DD227839A1

DD227839A1 - Schaltungsanordnung zum erzielen einer sinusfoermigen stromaufnahme aus dem wechselspannungsnetz

Info

Publication number: DD227839A1
Application number: DD26866684A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Rohrbeck; Lothar Harwardt
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1985-09-25

Abstract

Ziel der Erfindung ist die sinusfoermige Stromaufnahme eines aus einem Wechselspannungsnetz ueber einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbrauchers mit parallel geschaltetem Ladekondensator, eine Schaltungsanordnung sollte angegeben werden, die ueber einen hohen Wirkungsgrad verfuegt und mit geringem technischen Aufwand realisierbar ist. Erfindungsgemaess beaufschlagt eine netzgespeiste Gleichrichterstufe einen aus einem Schalttransistor, einer Diode und einer Speicherdrossel aufgebauten Flusswandler, der ausgangsseitig mit einem parallel zum Gleichstromverbraucher geschalteten Ladekondensator verbunden ist.

Description

— I

Schaltungsanordnung zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme aus dem Wechselspannungsnetz-Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzielen einer näherungsweise sinusförmigen Stromaufnahme aus dem Wechselspannungsnetz bei einem über einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbraucher mit parallel geschaltetem Ladekondensator.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Gleichstromverbraucher, die über einen Gleichrichter und über einen Ladekondensator zur Glättung direkt aus dem Wechselspannungsnetz betrieben werden, erzeugen wegen der geringen Stromflußdauer des KondensatorStroms - der Netzstrom fließt nur im Spannungsmaximum der Netzspannung - einen Netzstrom mit hohem Klirrfaktor, der zu einer hohen Verzerrungsblindleistung und damit zu hohen Netzanschlußwerten führt. Der hohe Klirrfaktor kann weiterhin Störungen anderer Verbraucher bewirken.

Aus der DE-OS 22 17 023 ist eine Anordnung zum Verringern der Oberwellen des Uetzwechselstroms bei Gleichstromverbrauchern, die über einen Gleichrichter und einen Ladekondensator gespeist werden, bekannt. Bei dieser Anordnung ist jedem Gleichrichterventil mindestens ein gesteuertes Ventil antiparallel geschaltet und eine aufwendige Steuerschaltung für diese Ventile vorgesehen. Aus der DE-AS 28 25 708 ist ein Verfahren zum Verringern der Oberwellen bei der Speisung eines Gleich-

stromverbrauchers aus dem Wechselspannungsnetz bekannt, bei dem eine Reihenschaltung einer Drossel und eines mit wesentlich höherer als die letzfrequenz getasteten Schalters vorgesehen ist und bei dem durch geeignete Beeinflussung des Tastverhältnisses dieses getasteten Schalters mittels eines Regeleingriffs die sinusförmige Stromaufnahme erzwungen wird« Weiterhin ist aus der DE-AS 30 25 405 ein Verfahren zum Verringern der Oberwellen bekannt, bei dem der mit wesentlich höherer als die letzfrequenz getastete Schalter zusammen mit einer Drossel einen Sperrwandler bildet, der über einen weiteren Gleichrichter den Ladekondensator beaufschlagt, und bei dem die Tastung so erfolgt, daß sich das Tastverhältnis über eine Halbperiode der Iietzwechselspannung nur unwesentlich ändert, wobei die Drossel so dimensioniert ist, daß sie vor jedem Einschaltvorgang des Schalters völlig entmagnetisiert ist.

Alle diese Anordnungen liefern Ausgangsgleichspannungen, deren Wert größer ist als der Spitzenwert der Hetzwechselspannung. Pur manche Anwendungsfälle sind aber kleinere Ausgangsspannungen erwünscht, die bei diesen Anordnungen das Einschalten eines zusätzlichen Transformators erfordern, wodurch allerdings der Wirkungsgrad beeinflußt und der Aufwand erhöht wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine sinusförmige Stromaufnahme eines aus einem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbrauchers mit parallel geschaltetem Ladekondensator.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Technische Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum Erzielen einer näherungsweise sinusförmigen Stromaufnahme eines aus einem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbrauchers mit parallel geschaltetem Ladekondensator anzugebeil, die über

einen hohen Wirkungsgrad und geringen technischen und ökonomischen Aufwand verfügt und Ausgangsspannungen liefert, die kleiner sind als der Spitzenwert der Hetzwechselspannung.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von einem Wechselspannungsnetz gespeiste Gleichrichterstufe vorgesehen ist, die einen Speicherdrosselflußwandler eingangsseitig beaufschlagt,.und daß dieser Flußwandler ausgangsseitig mit einem parallel zum zu speisenden Gleichstromverbraucher geschalteten Ladekondensator verbunden ist, wobei sich das Tastverhältnis des Flußwandlers über eine Halbperiode der Netzwechselspannung nur unwesentlich ändert, und daß das Tastverhältnis - und damit die Ausgangsspannung - so gewählt ist, daß die Verzerrungen des eingangsseitigen ITetzwechselstromes hinreichend klein bleiben.

Es wurde gefunden, daß für Tastverhältnisse kleiner als 0,25 alle Oberwellen des Uetzwechselstromes kleiner bleiben als die zulässigen Werte und daß für Tastverhältnisse zwischen 0,25 und 0,4 nur die fünfte Oberwelle den zulässigen Wert geringfügig überschreitet, deshalb ist erfindungsgemäß die Einschaltung einer zusätzlichen relativ kleinen Siebdrossel in die Uetζzuleitung vorgesehen, um diese zusätzliche Dämpfung der fünften Oberwelle zu erreichen. Da zum Zwecke der Hochfrequenzentstörung im allgemeinen ohnehin eine zusätzliche Drosselspule erforderlich ist, bedeutet dies keine Erhöhung des Aufwandes.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Tastverhältnis über eine Regelschaltung in an sich bekannter Weise so beeinflußt ist, daß der Mittelwert der am ladekondensator liegenden Spannung unabhängig von Uetzspannungsschwankungen konstant ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» Die zugehörige Zeichnung Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung.

Das Wechselspannungsnetz beaufschlagt die Eingangsklemmen 1,1' mit Wechselspannung, die über das aus den Kapazitäten 2,4 sowie aus der Drossel 3 bestehende Hochfrequenzsiebglied der Gleichrichterschaltung 5 zugeführt wird, die ihrerseits den im Verhältnis zum Ladekondensator 10 relativ kleinen Stützkondensator 6 mit einer fast ungeglätteten Gleichspannung beaufschlagt. Parallel zum Stützkondensator 6 liegt die aus dem Sehalttransistor 7, der Freilaufdiode 8 und der Speicherdrossel 9 bestehende Plußwandlerschaltung, die ausgangsseitig den Ladekondensator 10 und den Gleichstromverbraucher 11 beaufschlagt. Die Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors 7 wird aus dem Steuergenerator 12 mit einer ihn tastenden Impulsspannung beaufschlagt. Über den aus den Widerständen 13» 14 bestehenden Spannungsteiler wird der Steuereingang 15 des tastenden Steuergenerators 12 mit einem Bruchteil der Ausgangsspannung beaufschlagt, der das Tastverhältnis so beeinflußt, daß die mittlere Ausgangsspannung (U ) am Gleichstromverbraucher konstant gehalten wird.

Die Wirkungsweise der erfindungs gemäß en Schaltungsanordnung wird an Hand der zugehörigen Zeichnung Pig. 2 verständlich. Pig. 2a zeigt den zeitlichen Spannungsverlauf U_n am Stützkondensator 6 und die (nahezu) konstante Spannung U am Ladekondensator 10. Pig. 2b zeigt den impulsförmigen Strom i_m durch den Schalttransistor 7 (wobei diese Darstellung stark vereinfacht ist, denn in Wirklichkeit entfallen mehr als 100 solcher Stromimpulse auf die Uetzhalbwelle) und den über die Periodendauer der tastenden Steuerfrequenz gebildeten Mittelwert dieses Stromes. Fig. 2c zeigt den Strom i- durch die Drossel 9» der gleichzeitig der Ladestrom des Kondensators ist und dessen Mittelwert, Pig. 2d zeigt den zeitlichen. Verlauf des eingangsseitigen üfetzstromes i^. Dieser Strom kommt der Sinusform umso näher, je kleiner die Spannung U am Ladekondensator 10 gegenüber der Spannung u„ am Stützkondensator ist. Pur praktische Bedürfnisse hinreichend kleine Oberwellenamplituden werden für Werte von U erreicht, die kleiner sind als der 0,4fache Wert der Spitzenspannung des Hetzes.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Schaltungsanordnung zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme aus dem Wechselspannungsnetz bei einem über einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbraucher mit parallel geschaltetem Ladekondensator und einer Drossel zur Hochfrequenzentstörung in einer der Zuleitungen, bei dem ein mit einer wesentlich höheren Prequenz als die Netzfrequenz getasteter Schalter den über eine Induktivität fließenden gleichgerichteten Wechselstrom mit über die Netzhalbwelle nahezu konstantem Tastverhältnis schaltet, gekennzeichnet dadurch, daß der Schalter ein aus einem Schalttransistor (7), einer Preilaufdiode (8) und einer Speicherdrossel (9) aufgebauter Flußwandler ist, der ausgangsseitig mit dem Ladekondensator (10) verbunden ist, daß der Schalttransistor (7) durch einen.Steuergenerator (12) so getastet ist, daß die Ausgangsspannung den 0,4fachen Spitzenwert der gleichgerichteten Iietzwechselspannung nicht überschreitet und daß die Drossel (3) zur Hochfrequenzentstörung auch zur Dämpfung der fünffachen Uetzfrequenz dient.

Hierzu

2 Blatt Zeichnungen