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

Description

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DEUTSCHESGERMAN

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

In der Elektrotechnik werden in großem Umfang sogenannte Netzgleichrichter verwendet, die zur Erzeugungeiner Gleichspannung dienen, an die ein beliebiger Verbraucher anschließbar ist. Die Art derGleichrichterschaltung, auf die sich die Erfindung bezieht, besteht im wesentlichen aus einem Transformator,der die verschiedensten Wicklungen besitzt. Die erzeugten Wechselspannungen werden mit Hilfe vonRöhren- oder Trockengleichrichtern gleichgerichtet, und die derart erzeugte Gleichspannung, die nocheinen erheblichen Wechselspannungsanteil aufweist, wird an eine aus mehreren Gliedern bestehende Siebkettegelegt, an deren Ausgang eine praktisch wechselspannungsfreie Gleichspannung abnehmbar ist. Die inderartigen Gleichrichter schaltungen verwendete Siebkette besteht dabei aus Drosseln oder Widerständenals Längsglieder und Kondensatoren als Querglieder. Die Kondensatoren sind in sehr vielen Fällen Elektrolytkondensatoren.Diese sind preislich sehr günstig und können bei relativ großen. Kapazitätswerten inihren Abmessungen klein gehalten werden. Papierkondensatoren mit den gleichen Werten sind im allgemeinenteurer und auch größenIn electrical engineering, so-called power rectifiers are used on a large scale to generateserve a DC voltage to which any consumer can be connected. The type ofRectifier 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 ofTube or dry rectifiers rectified, and the DC voltage generated in this way, which is stillhas a considerable proportion of alternating voltage, is connected to a sieve chain consisting of several linksat the output of which a practically alternating voltage-free direct voltage can be removed. In theSuch rectifier circuits used filter chain consists of chokes or resistorsas 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 intheir dimensions are kept small. Paper capacitors with the same values are generally the samemore expensive and also sizes

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

An sich kann selbstverständlich auch eine Gleichrichterschaltung gleich so dimensioniert werden, daßihr die geforderten Gleichspannungen entnehmbar sind, wobei bekannte Spannungsverdoppler- oderVervielfacherschaltungen zur Anwendung kommen. In diesen Fällen wird sehr oft eine Wicklung des verwendetenTransformators unter Zuhilfenahme mehrerer Gleichrichterelemente zur Erzeugung mehrererSpannungsstufen herangezogen, die wieder in Reihe geschaltet sind. Wenn die Ausgangsgleichspannungderartiger 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 thatthe required DC voltages can be taken from it, with known voltage doubler orMultiplier circuits are used. In these cases, a winding of the used is very often usedTransformer with the help of several rectifier elements to generate severalVoltage levels used, which are again connected in series. When the DC output voltagesuch 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 Einzelgleichrichtergerätmit mehreren Spannungsstufen, die in Reihe geschaltet sind, tritt nun folgender Nachteil auf. FälltSchutzs 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 inReihe geschaltet ist, oder fällt eine Spannungsstufebei einem Einzelgleichrichtergerät der geschilderten Art aus, so wird bei angeschaltetem Verbraucher ander Gleichspannungsseite des ausgefallenen Gleichrichtergerätesoder der Gleichrichterstufe bei einem Einzelgleichrichtergerät eine Spannung mit umgekehrterPolarität auftreten. Diese Spannung ist jedoch äußerst unerwünscht, da sie unter Umständen eine Zer-'störung von Schaltelementen der ausgefallenen Gleichrichtereinheithervorrufen kann. Bei der Verwendung von Elektrolytkondensatoren, die bekanntlich gepoltsind, 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 inIs connected in series, or one voltage level dropsin 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 deviceor the rectifier stage in the case of a single rectifier device, a voltage with the reversePolarity occur. However, this tension is extremely undesirable because it may cause amalfunction of switching elements of the failed rectifier unitcan cause. When using electrolytic capacitors, which are known to be polarizedin 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 aufder Gleichspannungsseite des ausgefallenen Gleichrichtergerätes bzw. der Gleichrichterstufe bei angeschlossenemVerbraucher praktisch keine Spannung auftritt. Die Erfindung besteht darin, daß in an sichbekannter Weise auf der Gleichspannungsseite jeder Spannungsstufe ein Gleichrichter angeordnet ist, derbei Ausfall einer Spannungsstufe die dadurch an den Elementen mit umgekehrter Polarität entstehendeSpannung kurzschließt. Zweckmäßig werden durch das Leitendwerden des parallel geschalteten GleichrichtersEinrichtungen betätigt, die eine Anzeige des fehlerhaften Arbeitens bzw. die Abschaltung der Gleichrichterschaltungbewirken.The invention avoids this disadvantage in a simple manner, and it is achieved that onthe DC voltage side of the failed rectifier device or the rectifier stage if theConsumers practically no voltage occurs. The invention consists in that in itselfAs is known, a rectifier is arranged on the DC voltage side of each voltage stage, whichin the event of failure of a voltage stage, the resultant one on the elements with reversed polarityVoltage short-circuits. It is useful if the rectifier connected in parallel becomes conductiveDevices operated, which an indication of the faulty operation or the disconnection of the rectifier circuitcause.

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. Diesehaben nicht den Zweck, die Elemente der Gleichspannungsseite zu schützen.Rectifiers are arranged in this case. Theseare not intended to protect the elements on the DC voltage side.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nähererläutert. 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 drawingexplained. Only the switching elements necessary for understanding the invention are shown.

In der Fig. 1 ist eine Netzgleichrichterschaltung dargestellt, die aus einem Transformator 1, zweiGleichrichtern 2, 3 und zwei Siebketten 4, 5 besteht, Die Gleichrichterschaltung besitzt ferner zwei Klemmen6,7,an denen eine Gleichspannung entsteht. An die Klemmen 6,7ist ein Verbraucher 8 anschaltbar.Die beschriebene Gleichrichterschaltung ist bekannt. Die Polaritätsverhältnisse auf der Gleichstromseitesind durch-\— und —Zeichen angedeutet. Fällt nunbeispielsweise die untere Gleichrichterstufe durch Versagen des Gleichrichters 3 aus, dann wird sich durchden angeschalteten Verbraucher 8 zwischen der Klemme 7 und der Leitung 9 eine Spannung ausbil- aoden, die von der Summe aller zwischen diesen beiden Punkten herrschenden Einzelwiderständen abhängenwird. Außerdem liegt diese Spannung mit umgekehrter Polarität an den Punkten 7 und 9, wie durch die(+)- und (—)-Zeichen angedeutet. Bei einer Verwendungvon 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 Anodedes Gleichrichters 11 am negativen Pol der Gleichspannungsquelle liegen, so wird bei auftretender Spannungmit umgekehrter Polarität an den Punkten7,9 der Gleichrichter 11 leitend und schließt diese Spannungpraktisch 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 points7, 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 stromempfindlicheEinrichtung 12, beispielsweise ein Relais, angeordnet, die geeignete Mittel zur Anzeige des fehlerhaften Arbeitensder Schaltung oder auch zur Abschaltung derselben betätigt.According to a further advantageous embodiment, a current-sensitive one is in the line 9Device 12, for example a relay, arranged, the suitable means for indicating the faulty operationthe circuit or to switch off the same actuated.

Es dürfte ohne weiteres verständlich sein, daß die Erfindung auch auf getrennte Gleichrdchterschaltungenanwendbar ist, die mit ihren Ausgängen in Reihe geschaltet sind. In diesem Falle braucht die Gleichrichtereinheitbei 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 Pluspunktder einen mit dem Minuspunkt der anderen Quelle verbunden wird und der Verbraucher an denMinuspunkt der einen und an den Pluspunkt der anderen Quelle geschaltet wird. Eine derartige Schaltungist in der Fig. 2 dargestellt, die nach dem Vorhergesagten ohne weiteres in ihrer Wirkungsweiseklar sein dürfte. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Quellen oder mehr als zwei Spannungsstufenin 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 circuitswhich are connected in series with their outputs. In this case the rectifier unit needsfor 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 pointone is connected to the minus point of the other source and the consumer to theThe minus point of one source is switched to the plus point of the other source. Such a circuitis shown in FIG. 2, which after the foregoing is readily available in its mode of operationshould be clear. Of course, more than two sources or more than two voltage levels can also be usedcan be connected in series. Dry rectifiers are expediently used as protective rectifiers.Of course, tube rectifiers can also be used.

Claims (2)

Translated fromGerman

PatentANSPBücHE:PATENT APPLICATIONS:1. Schutzschaltung für auf der Gleichspannungsseite von Netzgleichrichtern der Meß- oder Nachrichtentechnikangeordnete und zum Gleichrichter gehörende Elemente, insbesondere Elektrolytkondensatoren,wobei die Ausgangsgleichspannung dieser Gleichrichter aus mehreren in Reihe geschaltetenSpannungsstufen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannterWeise auf der Gleichspannungsseite jeder Spannungsstufe ein Gleichrichter angeordnet ist, derbei Ausfall einer Spannungsstufe die dadurch an den Elementen mit umgekehrter Polarität entstehendeSpannung kurzschließt.1. Protection circuit for on the DC side of power rectifiers in measurement or communications engineeringarranged elements belonging to the rectifier, in particular electrolytic capacitors,where the output DC voltage of this rectifier consists of several series-connectedVoltage levels is composed, characterized in that in per se knownWay, a rectifier is arranged on the DC side of each voltage stage, thein the event of failure of a voltage stage, the resultant one on the elements with reversed polarityVoltage short-circuits.2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Leitendwerdendes parallel geschalteten Gleichrichters Einrichtungen betätigt werden, die eine Anzeige desfehlerhaften Arbeitens 'bzw. die Abschaltung der Gleichrichterschaltung bewirken.2. Rectifier circuit according to claim 1, characterized in that by becoming conductiveof the parallel-connected rectifier devices are operated, which display thefaulty work or cause the rectifier circuit to be switched off.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 572 698;
schweizerische Patentschrift Nr. 246 113;
ETZ (A), 1954, S. 691, 694, 695.Considered publications:
German Patent No. 572,698;
Swiss Patent No. 246 113;
ETZ (A), 1954, pp. 691, 694, 695.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings©009507/179 4.6»© 009507/179 4.6 »