf einen Wert bringt, der die Sollwertspan- len für die Kamera auch zur Gleichspannungsspc;-nung an der Last sicherstellt. sung der Kamera benutzt wird, tritt bei langen Ver
2. 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch bindungskabeln zwischen ihnen ein erheblicher Spangekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung 35 nungsabfall an diesem Kabel auf. Deswegen ist eine (24, 26) aus einem Differenzverstärker (24) be- Spannungsregelung erforderlich, um die Spannung an steht, dessen ersten Eingang der Ist-Wert der der Kamera von Schwankungen im Kabel zwischen Spannung an der Last (Belastung 22) und dessen Kamera und Versorgungseinheit und von Widerzweiten Eingang die Spannung einer Bezugsspan- Standsschwankungen im Kabel infolge von Umgenungsqueile (26) zugeführt ist. 40 bungstemperaturänderungen usw. unabhängig zu ma-
3. 3. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 2, chen. Aus Kostengründen soll ein Kabel mit höchdadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungszug stens drei Leitern verwendet werden. Daher soll die zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers Spannungsregelung ohne Vergrößerung der Leiteran-(24) und dem Eingang des spannungsgeregelten zahl erzielbar sein.

   frequenzmodulierten Oszillators (30) ein 45 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde.

   RC-Tiefpaßfilter (28) mit einer Grenzfrequenz einen möglichst einfachen Spannungsregler für eine

   von 1 bis 2 Hz eingefügt ist. äußerst genaue Spannungsregelung zu schaffen, ohne
4. 4. Spannungsregler nach einem der vorstehen- einen zusätzlichen Leiter verwenden zu müssen.

   den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese Aufgabe wird bei einem Spannungsregler

   detektierende Einrichtung in der Speisespan- 50 der eingangs genannten Art erfindungsgemäß da-

   nungsversorgungseinheit (Versorgungseinheit 12) durch gelöst, daß die Speisespannungsversorgungs-

   als FM-Diskriminator (32) ausgebildet ist. einheit eine regelbare Gleichspannung über eine rein
5. 5. Spannungsregler nach Anspruch 4, dadurch ohmsche Übertragungsstrecke an eine Last in einem gekennzeichnet, daß der FM-Diskriminator (32) Verbraucher liefert, in dem eine über einen spaneinen RC-Filter (34) enthält. 55 nungsgeregelten frequenzmodulierten Oszillator mit
6. 6. Spannungsregler nach einem der vorstehen- der Übertragungsstrecke in Verbindung stehende Erden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in kennungseinrichtung für den Ist-Wert an der Last der Nähe der regelbaren Speisespannungsquelle angeordnet ist, und daß in der Speisespannungsver-(16) eine Vorspannungsquelle (36) angeordnet sorgungseinheit eine auf ein über die Übertragungsist, die zur Erhaltung einer Minimalspannung aus 60 strecke übertragenes moduliertes, einer Abweichung der regelbaren Speisespannungsquelle (16) an vom Soll-Wert der Spannung an der Last proportioden Regeleingang derselben angeschlossen ist. nales Oszillatorsignal ansprechende Einrichtung

   durch Deteklierung eine Regelspannung erzeugt, die

   die Ausgangsspannung einer regelbaren Speisespan-

   65 nungsqueüe auf einen Wert bringt, der die Sollwert-

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungsreg- spannung an der Last sicherstellt,

   ler für eine von ihrer Speisespannungsversorgungs- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

   einheil entfernt liegende Last, wobei beim Auftreten insbesondere darin, daß die Soll-Spannung an der