DE10001525A1 - Plug-in power supply for the supply of small electrical consumers - Google Patents

Plug-in power supply for the supply of small electrical consumers

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Abstract

The invention relates to a plug-in power pack (1) for supplying small electrical consumers with a low-voltage. The plug-in power pack (1) has a power supply unit (2) for transforming an alternating voltage from a mains supply into the low-voltage (1). Rechargeable batteries (6), which supply the small consumers with energy when the mains supply is unavailable, are integrated into the plug-in power pack and said plug-in power pack (1) is provided with a circuit arrangement (7) for controlling the charging process of the rechargeable batteries (6) and for supplying energy to the connected small consumer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckernetzteil zur Versor­ gung von elektrischen Kleinverbrauchern mit einer Nie­ derspannung, wobei das Steckernetzteil ein Netzteil zum Transformieren einer Wechselspannung eines Versorgungs­ netzes in die Niederspannung hat.The invention relates to a plug-in power supply supply of small electrical consumers with a never der tension, the power supply unit a Transform an AC voltage of a supply network in the low voltage.

Steckernetzteile zur Versorgung von elektrischen Klein­ verbrauchern, wie z. B. von Tischtelefonen, Faxgeräten, Anrufbeantwortern, Uhrenradios etc., sind hinreichend bekannt. Bei derartigen Steckernetzteilen ist das Netzteil zusammen mit den Steckerkontakten baulich in einem Gehäuse untergebracht, so daß das Steckernetzteil mit den Steckerkontakten als solche in die Steckdose eines Wechselspannungsversorgungsnetzes eingeschoben werden kann. Die Steckernetzteile haben in der Regel einen Niederspannungs-Kabelausgang zum Anschluß an elektrische Kleinverbraucher. Üblicherweise wird die Niederspannung gleichgerichtet.Plug-in power supplies for the supply of electrical small consumers, such as B. of desk phones, fax machines, Answering machines, clock radios, etc. are sufficient known. With such power supplies Power supply together with the plug contacts housed in a housing so that the plug-in power supply with the plug contacts as such into the socket an AC supply network inserted can be. The plug-in power supplies usually have a low-voltage cable outlet for connection small electrical consumers. Usually the Low voltage rectified.

Viele elektrische Kleingeräte müssen ständig mit Strom versorgt werden, um deren ständige Verfügbarkeit zu garantieren. In die Kleinverbraucher sind oftmals auf­ ladbare oder nicht aufladbare Batterien integriert, um bei einem Ausfall der Netzversorgung eine Stromversor­ gung und damit einen Weiterbetrieb zu ermöglichen. Derartige Kleinverbraucher mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung sind relativ teuer.Many small electrical devices have to be constantly supplied with electricity are supplied to ensure their constant availability to guarantee. Small consumers are often up rechargeable or non-rechargeable batteries integrated to a power supply in the event of a power failure supply and thus to continue operation. Such  Small consumers with an uninterrupted Power supplies are relatively expensive.

Dieser Nachteil wird durch ein Steckernetzteil zur Ver­ sorgung elektrischer Kleinverbraucher gemäß Patentan­ spruch 1 behoben, indem aufladbare Batterien in dem Steckernetzteil integriert sind, um den Kleinverbrau­ cher bei einer Nichtverfügbarkeit des Versorgungsnetzes mit Energie zu versorgen, und bei dem eine Schaltungs­ anordnung in dem Steckernetzteil zur Steuerung des La­ devorgangs der aufladbaren Batterien und der Versorgung des angeschlossenen Kleinverbrauchers vorgesehen ist.This disadvantage is due to a plug-in power supply supply of small electrical consumers according to patent Spell 1 fixed by rechargeable batteries in the Plug-in power supply are integrated to the small consumption if the supply network is not available to provide power, and in which a circuit arrangement in the power supply to control the La Process of rechargeable batteries and supply of the connected small consumer is provided.

Durch die Integration der unterbrechungsfreien Strom­ versorgung in das Steckernetzteil kann dieses univer­ sell für eine Vielzahl von Kleinverbrauchern verwendet werden, die ihrerseits keine Batterien und keine bei gegebenenfalls aufladbaren Batterien zugehörige Lade­ einrichtung mehr erfordern. Hierdurch werden die Kosten für die Kleinverbraucher gesenkt. Die Kleinverbraucher können zudem kleiner gebaut werden, da kein Batterie­ schacht und keine Ladeelektronik bei wiederaufladbaren Batterien erforderlich ist. Des weiteren ist keine Um­ schaltelektronik erforderlich, um vom Steckernetzteil­ betrieb auf Batteriebetrieb umzuschalten. Zudem sinkt der Materialaufwand, der konstruktive und gestalteri­ sche Aufwand und die Werkzeugkosten für die mecha­ nischen Bauteile.By integrating the uninterruptible power supply into the power supply can this univer sell used for a variety of small consumers which in turn have no batteries and no if applicable rechargeable batteries associated charging facility require more. This will reduce the cost reduced for small consumers. The small consumer can also be built smaller because there is no battery well and no charging electronics for rechargeable Batteries is required. Furthermore, there is no order Switching electronics required to move from the power supply switch operation to battery operation. It also drops the cost of materials, the constructive and design cal effort and tool costs for the mecha African components.

Dadurch, daß die unterbrechungsfreie Stromversorgung erfindungsgemäß in das Steckernetzteil verlagert wird, kann das Steckernetzteil als Standardeinheit für ver­ schiedene Endgeräte in höheren Stückzahlen gefertigt werden, so daß die Kosten für das Steckernetzteil ge­ ringer sind als für die herkömmlich in die Kleinver­ braucher integrierte unterbrechungsfreie Stromversor­ gung. The fact that the uninterruptible power supply is shifted into the plug-in power supply according to the invention, can the plug-in power supply as a standard unit for ver different end devices manufactured in larger quantities are, so that the cost of the power adapter ge are wrestlers than for those traditionally in the Kleinver need integrated uninterruptible power supply supply.  

Das Steckernetzteil hat entweder einen Transformator oder ein Schaltnetzteil zum Transformieren der Wechsel­ spannung des Versorgungsnetzes in die Niederspannung. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Niederspannung mit einem Gleichrichter gleichgerichtet wird.The plug-in power supply either has a transformer or a switching power supply to transform the change Voltage of the supply network in the low voltage. It is also advantageous if the low voltage is rectified with a rectifier.

Vorteilhafterweise ist in dem Steckernetzteil eine Schaltungsanordnung mit einer Ladeeinheit zum gesteuer­ ten Laden der Batterien, einem Trennschalter zum Tren­ nen des Steckernetzteils vom Versorgungsnetz, Schaltern zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil oder die Batterien und eine Steuereinheit zur Steuerung der Ladeeinheit, des Trennschalters und der Schalter in Abhängigkeit von der Versorgungsnetzspannung, der Bat­ teriespannung und der Versorgungsspannung und/oder des Versorgungsstroms für den Kleinverbraucher vorgesehen.Advantageously, one is in the plug-in power supply Circuit arrangement with a charging unit for control Battery charging, a disconnect switch to disconnect NEN of the power supply, switches to connect the small consumer to the power supply or the batteries and a control unit for control the charging unit, the disconnector and the switch in Dependence on the supply network voltage, the bat series voltage and the supply voltage and / or the Supply electricity intended for small consumers.

Dadurch, daß der Kleinverbraucher in Abhängigkeit von der benötigten Leistung des Kleinverbrauchers gesteuert werden kann, ist es möglich, das Steckernetzteil sehr stromsparend zu betreiben. Sobald der Kleinverbraucher z. B. im Stand-by-Betrieb wenig Leistung benötigt, kann eine Versorgung des Kleinverbrauchers durch die auflad­ baren Batterien erfolgen. Hierdurch entfällt die Ver­ lustleistung des Spannungwandlers, d. h. des Transforma­ tors oder des Schaltnetzteils, das vom Netz getrennt ist. Erst bei Erreichen einer kritischen Entladungs­ schwelle der aufladbaren Batterien wird bei geringer Leistungsaufnahme des Kleinverbrauchers das Stecker­ netzteil wieder zum Laden der aufladbaren Batterien an das Netz geschaltet.Because the small consumer depending on controlled the required performance of the small consumer can be, it is very possible to use the power adapter operate in an energy-saving manner. As soon as the small consumer e.g. B. needs little power in stand-by mode the small consumer is supplied by the recharge batteries. This eliminates the Ver pleasure performance of the voltage converter, d. H. of the transforma tors or the switching power supply that is disconnected from the mains is. Only when a critical discharge is reached the threshold of the rechargeable batteries becomes lower Power consumption of the small consumer the plug power pack to recharge the rechargeable batteries the network switched.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 - Querschnittsansicht des Steckernetzteils zur Versorgung von elektrischen Kleinverbrauchern mit integrierten aufladbaren Batterien; Fig. 1 - cross-sectional view of the plug-in power supply for supplying small electrical consumers with integrated rechargeable batteries;

Fig. 2 - Blockdiagramm der in das Steckernetzteil in­ tegrierten Schaltungsanordnung. Fig. 2 - block diagram of the integrated in the plug-in power supply circuit arrangement.

Die Fig. 1 läßt ein Steckernetzteil 1 erkennen, bei dem ein Netzteil 2 in einem Gehäuse 3 integriert ist, das in herkömmlicher Weise Steckerkontakte 4 zum Einstecken des Steckernetzteils 1 in die Steckdose eines Wechsel­ spannungs-Versorgungsnetzes hat. Aus dem Gehäuse 3 ist ein Kabel 5 zur Versorgung eines elektrischen Kleinver­ brauchers mit einer Niederspannung herausgeführt. Fig. 1 shows a plug-in power supply unit 1 , in which a power supply unit 2 is integrated in a housing 3 , which in a conventional manner has plug contacts 4 for plugging the plug-in power supply unit 1 into the socket of an alternating voltage supply network. From the housing 3 , a cable 5 is led out to supply an electrical Kleinver consumer with a low voltage.

Erfindungsgemäß sind in dem Gehäuse 3 aufladbare Batte­ rien 6 zur Versorgung des elektrischen Kleinverbrau­ chers integriert, so daß der Kleinverbraucher mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, auch wenn das Ver­ sorgungsnetz nicht verfügbar ist. Hierdurch können Kleinverbraucher wie Tischtelefone, Faxgeräte, Anrufbe­ antworter, Uhrenradios etc. in ständiger Betriebsbe­ reitschaft gehalten werden.According to the invention, 3 rechargeable batteries 6 are integrated in the housing for supplying the electrical small consumer, so that the small consumer is supplied with a supply voltage, even if the supply network is not available. As a result, small consumers such as desk phones, fax machines, answering machines, clock radios etc. can be kept on standby at all times.

In das Steckernetzteil 1 ist weiterhin eine Schaltungs­ anordnung 7 zur Steuerung des Ladevorgangs der auflad­ baren Batterien 6 und zur Steuerung der Versorgung der angeschlossenen Kleinverbraucher integriert. Die Schal­ tungsanordnung 7 ist in der Fig. 2 als Blockdiagramm im Detail skizziert. Die Schaltungsanordnung 7 besteht im wesentlichen aus einem Spannungswandler 8, wie z. B. einem Transformator oder einem Schaltnetzteil, mit ei­ nem Gleichrichter 9 zum Heruntertransformieren und Gleichrichten der Wechselspannung des Versorgungsnetzes, einer Ladeelektronik 10 für die aufladbaren Batte­ rien 6, einem Trennschalter 11 zum Trennen des Stecker­ netzteils 1 von dem Versorgungsnetz und aus Schaltern 12, 13 zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil 2 oder die Batterien 6. Die Ladeelektronik 10, der Trennschalter 11 und die Schalter 12, 13 zum An­ schalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil 2 oder die Batterien 6 werden von einer Steuerungselektronik 14 gesteuert. Hierzu wird die Netzspannung UN, die Bat­ teriespannung UB und/oder der Ladestrom IB sowie die Versorgungsspannung UV bzw. der Versorgungsstrom IV für den Kleinverbraucher gemessen und von der Steuerungs­ elektronik 14 ausgewertet. Wenn eine Netzspannung UN vorhanden ist, d. h. wenn das Versorgungsnetz verfügbar ist, dann wird das Netzteil 2 an das Versorgungsnetz geklemmt und der Spannungswandler 8 eingeschaltet. In diesem Fall wird der Kleinverbraucher aus dem Span­ nungswandler 8 bzw. dem Versorgungsnetz versorgt und im Bedarfsfalle die aufladbaren Batterien 6 geladen. An­ sonsten wird wenn keine Netzspannung UN vorhanden und das Versorgungsnetz somit somit nicht verfügbar ist, der Kleinverbraucher aus den aufladbaren Batterien 6 versorgt.In the plug-in power supply 1 , a circuit arrangement 7 for controlling the charging process of the rechargeable batteries 6 and for controlling the supply of the connected small consumers is also integrated. The circuit arrangement 7 is outlined in FIG. 2 as a block diagram in detail. The circuit arrangement 7 consists essentially of a voltage converter 8 , such as. B. a transformer or a switched-mode power supply, with egg nem rectifier 9 for transforming down and rectifying the AC voltage of the supply network, charging electronics 10 for the rechargeable batteries 6 , a disconnector 11 for separating the plug-in power supply 1 from the supply network and from switches 12 , 13 to connect the small consumer to the power pack 2 or the batteries 6 . The charging electronics 10 , the disconnector 11 and the switches 12 , 13 for switching on the small consumer to the power supply 2 or the batteries 6 are controlled by control electronics 14 . For this purpose, the mains voltage U N , the battery voltage U B and / or the charging current I B and the supply voltage U V or the supply current I V for the small consumer are measured and evaluated by the control electronics 14 . If a mains voltage U N is present, ie if the supply network is available, then the power supply unit 2 is clamped to the supply network and the voltage converter 8 is switched on. In this case, the small consumer is supplied from the voltage converter 8 or the supply network and the rechargeable batteries 6 are charged if necessary. Otherwise, if there is no mains voltage U N and the supply network is therefore not available, the small consumer is supplied from the rechargeable batteries 6 .

Die Steuerungselektronik 14 ist für ein stromsparendes Steckernetzteil 1 so ausgebildet, daß der Kleinverbrau­ cher aus den aufladbaren Batterien 6 versorgt und der Spannungswandler 8 ausgeschaltet wird, wenn der Ver­ brauch des Kleinverbrauchers, der anhand des Versor­ gungsstromes IV und der Versorgungsspannung UV zum Kleinverbraucher gemessen wird, unterhalb eines ersten Schwellwertes S1 und die Batteriespannung UB oberhalb eines zweiten Schwellwertes S2 ist. Anderenfalls wird, wenn eine Netzspannung UN vorhanden und das Versor­ gungsnetz verfügbar ist, der Spannungswandler 8 einge­ schaltet, die aufladbaren Batterien 6 geladen und der Kleinverbraucher aus dem Spannungswandler 8 bzw. dem Versorgungsnetz versorgt.The control electronics 14 is designed for a power-saving power supply 1 so that the Kleinverbrau cher supplied from the rechargeable batteries 6 and the voltage converter 8 is switched off when the consumption of the small consumer, the supply current I V and the supply voltage U V to the small consumer is measured, is below a first threshold value S 1 and the battery voltage U B is above a second threshold value S 2 . Otherwise, when a mains voltage U N is present and the supply network is available, the voltage converter 8 is switched on, the rechargeable batteries 6 are charged and the small consumer is supplied from the voltage converter 8 or the supply network.

Claims (5)

1. Steckernetzteil (1) zur Versorgung von elek­ trischen Kleinverbrauchern mit einer Niederspan­ nung, wobei das Steckernetzteil (1) ein Netzteil (2) zum Transformieren einer Wechselspannung eines Versorgungsnetzes in die Niederspannung hat, da­ durch gekennzeichnet, daß in das Steckernetzteil (1) aufladbare Batterien (6) integriert sind, um den Kleinverbraucher bei Nichtverfügbarkeit des Versorgungsnetzes mit Energie zu versorgen, und eine Schaltungsanordnung (7) in dem Steckernetz­ teil (1) zur Steuerung des Ladevorgangs der auf­ ladbaren Batterien (6) und der Versorgung des an­ geschlossenen Kleinverbrauchers vorgesehen ist.1. Plug-in power supply ( 1 ) for supplying small electrical consumers with a low voltage, the plug-in power supply ( 1 ) having a power supply ( 2 ) for transforming an AC voltage of a supply network into the low voltage, characterized in that in the plug-in power supply ( 1 ) rechargeable batteries ( 6 ) are integrated in order to supply the small consumer with energy when the supply network is not available, and a circuit arrangement ( 7 ) in the plug-in power supply part ( 1 ) for controlling the charging process of the rechargeable batteries ( 6 ) and the supply of the closed Small consumer is provided. 2. Steckernetzteil (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (7) ei­ nen Transformator zum Transformieren der Wechsel­ spannung des Versorgungsnetzes in die Niederspan­ nung hat.2. Plug-in power supply ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement ( 7 ) has egg NEN transformer for transforming the AC voltage of the supply network in the low voltage. 3. Steckernetzteil (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (7) ein Schaltnetzteil zum Transformieren der Wechselspan­ nung des Versorgungsnetzes in die Niederspannung hat.3. Plug-in power supply ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement ( 7 ) has a switching power supply for transforming the AC voltage of the supply network into the low voltage. 4. Steckernetzteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal­ tungsanordnung (7) einen Gleichrichter (9) zur Erzeugung einer Gleichspannung aus der Wechsel­ spannung des Versorgungsnetzes hat.4. Plug-in power supply ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement ( 7 ) has a rectifier ( 9 ) for generating a DC voltage from the AC voltage of the supply network. 5. Steckernetzteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal­ tungsanordnung (7) eine Ladeeinheit (10) zum ge­ steuerten Laden der Batterien (6), einen Trenn­ schalter (11) zum Trennen des Steckernetzteils (1) von dem Versorgungsnetz, Schalter (12, 13) zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil (2) oder die Batterien (6) und eine Steuereinheit (14) zur Steuerung der Ladeeinheit (10), des Trennschalters (11) und der Schalter (12, 13) in Abhängigkeit von der Versorgungsnetzspannung UN, der Batteriespannung UB und der Versorgungsspan­ nung UV und/oder des Versorgungsstroms IV für den Kleinverbraucher hat.5. Plug-in power supply ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement ( 7 ) has a charging unit ( 10 ) for ge-controlled charging of the batteries ( 6 ), a circuit breaker ( 11 ) for separating the plug-in power supply ( 1 ) of the supply network, switches ( 12 , 13 ) for switching on the small consumer to the power pack ( 2 ) or the batteries ( 6 ) and a control unit ( 14 ) for controlling the charging unit ( 10 ), the isolating switch ( 11 ) and the switches ( 12 , 13 ) as a function of the supply network voltage U N , the battery voltage U B and the supply voltage U V and / or the supply current I V for the small consumer.
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