CH483056A - Voltage-regulated DC power supply unit - Google Patents

Voltage-regulated DC power supply unit

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CH483056A
CH483056A CH680568A CH680568A CH483056A CH 483056 A CH483056 A CH 483056A CH 680568 A CH680568 A CH 680568A CH 680568 A CH680568 A CH 680568A CH 483056 A CH483056 A CH 483056A
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CH
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voltage
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CH680568A
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German (de)
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Niemeier Peter
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Niemeier Peter
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/20Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

       

      Spannungsgeregeltes        Gleichspannungsspeisegerät       Die vorliegende Erfindung betrifft ein spannungs  geregeltes     Glechspannungsspeisegerät    mit einem Gleich  richter und einem zwischen die zwei Ausgangsleitungen  aus dem Gleichrichter geschalteten     Ladekondensator     und mit einer     Gleichspannungsregelschaltungsanord-          nung,    die aus einem in der einen Ausgangsleitung in  Reihe zu dieser Leitung geschalteten steuerbaren Längs  widerstand als Stellglied und aus einem durch die Aus  gangsspannung des Gerätes gesteuerten Regelverstärker  als Regelglied besteht.  



  Stabilisierte, aus dem Netz gespeiste Speisespan  nungsquellen sind bekannt. In Reihe mit der Last  liegen ein oder mehrere Transistoren, die über einen  oder mehrere Transistoren von der Spannung über  der Last gesteuert werden. Derartige, zwischen den  Ausgang der ungeregelten     Speisespannungsquelle    und  den Belastungskreis geschaltete     Transistoranordnungen     arbeiten an sich zufriedenstellend, jedoch lässt sich eine       Konstanthaltung    der Ausgangsspannung nur durch ein  mit dem Regelbereich verglichen, meist grosses Span  nungsgefälle über den als Stellglied wirkenden Längs  transistoren erreichen. Dieses Spannungsgefälle bewirkt  eine hohe Eigenerwärmung des gesamten Gleichspan  nungsgerätes und damit einen geringeren Wirkungs  grad.

   Daneben arbeiten die     Regelglieder    ebenfalls in  folge des Spannungsgefälles in ungünstigen Arbeitspunk  ten, was auch hierbei eine Verschlechterung des Wir  kungsgrades bewirkt und zu einer     Überdimensionierung     aller beteiligten Bauelemente führt.  



  Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, diese  Nachteile zu beheben. Dies wird dadurch erreicht, dass  wenigstens die eine Ausgangsleitung aus dem Gleich  richter zwischen     Gleichrichterausgang    und dem An  schlusspunkt des Ladekondensators an diese Ausgangs  leitung einen Schalter enthält, der durch ein Schalter  steuergerät in Abhängigkeit der Spannung über dem  Stellglied betätigt wird.  



  An Hand der beiliegenden Zeichnung ist die Er  findung in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert,  dabei zeigt         Fig.    1 ein Blockschema für die spannungsabhängige  Steuerung und       Fig.    2 ein Blockschema für eine     spannungs-    und  stromabhängige Steuerung.  



       Fig.    1 lässt einen aus dem Netz A gespeisten Gleich  richter B erkennen. Zwischen die Ausgangsklemmen des  Gleichrichters B ist ein Ladekondensator C geschaltet.  Eine Ausgangsleitung, beispielsweise die obere, enthält  einen steuerbaren Längswiderstand D, der mit einem  Regelverstärker E in Verbindung steht. Die geregelte  Gleichspannung ist an den Klemmen +F und -F ab  nehmbar. Derartige Anordnungen sind bekannt und ge  hören zum Stand der Technik. In die eine Ausgangs  leitung +I aus dem Gleichrichter B ist ein diese Leitung  +I unterbrechender Schalter G eingefügt. Für die  Steuerung dieses Schalters G ist ein Schaltersteuergerät  H vorgesehen, das in Abhängigkeit der Spannung über  dem steuerbaren Längswiderstand D den Schalter G  betätigt.  



  Sowohl der Schalter G als auch das Schaltersteuer  gerät H sind jedem Fachmann der Regelungstechnik  geläufig. Das Schaltersteuergerät H weist im allgemei  nen zwei Schwellwerte auf. Unterschreitet die Spannung  über dem Längswiderstand D einen unteren     Schwell-          wert,    so wird eine erste Schaltfunktion ausgelöst und  überschreitet die Spannung einen oberen Schwellwert,  so löst sich eine zweite Schaltfunktion aus. Entsprechend  natürlich auch bei Überschreiten des ersten und Unter  schreiten des zweiten Schwellwertes. Beispielsweise  könnte ein sogenannter     Schmitt-Trigger    für eine der  artige Schaltsteuerung verwendet werden.  



  Die Arbeitsweise einer derartigen Anordnung ist  leicht verständlich. Der Gleichrichter B lädt den Kon  densator C über den geschlossenen Schalter G. Bei  angeschlossener Last über den Klemmen +F und -F  fliesst ein Strom durch den Längswiderstand D und       erzeugt    darüber ein Spannungsgefälle. Unterhalb der  Nennspannung über dem :Kondensator C muss defini  tionsgemäss der Regelverstärker E den Längswiderstand  D auf geringstem Widerstandswert halten, so dass      nur ein     geringes    Spannungsgefälle herrscht. Bei Er  reichen der     Nennspannung    beginnt die Regelung durch  den Regelverstärker E. Ist die Spannung über dem  Ladekondensator C höher als die benötigte Verbraucher  spannung, so bildet sich ein Spannungsgefälle über dem  Längswiderstand D aus.

   Dies bewirkt das Ansprechen  des     Schaltersteuerb        rätes    H, das seinerseits den Schalter  G öffnet. Es fliesst nun kein Gleichstrom mehr auf den  Kondensator C, der sich fortan über die Last entlädt.  Ist die Entladung so weit fortgeschritten, dass das  Spannungsgefälle über dem Längswiderstand D einen  zugelassenen     Wert    unterschreitet, so wird der Schalter  G durch das Schaltsteuergerät H geschlossen.  



  Diese Anordnung     bewirkt,    dass nicht mehr die im  Gleichrichter B erzeugte Spannung vernichtet wird, son  dern, dass sich der Kondensator C nur gerade auf die  gewünschte Ausgangsspannung lädt.  



  Ein besonderer Vorteil einer derartigen Anordnung  lässt sich finden, wenn     beispielsweise    für Laborgeräte  verschiedene Spannungen     einzustellen    sind. Es genügt  hierbei, am Regelverstärker E den gewünschten Span  nungswert einzustellen. Diese Spannung baut sich dann  mit     Hilfe    der Schaltsteuerung H und des Schalters G  über dem Kondensator C selbsttätig auf.  



       Fig.    2 zeigt über das oben Beschriebene hinaus eine  zweite Steuerung des Längswiderstandes D     mit    einem       Stromregelverstärker    J, der den     Stromfluss    zur Last  mit dem Spannungsgefälle über einen festen Längs  widerstand R misst und daraus Regelsignale erzeugt. Da  neben ist noch eine     Referenzspannungsquelle        K    vorge  sehen.

   Die Ausgangsspannung aus dieser     Referenzspan-          nungsquelle    K ist     gleichzeitig    dem     Spannungsregelver-          stärker    E, dem     Siromregelverstärker    J und dem Schal  tersteuergerät H zugeführt. Das letztgenannte erhält  noch eine weitere Information,     nämlich    die Gleichspan  nung direkt am Ausgang des Gleichrichters B.  



  Der     Spannungsregelverstärker    E und der Stromregel  verstärker J arbeiten     gleicherweise    durch Vergleich einer  durch das     Gleichspannungsgerät    gelieferten     Spannung     mit einer     Referenzspannung,    so dass nur ein Referenz  geber notwendig ist. Daneben wird die     Referenzspan-          nung    auch noch im Schaltersteuergerät H zur Konstant  haltung der     Ansprechwerte    benützt.  



  Damit arbeitet das     Gleichspannungsgerät    in der  gleichen Weise wie dasjenige gemäss     Fig.    1, nur dass  hierbei noch     zusätzlich    die zulässige Stromstärke über  wacht und in an sich bekannter Weise durch Verändern  des Längswiderstandes geregelt wird.  



  Wenn im     voranstehend    beschriebenen     Ausführungs-          beispiel    die vom Ladekondensator     abgeflossene    Ladung  wieder aufzubringen ist, so kann sich aus bekannten  Gründen infolge der Phasenlage eine Verzögerung des  Einsetzens der     Aufladung    ergeben. Diese Verzögerung  kann bei     Einweggleichrichtern    bis zu einer Periode, bei       Zweiweggleichrichtern    bis zu einer Halbperiode aus-    machen.

   Wird dagegen der Schalter G nicht nur     in     Abhängigkeit von den Ausgangswerten gesteuert, son  dern dazu noch mit der Periodizität des     Wechselstromes,     so wird die Kapazität des Ladekondensators soweit wie       möglich    ausgenützt. Der     Wechselstrom    bewirkt durch  seine Änderung ebenfalls ein Einschalten des Schalters  G, so dass bei jeder Periode einmal die volle Spannung  und einmal die minimal zugelassene Spannung über  dem     Längswiderstand    herrscht.

   Im     Ausführungsbeispiel     wird die     Information    der Periodizität des Wechselstro  mes nach dem Gleichrichter abgenommen, so dass bei       Zweiweggleichrichtern    die volle Spannung zweimal und  die     minimal    zugelassene     Spannung    einmal je Periode am  Längswiderstand D     anliegt.  



      The present invention relates to a voltage-regulated DC voltage supply device with a rectifier and a charging capacitor connected between the two output lines from the rectifier and with a DC voltage control circuit arrangement consisting of a controllable series resistor connected in series with this line as an actuator and consists of a control amplifier controlled by the output voltage of the device as a control element.



  Stabilized voltage sources fed from the network are known. One or more transistors are connected in series with the load and are controlled by the voltage across the load via one or more transistors. Such transistor arrangements, connected between the output of the unregulated supply voltage source and the load circuit, work satisfactorily, but keeping the output voltage constant can only be achieved by a usually large voltage gradient across the series transistors acting as an actuator compared to the control range. This voltage gradient causes a high level of self-heating of the entire DC voltage device and thus a lower degree of efficiency.

   In addition, the control elements also work as a result of the voltage gradient in unfavorable working points, which here also causes a deterioration in the degree of efficiency and leads to overdimensioning of all components involved.



  The object of the invention is to be seen in overcoming these disadvantages. This is achieved in that at least one output line from the rectifier between the rectifier output and the connection point of the charging capacitor to this output line contains a switch that is actuated by a switch control device depending on the voltage across the actuator.



  With reference to the accompanying drawings, the invention is explained in more detail in two exemplary embodiments, FIG. 1 shows a block diagram for the voltage-dependent control and FIG. 2 shows a block diagram for a voltage-dependent and current-dependent control.



       Fig. 1 shows a rectifier B fed from the network A. A charging capacitor C is connected between the output terminals of the rectifier B. An output line, for example the upper one, contains a controllable series resistor D, which is connected to a control amplifier E. The regulated DC voltage can be taken from terminals + F and -F. Such arrangements are known and belong to the prior art. In one output line + I from the rectifier B, a switch G that interrupts this line + I is inserted. To control this switch G, a switch control device H is provided, which actuates the switch G depending on the voltage across the controllable series resistor D.



  Both the switch G and the switch control device H are familiar to anyone skilled in control engineering. The switch control device H generally has two threshold values. If the voltage across the series resistance D falls below a lower threshold value, a first switching function is triggered and if the voltage exceeds an upper threshold value, a second switching function is triggered. Correspondingly, of course, also when the first threshold value is exceeded and the second threshold value is not reached. For example, a so-called Schmitt trigger could be used for such a switching control.



  The operation of such an arrangement is easy to understand. The rectifier B charges the capacitor C via the closed switch G. When the load is connected via the terminals + F and -F, a current flows through the series resistor D and creates a voltage gradient across it. Below the nominal voltage across the: capacitor C, according to the definition, the control amplifier E must keep the series resistance D at the lowest resistance value, so that there is only a small voltage gradient. When the nominal voltage is reached, control by the control amplifier E begins. If the voltage across the charging capacitor C is higher than the required consumer voltage, a voltage gradient across the series resistance D is formed.

   This causes the response of the Schaltsteuerb advises H, which in turn opens the switch G. Direct current no longer flows to the capacitor C, which is then discharged via the load. If the discharge has progressed so far that the voltage gradient across the series resistance D falls below a permitted value, the switch G is closed by the switching control device H.



  This arrangement has the effect that the voltage generated in the rectifier B is no longer destroyed, but rather that the capacitor C only just charges to the desired output voltage.



  A particular advantage of such an arrangement can be found when, for example, different voltages have to be set for laboratory devices. It is sufficient to set the desired voltage value on the control amplifier E. This voltage then builds up automatically across the capacitor C with the help of the switching control H and the switch G.



       In addition to what has been described above, FIG. 2 shows a second control of the series resistance D with a current control amplifier J, which measures the current flow to the load with the voltage gradient across a fixed series resistance R and generates control signals therefrom. A reference voltage source K is also provided as well.

   The output voltage from this reference voltage source K is fed to the voltage regulating amplifier E, the Sirom regulating amplifier J and the switch control device H at the same time. The latter receives additional information, namely the DC voltage directly at the output of rectifier B.



  The voltage control amplifier E and the current control amplifier J work in the same way by comparing a voltage supplied by the DC voltage device with a reference voltage, so that only one reference transmitter is necessary. In addition, the reference voltage is also used in switch control unit H to keep the response values constant.



  The DC voltage device thus works in the same way as that according to FIG. 1, except that the permissible current intensity is additionally monitored and regulated in a manner known per se by changing the series resistance.



  If, in the exemplary embodiment described above, the charge that has drained from the charging capacitor is to be reapplied, for known reasons the phase position can result in a delay in the onset of charging. This delay can be up to one period with half-wave rectifiers and up to half a period with full-wave rectifiers.

   If, on the other hand, the switch G is not only controlled as a function of the output values, but also with the periodicity of the alternating current, the capacitance of the charging capacitor is utilized as far as possible. As a result of its change, the alternating current also causes switch G to be switched on, so that for each period there is once full voltage and once minimum permitted voltage across the series resistance.

   In the exemplary embodiment, the information about the periodicity of the alternating current is taken after the rectifier, so that in full-wave rectifiers the full voltage is applied twice and the minimum permitted voltage is applied to the series resistor D once per period.


    

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Spannungsgeregeltes Gleichspannungsspeisegerät mit einem Gleichrichter und einem zwischen die zwei Aus- gangsleitungen aus demGleichrichter geschalteten Lade kondensator und mit einer Gleichspannungsregelschal- tungsanordnung, die aus einem in der einen Ausgangs leitung in Reihe zu dieser Leitung geschalteten, steuer baren Längswiderstand als Stellglied und aus einem durch die Ausgangsspannung des Gerätes gesteuerten Regelverstärker als Regelglied besteht, dadurch gekenn zeichnet, PATENT CLAIM Voltage-regulated DC voltage supply device with a rectifier and a charging capacitor connected between the two output lines from the rectifier and with a DC voltage control circuit arrangement, which consists of a controllable series resistor connected in series with this line in one output line as an actuator and a through the output voltage of the device-controlled amplifier consists of a control element, characterized by dass wenigstens die eine Ausgangsleitung aus dem Gleichrichter zwischen dem Gleichrichterausgang und dem Anschlusspunkt des Ladekondensators an diese Ausgangsleitung einen Schalter enthält, der durch ein Schaltersteuergerät in Abhängigkeit der Spannung über dem Stellglied betätigt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. that at least one output line from the rectifier between the rectifier output and the connection point of the charging capacitor to this output line contains a switch which is actuated by a switch control device as a function of the voltage across the actuator. SUBCLAIMS 1. Spannungsgeregeltes Gleichspannungsspeisegerät nach Patentanspruch, wobei neben dem in Abhängig keit der Ausgangsspannung arbeitenden Regelverstärker ein zusätzlicher Regelverstärker vorhanden ist, der in Abhängigkeit des Ausgangsstromes denselben Längs widerstand steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugswerte für beeide Regelverstärker und für das Schaltersteuergerät aus einer gemeinsamen Referenz spannungsquelle stammen. 2. Spannungsgeregeltes Gleichspannungsspeisegerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Regelverstärkern ein Bezugswert unter mehreren möglichen Bezugswerten einstellbar ist. 3. Voltage-regulated DC voltage supply device according to claim, wherein in addition to the control amplifier working as a function of the output voltage there is an additional control amplifier which controls the same series resistance as a function of the output current, characterized in that the reference values for both control amplifiers and for the switch control device come from a common reference voltage source . 2. Voltage-regulated DC voltage supply device according to dependent claim 1, characterized in that a reference value from several possible reference values can be set in the two control amplifiers. 3. Spannungsgeregeltes Gleichspannungsspeisegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltersteuergerät eine Information über die Periodizi tät des Wechselstromes zur Steuerung des Schalters im Takt des Wechselstromes zugeführt ist. 4. Spannungsgeregeltes Gleichspannungsspeisegerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Periodizität des Wechselstromes am Ausgang des Gleichrichters entnommen ist. Voltage-regulated DC voltage supply device according to patent claim, characterized in that information about the periodicity of the alternating current is fed to the switch control device for controlling the switch in the cycle of the alternating current. 4. Voltage-regulated DC voltage supply device according to dependent claim 3, characterized in that the information about the periodicity of the alternating current is taken from the output of the rectifier.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337475A1 (en) * 1993-11-03 1995-05-04 Horst Dipl Ing Lochstampfer Process for the controlled amplification of electrical quantities
DE19516796A1 (en) * 1995-05-08 1996-11-14 Thomson Brandt Gmbh Voltage stabilising circuit for laboratory power mains

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337475A1 (en) * 1993-11-03 1995-05-04 Horst Dipl Ing Lochstampfer Process for the controlled amplification of electrical quantities
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