JPH1178U

JPH1178U - 幹線電源で負荷を付勢する回路配置

Info

Publication number: JPH1178U
Application number: JP008857U
Authority: JP
Inventors: ラエツフベルト
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 1999-07-02
Also published as: HK75396A; KR0182603B1; KR900008751A; JPH02184227A; ATE120054T1; EP0371556A1; US5128854A; ES2072290T3; EP0371556B1; DE3840305A1; DE58909111D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】負荷から幹線電源への干渉が抑圧される回路
配置を提供する。【解決手段】第１のスイッチングユニット６及び第２
のスイッチングユニット８間の直列回路に配置され、負
荷１０又は幹線電源（１−５）に交互に接続される１つ
のエネルギ蓄積器７と、負荷へ固定的に接続される他の
１つのエネルギ蓄積器９と、第２のスイッチングユニッ
ト８の制御回路１１とを具え、第１のスイッチングユニ
ットが、幹線電源で供給されるＡＣ電圧を整流し、第２
のスイッチングユニットが第１のスイッチングユニット
後に制御回路で制御可能な、幹線電源で負荷を付勢する
回路配置で、制御回路が、制御分岐２０を介して関連第
２のスイッチングユニットに印加される制御電圧の発生
用に、第１のスイッチングユニットと関連エネルギ蓄積
器へのリードとの間に配置される１つの電位シフト段１
７，１８を具える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は幹線電源で負荷を付勢する回路配置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ドイツ特許出願Ｐ3722337.2 号は、エネルギを供給する目的でエネルギ蓄積器に与えられた時間期間の間接続される交流電圧源からの電力を転送する回路配置を開示しており、その回路配置はエネルギ蓄積器からのエネルギを導出するための制御回路によって周期的に活性されるスイッチを有している。この回路配置ではそこに発生する高周波擾乱は、交流電圧源がエネルギ蓄積器に接続される時間期間以外のみ制御回路がそのスイッチを導通させる場合には抑圧され、すなわち交流電圧源には入りこまない。この回路配置は特に、周期的に活性されるスイッチの切換え処理に起因する干渉電圧と電流を発生する幹線交流電圧からのエネルギを引出すスイッチモードの電力供給に使用され、その干渉電圧と電流は幹線交流電圧に導入されるべきではない。交流電圧源とエネルギ蓄積器との接続または分離は好適には整流器段により有効になされる。エネルギ蓄積器を再充電すべく整流器段が導通状態にある時間期間には、スイッチの活性は遮断され、それでこのスイッチは導通整流器段を介して交流電圧源すなわち幹線電源にどんな干渉をも導入しない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、活性されたスイッチの遮断はまたスイッチモードの電力供給により給電される負荷へのエネルギの供給を遮断し、それで負荷は周期的な一様でないエネルギの供給を受ける。

【０００４】また幹線電源からのエネルギで負荷を付勢する回路配置は文献ＤＴ２４３５３９２Ａ１号、特にこの文献の関連説明とともにこの文献の図１から図４でさらに公知である。そこに記載されている回路配置は、特にラジオおよびＴＶ受信機の変圧器を使用しないで幹線から電気的に分離させた電気的デバイスを幹線操作走行させることができるとしている。しかしながら、ＤＴ２４３５３９２Ａ１号に示された回路の最も単純な実施例でさえ小さな電気器具での使用にしては高度すぎる設計努力の必要を示している。

【０００５】そこで本考案の目的は、一方では負荷の安定した付勢が達成され、他方では負荷から幹線電源へのおよび反対方向へのノイズおよび干渉の信頼性ある抑圧が達成可能な、前述の従来技術に示された回路配置を改善せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案に係る幹線電源で負荷を付勢する回路配置は、少なくとも１つの第１のスイッチングユニットおよび少なくとも１つの第２のスイッチングユニット間の直列回路に配置され負荷または幹線電源に交互に接続されうる少なくとも１つのエネルギ蓄積器と、負荷へ固定的に接続される少なくとも他の１つのエネルギ蓄積器とからなる少なくとも２つのエネルギ蓄積器を具えるとともに、幹線電源か負荷へ複数のエネルギ蓄積器の少なくとも１つを交互に接続させる複数のスイッチングユニットの少なくとも１つを制御する制御回路を具え、一方複数のエネルギ蓄積器の少なくとも１つをそれを介して幹線電源へ接続されうる複数の第１のスイッチングユニットの少なくとも１つが、幹線電源により供給されるＡＣ電圧を整流するとともに幹線電源からのＡＣ電圧により排他的に制御されるように構成され、複数の第２のスイッチングユニットの少なくとも１つが第１のスイッチングユニット後に制御回路により制御可能である、幹線電源で負荷を付勢する回路配置において、前記制御回路が、制御分岐を介して関連する第２のスイッチングユニットに印加されうる制御電圧を発生させるため、複数の第１のスイッチングユニットの１つと関連エネルギ蓄積器へのリードとの間に配置される少なくとも１つの電位シフト段を具えることを特徴とするものである。

【０００７】さらに本考案の好適な実施態様は、少なくとも２つの直列回路が幹線電源と負荷間に並列に配置されることを特徴とするものである。

【０００８】またさらに、好適な実施態様は、前記電位シフト段が、第１のスイッチングユニットおよび第１のエネルギ蓄積器間接続ラインに直列ダイオードを具えるとともに、第１のスイッチングユニットの２つのＤＣ接続端子を分路する並列抵抗を具えることを特徴とするものである。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下添付図面を参照し実施例により本考案の実施の形態を詳細に説明する。図１によるブロック略線図は、（理想的な）電圧源１と該電圧源１と直列に配置され幹線電源の等価電圧源の内部抵抗を構成する２つの幹線インピーダンス２，３とを具える幹線電源の等価回路線図である。幹線インピーダンス２，３間の接合点は接地される。幹線電源の幹線電圧はその端子４，５で有効に利用される。

【００１０】図１で幹線電源１乃至５は第１のスイッチングユニット６に接続され、そのユニットに第１のエネルギ蓄積器７、第２のスイッチングユニット８、第２のエネルギ蓄積器９および終端として負荷10の直列回路が接続される。動作中第１と第２のスイッチングユニット６と８は交互に導通と阻止状態に切換えられ第１または第２のスイッチングユニット６または８の一方のみが導通しその時他のスイッチングユニットは阻止となる。第１のエネルギ蓄積器７はかくて交互に幹線電源１乃至５か第２のエネルギ蓄積器９従って負荷10かに接続される。結果として幹線電源からのエネルギは交互に第１のエネルギ蓄積器７によって取上げられ、続いて第２のエネルギ蓄積器９を介して負荷10に転送される。第２のエネルギ蓄積器９は第２のスイッチングユニット８が阻止状態にある時間期間の間負荷10に印加されるエネルギに対しバッファとして作用する。このことは負荷10にとって一様なエネルギ供給を確実にする。

【００１１】他方前述のようなスイッチングユニット６，８の動作は、幹線電源１乃至５と負荷10との間に分離、すなわち少なくとも１つの阻止スイッチングユニットの形態での高いオーミックインピーダンスが常に存在するのを確実にする。その結果幹線電源１乃至５から負荷10へまた負荷10から幹線電源１乃至５への干渉は生じ得ない。干渉に敏感な負荷10はかくて幹線電源１乃至５で現われるだろう干渉電圧から有効に遮蔽され得るし、逆に、干渉をひきおこす負荷10、例えばスイッチモードの電源は、この幹線電源に転送される負荷10からの干渉を受けないで幹線電源１乃至５により供給される。

【００１２】図２に示され既に説明した構成要素が同一の参照番号を有する第２の実施例では、２つの直列回路の並列回路が幹線電源１乃至５と負荷10との間に配置され、それら回路の各々は第１のスイッチングユニット 61, 62 、第１のエネルギ蓄積器71, 72と第２のスイッチングユニット81, 82それぞれを具えている。これら直列回路61, 71, 81と62, 72, 82は第１図示の第１のスイッチングユニット６、第１のエネルギ蓄積器７および第２のスイッチングユニット８の直列回路と同じように動作する。さらに２つの直列回路のスイッチングユニット 61, 62, 81 と82 のスイッチ状態の時間に関する相互関係は、第１のエネルギ蓄積器71, 72のうちの１つが常に幹線電源１乃至５に接続され、同時に他の１つが負荷10に接続され、そして逆も成立するようなものである。第１のエネルギ蓄積器71, 72のうちの１つがエネルギを幹線電源１乃至５から取上げている間、第１のエネルギ蓄積器 71, 72のうちのもう一方はエネルギを負荷10に同じ周期の間供給する。この周期が終るとスイッチングユニット 61, 62, 81, 82 は切換わり、エネルギを取上げたばかりの第１のエネルギ蓄積器71, 72はエネルギを供給するため負荷10に接続され、一方負荷10へエネルギを供給したばかりの他の第１のエネルギ蓄積器71, 72はさらにエネルギを取上げるよう幹線電源１乃至５に接続される。かくて、第１のエネルギ蓄積器71と72とはプッシュプル動作のように幹線電源１乃至５と負荷10とに交互に接続される。その結果２つの第１のエネルギ蓄積器71, 72のうちの１つが負荷10に唯１つの第１のエネルギ蓄積器によるよりもより一様にエネルギが供給されるよういかなる瞬時にも接続される。特にこの配置では第１図による配置で可能とする大きさの倍のエネルギ供給、すなわち倍の大きさの容量が幹線電源１乃至５から負荷10へ転送される。しかしながら、構成要素の数、特にエネルギ蓄積器については、供給されるエネルギの量と同じようには増加せず、それで増加する電力供給容量に対するスペース (空間占有) 節減の可能性を提供する。

【００１３】図示の並列回路は同様な構成を有する別の直列回路の別の並列分岐により増大させることができる。

【００１４】負荷10に対し第１のエネルギ蓄積器71, 72のうちの１つからもう一方への切換え時になめらかなスイッチング処理ができるためには、第２のエネルギ蓄積器９が第２のスイッチングユニット81, 82と負荷10との間に、第２図に破線で示されるように配置されてもよい。しかしながら、このエネルギ蓄積器により橋渡しされる時間期間は第１図による回路配置におけるそれよりも本質的に短いから、図２の第２のエネルギ蓄積器９はその大きさが本質的に小さくてよく、これは単純な、簡易なそして経費のかからぬ構成に寄与する。

【００１５】図３は図１に示すブロック線図に係るより詳細な回路配置を第３の実施例として示している。前述のごとく対応する回路の構成要素は同じ参照番号を有している。

【００１６】図３で第１のスイッチングユニット６はブリッジ整流器で構成される。第１のスイッチングユニット６はかくしてまた幹線電源１乃至５の電圧源１により供給される交流電圧を整流すべく適応させられる。第１のエネルギ蓄積器７、この場合コンデンサ、は第１のスイッチングユニット６の直流端子で発生する脈動直流電圧によってエネルギが供給される。第２のスイッチングユニット８は第１のエネルギ蓄積器７と第２のエネルギ蓄積器９、これもまたコンデンサ、との間に接続された直列トランジスタにより構成される。第２のスイッチングユニット８は制御回路11により制御される。

【００１７】図３はまたスイッチモードの電力供給としての負荷10の構成を示している。それは電力消費機器13とインダクタンス14の直列回路を第２のエネルギ蓄積器９に周期的に接続するスイッチングトランジスタ12を具えている。平滑コンデンサ15 が電力消費機器13に並列に配置され、フリーホイールダイオード16がインダクタンス14と電力消費機器13の直列回路に並列に配置されている。負荷10として機能するスイッチモードの電力供給は通常の方法で動作するからこれ以上詳細には述べない。

【００１８】スイッチングトランジスタ12の切換え処理は負荷10に干渉パルスを誘起し、それはまた第２のスイッチングユニット８が導通にあるときその接続導線を介して第１のスイッチングユニットに到達し、これら干渉パルスはスイッチングユニット６がまた導通にあれば接続端子４及び５を介して幹線電源に導入されるだろう。第２のスイッチングユニット８はそれ故第１のスイッチングユニット６が阻止にある時間期間の時のみ導通されるように制御回路11によって制御される。

【００１９】いくつかの線図を参照して図４は図３の回路配置における処理時間に対する変化を示している。図４(a) の線図で電圧Ｕは図３回路配置の異なった点でのそれが時間ｔに対して示されている。基準電圧ＵＧは幹線電源１乃至５の整流された交流電圧の正の整流半波を示している。これら正の半波の各々は瞬時ｔ１とｔ２間時間期間で第１のエネルギ蓄積器７を再充電させる。第１のエネルギ蓄積器７の電圧Ｕ7 はＵＧの変化に追随する。第１のスイッチングユニット６すなわちブリッジ整流器は瞬時ｔ１とｔ２間時間期間に導通する。これは図４(c) の線図に線図的に示されており、ここで記号“０”及び“１”はそれぞれ第１のスイッチングユニット６の阻止状態及び導通状態を示している。幹線電源１乃至５から第１のエネルギ蓄積器７へ流れる再充電電流ＩＬは図４(d) の線図で示される。電圧ＵＧが瞬時ｔ２後再び減少すると、第１のスイッチングユニット６は阻止され、第１のエネルギ蓄積器７の電圧Ｕ７は第２のスイッチングユニット８がなおまた阻止にあるからはじめの一定値のままである。この事は図４(c) のそれに対応して図４(b) に示されている。制御回路11は第２のスイッチングユニット８を瞬時ｔ３まで阻止状態に保っている。第１のエネルギ蓄積器７はその時幹線電源１乃至５や第２のエネルギ蓄積器９と負荷10から分離され、それで漏洩電流を除いては電圧Ｕ７は変化できない。

【００２０】図４(b) の線図に示されるように第２のスイッチングユニット８は瞬時ｔ１で制御回路11により導通から阻止状態に変えられ、従って第１のエネルギ蓄積器７は第２のエネルギ蓄積器９から分離される。瞬時ｔ１とｔ３間時間期間では負荷 10は第２のエネルギ蓄積器９によってのみ給電され、それでこの蓄積器で発生する電圧Ｕ９は瞬時ｔ１から確実に減少する（図４(a) 参照) 。

【００２１】瞬時ｔ３で第２のスイッチングユニット８が再び導通状態に変わると、そこでは第１のエネルギ蓄積器７は完全に充電されており一方第２のエネルギ蓄積器９は示される動作中最低の放電状態に到達している。第２のスイッチングユニット８を切換えることで第１及び第２のエネルギ蓄積器７及び９間の平衡過程がはじまり、第１のエネルギ蓄積器７から第２のエネルギ蓄積器９へエネルギが流れ、第１のエネルギ蓄積器７での電圧Ｕ７は減少して同時に第２のエネルギ蓄積器９での電圧Ｕ9 は増加する。この平衡過程の終了後はこの２つの電圧は第２のスイッチングユニット８の電圧損失（これは図示されていない）を除いて同一となる。瞬時ｔ３はこの平衡過程の間電圧Ｕ7 が整流電圧ＵＧの瞬時値より低くならないように選択され、それはさもないと第１のスイッチングユニットが瞬時ｔ３で導通にもどってしまうからである。

【００２２】負荷10は第１及び第２のエネルギ蓄積器７及び９の並列配置から給電され、その間電圧Ｕ７とＵ９とはそれらが幹線電源１乃至５の整流電圧ＵＧの次の半波の増大する電圧に等しくなる瞬時ｔ４まで同じように減少する。この瞬時ｔ４で、第１のスイッチングユニット６は再び導通し第２のスイッチングユニット８は制御回路11により阻止状態に変えられる。この変化は第４図(b) および第４図(c) に示されている。負荷10が第２の蓄積器９によってのみ給電される間、再充電電流ＩＬが第１のスイッチングユニット６を介して再び流れ、この動作は瞬時ｔ１からと同じように繰返される。

【００２３】制御回路11は異なった構成でもよい。１実施例では幹線電源１乃至５の整流電圧ＵＧに比例する電圧が幹線電源１乃至５によりダイオードを介して供給される電圧分割器により導出され、この電圧は比較器を介して基準電圧と比較される。比較器は整流電圧ＵＧの各正の半波の所定の瞬時と関連する信号を供給する。第２のスイッチングユニット８を制御するためのこの瞬時に関してシフトされる瞬時は対応する大きさの単安定フリップフロップにより発生される。

【００２４】別の実施例では低いオーミック測定用抵抗が第１のエネルギ蓄積器７への導線に配置され、この抵抗で再充電電流と特にその急峻な立ち上りエッジが瞬時ｔ１後に正しく測定される。第２のスイッチングユニット８は次に瞬時ｔ３を決定する単安定フリップフロップを介して切換えられる。

【００２５】説明してきた実施例の変形として制御回路11での瞬時ｔ３はエネルギ蓄積器７，９における測定された電圧Ｕ７，Ｕ９と説明してきた方法で測定された整流電圧ＵＧとの間の比較によりまた決定される。瞬時ｔ３は総和Ｕ７＋Ｕ９がエネルギ蓄積器７と９の比率に依存する整流電圧ＵＧの瞬時値の与えられた倍率を越える時に到達される。この変形例はその電流が幹線電源１乃至５の電圧や負荷10を流れる電流の揺動を自動的に補償する利点がある。

【００２６】通常の回路配置と同様に、負荷10が給電される第２のエネルギ蓄積器９での電圧Ｕ９は本考案の回路配置でも本質的には鋸歯状リップルを有する。しかしながら、予定の最大許容リップルの場合、組合わされた第１及び第２のエネルギ蓄積器７及び９は通常の回路配置における同じリップルにおいて要求されるエネルギ蓄積器より大きくはなく、それで相対的により大きなスペースを必要とするこれら構成要素を基準とすると、構成要素の量は本考案の回路配置では増加されない。

【００２７】図３のブリッジ整流器として示される第１のスイッチングユニット６とバイポーラトランジスタとして示される第２のスイッチングユニット８およびコンデンサとしてのエネルギ蓄積器の実施例に加えて他の実施例もまた可能である。入力と出力間電圧間差にのみ反応する制御されないスイッチの代りに、例えばブリッジ整流器のダイオードの代りに第１のスイッチングユニットとして制御されたスイッチを使用することも可能である。好適には、トランジスタが制御されたスイッチとして使用される。その結果そのスイッチングユニットは幹線電源を介して転送されてきた交流電圧により決まるものとは異なるスイッチング周波数で使用可能である。特に複数スイッチングユニットの複数のスイッチングサイクルが整流電圧ＵＧの各半波で実施される。

【００２８】コンデンサの形態でのエネルギ蓄積器の代りにアキュムレータを任意に使用することが可能である。適切に設計された実施例ではインダクタンスがエネルギ蓄積器としてまた使用可能である。

【００２９】さらに幹線電源での電圧を負荷に供給するべく要求される電圧に適用するための第１のスイッチングユニットは幹線変成器と、例えばスイッチされるまたはスイッチされない半波または全波整流器の形態で組合わされてもよい。第２のスイッチングユニットとしては図３の１端子実施例の代りに２端子実施例が使用されることもできる。

【００３０】スイッチング周波数、特に第１のスイッチングユニット用のそれの選択については、それとともに実施されるスイッチング処理が干渉信号を導入しないよう考慮されるべきである。

【００３１】本考案の回路配置により到達される干渉抑圧の利点は、唯単に干渉がなくなるということだけではなく、特にスイッチモードの電力供給として形成された負荷 10において、必要とするスイッチングトランジスタの電圧揺動の許容を本考案の干渉抑圧がない場合に必要とするより本質的により小さい範囲にする可能性を有する。スイッチングトランジスタが干渉抑圧なしに幹線電源の電圧に支配されるスイッチモードの電力供給の場合には、電圧揺動の許容は干渉、特にいわゆる幹線過渡に関してしばしば著しい安全マージンを考慮して決定される。この安全マージンは数100 Ｖ程度であるかもしれない。このことはずっとより厳しい要求がかかるスイッチングトランジスタに課されねばならなぬことを意味する。しかしながらこれらの要求は本考案の回路配置を使用する時は免除されるかもしれず、それでより低いカットオフ電圧を有するより単純な本質的により安価な構成要素が使用される。かくスイッチされる電力供給の構成要素を半導体基体に集積化するときは、構成要素の幾何学的形の選択や製造方法が簡単化されより安価になる。

【００３２】図５は制御回路11の非常に簡単な信頼性のある設計を有する別の実施例を示す。既に説明した構成要素は同じ参照番号を有している。その基本的構成は回路配置が図３の実施例に対応する。その制御回路11は第１のスイッチングユニット６と第１のエネルギ蓄積器７との間の接続線の直列ダイオード17と、第１のスイッチングユニット６の直流端子間をシャントするシャント抵抗18とを有する電位シフト段を具えている。スイッチングユニット６の直流端子の１つと直列ダイオード17とシャント抵抗18との間の接合点19で、電位シフト段17, 18はこの場合バイポーラ PNPトランジスタである第２のスイッチングユニット８の制御端子に制御分岐を形成する抵抗20を介して印加される制御電圧を提供する。

【００３３】図５の回路配置の動作は図６、図７の線図で示される。本質的に図４(a) に対応する図６(a) は図５の回路配置のいくつかの電圧波形を示している。符号ＵＮは幹線電源１乃至５の交流電圧を整流して第１のスイッチングユニット６で形成されるものとしての、さらに第１のスイッチングユニット６の直流端子で使用されるものとしての脈動直流電圧を示している。電圧波形ＵＮはかくて理想からずれた整流要素を有する第１のスイッチングユニット６の構成に起因した電圧シフトを考慮している。符号Ｕ７は第１のエネルギ蓄積器７での電圧を示し、Ｕ９は第２のエネルギ蓄積器９での電圧を示す。第７図は第１及び第２のスイッチングユニット６及び８のスイッチング処理が実行される脈動直流電圧ＵＮの半波ピークの範囲でのより詳細な電圧波形を示す。符号ｔは横軸にプロットされる時間を示す。

【００３４】回路配置の動作状態では脈動直流電圧ＵＮは瞬時ｔ10以前の時間期間で第１のエネルギ蓄積器７の電圧Ｕ７より小さい。直列ダイオード17はそれ故阻止される。接合点19に現われる脈動直流電圧ＵＮは抵抗20を介して第２のスイッチングユニット８の制御端子へ制御電圧として印加される。脈動直流電圧ＵＮと第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７間の差が第２のスイッチングユニット８のベース・エミッタダイオードの正方向電圧を越えている限りユニット８は導通状態にあり、それで第１及び第２のエネルギ蓄積器７と９は内部接続され同じ電圧がこれら蓄積器に現われる。この時間期間では第２のエネルギ蓄積器９における電圧Ｕ９の変化は電圧Ｕ７の変化に対応する（等しい）。

【００３５】電圧ＵＮとＵ７間の前述の差が第２のスイッチングユニット８のベース・エミッタダイオードの正方向電圧UBE より小さくなり時間ｔ10が通過されると、このダイオードはその差が減少するにつれてより阻止状態に転換される。直列ダイオード17はさらに阻止状態にある。その結果第１及び第２のエネルギ蓄積器７と９間接続は次第に阻止状態になり、それで負荷10は次第に第２のエネルギ蓄積器９によってのみ給電されるようになる。第２のエネルギ蓄積器９における電圧Ｕ９は瞬時ｔ10以前の時間期間におけるよりもより速い割合で減少し始め、一方第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７はよりゆっくりと減少する。

【００３６】瞬時ｔ11では脈動直流電圧ＵＮは第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７の値に等しい。この瞬時に直列ダイオード17をよぎり現われる電圧それ故に第２のスイッチングユニット８のベース・エミッタ通路をよぎり現われる電圧は消失する。直列ダイオード17は瞬時ｔ11では完全に阻止されており、一方第２のスイッチングユニット８は丁度完全な阻止状態に到達する。

【００３７】脈動直流電圧ＵＮがさらに増加すると、第２のスイッチングユニット８は阻止状態のままで一方直列ダイオード17は次第に導通状態に切換わっていく。このことは瞬時ｔ12における脈動直流電圧ＵＮが第１のエネルギ蓄積器７の電圧Ｕ７より正確には直列ダイオード17のダイオード正方向電圧ＵＤだけ大きい時に成就される。第１のエネルギ蓄積器７は今や直流ダイオード17と同時に導通状態に切換わる第１のスイッチングユニット６を介して脈動直流電圧ＵＮで充電され、第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７はそれで脈動直流電圧ＵＮをダイオード正方向電圧ＵＤで追跡する。

【００３８】他方負荷10はさらに第２のエネルギ蓄積器９によってのみ給電され、それでこの蓄積器で電圧Ｕ９は瞬時ｔ11で到達したより強い大きい量でさらに減少する。瞬時ｔ12からは直列ダイオード17はその飽和状態になる。

【００３９】瞬時ｔ13で接合点19における脈動直流電圧ＵＮはそのピーク値に達し続いて減少する。その結果脈動直流電圧ＵＮと第１のエネルギ蓄積器７での電圧Ｕ７間差は瞬時ｔ13後は小さくなり、それで直列ダイオード17はその飽和状態からその阻止状態に転換される。しかし直列ダイオード17がなお導通にある限りは、第１のエネルギ蓄積器７はわずかの範囲変化し、それで電圧Ｕ７は瞬時ｔ14で脈動直流電圧ＵＮが第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７に対応し（等しくなり）直列ダイオード17が完全に阻止されるまでさらになお増加する。脈動直流電圧ＵＮのこの半波での第１のエネルギ蓄積器７への充電過程はそれによって終了し、第１のスイッチングユニット６はまた阻止状態に切換わる。

【００４０】瞬時ｔ14まで第２のエネルギ蓄積器９での電圧Ｕ９は第２のスイッチングユニット８がなお阻止にあるからまたさらに確実に減少する。瞬時ｔ14後は脈動直流電圧ＵＮは第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７より小さくなるから、直列ダイオード17は阻止状態になり一方第２のスイッチングユニット８は電圧が導通状態に転換する抵抗20を介して制御電圧を得る。その結果第１のエネルギ蓄積器７から第２のエネルギ蓄積器９へのエネルギ給電用接続が確立される。第１のエネルギ蓄積器７が完全に充電され第２のエネルギ蓄積器９がその最も低い電圧に実質的に放電されるから、エネルギは第１のエネルギ蓄積器７から第２のエネルギ蓄積器９に流れ始め、それで第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７は減少し一方第２のエネルギ蓄積器９における電圧Ｕ９は増加し始める。瞬時ｔ15で脈動直流電圧ＵＮと第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７間差は、第２のスイッチングユニット８をこのユニットを構成するバイポーラトランジスタの導通活性状態へ完全に変化させてしまう値に到達する。この瞬時から電圧Ｕ７の変化は接合点19と抵抗20とを介して第２のスイッチングユニット８を制御する脈動直流電圧の変化に追随する。第１のエネルギ蓄積器７の前述の制御された放電と同時に、第２のエネルギ蓄積器９は蓄積器７により給電されるエネルギで充電される。エネルギ蓄積器７と９の充電の反転は脈動直流電圧ＵＮの立下りエッジの増大により決定される。その充電がよりゆっくりと反転され、すなわち電圧Ｕ７がよりゆっくりと減少すると、第２のスイッチングユニット８は飽和状態になり結果的に充電の反転は加速されるだろう。逆に速すぎる放電の場合には脈動直流電圧ＵＮと電圧Ｕ７間差はかなり小さくなり、それで第２のスイッチングユニット８はその阻止状態へより強力に直接に方向付けられるだろう。その結果充電の反転はよりゆっくりになるだろう。

【００４１】瞬時ｔ16ではエネルギ蓄積器７と９における電圧Ｕ７とＵ９は平衡がとれていて、充電反転過程は終了する。脈動直流電圧ＵＮがさらに減少すると、今までの場合と同じように、第１のエネルギ蓄積器７における電圧Ｕ７はもはや第２のスイッチングユニット８のベース・エミッタ通路の正方向電圧に距離 UBEで追随しない。むしろ、電圧Ｕ７とＵ９の共通の減少は負荷10に流れこむエネルギによってのみ決定される。脈動直流電圧ＵＮの減少につれ電圧Ｕ７との差はより大きくなり、それで第２のスイッチングユニット８はその飽和状態、それ故に抵抗20を介した導通状態に駆動される。この状態は次にこれまで瞬時ｔ10からの周期としてその処理を説明してきた脈動直流電圧ＵＮの次の半波が相当して繰返えされるまで変わらずに続く。

【００４２】説明してきた電圧変化や値により直列ダイオード17は確実に連続してその阻止状態にとどまり、従って第１のスイッチングユニット６も確実にその阻止状態にある。

【００４３】図６(b) と(c) は第２及び第１のスイッチングユニット８と６の時間ｔによる状態を図４(b) と(c) に対応するより簡単な形態と対応する方法で示している。瞬時ｔ11以前では第１のスイッチングユニット６は図６(c) の線図で“０”と命名される阻止状態にあり一方第２のスイッチングユニット８は“１”と命名された導通飽和状態にある。瞬時ｔ11ではこれら状態は変化し、その瞬時の直前に第２のスイッチングユニット８は図６(b) の線図の状態“０”への変換により阻止状態に切換えられ、この転換は簡単に垂直エッジの形で示されている。瞬時ｔ11 の後には第１のスイッチングユニット６は導通状態になる。瞬時ｔ14では第１のスイッチングユニット６は阻止状態にもどり一方第２のスイッチングユニット８はこのユニットを構成するバイポーラトランジスタの活性状態“ａ”に切換わり瞬時ｔ16までこの状態がつづく。活性状態“a ”は第６図(b) に導通中間状態として示される。瞬時ｔ16で第２のスイッチングユニット８は導通、飽和状態“１ ”になり、一方第１のスイッチングユニット６はさらに阻止状態“０”にある。これらの処理は脈動直流電圧ＵＮの次の半波で対応する方法で繰返えされる。

【００４４】前述のことから図５の回路配置ではスイッチングユニット６と８が導通または阻止状態にある時間期間は互いに常に分離されており、すなわちそれらは第２のスイッチングユニット８用の制御電圧の特殊な発生の故に重なり合うことはできない。かくて幹線電源１乃至５と負荷10の間の高いオーミック分離が常に確実にある。

【００４５】抵抗20を介したできるだけ小さい干渉伝達にするために、この抵抗は出来るだけ大きくなければならない。それ故第１のエネルギ蓄積器７から第２のエネルギ蓄積器９へエネルギを転送する電流を予定する時、抵抗20を介した制御電流をできるだけ小さく選択するため、第２のスインチングユニット８を構成するトランジスタにはできるだけ高い電流増幅率が望まれる。

【００４６】図８は図５示実施例の修正例を示しており、そこでは第２のスイッチングユニット８が電流増幅率を増大させるため PNPトランジスタと NPNトランジスタの組合わせの形態である。第２のスイッチングユニット８のこの部分を制御する時、電圧間に所定の比率を得るため、２つの直列ダイオード171, 172の直列回路が直列ダイオード17に置き代わる。さらに放電ダイオード21が制御分岐の抵抗20に並列に配置され、そのダイオードは第２のスイッチングユニット８の PNPトランジスタのベース領域の速やかな放電を確実にする。

【００４７】図５及び図８の回路配置は非常に簡単な構成で、特に、これら回路配置の制御回路11はいかなる別の論理回路もこれらの回路用に必要とされる別のエネルギ給電も必要としない。これらの回路配置で到達される干渉抑圧は、特に幹線電源１乃至５での電圧揺動や負荷10により取りこまれるエネルギの揺動は自動的に補償される故にかなり良好である。干渉抑圧の作用は幹線電源の電圧それ故脈動直流電圧の時間に対する変化の場合確実になされる。必要とする構成要素の数が少ないので、この回路配置は転送される大きなエネルギの割には簡単な方法でそして安価に構成されるし特に半導体基体上に集積化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１の実施例の構成ブロック線図であ
る。

【図２】図２は第２の実施例の構成ブロック線図であ
る。

【図３】図３は第３の実施例のより詳細な構成ブロック
線図である。

【図４】図４は第３図示回路配置の動作を説明する線図
である。

【図５】図５は第４の実施例の構成ブロック線図であ
る。

【図６】図６は第５図示回路配置の動作を説明する線図
である。

【図７】図７は第５図示回路配置の動作を説明する線図
である。

【図８】図８図は第５の実施例の構成ブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１（理想）電圧源２，３幹線インピーダンス４，５端子１，５幹線電源６，８それぞれ第１及び第２のスイッチングユニット７，９それぞれ第１及び第２のエネルギ蓄積器 10 負荷 11 制御回路 12 スイッチングトランジスタ 13 電力消費機器 14 インダクタンス 15 平滑コンデンサ 16 フリーホイールダイオード 17 直列ダイオード 18 シャント抵抗 19 接合点 20 抵抗 21 放電ダイオード 61, 62 第１のスイッチングユニット 71, 72 第１のエネルギ蓄積器 81, 82 第２のスイッチングユニット 171, 172 直列ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１, 5621 ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】幹線電源（１乃至５）で負荷（１０）を
付勢する回路配置であって、少なくとも１つの第１のス
イッチングユニット（６または６１，６２）および少な
くとも１つの第２のスイッチングユニット（８または８
１，８２）間の直列回路に配置され負荷（１０）または
幹線電源（１乃至５）に交互に接続されうる少なくとも
１つのエネルギ蓄積器（７）と、負荷へ固定的に接続さ
れる少なくとも他の１つのエネルギ蓄積器（９）とから
なる少なくとも２つのエネルギ蓄積器（７，９）を具え
るとともに、幹線電源（１乃至５）か負荷（１０）へ複
数のエネルギ蓄積器の少なくとも１つ（７）を交互に接
続させる複数のスイッチングユニットの少なくとも１つ
（８）を制御する制御回路（１１）を具え、一方複数の
エネルギ蓄積器の少なくとも１つ（７または７１，７
２）をそれを介して幹線電源（１乃至５）へ接続されう
る複数の第１のスイッチングユニットの少なくとも１つ
（６または６１，６２）が、幹線電源（１乃至５）によ
り供給されるＡＣ電圧を整流するとともに幹線電源（１
乃至５）からのＡＣ電圧により排他的に制御されるよう
に構成され、複数の第２のスイッチングユニットの少な
くとも１つ（８または８１，８２）が第１のスイッチン
グユニット（６または６１，６２）後に制御回路（１
１）により制御可能である、幹線電源で負荷を付勢する
回路配置において、前記制御回路が、制御分岐（２０）を介して関連する第
２のスイッチングユニット（８）に印加されうる制御電
圧を発生させるため、複数の第１のスイッチングユニッ
トの１つ（６）と関連エネルギ蓄積器（７）へのリード
との間に配置される少なくとも１つの電位シフト段（１
７，１８）を具えることを特徴とする幹線電源で負荷を
付勢する回路配置。
【請求項２】少なくとも２つの直列回路（６１，７
１，８１と６２，７２，８２）が幹線電源（１乃至５）
と負荷（１０）間に並列に配置されることを特徴とする
請求項１記載の幹線電源で負荷を付勢する回路配置。
【請求項３】前記電位シフト段が、第１のスイッチン
グユニット（６）および第１のエネルギ蓄積器（７）間
接続ラインに直列ダイオード（１７）を具えるととも
に、第１のスイッチングユニット（６）の２つのＤＣ接
続端子を分路する並列抵抗（１８）を具えることを特徴
とする請求項１または２記載の幹線電源で負荷を付勢す
る回路。