DE3310774A1 - Schaltungsanordnung zur gleichstromversorgung einer last - Google Patents

Schaltungsanordnung zur gleichstromversorgung einer last

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung einer Last aus einem Wechselstromnetz mit einer am Wechselstromeingang liegenden Gleichrichterschaltung und einem dieser nachgeschalteten Sperrumrichter mit mindestens einem Energiespeicher, wie einer Spule und/oder einem Kondensator, sowie mit einer von einer Regelschaltung, der einerseits eine von der Ausgangsspannung abhängige Größe und andererseits eine von der Eingangsspannung des Sperrumrichters abhängige Größe zugeführt ist, gesteuerten Schalterstufe.
Aus der Literatur der Schaltnetzteile sind Schaltungsanordnungen bekannt, bei welchen die Ausgangsspannung gegenüber Schwankungen der Belastung bzw. Schwankungen der Eingangsspannung konstant gehalten wird. Dies bedingt, daß die Ausgangsspannung als zu regelnde Größe verwendet wird und dadurch der aus dem Netz aufgenommene Strom sich beliebig ändern kann, somit ein nicht sinusförmiger Strom aus dem Netz aufgenommen wird und es dadurch zufolge der Stromoberwellen zu unerwünschten Netzrückwirkungen kommt.
Zur Verbesserung der Regeldynamik für die Regelung der Ausgangsspannung ist es ferner bekannt, die Eingangsspannung als Störgröße auf den Regelkreis aufzuschalten,
ohne daß aber hiedurch der vom Netz aufgenommene Strom im Sinne einer Verbesserung der Stromform in irgendeiner Weise beeinflußt wird.
Ferner ist eine Gleichstromversorgungseinrichtung bekannt geworden, welche gestattet auch bei sich stark ändernder Eingangsspannung, wie z.B. die pulsierende Gleichspannung am Ausgang einer Netzgleichrichterschaltung, eine annähernd konstante Spannung an die Last abzugeben. Hiezu ist eine vom Verhältnis Eingangsspannung zu Ausgangsspannung steuerbare Strukturumschaltung der Schaltungsanordnung erforderlich, wobei bei beiden Strukturen ein interner Betriebsstrom als Regelgröße verwendet wird. Dieses Schaltungsanordnung erlaubt es zwar/ den internen Betriebsstrom (Drosselstrom) sinusförmig zu regeln, jedoch entspricht dieser Betriebsstrom nicht in allen Strukturzuständen dem aus dem Netz aufgenommenen Strom, so daß zufolge der dadurch bedingten unvollkommenen Sinusform des Netzeingangsstromes auch in diesem bekannten Fall Netzrückwirkungen nicht völlig vermieden werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher bei einer Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung einer Last, bei welcher die pulsierende Gleichspannung am Ausgang einer Netzgleichrichterschaltung in weiten Bereichen schwanken kann, eine
konstante Lastspannung und eine dauernde Aufnahme eines sinusförmigen Stromes aus dem Netz durch Heranziehung des aus dem Netz aufgenommenen Stromes als Regelgröße bei einfachem Scfealtungs- und Steuerungsaufwand zu erreichen .
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß ein mit einer der Eingangsspannung des Sperrumrichters proportionalen Größe beaufschlagter erster Eingang der Regelschaltung über eine erste Verknüpfungsschaltung zur Bildung des Sollwertes des Eingangsstromes des Sperrumrichters an einen ersten Eingang einer Vergleichsschaltung geführt ist, an deren zweiten Eingang eine insbesondere vom Istwert des Eingangsstromes des Sperrumrichters abgeleitete Größe anliegt und deren Ausgang an einen Steuerkreis für die gesteuerte Schalterstufe des Sperrumrichters geführt ist, wobei der zweite mit einer dem Istwert der Ausgangsspannung proportionalen Größe beaufschlagte Eingang der Regeleinrichtung an einen ersten Eingang einer zweiten Verknüpfungsschaltung, der der Sollwert der Ausgangsspannung an einem zweiten Eingang anliegt, geführt ist, welche zweite Verknüpfungsschaltung eine vom Differenzwert abhängige Korrekturgröße bildet, die der ersten Verknüpfungsschaltung zur Bildung
des Sollwertes des Eingangsstromes zugeführt ist, wobei der Sollstromwert in Abhängigkeit von der Korrekturgröße im Sinne einer Reduzierung des Fehlers der Ausgangsspannung verändert wird.
Durch diese erste Verknüpfungsschaltung wird zusammen mit der Vergleichsschaltung, dem Steuerkreis und der gesteuerten Schalterstufe eine Stromregelschleife gebildet,' welche dadurch, daß ihr als Sollwert eine der momentanen Eingangsspannung des Sperrumrichters proportionale Größe eingegeben wird, die Entnahme eines hinsichtlich seiner Wellenform mit der Wellenform der Netzspannung konformen Stromes erzwingt. Ändert sich der Nennbetriebszustand der Schaltungsanordnung, z.B. dadurch, daß sich die Lastimpedanz und/oder der Effektivwert der Netzspannung ändert, erzeugt die zweite Verknüpfungsschaltung eine Korrekturgröße, welche über den Sollwert des Eingangsstromes diese Abweichung vom Nennbetriebszustand reduziert, dabei aber die Konformität der Wellenformen von Netzspannung und vom Netz aufgenommenen Strom im wesentlichen erhalteb bleibt.
Ein besonders einfacher und auch leicht in Hybridtechnik herstellbarer Aufbau der ersten Verknüpfungsschaltung
kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht
werden, daß die erste Verknüpfungsschaltung als' Summiernetzwerk ausgebildet wird.
Um eine von Veränderungen der Charakteristika von Bauteilen unabhängigen Betrieb der ersten als Summiernetzwerk ausgebildeten Verknüpfungsschaltung zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen werden, daß zur Bildung des Summiernetzwerkes wenigstens jeweils ein Widerstand vom Ausgang der zweiten Verknüpfungsschaltung, von einem Bezugspotential (Masse) sowie vom ersten Eingang der Regelschaltung zu einem gemeinsamen Schaltungspunkt geführt sind, an welchen der erste Eingang der Vergleichsschaltung angeschlossen ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß zwischen erstem Eingang der Regelschaltung und gemeinsamen Schaltungspunkt eine Serienschaltung von Widerständen angeordnet ist, von welchen Widerständen mindestens einer durch einen steuerbaren Schalter überbrückbar ist, wobei an den Steuereingang dieses steuerbaren Schalters der Ausgang einer StexEtschaltung angeschlossen ist, bei welcher ein Eingang mit dem Ausgang der zweiten Verknüpfungsschaltung verbunden ist und gegebenenfalls an einem weiteren Eingang der Steuerschaltung ein die Grenzen der Betriebsparameter, wie z.B. die
maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal anliegt.
Hiedurch kann die Konformität der Wellenformen von Netzspannung und vom Netz aufgenommenen Strom noch weiter verbessert werden.
Um eine galvanische Netztrennung der Last zu erreichen, hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die erste Verknüpfungsschaltung einen Optokoppler^ z.B. einen solchen mit bilateralem Feldeffekttransistor, enthält, der über eine Steuerschaltung an den Ausgang der zweiten Verknüpfungsschaltung angeschlossen ist, und gegebenenfalls an einem Steuereingang der Steuerschaltung ein die Grenzen der Betriebsparameter, wie z.B. die maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal anliegt.
Eine weitere Verbesserung der Konformität der Wellenforren von Netzspannung und vom Netz aufgenommenen Strom kann erfindungsgemäß auch dadurch erreicht werden, daß an dem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung eine vom Ausgangssignal der zweiten Verknüpfungsschaltung sowie gegebenenfalls von einem die Grenzen der Betriebsparameter, wie z.B. die maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal steuerbare Stromvorgabeschaltung
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angeschlossen ist, sodaß am zweiten Eingang der Vergleich schaltung eine sowohl vom Ausgangssignal der zweiten Verknüpfungsschaltung als auch vom Istwert des Eingangsstrom des Sperrumrichters abgeleitete Größe anliegt.
Ein besonders stabiler Regelkreis kann erreicht werden, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Vergleichsschaltung einen Schmitt-Trigger mit vorwählbarer Hysteres aufweist.
Eine verbesserte Regelcharakteristik "der Stromregelschlei kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß die Ver gleichsschaltung einen Regelverstärker mit nachgeschaltet Pulsweitenmodulator aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die : Zeichnungen beispielsweise beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 teilweise in Blockform und in diskreter Schaltungstechnik eine erfindungsgemäße Schaltunsanordnu; Fig. 2 eine Ausführungsform der Regelschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 3 und 4 Abwandlungen der Regelschaltung gemäß Fig. 2, Fig. eine weitere Ausführungsform der Regelschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 6
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teilweise in Blockform und in diskreter Schaltungstechnik eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, Fig. in Blockform mögliche Ausgestaltungen ^ines Teiles der Regelschaltungen gemäß Fig. 2 bis 6.
Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Gleichrichterbrückenschaltung 2 mit nachgeschaltetem Hochsetzsteller. Ein Kondensator 3 dient als kleiner Stützkondensator für den Hochsetzsteller, bestehend aus einer Induktivität 4, einer gesteuerten Schalterstufe 5, einer Diode 6 und einem Speicherkondensator 7. Der Widerstand stellt die Last dar. Ein Widerstand 31 bildet einen Stromfühlwiderstand für den Eingangsstrom. Die erfindungsgemäße Regelschaltung 9 steuert nun die Schalterstufe 5 derart, daß aus dem Netz sinusförmiger Strom aufgenommen wird und der Leistungsfaktor nahezu 1 ist.
Durch das Prinzip dieser Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung der Last entstehen hochfrequente Netzstörungen, die aber im Gegensatz zu den niederfrequenten Störungen mit geringem Aufwand durch ein Hochfrequenzfilter 1 unterdrückt werden können.
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Fig. 2 zeigt nun die einfachste Form einer Regelschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die vor allem für Netzteile mit konstanter Last geeignet ist. Sie garantiert die sinusförmige Stromaufnahme im Nennbetrieb, d. h. bei Nennspannung des Netzes und der vorgesehenen Las als auch bei Unterspannung, wenn dabei auf eine Ausregelur. der Ausgangsspannung verzichtet wird. Bei überspannung am Netz und bei Unterspannungen, die von der Regelschaltung ausgeregelt werden sollen, erhöht sich der Oberwellengehai des Eingangsstromes abhängig vom Abstand zum Nennbetrieb.
Am Eingang B der Regelschaltung 9 liegt die Lastspannung, die über einen Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen 11, 10 heruntergeteilt und über einen Tiefpaß, bestehend aus dem Widerstand 40 und dem Kondensator 41 einer Verknüpfungsschaltung 12 zugeführt wird. Der Tiefpai hat die Aufgabe eine Mittelwertbildung vorzunehmen und damit die Netzbrummspannung zu unterdrücken, da eine Ausregelung auch der Brummspannung mit der Bedingung des sinusförmigen Eingangsstromes im Widerspruch steht. Dem an diesem Eingang der Verknüpfungsschaltung 12 anliegende Signal entspricht daher dem Mittelwert des Istwertes der Lastspannung. Die Verknüpfungsschaltung 12 kann als einfacher Proportionalregler ausgebildet sein. Am zweiten
Eingang der Schaltung 12 wird eine dem Mittelwert des Sollwertes der Lastspannung proportionale Referenzspannung angelegt. Die Ausgangsspannung der Verknüpfungsschaltung 12 bewirkt einen Strom 11 durch einen Widerstand 14. Am Eingang D der Regelschaltung 9 liegt der Betrag (Abolutwert) oder ein dazu proportionaler Wert der Eingangsspannung, sodaß der Strom 12 durch einen Widerstand 13 dem Absolutwert der Netzspannung proportional ist. Der Strom 14 durch einen einstellbaren Widerstand 15 dient zur Kompensierung des Stromes 11 für Unterspannungen, bei denen die Ausgangsspannung nicht ausgeregelt werden soll. Die Widerstände 13, 14 und 15 bilden eine Summierschaltung und die Summe dieser Ströme 11+12+14 ergibt den Strom 13, der dem momentanen Sollwert des Eingangsstromes entspricht. Dieser Eingangsstromsollwert wird einer Vergleichsschaltung 17 als Referenzwert zugeführt. Als zweite Eingangsgröße für die Schaltung 17 dient der Strom durch einen Widerstand 16, der dem Istwert des Eingangsstromes der Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung proportional ist. über diesen Widerstand 16 ist der zweite Eingang der Vergleichsschaltung 17 an den Stromfühler 31 angeschlossen. Die Vergleichsschaltung 17 hat die Funktion ein Schaltsignal für die Schalterstufe 5
COf=Y
zu erzeugen, so daß durch deren Betrieb erreicht wird, daß bis auf eine vorwählbare Abweichung der aufgenommene Eingangsstrom dem Sollwertstrom entspricht.
Im wesentlichen gibt es zwei prinzipielle Realisierungsmöglichkeiten für die Schaltung 17, welche die Figur 7a bzw. 7b zeigt. In Fig. 7a wird das Schaltsignal für die Schalterstufe 5 aus den beiden Eingangssignalen durch einen Shmitt-Trigger mit vorwählbarer Hysterese erzeugt. Diese Realisierungsart des Schaltsignales für die Schalterstufe 5 bedingt sowohl eine variable Schaltfrequenz als auc. ein variables Tastverhältnis während jeder Netzhalbwelle. Die Schaltfrequenz und das Tastverhältnis bilden dabei eine periodische Funktion über eine Netzhalbwelle, deren absolut Werte sind aber dem jeweiligen Regelzustand des gesamten Systems bedingt.
Fig. 7b zeigt im Gegensatz zu Fig. 7a eine Erzeugung des Schaltsignals für die Schalterstufe 5 bei konstanter, vorwählbarer Frequenz. Dabei werden die beiden Eingangssignale einem Proportionalverstärker 50 zugeführt, der einem nachgeschalteten Pulsweitenmodulator 51 ein der Eingangsdifferenz proportionales Signal liefert. Dieses Signal bestimmt nun das Tastverhältnis des Schaltsignals, das vom Pulsweitenmodulator erzeugt wird. Bei einigen Anwendungen kann.es von erheblichem Vorteil sein, daß die
Schaltfrequenz konstant und vorwählbar ist, vor allem dann, wenn diese Schaltfrequenz noch anderweitig verwendet werden soll.
Das in der Vergleichsschaltung 17 erzeugte Schaltsignal wird einem Steuerkreis 19 zugeführt. Dieser Steuerkreis verhindert die Ansteuerung der Schalterstufe 5 bei zu niedriger Versorgungsspannung des Steuerkreises 19, da anderenfalls für die Schalterstufe nicht zulässige Zustände auftreten können. Der Steuerkreis 19 hat die Aufgabe aus dem Schaltsignal das eigentliche Steuerbzw. Regelsignal C mit der nötigen Steuerenergie für das Schließen bzw. öffnen der Schalterstufe 5 zu erzeugen; bei der Schalterstufe handelt es sich z.B. um einen mechanischen Schalter, etwa einen EIN-AUS-Schalter oder um einen elektronischen Schalter, wie z.B. um einen Transistor.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Regelungsschaltung 9 einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die auch bei großen Abweichungen vom Nennbetrieb, entweder in der Netzspannung oder im Lastwiderstand, nur beschränkt von der Sinusform abweichenden Eingangsstroms vom Netz aufnimmt. Hiebei wird der Strom 12 nicht nur von der momentanen Eingangsspannung am Eingang D und
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dem Widerstand 13 bestimmt, sondern mit diesem Widerstand 13 liegen noch die Elemente 21 und 22 in Serie. Jedes dieser Elemente besteht aus einem Widerstand und einem Schalter", der gesteuert durch ein Schaltsignal diesen Widerstand kurzschließen kann. Dieses Schaltsignal wird von einer Steuerschaltung 20 aus der Ausgangsspannung der Verknüpfungsschaltung 12 und einer externern Steuergröße E erzeugt, auf deren Bedeutung nachstehend noch näher eingegangen wird. Im Nennbetrieb sind die Schalter der Elemente 21, 22 geschlossen und die Funktionsweise entspricht der schon in Fig. 2 beschriebenen. Sinkt aber die Ausgangsspannung der Verknüpfungsschaltung 12 unter einen bestimmten Wert, d. h. die Spannung am Punkt B übersteigt den vorgesehenen Viert, so wird in der Steuerschaltung· 20 ein Signal zum öffnen des Schalterelementes des Elementes 21 erzeugt. Dadurch wird der Strom 12 und damit auch der Sollwertstrom 13 erniedrigt. Steigt die Spannung am Eingang B noch weiter an, so wird auch das Schalterelement des Elementes 22 geöffnet. Der Vorteil dieser Nachführung des Sollwertes besteht darin, daß trozt Spannungsregelung der Oberwellengehalt des Eingangsstromes auf vorwählbare Werte beschränk bleibt. Dieser tolerierte Oberwellengehalt kann insbesonde dann klein gehalten werden, wenn die Anzahl der Elemente
21 und 22, die hier nur beispielhaft mit zwei angenommen wurde, noch erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in der Steuerschaltung 20 auf einfache Weise durch den Eingang E ein maximaler Eingangsstrom und damit bei annähernd konstanter Netzspannung auch eine maximale vom Netz aufgenommene Leistung bestimme werden kann, indem eine durch das Signal E bestimmte
Anzahl von Schaltern der Elemente 21, 22 nie geschlossen
Fig. 4 "zeigt eine weitere Ausführungsform der Regelschaltung 9 einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, welche die selben Vorteile wie die Regelschaltung gemäß Fig. 3 aufweist. Auch die Funktionsweise ist weitgehend dieselbe, sie unterscheidet sich nur darin, daß anstatt des Sollwertes des Stromes nun der von der Regelschaltung wahrgenommene Istwert des Stromes verändert wird, um die Spannungsdifferenz der Eingänge der Verknüpfungsschaltung 12 und damit den Stromoberwellengehalt des Eingangsstromes zu begrenzen. Bei Überspannung am Eingang B wird ein Schalter von einem der Elemente 29 oder 30 geschlossen und somit der scheinbare Istwert ds Stromes für die Regelschaltung vergrößert. Dadurch wird der reale Eingangsstrom vermindert. Durch den Eingang E kann wiederum der maximale Eingangsstrom
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der Schaltung bzw. die Maximalleistung eingestellt werden.
Die in Fig. 5 dargestellte Regelschaltung erfüllt die Bedingung der sinusförmigen Stromaufnahme und des Leistungsfaktors 1 sowohl bei Variation der Eingangsnetzspannung im vorgewählten Intervall bei gleichzeitiger Ausregelung der Lastspannung als auch bei Variation des Lastwiderstandi Mit dieser Schaltung können auch höchstens Ansprüche bezüglich Stromoberwellengehalt und Netzrückwirkungen erfüllt werden. Bei dieser Schaltung wird gleichfalls die Lastspannung als Eingangsspannung B der Regelschaltung über einen Spannungsteiler, bestehend aus Widerstände 10, 11 einer Verknüpfungsschaltung 55 zugeführt, welche z.B. ein Proportional-Integral-Regler ist, welcher seinen Ausgang derart regelt, daß der Mittelwert der Lastspannunc dem durch das Teilerverhältnis und der Referenzsspannung U c bestimmten Wert entspricht. Diese Ausgangsspannung wird einer Steuerschaltung 27 zugeführt, welche die Lichtquelle eines optisch gekoppelten Bauelementes (Optokoppler) so steuert, daß bei großer Eingangsspannung F beispielsweise die Lichtquelle stark und bei Abnahme der Eingangsspannung die Lichtquelle schwächer leuchtet. Dami ändert auch ein zugeordneter Fotowiderstand seinen Wert und verändert so stetig den am Sollwerteingang der
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Vergleichsschaltung 17 anliegenden, dem Stromsollwert proportionalen Strom. Dadurch ist der anliegende Stromsollwert in jedem Regelzustand proportional zur Netzeingangs.spannung, die am Eingang D anliegt und durch einen Spannungsteiler 23, -4 nur proportional verkleinert wird. Der Spannungsfolger 25 dient nur dazu den Spannungsteiler nicht zu belasten.
Durch eine analoge Spannung am Eingang E der Steuerschaltung 27 kann wieder eine maximale Ausgangsleistung-kontinuierlich eingestellt werden.
Durch diese Eigenschaft ist z.B. eine Leistungsregelung, wie z.B. das Dimmen in der Beleuchtungstechnik, möglich ohne Netzrückwirkungen zu verursachen, wie sie bei herkömmlichen Dimmgeräten mit Phasenanschnittssteuerungen auftreten. Mit der Struktur der Schaltung wie sie in Fig. 1 dargestellt wurde, sind prinzipiell nur Ausgangsspannungen größer der
Eingangsspitzenspannung möglich, ohne die Stromform zu beeinflussen.
Fig. 6 zeigt nun ein Blockschaltbild einer Schaltung, deren Ausgangsspannung unabhängig von der anliegenden Eingangsnetzspannung gewählt werden kann. Sie unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 nur dadurch,
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daß anstelle der Induktivität 4 ein Leistungsübert?:iaer verwendet wird, der beim Abschalten der Schalterstufe die Energie an den Speicherkondensator 7 überträgt. Diese Grundstruktur entspricht im wesentlichen einem Sperrwandler
Besonders geeignet für diese Schaltungsanordnung ist die Ausführungsform der Regelschaltung 9 gemäß Fig. 5, da es hiemit in einfacher Weise möglich ist eine direkte Regelung der Ausgangsspannung zu erreichen, ohne dabei auf die Netztrennung, die in vielen Fällen gewünscht oder gefordert wird, zu verzichten.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 kann ohne großen Aufwand noch mit mehreren Ausgangskreisen bestehend aus Sekundärwicklung, Diode, Speicherkondensator und Last- ; widerstand versehen werden. Dadurch können mit dieser Schaltungsanordnung mehrere potentialfreie Ausgangsspannungen erhalten werden, wobei entweder eine Ausgangsspannung direkt und die weiteren Ausgangsspannungai in Abhängigkeit von dieser Ausgangsspanung geregelt werden können. Es ist aber auch eine gewichtete Regelung der Ausgangsspannungen möglich, sofern sie ein gemeinsames Grundpotential besitzen.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1 .J Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung einer Last aus einem Wechselstromnetz mit einer am Wechselstrcmeingang liegenden Gleichrichterschaltung und einem dieser nachgeschalteten Sperrumrichter mit mindestens einem Energiespeicher, wie einer Spule und/oder einem Kondensator, sowie mit einur von einer Regulschultung, der einerseits urne von der Ausganqsspannung abhängige Größe und andererseits eine v^r. der Eingangsspannung des Sperrumricht.ers abhängige Größe zugeführt ist, gesteuerten Schalterstufe, dadurch gekennzeichnet daß ein mit einer der Eingangsspannung des Sperrumrichters proportionalen Größe beaufschlagter erster Eingang (D) der Regelschaltung (9) über eine erste Verknüpfungsschaltung (13-15; 13-15, 20, 21, 22; 26) zur Bildung des Sollwertes •des Eingangsstromes des Sperrumrichters an einen ersten Eingang einer Vergleichsschaltung (17) geführt ist, an deren
    BAD ORIGINAL zweiten Eingang eine insbesondere vom Istwert des Eingangsstromes des Sperrumrichters abgeleitete Gröiie anliegt und deren Ausgang (C) an einen Steuerkreis (19) für die mc·- steuerte Schalterstufe (5) des Sperrumrichters geführt ist, wobei der zweite mit einer dem Istwert der Ausgangsspar.nung
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    proportionalen Größe beaufschlagte Eingang (B) der Regeleinrichtung (9) an einen ersten Eingang einer zweiten Verknüpfungsschaltung (12; 55), der der Sollwert der Ausganqsspannung an einem zweiten Eingang anliegt, geführt ist, welche zweite Verknüpfungsschaltung (12; 55) eine vom Differenzwert abhängige Korrekturgröße bildet, die der ersten Verknüpfungsschaltung (13-15; 13-15, 20, 21; 22-26) zur Bildung des Sollwertes des Eingangsstromes zugeführt ist, wobei der Sollstromwert in Abhängigkeit von der Korrekturgröße im Sinne einer Reduzierung des Fehlers der Ausgangsspannung verändert wird.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verknüpfungsschaltung (13-15; 13-15, 20, 21, 22) ein Summiernetzwerk ist (Fig. 2, Fig. 3).
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Summiernetzwerkes wenigstens jeweils ein Widerstand (14, 15 oder 13) vom Ausgang der zweiten Verknüpfungsschaltung (12), von einem Bezugspotential (Masse) sowie vom ersten Eingang (D) der Regelschaltung (9) zu einem gemeinsamen Schaltungspunkt geführt sind, an welchen der erste Eingang der Vergleichsschaltung (17) angeschlossen ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erstem Eingang (D) der Regelschaltung (9) und gemeinsamen Schaltungspunkt eine
    Serienschaltung von Widerständen angeordnet ist, von
    welchen Widerständen mindestens einer (21 bzw. 22)
    durch einen steuerbaren Schalter überbrückbar ist,
    wobei an den Steuereingang dieses steuerbaren Schalters
    der Ausgang.einer Steuerschaltung (20) angeschlossen ist, bei welcher ein Eingang mit dem Ausgang der zweiten Verknüpfungsschaltung (12) verbunden ist und gegebenenfalls an einem weiteren Eingang (E) der Steuerschaltung (20)
    ein die Grenzen der Betriebsparameter, wie z.B. die
    maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal anliegt.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verknüpfungsschaltung einen Optokoppler (26), z.B. einen solchen mit bilateralem Feldeffekttransistor, enthält, der über eine Steuerschaltung
    (27) an den Ausgang (F) der zweiten Verknüpfungsschaltung (55) angeschlossen ist, und gegebenenfalls an einem Steuer eingang (E) der Steuerschaltung (27) ein die Grenzen der
    Betriebsparameter, wie z.B. die maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal anliegt.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung (17) eine vom Ausgangssignal der zweiten Verknüpfungsschaltung (12) sowie gegebenenfalls von einem die Grenzen der Betriebsparameter, wie z.B. die maximale Eingangsleistung des Sperrumrichters, bestimmendes Signal steuerbare Stromvorgabeschaltung (16, 29, 30) angeschlossen ist (Fig. 4), sodaß am zweiten Eingang der Vergleichsschaltung (17) eine sowohl vom Ausgangssignal der zweiten Verknüpfungsschaltung (12) als auch vom Istwert des Eingangsstromes des Sperrumrichters abgeleitete Größe anliegt.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (17) einen Schmitt-Trigger mit vorwählbarer Hysterese aufweist (Fig. 7a).
  8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (17) einen Regelverstärker mit nachgeschaltetem Pulsweitenmodulator aufweist (Fig. 7b).
DE3310774A 1982-03-25 1983-03-24 Schaltungsanordnung zur gleichstromversorgung einer last Granted DE3310774A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3519116A1 (de) * 1984-05-30 1985-12-05 Alcatel Thomson Espace, Courbevoie Gleichstrom/gleichstrom-wandler
EP0345624A1 (de) * 1988-06-09 1989-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Entnahme von im wesentlichen rein sinusförmigem, netzfrequentem Strom aus Wechselspannungsnetzen und zur Überführung der entnommenen elektrischen Energie in galvanisch verbundene Gleichspannungssysteme
EP0387435A1 (de) * 1988-01-11 1990-09-19 Farnell Instruments Limited Antriebsanordnung für ein Schaltnetzteil
WO1991000644A1 (en) * 1989-06-23 1991-01-10 Hewlett-Packard Company Ac to dc converter with unity power factor
EP0516122A3 (en) * 1991-05-31 1993-01-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter power supply

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3641449A1 (de) * 1986-12-04 1988-06-09 Krupp Gmbh Schaltnetzteil fuer drehstromnetze
AT403865B (de) * 1991-07-10 1998-06-25 Fronius Schweissmasch Spannungsumsetzungsvorrichtung für einen gleichspannungsverbraucher
DE4232829C2 (de) * 1992-09-30 1996-12-19 Siemens Nixdorf Inf Syst Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Gleichspannung
DE19522369A1 (de) * 1995-06-20 1997-01-02 Niepenberg Dalex Werke Gleichrichter-Netzteil

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801391B1 (de) * 1978-01-13 1979-07-05 Siemens Ag Gleichspannungswandler

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1933177B2 (de) * 1969-06-30 1975-05-28 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer hoeheren Gleichspannung aus einer niedrigeren Gleichspannung,insbesondere als Ladezusatz in Fernmeldeeinrichtungen
US3889173A (en) * 1973-12-07 1975-06-10 Texas Instruments Inc Switching regulator power supply
DE2461654C3 (de) * 1974-12-27 1979-04-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Fremdgesteuerter Sperrumrichter mit geregelter Ausgangsspannung
DE2558375C3 (de) * 1975-12-23 1978-06-01 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Steuerschaltung für Gleichspannungswandler
US4107596A (en) * 1976-10-21 1978-08-15 The Singer Company Efficient bidirectional power converter for portable data gathering apparatus
DE3017885C2 (de) * 1980-05-09 1985-08-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Gleichstromversorgungseinrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801391B1 (de) * 1978-01-13 1979-07-05 Siemens Ag Gleichspannungswandler

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3519116A1 (de) * 1984-05-30 1985-12-05 Alcatel Thomson Espace, Courbevoie Gleichstrom/gleichstrom-wandler
EP0387435A1 (de) * 1988-01-11 1990-09-19 Farnell Instruments Limited Antriebsanordnung für ein Schaltnetzteil
EP0345624A1 (de) * 1988-06-09 1989-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur Entnahme von im wesentlichen rein sinusförmigem, netzfrequentem Strom aus Wechselspannungsnetzen und zur Überführung der entnommenen elektrischen Energie in galvanisch verbundene Gleichspannungssysteme
WO1991000644A1 (en) * 1989-06-23 1991-01-10 Hewlett-Packard Company Ac to dc converter with unity power factor
EP0516122A3 (en) * 1991-05-31 1993-01-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter power supply

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