DE3725476A1

DE3725476A1 - Load supply circuit from power source of variable output - has changeover switch coupled to power source for selective coupling of pre-load or auxiliary feed voltage input

Info

Publication number: DE3725476A1
Application number: DE19873725476
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Ing Mieth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1989-02-09

Abstract

The power feeder (19), coupled to a power source, has its output coupled to a lead (20), a control and an adjusting member. Its auxiliary voltage input (2) is coupled to an auxiliary voltage generator. To the power source is coupled a change-over switch (U1) for selective coupling of a liner (11), or the auxiliary voltage input to the power source. The change-over switch is controlled by waveguide source voltage such that the voltages for a reliable operation are held within safe limits for the feeder operation. the load, formed by the liner and by the auxiliary voltage-free feeder, is at least equal to that, formed by the auxiliary generator and the coupling voltage loaded power source. USE/ADVANTAGE - For solar generators as power source, with reliable starting operation.

Description

Schaltungsanordnung zur Speisung einer elektrischen Last aus einer elektrischen Energiequelle mit schwankender Leistungs fähigkeitCircuit arrangement for supplying an electrical load an electrical energy source with fluctuating power ability

Die Erfindung bezieht sich auf eine wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Schaltungsanordnung. Als Energie quelle mit schwankender Leistungsfähigkeit kann dabei insbeson dere ein Solargenerator dienen.The invention relates to a as in the preamble of Claim 1 specified circuit arrangement. As energy Source with fluctuating performance can in particular which serve a solar generator.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der Zeit schrift Elektronik 19/21.09.1984, Seite 96 bekannt.Such a circuit arrangement is already out of date known electronics 19 / 21.09.1984, page 96.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist an einen Solargenera tor ein Schaltregler angeschlossen, mit dessen Hilfe die Aus gangsspannung der Schaltungsanordnung auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Mit Hilfe der bekannten Schaltungsanordnung soll dem Solargenerator dadurch ein Maximum an Leistung abge wonnen werden, daß die in Verbindung mit einer Spannungsrege lung wirksame Referenzspannung bei sich ändernder Lichtein strahlung durch eine Fotodiode entsprechend beeinflußt wird.In the known circuit arrangement is a solar generator a switching regulator is connected, with the help of which the off output voltage of the circuit arrangement on a predetermined Value is held. With the help of the known circuit arrangement this should give the solar generator maximum power be won that in connection with a voltage rain effective reference voltage when the light changes radiation is influenced accordingly by a photodiode.

Ferner ist aus der E-Al-02 06 253 bereits eine Schaltungsan ordnung zur Speisung einer elektrischen Last aus einem Solar generator bekannt, die eine Einrichtung zur Anpassung der Lei stungsaufnahme an die Ergiebigkeit der Energiequelle aufweist. Die gewünschte Anpassung wird dadurch erreicht, daß ein Stellglied durch eine Steuerschaltung so gesteuert wird, daß der dem Solargenerator entnommene Strom in einem vorgegebenen Verhältnis zum jeweiligen Meßwert des Kurzschlußstromes ist.Furthermore, from E-Al-02 06 253 is already a circuit regulation for feeding an electrical load from a solar generator known, the device for adjusting the lei power consumption to the productivity of the energy source. The desired adjustment is achieved in that a Actuator is controlled by a control circuit so that the current drawn from the solar generator in a predetermined Ratio to the respective measured value of the short-circuit current.

Eine Anlaufschaltung ist bei den genannten Schaltungsanordnun gen nicht vorgesehen.A start-up circuit is now in the circuit arrangements mentioned not provided.

Die Leistungsfähigkeit von Solargeneratoren ist von der Inten sität der Sonnenstrahlung abhängig. Z.B. morgens bei Sonnen aufgang wird die Energie für einen sicheren Anfangsbetrieb nicht ausreichen und durch Dunst oder Wolken beeinflußt nur zögernd Werte annehmen, die zu einer Nutzbarmachung ausreichen.The efficiency of solar generators is from the Inten depending on the solar radiation. E.g. in the morning with sun The energy for a safe start-up operation is rising not enough and only influenced by haze or clouds hesitantly accept values that are sufficient to make them usable.

Ladeumrichter mit elektronischen Schaltern können dabei beim Anlauf Betriebszustände durchlaufen, die gefährlich für die Schaltung sein können, weil z.B. die Ansteuerung der Lei stungsschalter noch ungenügend ist und/oder die Steuerelektro nik zu niedrige Arbeitsspannungen besitzt.Charging converters with electronic switches can be used Run through operational states that are dangerous to the Circuit, because e.g. the control of the Lei switch is still insufficient and / or the control electronics nik has too low working voltages.

Ähnliche Probleme ergeben sich dann, wenn durch Wasserkraft oder Windenergie getriebene Generatoren als Energiequelle mit schwankender Leistungsfähigkeit Verwendung finden.Similar problems arise when using hydropower or generators driven by wind energy as an energy source fluctuating performance find use.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Schaltungsanordnung derart auszu bilden, daß sie einen sicheren Anfangsbetrieb gewährleistet.The object of the invention is therefore, as in the preamble of Claim 1 specified circuit arrangement in such a way form that it ensures a safe initial operation.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Patentan spruchs 1 angegebenen Weise gelöst. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß im gesamten Leistungs bereich der Energiequelle ein sicherer Betrieb der Schaltungs anordnung gewährleistet ist.According to the invention, the circuit arrangement is the solution this task in the in the characterizing part of the patent solved 1 specified way. By the invention Measures gives the advantage that overall performance range of the energy source a safe operation of the circuit arrangement is guaranteed.

Die Speisevorrichtung ist im hilfsspannungsfreien Zustand bzw. bei Hilfsspannungen unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes praktisch passiv und wird durch Anlegen der Hilfsspannung ein geschaltet. Liegt keine Hilfsspannung an, so nimmt die Speise vorrichtung praktisch keinen Strom auf. Dies ergibt sich ins besondere dadurch, daß elektronische Schalter verwendet werden, die durch Ansteuermittel in den leitenden Zustand übergeführt werden und ohne Ansteuerung hochohmig sind.The supply device is in the auxiliary voltage-free state or for auxiliary voltages below a specified minimum value practically passive and is switched on by applying the auxiliary voltage switched. If there is no auxiliary voltage, the food takes device practically no electricity. This results in special in that electronic switches are used which are brought into the conductive state by control means and are high-resistance without control.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, bei der ein Kom parator die Spannung der Energiequelle mit einer Referenzspan nung vergleicht und gegebenenfalls die Vorlast anschaltet, geht aus Patentanspruch 2 hervor. An expedient development of the invention, in which a comm parator the voltage of the energy source with a reference chip comparison and, if necessary, switches the preload on, works from claim 2.

Durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 3 ergibt sich für die Umschaltevorrichtung eine Hysterese, so daß in vorteilhafter Weise ein besonders stabiler Betrieb gewährleistet ist.By the measures according to claim 3 results for Switching device a hysteresis, so that in advantageous A particularly stable operation is guaranteed.

Ausgehend von der Weiterbildung nach Anspruch 3 kann man zur Veränderung des Teilerverhältnisses einen Teilwiderstand des Spannungsteilers kurzschließen. Bevorzugte Maßnahmen zur Erzielung der gewünschten Hysterese gehen aus Patentanspruch 4 hervor.Based on the training according to claim 3, one can Change in the divider ratio a partial resistance of the Short circuit the voltage divider. Preferred measures for Achievement of the desired hysteresis go from claim 4 forth.

Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 besteht der Umschalter, mit dessen Hilfe wahlweise der Hilfsspannungs eingang der Speisevorrichtung oder die Vorlast an die Energie quelle angeschlossen wird, aus zwei elektronischen Schaltern. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine durchgehende Masseleitung zwischen Energiequelle und Spei sevorrichtung.In the development of the invention according to claim 5 the changeover switch, with the help of which the auxiliary voltage can be selected input of the feed device or the preload to the energy source is connected from two electronic switches. This circuit arrangement enables in an advantageous manner a continuous ground line between the energy source and the storage device.

Die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 6 sieht einen weiteren Komparator vor. Ausgehend davon, daß integrierte Schaltkreise mit mehreren Komparatoren üblich sind, ist hiermit praktisch kein zusätzlicher Aufwand verbunden.The further embodiment according to claim 6 sees another Comparator before. Assuming that integrated circuits with several comparators is hereby practical no additional effort involved.

Die Maßnahmen nach Anspruch 7 haben den Vorteil, daß der zweite elektronische Schalter zugleich Bestandteil einer Stabilisie rungsschaltung zur Stabilisierung der Hilfsspannung ist. Dabei dient als Referenzspannungsgeber insbesondere eine Z-Diode.The measures according to claim 7 have the advantage that the second electronic switches also part of a stabilizer is circuit for stabilizing the auxiliary voltage. Here serves as a reference voltage generator, in particular a Zener diode.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 8 ergibt sich eine Schal tungsanordnung, bei der ein Hilfsumrichter, der insbesondere aus Gründen einer Potentialtrennung ohnehin vorgesehen ist, zugleich die Funktion des zweiten elektronischen Schalters übernimmt. Je nach Größe und/oder Polarität der für die Frei gabe bzw. Sperrung vorgesehenen Spannungen kann der Freigabe eingang unmittelbar oder über eine entsprechende Steuerschal tung an den Komparator angeschlossen sein.The measures according to claim 8 results in a scarf device arrangement in which an auxiliary converter, in particular is anyway provided for reasons of potential isolation, at the same time the function of the second electronic switch takes over. Depending on the size and / or polarity of the for the free Giving or blocking the provided voltages can be the release input directly or via a corresponding control scarf device connected to the comparator.

Die Energiequelle mit schwankender Leistungsfähigkeit ist ins besondere durch einen Solargenerator, die Speisevorrichtung insbesondere durch einen Gleichspannungs Gleichspannungsum richter gebildet.The energy source with fluctuating performance is ins special by a solar generator, the feeding device in particular through a DC voltage DC voltage conversion judge formed.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Aus führungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on the Aus shown in the figures examples of management explained in more detail.

In den Fig. 1 und 2 sind Schaltungsanordnungen zur Speisung einer elektrischen Last aus einem Solargenerator dargestellt. Dabei zeigtIn Figs. 1 and 2 circuits are shown for powering an electric load from a solar generator. It shows

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung mit Anlaufschaltung und Hilfs versorgung für einen Ladeumrichter ohne galvanische Trennung und Fig. 1 shows a circuit arrangement with start-up circuit and auxiliary supply for a charging converter without electrical isolation and

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung und Hilfsversorgung für einen Ladeumrichter mit galvanischer Trennung von Hilfsspan nung und Speisespannung. In Fig. 2 shows a circuit arrangement and auxiliary supply for a charging converter with electrical isolation of auxiliary voltage and supply voltage. In

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung dient zur Speisung der elektrischen Last 20 aus dem Solargenerator 1, d.h. aus einer elektrischen Energiequelle mit schwankender Leistungs fähigkeit. Die Schaltungsanordnung enthält eine Anlaufschaltung und eine Vorrichtung zur Hilfsspannungsversorgung für die Spei sevorrichtung 19. Eine galvanische Trennung von Hilfsspannung und Speisespannung ist dabei nicht vorgesehen.The circuit arrangement shown in Fig. 1 is used to supply the electrical load 20 from the solar generator 1 , ie ability from an electrical energy source with fluctuating performance. The circuit arrangement contains a starting circuit and a device for auxiliary voltage supply for the feed device 19th A galvanic separation of auxiliary voltage and supply voltage is not provided.

Die Speisevorrichtung 19, insbesondere ausgebildet als Gleich spannungs-Gleichspannungs- bzw. Ladeumrichter, ist mit ihrem Versorgungsspannungseingang e 1 an den Solargenerator 1 ange schlossen und mit ihrem Ausgang an die Last 20 geführt. Der Hilfsspannungseingang e 2 der Speisevorrichtung 19 ist eben falls, und zwar über den Transistor 16, an den Solargenerator 1 angeschlossen.The feed device 19 , in particular designed as a direct voltage direct voltage or charging converter, is connected with its supply voltage input e 1 to the solar generator 1 and is passed with its output to the load 20 . The auxiliary voltage input e 2 of the feed device 19 is just in case, via the transistor 16 , connected to the solar generator 1 .

Die Speisevorrichtung 19 enthält - was in Fig. 1 nicht darge stellt ist - ein Stellglied und eine Steuer- und/oder Regelvor richtung zur Steuerung des Stellgliedes. Einzelheiten der Spei sevorrichtung 19 gehen aus Fig. 3 hervor. The feed device 19 contains - which is not shown in FIG. 1 - an actuator and a Steuer- and / or Regelvor direction for controlling the actuator. Details of the storage device 19 are shown in FIG. 3.

Parallel zum Solargenerator 1, dessen Pluspol an Masse gelegt ist, liegt der Kondensator 2. An die Parallelschaltung des So largenerators 1 mit dem Kondensator 2 ist die Umschaltevorrich tung U 1 angeschlossen. Die Umschaltevorrichtung U 1 dient dazu, in Abhängigkeit von der jeweiligen Spannung des Solargenerators 1 entweder die Vorlast 11 oder den Hilfsspannungseingang e 2 der Speisevorrichtung 19 mit dem Solargenerator 1 zu verbinden.The capacitor 2 is parallel to the solar generator 1 , the positive pole of which is connected to ground. To the parallel connection of the solar generator 1 with the capacitor 2 , the Umschaltevorrich device U 1 is connected. The switching device U 1 is used to connect either the preload 11 or the auxiliary voltage input e 2 of the feed device 19 to the solar generator 1 , depending on the respective voltage of the solar generator 1 .

Die Umschaltevorrichtung U 1 wird durch die Spannung des durch die Vorlast 11 bzw. durch den Hilfsspannungseingang e 2 der Speisevorrichtung 19 belasteten Solargenerators 1 gesteuert. Diese Steuerung erfolgt derart, daß bei Spannungen unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes, der für einen sicheren Betrieb der Speisevorrichtung 19 erforderlich ist, die Vorlast 11 und bei Spannungen oberhalb des vorgegebenen Mindestwertes der Hilfsspannungseingang e 2 der Speisevorrichtung 19 an den Solargenerator 1 angeschlossen ist. Die Vorlast 11 ist gleich oder größer bemessen als die durch leerlaufende Speisevorrich tung 19 gebildete Belastung des Solargenerators. Wird die Speisevorrichtung 19 nicht mit der Hilfsspannung beaufschlagt, so weist sie an ihrem Versorgungsspannungseingang e 1 einen gegenüber der Vorlast 11 wesentlich größeren Widerstand auf.The switchover device U 1 is controlled by the voltage of the solar generator 1 loaded by the preload 11 or by the auxiliary voltage input e 2 of the feed device 19 . This control is carried out in such a way that the preload 11 is connected to the solar generator 1 at voltages below a predetermined minimum value which is required for safe operation of the feed device 19 and the auxiliary voltage input e 2 of the feed device 19 is connected to voltages above the predetermined minimum value. The preload 11 is equal to or larger than the device 19 formed by the idle feed device 19 loading the solar generator. If the supply device 19 is not supplied with the auxiliary voltage, then it has a resistance which is substantially greater than the preload 11 at its supply voltage input e 1 .

Der in der Umschaltevorrichtung U 1 enthaltene Komparator 9 ist mit seinem Pluseingang an einen Referenzspannungsgeber und mit seinem Minuseingang an den Abgriff eines Spannungsteilers ange schlossen. Als Referenzspannungsgeber dient die Z-Diode 4, die über den Widerstand 3 an den Solargenerator 1 angeschlossen ist. Der Spannungsteiler besteht aus den Widerständen 5 und 6 und ist ebenfalls mit dem Solargenerator 1 verbunden.The comparator 9 contained in the switching device U 1 is connected with its positive input to a reference voltage generator and with its negative input to the tap of a voltage divider. The Zener diode 4 , which is connected to the solar generator 1 via the resistor 3, serves as the reference voltage transmitter. The voltage divider consists of resistors 5 and 6 and is also connected to the solar generator 1 .

An den Ausgang des Komparators 9 ist die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 12 angeschlossen. Der Feldeffekttran sistor 12 bildet den ersten elektronischen Schalter der Um schaltevorrichtung U 1. Die aus der Vorlast 11 und der Source- Drain-Strecke des Feldeffekttransistors 12 bestehende Serien schaltung ist an den Solargenerator 1 angeschlossen. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 12 ist über den Widerstand 10 an den Pluspol des Solargenerators 1 geführt.The control electrode of the field effect transistor 12 is connected to the output of the comparator 9 . The field effect transistor 12 forms the first electronic switch of the switching device U 1 . The series circuit consisting of the preload 11 and the source-drain path of the field effect transistor 12 is connected to the solar generator 1 . The control electrode of the field effect transistor 12 is guided via the resistor 10 to the positive pole of the solar generator 1 .

Der aus den Widerständen 5 und 6 bestehende Spannungsteiler ist mit einer durch die Umschaltevorrichtung U 1 steuerbaren Vor richtung 7 zur Veränderung seines Teilerverhältnisses versehen. Diese Vorrichtung, die das Teilerverhältnis im Sinne einer Hysterese ändert, ist durch einen Rückkopplungszweig gebildet, der zwischen dem Verbindungspunkt des Feldeffekttransistors 12 und der Vorlast 11 einerseits und dem am Minuseingang des Komparators 9 andererseits angeordnet ist und der die Diode 7 und den dazu in Serie angeordneten Widerstand 8 enthält. Die Diode 7 ist so gepolt, daß sie bei leitendem Feldeffektransi stor 12 sperrt und bei gesperrtem Feldeffekttransistor leitet.The existing from the resistors 5 and 6 voltage divider is provided with a controllable by the switching device U 1 Before device 7 for changing its divider ratio. This device, which changes the divider ratio in the sense of a hysteresis, is formed by a feedback branch, which is arranged between the connection point of the field effect transistor 12 and the preload 11 on the one hand and that at the minus input of the comparator 9 on the other hand, and the diode 7 and the series arranged resistor 8 contains. The diode 7 is polarized so that it blocks 12 when the field-effect transistor is conducting and conducts when the field-effect transistor is blocked.

Die Umschaltevorrichtung U 1 enthält ferner den als zweiter elektronischer Schalter dienenden bipolaren Transistor 16. Der Transistor 16 ist mit seinem Kollektor an den Minuspol des Solargenerators 1 angeschlossen und mit seinem Emitter an den Hilfsspannungseingang e 2 der Speisevorrichtung 19 geführt. Die Basis des Transistors 16 ist über die als Referenzspannungsge ber dienende Z-Diode 15 an den Pluspol des Solargenerators 1 geführt. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 16 bil det die Schaltstrecke des zweiten elektronischen Schalters der Umschaltevorrichtung U. Der Verbindungspunkt der Basis des Transistors 16 mit der Anode der Z-Diode 15 ist an den weiteren Komparator 13 angeschlossen. Der Komparator 13 ist mit seinem Pluseingang an die als Referenzspannungsquelle dienende Z-Diode 4 und mit seinem Minuseingang an den Verbindungspunkt von Feld effekttransistor 12 und Vorlast 11 angeschlossen. Zwischen dem Hilfsspannungseingang e 2 und Masse liegt der Kondensator 17.The switching device U 1 also contains the bipolar transistor 16 serving as the second electronic switch. The transistor 16 is connected with its collector to the negative pole of the solar generator 1 and with its emitter to the auxiliary voltage input e 2 of the feed device 19 . The base of the transistor 16 is guided via the Z diode 15 serving as reference voltage voltage to the positive pole of the solar generator 1 . The emitter-collector path of the transistor 16 forms the switching path of the second electronic switch of the switching device U bil. The connection point of the base of the transistor 16 with the anode of the Zener diode 15 is connected to the further comparator 13 . The comparator 13 is connected with its positive input to the Z-diode 4 serving as a reference voltage source and with its negative input to the junction of the field effect transistor 12 and the preload 11 . The capacitor 17 is located between the auxiliary voltage input e 2 and ground.

Die Speisevorrichtung 19 ist vorzugsweise ein für den Solarge nerator 1 als Verbraucher dienender Ladeumrichter. Dieser be nötigt am Anfang, ohne in den zu speisenden Akku Energie zu liefern, für sich selbst Energie. Dabei wird der Solargenerator anfangs mit der Ersatzlast 11 belastet, die mindestens ebenso viel Energie aufnimmt wie die Hilfsenergie, die der Ladeum richter braucht, um die Spannung des Solargenerators 1 zu messen. Die Ersatzlast 11 ist vorzugsweise größer als die durch den Hilfsspannungseingang des Laderichters vorgegebene Last.The feed device 19 is preferably a charging converter serving the solar generator 1 as a consumer. In the beginning, this requires energy for itself without supplying energy to the battery to be fed. The solar generator is initially loaded with the equivalent load 11 , which absorbs at least as much energy as the auxiliary energy that the charging converter needs to measure the voltage of the solar generator 1 . The equivalent load 11 is preferably greater than the load specified by the auxiliary voltage input of the loader.

Steigt die Spannung trotz der vorzugsweise erhöhten Vorlast über eine Schwelle an, die einen sicheren Betrieb gewährlei stet, so wird die Hilfsversorgung für den Ladeumrichter freige geben und gleichzeitig die Vorlast 11 unterbrochen. Dadurch springt die Spannung des Solargenerators auf einen höheren Wert und die Speisevorrichtung bzw. der Ladeumrichter beginnt zu arbeiten. Da die Speisevorrichtung eine Einrichtung zur Anpas sung der Leistungsaufnahme an die Ergiebigkeit der Energie quelle aufweist und somit immer nur den einer maximalen Lei stung entsprechenden Strom aufnimmt, arbeitet die Speisevor richtung unabhängig von der daran angeschlossenen Last weiter. Bei abnehmender Leistung des Solargenerators 1 schaltet die Anlaufschaltung an der unteren Betriebsgrenze die Vorlast 11 wieder ein und die Hilfsversorgung aus. Ist die aus Vorlast und - praktisch vernachlässigbaren - Sperrströmen der Speisevor richtung gebildete Belastung größer als die durch die Hilfs spannungsversorgung und den Ladeumrichter gebildete Belastung, so bricht die Generatorspannung weiter zusammen. Auf diese Weise ergeben sich besonders stabile Schaltzustände.If the voltage rises above a threshold, which guarantees safe operation, despite the preferably increased preload, the auxiliary supply for the charging converter is released and at the same time the preload 11 is interrupted. As a result, the voltage of the solar generator jumps to a higher value and the feed device or the charging converter starts to work. Since the feed device has a device for adapting the power consumption to the yield of the energy source and thus only ever absorbs the current corresponding to a maximum power, the feed device continues to operate regardless of the load connected to it. When the power of the solar generator 1 decreases, the start-up circuit switches the preload 11 on again at the lower operating limit and the auxiliary supply switches off. If the load formed from the preload and - practically negligible - blocking currents of the feed device is greater than the load formed by the auxiliary voltage supply and the charging converter, the generator voltage collapses further. This results in particularly stable switching states.

Die Spannung des Solargenerators 1 wird über den Spannungstei ler 3, 4 mit der Referenzspannung an der Z-Diode 4 von dem Komparator 9 verglichen. Ist die Generatorspannung zu klein, dann ist der als Leistungsschalter dienende Feldeffekttransi stor 12 niederohmig und die durch den Widerstand 11 gebildete erhöhte Vorlast wirksam. Der bipolare Transistor 16 ist dabei gesperrt.The voltage of the solar generator 1 is compared via the voltage divider 3 , 4 with the reference voltage at the Zener diode 4 by the comparator 9 . If the generator voltage is too low, the field effect transistor 12 serving as a circuit breaker is low-resistance and the increased preload formed by the resistor 11 is effective. The bipolar transistor 16 is blocked.

Steigt die Generatorspannung über die vorgegebene Schwellen spannung an, die z.B. bei einem 36-V-Solargenerator 20 V betra gen kann, dann sperrt der Transistor 12 und der Transistor 16 schaltet durch und liefert Hilfsenergie für die durch einen Ladeumrichter gebildete Speisevorrichtung 19. Mittels des Widerstandes 8 wird eine Hysterese erzielt. Der Widerstand 8 ist derart bemessen, daß die Umschaltevorrichtung erst bei einer niedrigen Schwellenspannung von ca. 15 V auf die Ersatz last zurückschaltet.If the generator voltage rises above the predetermined threshold voltage, which can be 20 V for example in a 36 V solar generator, then the transistor 12 blocks and the transistor 16 switches through and supplies auxiliary energy for the feed device 19 formed by a charging converter. A hysteresis is achieved by means of the resistor 8 . The resistor 8 is dimensioned such that the switching device only switches back to the replacement load at a low threshold voltage of approximately 15 V.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung stimmt mit der nach Fig. 1 weitgehend überein. Abweichend von der Schaltungs anordnung nach Fig. 1 ist eine galvanische Trennung von Hilfs spannung und Versorgungsspannung vorgesehen.The circuit arrangement shown in FIG. 2 largely corresponds to that of FIG. 1. Deviating from the circuit arrangement of FIG. 1 is a galvanic separation of auxiliary voltage and supply voltage are provided.

Zu diesem Zweck ist für die Hilfsspannungsversorgung der Hilfs umrichter 18 vorgesehen, der beim Abschalten der Vorlast 11 freigegeben wird und dessen dreipoliger Ausgang an den eben falls dreipoligen Hilfsspannungseingang e 3 der Speisevorrich tung 19 a geführt ist. Der Hilfsumrichter 18 ist mit seinem Speiseeingang e 4 an den Solargenerator angeschlossen und wird daher aus dem Solargenerator 1 gespeist.For this purpose, the auxiliary converter 18 is provided for the auxiliary voltage supply, which is released when the preload 11 is switched off and the three-pole output of which is fed to the three-pole auxiliary voltage input e 3 of the feed device 19 a . The auxiliary converter 18 is connected with its feed input e 4 to the solar generator and is therefore fed from the solar generator 1 .

Der Hilfsumrichter 18 liegt ferner mit seinem Freigabeeingang e 5 an der Drainelektrode des Feldeffekttransistors 12 und ist über den Feldeffekttransistor 12, d.h. mittelbar an den Kompa rator 9 angeschlossen. Abweichend von Fig. 2 kann er über einen Inverter oder bei geeignetem Freigabeeingang unmittelbar an den Ausgang des Komparators 9 angeschlossen werden.The auxiliary converter 18 is also with its enable input e 5 at the drain electrode of the field effect transistor 12 and is connected via the field effect transistor 12 , ie indirectly to the compa rator 9 . In deviation from FIG. 2, it can be connected directly to the output of the comparator 9 via an inverter or with a suitable enable input.

Der Hilfsumrichter 18 wird durch den Feldeffekttransistor 12 je nach Spannung des Solargenerators 1 ein- oder ausgeschaltet. Der Hilfsumrichter 18 liefert nur bei entsprechender Ansteue rung Hilfsspannung und hat daher zugleich die Funktion des zweiten elektronischen Schalters der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung weist somit die Bauteile 12, 13, 14 und 15 der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 nicht auf.The auxiliary converter 18 is switched on or off by the field effect transistor 12 depending on the voltage of the solar generator 1 . The auxiliary converter 18 supplies auxiliary voltage only with appropriate control and therefore also has the function of the second electronic switch of the circuit arrangement according to FIG. 1. The circuit arrangement shown in FIG. 2 thus has the components 12 , 13 , 14 and 15 of the circuit arrangement according to FIG. 1 not on.

Claims

1. Circuit arrangement for supplying an electrical load ( 20 , 20 a ) from an electrical energy source with fluctuating performance, with a supply device ( 19 , 19 a ) which is closed with a supply voltage input to the energy source and with its output to a load ( 20 , 20 a ) is guided, has an actuator and a control and / or regulating device for controlling the actuator-containing device for adapting the power consumption to the yield of the energy source, and wherein an auxiliary voltage input ( e 2 , e 3 ) Feed device ( 19 , 19 a ) is connected to a device powered from the energy source for auxiliary voltage generation, characterized in that a switching device ( U 1 , U 2 ) for selectively connecting a preload ( 11 ) or the auxiliary voltage input ( e 2 , e 3 ) of the feed device ( 19 , 19 a ) with the energy source and that the Ums chaltevorrich device ( U 1 , U 2 ) can be controlled by the voltage of the energy source in such a way that at voltages below a predetermined minimum value of the voltage of the energy source, which is required for safe operation of the feed device ( 19 , 19 a ), the preload ( 11 ) and at voltages above the predetermined minimum value, the device for auxiliary voltage generation is connected to the energy source and that the load formed by the preload ( 11 ) and by the auxiliary voltage-free feed device is dimensioned equal to or greater than that from the device for auxiliary voltage generation and the with auxiliary voltage supplied feed device ( 19 , 19 a ) resulting load on the energy source.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching device ( U 1 , U 2 ) a reference voltage transmitter ( 3 , 4 ), a voltage divider connected to the energy source ( 5 , 6 ) and one to the reference voltage transmitter ( 3, 4th ) and to a tap of the voltage divider ( 5 , 6 ) is connected to the comparator ( 9 ) and that to the comparator ( 9 ) the control input of a series connected to the preload ( 11 ) is arranged first electronic switch (field effect transistor 12 ).

3. A circuit arrangement as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the voltage divider (5, 6) is provided with a device by the SHIFT (U 1, U 2) in such a manner controllable device (7, 8) for changing its dividing ratio, that when Switching on the preload ( 11 ) to the energy source, the voltage at the tap of the voltage divider ( 5 , 6 ) is reduced.

4. A circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the device ( 7 , 8 ) for changing the divider ratio by one between the connection point of the first electronic switch (field effect transistor 12 ) and preload ( 11 ) on the one hand and that on the voltage divider ( 5 , 6 ) lying input of the comparator ( 9 ) on the other hand arranged feedback branch is formed, which contains a diode ( 7 ) and a resistor ( 8 ) arranged in series therewith.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switching device ( U 1 ) contains a second electronic switch (transistor 16), the switching path between the energy source and the auxiliary voltage input ( e 2 ) of the feed device ( 19 ) is arranged and whose control electrode is connected via an inverter to the comparator ( 9 ).

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the inverter is formed by a further comparator ( 13 ) which with one input to a reference voltage source (Zener diode 4 ) and with the other input to the connection point of the first electronic switch (Field effect transistor 12 ) is connected to the preload ( 11 ).

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the control electrode of the second electronic switch (transistor 16 ), whose switching path is connected to an output terminal of the energy source, is supplied via a reference voltage generator (Z-diode 15 ) to the other output terminal of the energy source .

8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the auxiliary voltage input ( e 3 ) of the feed device ( 19 a ) is connected upstream of an auxiliary converter ( 18 ) which has a free input input ( e 5 ) to the output of the comparator ( 9 ) is connected.

9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the energy source by a solar generator ( 1 ) and the feed device ( 19 , 19 a ) is formed by a DC voltage ter.