Делитель напряжения
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и может быть использована в частности для построения счетчиков электрической энергии. Техническим результатом является более точное воспроизведение формы входного напряжения на выходе делителя. В делитель напряжения, содержащий два пассивных элемента электрической цепи, причем первый конец первого пассивного элемента является входом делителя, а второй его конец связан с первым концом второго пассивного элемента электрической цепи, образуя единую точку их соединения, являющуюся выходом делителя, а второй конец второго пассивного элемента является общей точкой входа и выхода делителя, введен дополнительный пассивный элемент электрической цепи, один конец которого связан со входом делителя, а второй конец является дополнительным выходом делителя.
Предложенная полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована, в частности, для построения счетчиков электрической энергии (ЭЭ).
Известен делитель напряжения выполненный в виде измерительного трансформатора напряжения (Электрические измерения. Учебник для вузов. Изд. 4-е. Под ред. А.В.Фремке. Л. «Энергия». 1973 г. 424 с., стр.90-101), который выполняет функцию деления входного первичного напряжения на коэффициент трансформации с целью получения вторичного напряжения необходимого для нормальной работы измерительных устройств, включая счетчики ЭЭ.
Однако измерительные трансформаторы напряжения имеют большие габариты и вес, они дороги, резонируют, имеют нелинейности и т.д., что в ряде случаев делает их применение нецелесообразным, например, в реклоузерах, где предъявляются жесткие требования к размерам и весу комплектующих изделий.
Кроме того, известен делитель напряжения на пассивных элементах электрических цепей (ПЭЭЦ) (резисторы и конденсаторы), который характеризуется малыми размерами и весом, а также высокой линейностью и точностью ( krm.ru-Сенсоры тока и напряжения. Рис.2), которые могут использоваться, например, в счетчиках ЭЭ. Он содержат два последовательно соединенных пассивных элемента электрической цепи, причем начало и конец этого соединения образуют вход делителя, куда подается первичное (входное) напряжение, а средняя точка их соединения и его конец образуют выход делителя напряжения, с которого снимается вторичное (выходное) напряжение.
Однако такое построение делителя напряжения делает невозможным подключение источника напряжения питания электронной части счетчика ЭЭ к выходу делителя напряжения. Это объясняется тем, что подключение источника питания к выходу делителя приводит к искажению формы выходного напряжения, за счет тока, который потребляет источник питания счетчика. Так, например, современный счетчик по цепям питания потребляет около 30 mA, а номинальный ток через делитель напряжения при входном первичном напряжении 10 кВ, лежит в диапазоне 1mA - 0,1mA. Увеличение номинального тока делителя для обеспечения нормальной работы источника питания счетчика приводит к увеличению мощности, которая рассеивается в делителе напряжения и не исключает искажения формы выходного напряжения, т.к. потребляемый ток источником питания имеет импульсную форму за счет выпрямительных диодов или ключей на полевых транзисторах.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание делителя с более точным воспроизведением формы входного напряжения на его выходе.
Поставленная задача достигается тем, что в делитель напряжения, содержащий два пассивных элемента электрической цепи, причем первый конец первого из которых является входом делителя, а второй его конец связан с первым концом второго пассивного элемента электрической цепи, образуя единую точку их соединения, являющуюся выходом делителя, а второй конец второго пассивного элемента электрической цепи является общей точкой входа и выхода делителя, введен дополнительный пассивный элемент электрической цепи, один конец которого связан со входом делителя, а второй конец является дополнительным выходом делителя.
На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого делителя напряжения. Делитель содержит:
первый пассивный элемент электрической цепи 1, второй пассивный элемент электрической цепи 2 и дополнительный пассивный элемент электрической цепи 3;
выводы делителя: 4, 5 - входные выводы делителя; 5, 6 - выводы выхода делителя, 7 - вывод выхода делителя дополнительный.
К выводу 4 делителя подключено начало ПЭЭЦ 1 и начало ПЭЭЦ 3. Вывод 6 связан с точкой соединения конца ПЭЭЦ 1 с началом ПЭЭЦ 2. Вывод конца ПЭЭЦ 2 присоединен к выводу 5 делителя, а конец ПЭЭЦ 3 связан с дополнительным выводом 7 делителя. На выводы 4, 5 делителя подается первичное входное напряжение, а с выводов 5, 6 делителя снимается вторичное выходное напряжение. При подключении счетчика ЭЭ к делителю вывод 5 подключается к общей шине (земля) электронной части счетчика. Вывод 6 делителя подключается ко входу напряжения измерительной части счетчика. Вывод 7 делителя подключается к источнику питания счетчика.
В заявляемом делителе напряжения ПЭЭЦ 1 и ПЭЭЦ 2 могут быть выполнены либо из цепочки резисторов, либо из набора конденсаторов, либо из комбинации резисторов и конденсаторов, и дополнительный ПЭЭЦ 3 также может быть выполнен либо из цепи резисторов, либо из цепи конденсаторов, либо из их комбинации.
Предлагаемый делитель работает следующим образом. На вход делителя (4, 5) подключается первичное входное напряжение. На выходе делителя (5, 6) за счет деления напряжения на ПЭЭЦ 1 и 2 получается вторичное (выходное) напряжение меньшее по уровню, чем первичное напряжение. Дополнительный ПЭЭЦ 3 используется для подачи напряжения на источник питания счетчика, либо на источник питания других измерительных преобразователей напряжений, например, преобразователей среднеквадратического значения напряжения в ток, активной мощности в напряжение и т.п.
Введение дополнительного ПЭЭЦ 3 в состав делителя напряжения разгружает выход 6 делителя от тока нагрузки, который создает источник питания счетчика, и тем самым устраняются искажения вторичного (выходного) напряжения делителя.
Делитель напряжения, содержащий два пассивных элемента электрической цепи, причем первый конец первого пассивного элемента является входом делителя, а второй его конец связан с первым концом второго пассивного элемента электрической цепи, образуя единую точку их соединения, которая является выходом делителя, а второй конец второго пассивного элемента является общей точкой входа и выхода делителя, отличающийся тем, что в него введен дополнительный пассивный элемент электрической цепи, один конец которого связан со входом делителя, а второй конец является дополнительным выходом делителя.
