CS267029B1

CS267029B1 - An impedance control circuit

Info

Publication number: CS267029B1
Application number: CS884427A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Ing Csc Podzimek
Original assignee: Podzimek Oldrich
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS442788A1

Abstract

Obvod pro řízení hodnoty impedance zapojené do série s primárním vinutím napájecího transformátoru se používá pro řízení napětí na sekundární straně - napájecího transformátoru. Podstata řešení spočívá v tom, že proměnná impedance je tvořená řídícím transformátorem, jehož primární vinutí je zapojeno do série s primárním vinutím napájecího transformátoru a sekundární vinutí je zapojeno přes usměrňovač na n stupňů paralelně zapojených zatěžovacích odporů, z nichž každý je samostatně spínán spínacím tranzistorem, který je přímo nebo přes proudový .zesilovač ovládán číslicovým výstupem regulátoru. Změna hodnoty impedance je při změně o jeden stupeň odporové zátěže natolik malá, že se neprojeví negativně na sinusovém průběhu zkušebního napětí.The circuit for controlling the impedance value connected in series with the primary winding of the power transformer is used to control the voltage on the secondary side - the power transformer. The essence of the solution lies in the fact that the variable impedance is formed by a control transformer, the primary winding of which is connected in series with the primary winding of the power transformer and the secondary winding is connected via a rectifier to n stages of parallel-connected load resistors, each of which is separately switched by a switching transistor, which is directly or via a current amplifier controlled by the digital output of the controller. The change in the impedance value when changing the resistive load by one stage is so small that it does not have a negative effect on the sinusoidal waveform of the test voltage.

Description

Předložený vynález se týká obvodu pro řízení hodnoty impedance, vhodné zejména pro výkonové regulovatelné zdroje napětí, kde jako akční člen se používá proměnná impedance zapojené rio série s převodním transformátorem.The present invention relates to an impedance value control circuit, particularly suitable for power adjustable voltage sources, where a variable impedance of a connected rio series with a conversion transformer is used as an actuator.

Výkonové regulovatelné zdroje, u kterých se požaduje minimální obsah vyšších harmonických napětí, jsou většinou řešeny tak, že primární vinutí převodního transformátoru je připojeno na napájecí sil přes vhodný akční člen, kterým může být regulační autotrans-’ formátor, sériový odpor, nebo proměnná impedance. Fázově řízené akční členy nejsou vhodné z důvodu obsahu vyšších harmonických napětí.Power controllable sources, which require a minimum content of higher harmonic voltages, are usually designed so that the primary winding of the transformer is connected to the power supply via a suitable actuator, which can be a control autotransformer, series resistor, or variable impedance. Phase-controlled actuators are not suitable due to the content of higher harmonic voltages.

Je známé řešení výkonového obvodu, kde proměnná impedance je tvořena řídícím transformátorem, jehož primární vinutí je zapojeno do série s primárním vinutím převodního transformátoru a sekundární vinutí řídícího transformátoru je připojeno na proměnný odpor.A solution of a power circuit is known, where the variable impedance is formed by a control transformer, the primary winding of which is connected in series with the primary winding of the conversion transformer and the secondary winding of the control transformer is connected to a variable resistor.

Uvedená řešení mají společnou nevýhodu zejména v tom, že nejsou vhodná pro začlenění do regulačního obvodu, nebol jak regulační autotransformátor, tak i proměnný odpor vyžadují pro své ovládání elektromechanický převodní prvek, např. servopohon.These solutions have a common disadvantage in particular in that they are not suitable for integration into a control circuit, since both the control autotransformer and the variable resistor require an electromechanical conversion element, such as an actuator, for their control.

Tyto nevýhody odstraňuje obvod pro řízení hodnoty impedance podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sekundární vinutí řídícího transformátoru je zapojeno ne střídavé vstupy usmčrňovače, jehož první stejnosměrný výstup je spojen s prvními vývody všech zatěžovacích odporů a druhý stejnosměrný výstup je spojen s prvními elektrodami, napr. emitory, všech spínacích tranzistorů. Druhé elektrody spínacích tranzistorů, např. kolektory, jsou spojeny s druhými vývody příslušných zatěžovacích odporů a třetí elektrody spínacích tranzistorů, např. báze, jsou zapojeny bu3 přímo, nebo přes proudové zesilovače na 'výstupy regulátoru. Je výhodné volit poměr hodnot dvou sousedních odporů roven dvěma, protože výstup regulátoru může pracovat v binárním kódu. Ve všech případech provedení je vhodné mezi první a druhý stejnosměrný výstup zapojit napětově závislý odpor omezující přepětí.These disadvantages are eliminated by the impedance value control circuit according to the invention, the essence of which consists in that the secondary winding of the control transformer is connected to the AC inputs of the rectifier, whose first DC output is connected to the first terminals of all load resistors and the second DC output to the first electrodes. , eg emitters, of all switching transistors. The second electrodes of the switching transistors, e.g. collectors, are connected to the second terminals of the respective load resistors and the third electrodes of the switching transistors, e.g. bases, are connected either directly or via current amplifiers to the outputs of the controller. It is advantageous to choose a ratio of the values of two adjacent resistors equal to two, because the output of the controller can operate in binary code. In all embodiments, it is suitable to connect a voltage-dependent overvoltage-limiting resistor between the first and second DC outputs.

Zapojení podle vynálezu umožňuje řídit hodnotu impedance elektronickým přepínáním zatěžovacích odporů. Při poměru hodnot sousedních odporů rovnému 2 a při binárním kódu - . N spínání lze při N stupňové zátěži docílit 2 - 1 hodnot zatěžovacích odporů. Obvod umožňuje začlenění do elektronicky řízených zdrojů napětí, přičemž rychlost změny hodnot zatěžovacích odporů je závislá na rychlosti regulátoru a spínací rychlosti tranzistorů.The circuit according to the invention makes it possible to control the impedance value by electronically switching the load resistors. With a ratio of values of adjacent resistors equal to 2 and with a binary code -. With N switching, 2 - 1 values of load resistances can be achieved with N stage load. The circuit allows integration into electronically controlled voltage sources, whereby the rate of change of the values of the load resistors depends on the speed of the regulator and the switching speed of the transistors.

I když se hodnota odporu mění stupňovitě, lze velikosti odporových stupňů navrhnout tak, že skoková změna hodnoty impedance řídícího transformátoru je výrazně menší než povolené zkreslení sinusového průběhu napětí.Although the resistance value changes in steps, the magnitudes of the resistance stages can be designed so that the step change in the impedance value of the control transformer is significantly less than the allowable distortion of the sinusoidal voltage profile.

Obvodem pro řízení hodnoty impedance podle vynálezu je dosaženo nových a vyšších účinků ve srovnání se stávajícím stavem.The impedance value control circuit according to the invention achieves new and higher effects compared to the current state.

Na přiloženém výkrese je znázorněno blokové schéma obvodu pro řízení hodnoty impedance, přičemž zapojení zatěžovacích odporů a spínacích tranzistorů je rozkresleno obvodově .The accompanying drawing shows a block diagram of a circuit for controlling the value of the impedance, the connection of the load resistors and the switching transistors being drawn in a circuit.

Primární vinutí převodního transformátoru PT je zapojeno do série s primárním vinutím P řídícího transformátoru RT, který představuje proměnnou impedanci. Sekundární vinutí S řídícího transformátoru RT je připojeno na střídavé vstupy £, 2 usměrňovače U, nejčastěji dvoucestného. Na stejnosměrné výstupy J, £ je připojena odporová zátěž realizovaná n různými odpory RI, R2, R3 ... Rn spínanými spínacími tranzistory TI, T2,... Tn, které jsou buzeny přímo nebo přes proudové zesilovače AI. £2, ... An~ z číslicových výCS 267 029 Bl stupů QI, Q2 , ... Qn regulátoru RG. Jestliže volíme poměr hodnot sousedních odporů Rn-1, Rn roven dvěma a výstupy Q1, Q2, ... Qn regulátoru RG spínají v binárním kódu, lze uvedeným zapojením realizovat odporovou zátěž s 2^Π - 1 stupni. V ukázaném příkladu zapojení jsou spínací tranzistory zapojeny se společnou první elektrodou - emitorem El, £2, ... En, zatěžovací odpory RI, R2, ... Rn jsou připojeny na druhé elektrody - kolektory K1, K2. . . Kn a spínací tranzistory TI, T2, . .. Tn jsou buzeny do třetí elektrody - báze Bl, B2, ... Bn. Analogicky lze však použít i tranzistory opačné vodivosti, popř. zapojené se společným kolektorem, nebo tranzistory FET řízené elektrickým polem. Počet odporových stupňů závisí na požadovaném rozsahu regulace, v praxi se vystačí s 10 - 12 s tupni.The primary winding of the conversion transformer PT is connected in series with the primary winding P of the control transformer RT, which represents a variable impedance. The secondary winding S of the control transformer RT is connected to the alternating inputs £, 2 of the rectifier U, most often two-way. A resistive load realized by n different resistors R1, R2, R3 ... Rn by switching switching transistors T1, T2, ... Tn is connected to the DC outputs J, £, which are driven directly or via current amplifiers A1. £ 2, ... An ~ from the digital outputs 267 029 B1 of the stages QI, Q2, ... Qn of the controller RG. If we choose the ratio of the values of the adjacent resistors Rn-1, Rn equal to two and the outputs Q1, Q2, ... Qn of the controller RG switch in binary code, a resistive load with 2 ^Π - 1 stages can be realized by the mentioned connection. In the wiring example shown, the switching transistors are connected to a common first electrode - emitter E1, £ 2, ... En, load resistors R1, R2, ... Rn are connected to the second electrodes - collectors K1, K2. . . Kn and switching transistors T1, T2,. .. Tn are excited to the third electrode - bases B1, B2, ... Bn. However, transistors of opposite conductivity can be used analogously, or connected to a common collector, or electric field controlled FETs. The number of resistance stages depends on the required range of regulation, in practice it is enough with 10 - 12 s of the stage.

pro omezení přepětí při rozpojení spínacích tranzistorů TI, T2, ... Tn je paralelně ke stejnosměrným výstupům J, £ připojen napěíově závislý odpor RN.to limit the overvoltage when the switching transistors T1, T2, ... Tn are disconnected, a voltage-dependent resistor RN is connected in parallel to the DC outputs J, £.

Zapojení podle vynálezu lze využít např. při řízení napětí zkušebních zdrojů a to jak střídavých, tak i stejnosměrných, kde se vyžaduje malé zkreslení zkušebního napětí. Zdroje tohoto typu jsou vhodné např. pro izolační zkoušky silnoproudých zařízení, kde se požaduje plynulý nárůst napětí a setrvání na zkušebním napětí předepsanou dobu.The circuit according to the invention can be used, for example, in controlling the voltage of test sources, both AC and DC, where a small distortion of the test voltage is required. Sources of this type are suitable, for example, for insulation tests of high-current devices, where a continuous increase in voltage and a stay at the test voltage for the prescribed time is required.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Circuit for controlling the impedance value consisting of a control transformer, a rectifier, a variable resistive load and a regulator or current amplifiers, characterized in that the secondary winding (S) of the control transformer (RT) is connected to the AC inputs (1, 2) of the rectifier (U) , whose first DC output (3) is connected to the first terminals of all load resistors (R1, R2, ... Rn) and whose second DC output (4) is connected to the first electrodes (E1, E2, ... En) of switching transistors (TI, T2, ... Tn), the second electrodes (KI, K2, ... Kn) of which are connected to the second terminals of the corresponding load resistors (RI, R2, ... Rn), the third electrodes (B1, B2, ... Bn) of switching transistors (TI, T2, ... Tn) are connected directly or via current amplifiers (A1, A2, ... An) to the outputs (QI, Q2, ... Qn) of the controller ( RG).

2. The impedance value control circuit according to item 1, characterized in that the ratio of the values of the adjacent load resistors (Rn-1, Rn) is equal to two.

3. The impedance value control circuit according to items 1 and 2, characterized in that a voltage-dependent resistor (RN) is connected between the first and second DC outputs (3, 4) of the rectifier.