DE10010278A1

DE10010278A1 - Circuit arrangement for rectifier with variable output parameters e.g. for starting DC motor, has terminals of AC sources, except the star-point terminals with multiphase systems

Info

Publication number: DE10010278A1
Application number: DE2000110278
Authority: DE
Inventors: Peter Mandl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-09-06

Abstract

Circuit arrangement for rectifier with variable output parameters and supplied by an alternating source, the first output of the power supply unit forms a nodal point for a number of current paths emanating from here, which are formed from series-connected diodes and form and combine to give a second node point which forms the second output of the power supply unit and the terminals of the alternating sources (11,12) are connected separately to the connection lines, which join two diodes with different terminals, such that the number of current paths equals the number of terminals of an alternating source minus the star-point connection with multi-phase systems and the number of diodes in one current path is equal to the number of alternating sources plus one.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Gleichrich ter mit veränderbaren Ausgangsparametern.The invention relates to a circuit arrangement for rectification ter with changeable output parameters.

Gleichspannungs-Netzgeräte sind in vielen Fällen so aufgebaut, dass sie intern eine Wechselquelle besitzen, die dann über einen Gleichrichter die Ausgangsspannung bereitstellt.DC power supplies are in many cases designed that they have a source of exchange internally, which is then via a Rectifier provides the output voltage.

Für ein Verfahren werden oft Gleichspannungs-Netzgeräte benötigt, die die Ausgangsspannung und/oder den Strom in weiten Grenzen an den Verbraucher anpassen müssen.DC power supplies are often required for a process, which the output voltage and / or the current within wide limits need to adjust the consumer.

Dies besorgt meist ein Regler. Der Regler kann jedoch unter Umständen die Anpassung nicht in einer Stufe bewältigen. In sol chen Fällen ist es von Vorteil den in Frage kommenden Ausgang sparameter des Netzgerätes durch Schalten grob zu verändern, so dass der Regler zurückgefahren werden muss, um an den vor dem Schalten herrschenden Wert des Ausgangsparameters anzuschließen und somit steht, für diese zweite Stufe, der gesamte Regelbe reich wieder zur Verfügung.This is usually done by a controller. The controller can, however, under Under certain circumstances, the adjustment cannot be managed in one step. In sol In certain cases, it is advantageous to consider the outcome in question to roughly change the parameters of the power supply by switching, see above that the controller has to be moved back to the one before the Switch to connect the prevailing value of the output parameter and thus, for this second stage, stands the entire rule rich again available.

Die U. S. Patente 4,009,431, 4,675,801 und 5,461,207 beschreiben Schaltungen, die mit einem Schaltvorgang am Ausgang dieser Schal tungen entweder niedrige Spannung/hoher Strom oder hohe Span nung/niedriger Strom realisieren können.U.S. Patents 4,009,431, 4,675,801 and 5,461,207 describe Circuits involving a switching operation at the output of this scarf either low voltage / high current or high voltage voltage / low current.

Die in den U. S. Patenten 4,009,431 und 5,461,207 zur Verdoppe lung der Ausgangsspannung verwendeten Schalter müssen für eine Sperrspannung, die im Bereich der halben maximalen Ausgangsspan nung liegt, dimensioniert sein.The doubles in U.S. Patents 4,009,431 and 5,461,207 The output voltage used for a switch Reverse voltage, which is in the range of half the maximum output span voltage is dimensioned.

Mit steigender Ausgangsspannung steigt der Preis dieser Schalter sehr an. Baut man die Schaltung in Kaskaden auf, so verringert sich die Sperrspannung an den Schaltern und damit auch ihr Preis. Die Gesamtschaltung muss deshalb aber nicht unbedingt preisgünstiger sein, da die Anzahl der Schalter und die der Dio den steigt und der Transformator komplexer wird.The price of these switches increases with increasing output voltage very much. If you build the circuit in cascades, it is reduced the reverse voltage on the switches and thus her Price. However, the overall circuit does not necessarily have to be cheaper because the number of switches and that of the Dio which rises and the transformer becomes more complex.

In allen drei oben angeführten Patenten liegen die Steueran schlüsse der Schalter nicht auf gleichem Potential mit einem der Schaltungsausgänge. Da aber an diesen meist ein Ausgangsparame ter gemessen und zum Steuern des Schaltvorganges herangezogen wird, erfordert dies, zumindest bei höheren Ausgangsspannungen, eine teuere, potentialtrennende Stelle im Steuerkreis.All three of the patents listed above are taxable do not connect the switch to the same potential with one of the Circuit outputs. But mostly an initial parameter ter measured and used to control the switching process , this requires, at least at higher output voltages, an expensive, electrically isolating point in the control circuit.

Somit sind die in den oben zitierten Patenten vorgeschlagenen Schaltungsanordnungen, bei vertretbarem Kostenaufwand, nur für relativ niedrige Ausgangsspannungen (z. B. 2000 V) realisierbar. Im Gegensatz zu Schaltern sind Dioden, für hohe und höchste Spannungen, relativ preisgünstig erhältlich.Thus, those proposed in the patents cited above are Circuit arrangements, at reasonable cost, only for Relatively low output voltages (e.g. 2000 V) can be achieved. Unlike switches, diodes are for high and highest Voltages, relatively inexpensive available.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu finden, die am Ausgang eines Netzteils die Modi hoher Strom/nied rige Spannung und niedriger Strom/hohe Spannung ermöglicht, ohne dass im galvanisch, mit dem Ausgang des Netzgerätes verbundenen Bereich ein Schalter benötigt wird.An object of the invention is to provide a circuit arrangement find the high current / low modes at the output of a power supply low voltage and low current / high voltage allows without that im galvanically connected to the output of the power supply Area a switch is needed.

Gemäß einer Unteraufgabe der Erfindung sollen bereits vorhandene Schalter, z. B. die eines Schaltnetzteils, für das Schalten der Ausgangsspannung verwendet werden.According to a sub-task of the invention, existing ones should be Switches, e.g. B. that of a switching power supply, for switching the Output voltage can be used.

Schließlich, gemäß einer anderen Unteraufgabe, sollen Schalter für das Schalten von Ausgangsparametern einer Netzteilkomponente auf der Primärseite oder, bei Netzteilen mit geringer Ausgangs spannung z. B. unter 2000 V, auf der Sekundärseite eines Transfor mators vorgesehen werden.Finally, according to another sub-task, switches are supposed to for switching the output parameters of a power supply component on the primary side or, for power supplies with low output voltage z. B. below 2000 V, on the secondary side of a Transfor mators are provided.

Die Erfindung sieht eine Schaltungsanordnung vor, in der der er ste Ausgang der Netzteilkomponente einen ersten Knotenpunkt für eine Anzahl von hier ausgehenden Strompfaden, die aus in Reihe geschalteter Dioden aufgebaut sind, bildet und zusammengeführt ergeben diese Strompfade einen zweiten Knotenpunkt der den zwei ten Ausgang der Netzteilkomponente darstellt und die Anschlüsse der Wechselquellen, ausgenommen die Sternpunkt-Anschlüsse bei Mehrphasensystemen, werden einzeln an die Verbindungsleitungen die zwei Dioden mit unterschiedlichen Anschlüssen verbinden, an geschlossen, wobei die Anzahl der Strompfade der Zahl der An schlüsse einer Wechselquelle, abzüglich den Sternpunkt-Anschluss bei Mehrphasensystemen, gleich und die Anzahl der Dioden in ei nem Strompfad gleich der um 1 erhöhten Zahl der Wechselquellen ist. Um die Ausgangsparameter nun zu ändern, muss der Phasenwin kel zwischen den gleichartigen Spannungen der Wechselquellen verändert werden.The invention provides a circuit arrangement in which he output of the power supply component for a first node a number of current paths starting from here that come out in series switched diodes are constructed, forms and merged these current paths result in a second node of the two represents the output of the power supply component and the connections of the alternating sources, with the exception of the star point connections Multi-phase systems are connected individually to the connecting lines connect the two diodes with different connections closed, the number of current paths the number of An connections of an alternating source, minus the star point connection in multiphase systems, the same and the number of diodes in egg Current path is equal to the number of sources of change increased by 1 is. To change the output parameters, the phase win between the same voltages of the alternating sources to be changed.

Die auf diese Weise erzielten Vorteile bestehen darin, dass zum Verändern eines Ausgangsparameters kein Schalter im gleichrich tenden Teil der Netzteilkomponente mehr benötigt wird. Damit be stimmen Dioden die maximal erreichbare Ausgangsspannung und die se kann auf mannigfaltige Weise, stetig oder sprungartig d. h. geschaltet, durch eine Phasenverschiebung zwischen den Spannun gen unterschiedlicher Wechselquellen verändert werden.The advantages achieved in this way are that for Changing an output parameter no switch in the rectifier tendency part of the power supply component is more needed. So that be the maximum achievable output voltage and the diodes It can be varied, steady or abrupt. d. H. switched by a phase shift between the voltages against different sources of change.

Gemäß einer Ausführungsform, sollen zwei Wechselquellen als Schaltnetzteile in Halbbrückentopologie mit Transformator so aufgebaut sein, dass die Schaltnetzteile, den zum ergänzen der Halbbrücke verwendeten, Spannungsteiler gemeinsamen haben und für mindestens eine Schaltstufe der Netzteilkomponente sollen die Schalter der beiden Halbbrücken so angesteuert werden als wären die beiden Schaltnetzteile ein Schaltnetzteil in Voll brückentopologie.According to one embodiment, two sources of change are said to be Switching power supplies in half-bridge topology with transformer see above be set up that the switching power supplies to complement the Half bridge used, voltage dividers have common and for at least one switching stage of the power supply component the switches of the two half bridges are controlled as the two switching power supplies would be a switching power supply in full bridge topology.

Mit dieser Schaltungsanordnung kann man sehr einfach und ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand den Phasenwinkel zwischen den gleichartigen Spannungen dadurch verändern, dass man die Phasen lage der Steuerpulse für die Schalter der Schaltnetzteile zu einander verändert. Schalten jeweils zwei Schalter aus je einem Schaltnetzteil zur gleichen Zeit und sind diese Schalter an un terschiedlichen Polen der Zwischenkreisspannung angeschlossen, so arbeitet die Schaltungsanordnung wie ein Schaltnetzteil in Vollbrückentopologie. Der Vorteil dieser Arbeitsweise besteht darin, dass der gemeinsame Spannungsteiler so gut wie nicht mehr belastet wird und somit seine Lebenserwartung steigt. Man sollte diese Betriebsart in jener Schaltstufe wählen, die die größere Belastung für den Spannungsteiler, unter der Annahme getrennt funktionierender Schaltnetzteile, darstellt.With this circuit arrangement you can very easily and without the phase angle between the change similar voltages by changing the phases position of the control pulses for the switches of the switching power supplies changed each other. Switch two switches each from one Switching power supply at the same time and these switches are on un different poles of the DC link voltage connected, so the circuit arrangement works like a switching power supply in Full bridge topology. The advantage of this way of working is in that the common voltage divider is almost no longer is stressed and thus his life expectancy increases. One should select this operating mode in the switching stage that the larger one Load on the voltage divider, assuming separately functioning switching power supplies.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, soll eine Schaltungsanord nung mit einem programmierbaren, konstanten Ausgangsparameter aufgebaut werden. Für eine Ausgangsspannung im Bereich von 0 bis höchstens zur maximalen Spannung einer Wechselquelle soll der Phasenwinkel zwischen den gleichartigen Spannungen der Wechsel quellen vorzugsweise konstant und gleich dem Phasenwinkel der zur Parallelschaltung der Wechselquellen führt, gesteuert wer den. Der konstant zu haltende Ausgangsparameter wird, mittels einer Modulationsart wie in Schaltnetzteilen angewandt, geregelt und ab einer Ausgangsspannung höchstens gleich der maximalen Spannung einer Wechselquelle wird der konstant zu haltende Aus gangsparameter durch Verändern des Phasenwinkels zwischen gleichartigen Spannungen der Wechselquellen geregelt.According to a further embodiment, a circuit arrangement is intended with a programmable, constant output parameter being constructed. For an output voltage in the range from 0 to at most for the maximum voltage of an alternating source Phase angle between the same voltages of the changes swell preferably constant and equal to the phase angle of the leads to the parallel connection of the alternating sources, controlled who the. The constant output parameter is kept by means of a type of modulation as used in switching power supplies, regulated and from an output voltage at most equal to the maximum Voltage from an alternating source becomes the constant to be kept off transition parameters by changing the phase angle between same voltages of the alternating sources regulated.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, sind die Wechselquellen Transformatoren, deren Primärwicklungen aus einem gemeinsamen Netz gespeist werden und bei mindestens einem der Transformato ren soll die Möglichkeit bestehen die Primär- oder die Sekundär wicklung umzupolen.According to another embodiment, the sources of change are Transformers whose primary windings consist of a common Mains are fed and at least one of the Transformato Ren should be the possibility of primary or secondary reversing the winding.

In der Ausführungsform mit rotierenden Synchrongeneratoren als Wechselquellen wird der Phasenwinkel gleichartiger Spannungen der Wechselquellen verändert, indem man den Drehwinkel minde stens eines Ankers gegenüber dem der anderen Anker verändert. Ferner soll der Phasenwinkel zwischen den gleichartigen Spannun gen der Wechselquellen oder der Umpolungsvorgang der Wicklung mindestens eines Transformators von einem Programm, dessen näch ster Programmschritt in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Ver gleichs zwischen einem Ausgangsparameter der Netzteilkomponente und einem vorgegebenen Wert eingeleitet wird, abhängen.In the embodiment with rotating synchronous generators as The phase angle becomes the alternating source of similar voltages of the sources of change changed by reducing the angle of rotation changed at least one anchor compared to that of the other anchors. Furthermore, the phase angle between the similar voltages against the alternating sources or the polarity reversal of the winding at least one transformer from a program whose next first program step depending on the result of a ver equally between an output parameter of the power supply component and a predetermined value is initiated.

Die Netzteilkomponente kann gemäß einem Unteranspruch der Erfin dung, mit einem bevorzugt konstanten Phasenwinkel zwischen den gleichartigen Spannungen der Wechselquellen, als Gleichrichter betrieben werden. Der Vorteil dieser Art von Gleichrichtung be steht in der geringeren Zahl von Dioden, die gegenüber einer Schaltungsanordnung mit Brückengleichrichtern für jede Wechsel quelle, benötigt werden.The power supply component can according to a subclaim of the Erfin dung, with a preferably constant phase angle between the same voltages of the alternating sources, as a rectifier operate. The advantage of this type of rectification be stands in the smaller number of diodes that oppose one Circuit arrangement with bridge rectifiers for every change source, are needed.

Schließlich kann die Netzteilkomponente, gemäß einem weiteren Unteranspruch der Erfindung, zum Durchführen von Verfahren in de ren Verlauf die Größen Strom und/oder Spannung verändert werden müssen angewendet werden. Derartige Verfahren sind z. B. das Hochfahren bzw. das Stabilisieren der Drehzahl oder des Moments eines Gleichstrommotors, oder das Hochfahren einer Quecksilber dampflampe oder das Laden eines Kondensators d. h. es sind Ver fahren in deren Verlauf sich die Spannung und/oder der Strom in relativ weiten Grenzen verändert. Die Durchführung von Verfahren mit dieser Netzteilkomponente sichert eine feinfühlige Anpassung der Schaltung an das Verfahren sowie eine preisgünstige Lösung. Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:Finally, the power supply component, according to another Subclaim of the invention for performing methods in de ren course the variables current and / or voltage are changed must be applied. Such methods are e.g. B. that Starting up or stabilizing the speed or torque a DC motor, or starting up a mercury steam lamp or charging a capacitor d. H. they are ver drive in the course of which the voltage and / or the current changed relatively wide limits. The implementation of procedures with this power supply component ensures a sensitive adjustment the circuit to the process as well as an inexpensive solution. Below are several embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawing. They represent:

Fig. 1 Schaltungsanordnung einer Netzteilkomponente gemäß Erfin dung mit zwei einphasigen Wechselquellen, deren Spannungspfeile zum Parallelschalten der Wechselquellen orientiert sind. Fig. 1 circuit arrangement of a power supply component according to the inven tion with two single-phase alternating sources, the voltage arrows are oriented to the parallel connection of the alternating sources.

Fig. 2 Schaltungsanordnung einer Netzteilkomponente gemäß Erfin dung mit zwei einphasigen Wechselquellen, deren Spannungspfeile zum in Reihe schalten der Wechselquellen orientiert sind. Fig. 2 circuit arrangement of a power supply component according to the inven tion with two single-phase alternating sources, the voltage arrows are oriented to connect the alternating sources in series.

Fig. 3 Schaltungsanordnung einer Netzteilkomponente gemäß Erfindung mit zwei dreiphasige Wechselquellen. Fig. 3 circuit arrangement of a power supply component according to the invention with two three-phase alternating sources.

Fig. 4 Prinzipschaltbild einer Netzteilkomponente gemäß Erfindung mit zwei Schaltnetzteilen in Halbbrückentopologie und gemeinsa men Spannungsteiler. Fig. 4 block diagram of a power supply component according to the invention with two switching power supplies in half-bridge topology and common voltage divider.

Fig. 5 Prinzipschaltbild einer Netzteilkomponente gemäß Erfindung mit sechs Wechselquellen. Fig. 5 block diagram of a power supply component according to the invention with six sources of change.

Tab 1 Programm für das Schalten von Stufen bei einer Netzteil komponente gemäß Fig. 5.Tab 1 Program for switching stages in a power supply component according to FIG. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte Netzteilkomponente zeigt, anhand von zwei einphasigen Wechselquellen, den Grundgedanken der Erfin dung. Der erste Knotenpunkt K1 stellt den ersten Ausgang der Netzteilkomponente dar und gleichzeitig ist er Ausgangspunkt von zwei Strompfaden die aus den in Reihe geschalteten Dioden 1, 2 und 3, für den ersten Strompfad und 4, 5 und 6, für den zweiten Strompfad, bestehen. Die Strompfade vereinen sich in einem zwei ten Knotenpunkt K2, der den zweiten Ausgang der Netzteilkompo nente darstellt. Die zwei Wechselquellen 11 und 12 werden mit ihren ersten Anschlüssen jeweils an die Verbindung zwischen den Dioden 1 und 2 bzw. 2 und 3 und mit ihren zweiten Anschlüssen an die Verbindung zwischen den Dioden 4 und 5 bzw. 5 und 6 ange schlossen. Eine Last 10 ist an die Knotenpunkte K1 und K2 ange schlossen. Die Spannungspfeile U11 und U12 sind so orientiert, dass sich die Ströme der Wechselquellen addieren.The power supply component shown in Fig. 1 shows, based on two single-phase alternating sources, the basic idea of the inven tion. The first node K1 represents the first output of the power supply component and at the same time it is the starting point for two current paths which consist of diodes 1 , 2 and 3 connected in series for the first current path and 4 , 5 and 6 for the second current path. The current paths come together in a second node K2, which represents the second output of the power supply component. The two alternating sources 11 and 12 are connected with their first connections to the connection between diodes 1 and 2 or 2 and 3 and with their second connections to the connection between diodes 4 and 5 or 5 and 6 respectively. A load 10 is connected to the nodes K1 and K2. The voltage arrows U11 and U12 are oriented so that the currents of the alternating sources add up.

Es gilt die Annahme, dass die Wechselspannung U11 gleich der Wechselspannung U12 ist und beide in Phase sind. Für die erste Halbperiode der Wechselspannung U11 (oder U12) bilden sich folgende Stromkreise:
Ausgehend vom ersten Anschluss der Wechselquelle 11 fließt der Strom I11 über die Diode 2 und 3 zum zweiten Knotenpunkt K2, dann über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und schließlich über die Diode D4 zum zweiten Anschluss der Wechselquelle 11. Der Strom I12 fließt, ausgehend vom ersten Anschluss der Wech selquelle 12, über die Diode 3 zum zweiten Knotenpunkt K2, dann über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und über die Dioden 4 und 5 zurück zum zweiten Anschluss der Wechselquelle 12.The assumption is that the AC voltage U11 is equal to the AC voltage U12 and both are in phase. The following circuits are formed for the first half period of the alternating voltage U11 (or U12):
Starting from the first connection of the alternating source 11 , the current I11 flows via the diodes 2 and 3 to the second node K2, then via the load 10 to the first node K1 and finally via the diode D4 to the second connection of the alternating source 11 . The current I12 flows, starting from the first connection of the alternating source 12 , via the diode 3 to the second node K2, then via the load 10 to the first node K1 and via the diodes 4 and 5 back to the second connection of the alternating source 12 .

In der zweiten Halbperiode der Wechselspannung U11 (oder U12) haben wir hingegen folgende Stromkreise:
Ausgehend vom zweiten Anschluss der Wechselquelle 11 fließt der Strom I11 über die Dioden 5 und 6 zum zweiten Knotenpunkt K2, dann über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und schließlich über die Diode 1 zum ersten Anschluss der Wechselquelle 11. Der Strom I12 fließt, ausgehend vom zweiten Anschluss der Wech selquelle 12, über die Diode 6 zum zweiten Knotenpunkt K2, dann über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und über die Dioden 1 und 2 zurück zum ersten Anschluss der Wechselquelle 12.In the second half of the alternating voltage U11 (or U12) we have the following circuits:
Starting from the second connection of the alternating source 11 , the current I11 flows via the diodes 5 and 6 to the second node K2, then via the load 10 to the first node K1 and finally via the diode 1 to the first connection of the alternating source 11 . The current I12 flows, starting from the second connection of the alternating source 12 , via the diode 6 to the second node K2, then via the load 10 to the first node K1 and via diodes 1 and 2 back to the first connection of the alternating source 12 .

Demnach kann Ua1 maximal den gleichgerichteten Wert der Spannung U11 (oder U12) abzüglich dem Spannungsabfall dreier Dioden er reichen und durch die Last 10 kann maximal der gleichgerichtete Summenstrom I11 + I12 fließen.Accordingly, Ua1 can reach a maximum of the rectified value of the voltage U11 (or U12) minus the voltage drop of three diodes, and a maximum of the rectified total current I11 + I12 can flow through the load 10 .

In Fig. 2 wurde die Phase der Spannung U22 um 180 elektrische Grade gegenüber U12 verschoben. Damit wird erreicht, dass die Wechselquellen U11 und U12 den gemeinsamen Strom I21 führen und die Spannungen U11 und U22 sich an der Last addieren.In Fig. 2 the phase of voltage U22 is shifted 180 electrical degrees relative to U12. This ensures that the alternating sources U11 and U12 carry the common current I21 and the voltages U11 and U22 add up at the load.

Folgender Stromkreis bildet sich in der ersten Halbperiode der Wechselspannung U11:
Ausgehend vom ersten Anschluss der Wechselquelle 11 fließt der Strom I21 über die Diode 2 zum ersten Anschluss der Wechselquel le 12, durch diese hindurch, wobei sich die Spannung U22 zu U11 addiert, dann über die Diode 6 zum zweiten Knotenpunkt K2, wei ter über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und über die Dio de 4 zum zweiten Anschluss der Wechselquelle 11 zurück.The following circuit forms in the first half period of the alternating voltage U11:
Starting from the first connection of the alternating source 11 , the current I21 flows through the diode 2 to the first connection of the alternating source 12 , through it, the voltage U22 adding to U11, then via the diode 6 to the second node K2, further via the Load 10 back to the first node K1 and via the Dio de 4 to the second connection of the alternating source 11 .

In der zweite Halbperiode I21 dann über folgenden Kreis:
Ausgehend vom zweiten Anschluss der Wechselquelle 11 fließt der Strom I21 über die Diode 5 zum zweiten Anschluss der Wechsel quelle 12, durch diese hindurch, wobei sich die Spannung U22 zu U11 addiert, dann über die Diode 3 zum zweiten Knotenpunkt K2, weiter über die Last 10 zum ersten Knotenpunkt K1 und über die Diode 1 zum ersten Anschluss der Wechselquelle 11 zurück. Durch die Last kann maximal der gleichgerichtete Strom einer Wechselquelle fließen und die Spannung Ua2 kann maximal die gleichgerichtete Summe der Spannungen U11 und U12 abzüglich dem Spannungsabfall dreier Dioden erreichen.In the second half period I21 then via the following group:
Starting from the second connection of the alternating source 11 , the current I21 flows through the diode 5 to the second connection of the alternating source 12 , through it, with the voltage U22 adding to U11, then via the diode 3 to the second node K2, further via the load 10 back to the first node K1 and via the diode 1 to the first connection of the alternating source 11 . A maximum of the rectified current of an alternating source can flow through the load and the voltage Ua2 can at most reach the rectified sum of the voltages U11 and U12 minus the voltage drop of three diodes.

Ändert man die Phasenlage von U12 gegenüber U11 stetig, so kommt es wegen der vektoriellen Addition der Spannungen U11 mit U12 zu einer stetig sich verändernden Spannung an der Last 10.If the phase position of U12 is constantly changed compared to U11, the vectorial addition of voltages U11 with U12 leads to a constantly changing voltage at load 10 .

Der Regelbereich liegt zwischen Ua1 und Ua2. Somit muss für den Bereich 0 bis Ua1, falls eine Veränderung der Spannung erwünscht ist, eine klassische Regelung der Spannung der Wechselquellen herangezogen werden.The control range is between Ua1 and Ua2. So for the Range 0 to Ua1 if a change in voltage is desired is a classic regulation of the voltage of the alternating sources be used.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 oder Fig. 2 kann man auch zur simplen Gleichrichtung zweier Wechselquellen benutzen. Gegenüber einer Schaltung mit je einer Gleichrichterbrücke für eine Wech selquelle hat man den Vorteil einer geringeren Gesamtzahl von Dioden sowie einer geringeren Zahl von Dioden in einem leitenden Strompfad. Bildet man die Wechselquellen als einlagige, lagen- oder scheibenförmige Wicklungen eines einzigen Transformators aus, so gewährleistet die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 oder Fig. 2 in der Ausführung als simpler Gleichrichter noch den Vor teil, dass die Kapazität zwischen den Lagen nicht umgeladen wird und somit sind derartige Transformatoren für hohe Betriebsfre quenzen geeignet.The circuit arrangement according to FIG. 1 or FIG. 2 can also be used for simple rectification of two alternating sources. Compared to a circuit with a rectifier bridge for an alternating source, one has the advantage of a lower total number of diodes and a smaller number of diodes in a conductive current path. If the alternating sources are formed as single-layer, layer-shaped or disk-shaped windings of a single transformer, the circuit arrangement according to FIG. 1 or FIG. 2 in the embodiment as a simple rectifier still ensures that the capacitance between the layers is not reloaded and thus such transformers are suitable for high operating frequencies.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Erfindung bei der zwei dreipha sige Wechselquellen 13 und 14 zum Einsatz kommen. Die Richtung der Spannungspfeile ist so gewählt, dass sich die Ströme der Wechselquellen in der Last addieren. Mit dieser Schaltungsanord nung kann man, gemäß einem Unteranspruch der Erfindung, durch Ändern der Phasenlage der Spannungen U34, U35 und U36 gegenüber den gleichartigen Spannungen aus dem Spannungssystem U31, U32 und U33 die Spannung an der Last 10 stetig ändern oder schalten. Die Schaltung kann auch als einfacher Gleichrichter benutzt werden wobei in diesem Fall die gleichen Vorteile wie für die Schal tungsanordnung nach Fig. 1 oder Fig. 2, als simpler Gleichrichter aufgezählt werden können. Fig. 3 shows an embodiment of the invention in which two three-phase alternating sources 13 and 14 are used. The direction of the voltage arrows is chosen so that the currents of the alternating sources add up in the load. With this circuit arrangement one can, according to a subclaim of the invention, change or switch the voltage at the load 10 continuously by changing the phase position of the voltages U34, U35 and U36 compared to the same voltages from the voltage system U31, U32 and U33. The circuit can also be used as a simple rectifier, in which case the same advantages as for the circuit arrangement according to FIG. 1 or FIG. 2 can be enumerated as a simple rectifier.

Eine andere Schaltungsanordnung mit zwei Schaltnetzteilen als Wechselquellen wird in einer Prinzipschaltung in Fig. 4 wiederge geben. Erfindungsgemäß sind beide Schaltnetzteile mit einem ge meinsamen, in diesem Fall einem kapazitiven, Spannungsteiler 19 und 20 ausgestattet.Another circuit arrangement with two switching power supplies as alternating sources is in a basic circuit in Fig. 4 again. According to the invention, both switching power supplies are equipped with a common, in this case a capacitive, voltage divider 19 and 20 .

Die vier Schalter 15, 16, 17 und 18 werden alle von einer Pulszen trale gesteuert. Angenommen die angeführten Spannungspfeile für U41 und U42 gelten für den Fall, dass die Schalter 15 und 17 gleichzeitig schalten und nachdem diese sperren, werden ebenfalls gleichzeitig die Schalter 16 und 18 leitend. Die Span nung Ua4 hat in dieser Stufe den gleichgerichteten Wert der Spannung U41 (oder U42 da diese Spannungen gleich sind).The four switches 15 , 16 , 17 and 18 are all controlled by a pulse center. Assume that the voltage arrows for U41 and U42 apply in the event that switches 15 and 17 switch simultaneously and after they block, switches 16 and 18 also become conductive at the same time. The voltage Ua4 in this stage has the rectified value of the voltage U41 (or U42 since these voltages are the same).

Behalten die Schalter 15 und 16 den gleiche Rhythmus wie vorhin, jedoch in der Kombination Schalter 15 und 18 schalten gleichzei tig auf leitend und nachdem diese sperren, schalten die Schal ter 16 und 17 ebenfalls gleichzeitig auf leitend, so kehrt sich die Phase von U42 gegenüber dem oben geschilderten Fall um 180 elektrische Grade um. Damit steht an der Last 10 die Summe der Spannungen U41 + U42 an und die beiden Netzteile verhalten sich so als währen sie ein Netzteil in Brückenschaltung. Dieser Zustand sollte in der Stufe stattfinden, in der der Spannungsteiler, be stehend aus den Kapazitäten 19 und 20, einer größeren Belastung ausgesetzt worden wäre, hätte es die Umschaltung in den Zustand einer Brückenschaltung nicht gegeben.Keep the switches 15 and 16 the same rhythm as before, but in the combination switches 15 and 18 simultaneously switch to conductive and after they block, the switch ter 16 and 17 also switch to conductive at the same time, the phase of U42 reverses the case described above by 180 electrical degrees. The load 10 therefore has the sum of the voltages U41 + U42 and the two power supplies behave as if they were a bridge-connected power supply. This state should take place in the stage in which the voltage divider, consisting of the capacitances 19 and 20 , would have been subjected to a greater load if there had not been a switchover to the state of a bridge circuit.

Die größere Belastung kann entweder eine größere Ausgangs leistung oder eine längere Betriebsphase in einer der Stufen bedeuten.The larger load can either be a larger output performance or a longer operating phase in one of the stages mean.

In der Konfiguration als Netzteil in Brückenschaltung ist der Spannungsteiler bestehend aus den Kapazitäten 19 und 20 so gut wie nicht mehr dynamisch belastet.In the configuration as a power supply unit in a bridge circuit, the voltage divider consisting of capacitors 19 and 20 is practically no longer subjected to dynamic loads.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 zeigt ein Beispiel mit sechs Wechselquellen die erfindungsgemäß an die Diodenketten ange schlossen wurden und damit eine Netzteilkomponente mit vier mög lichen Schaltstufen bilden.The circuit arrangement of FIG. 5 shows an example with six alternating sources which have been joined according to the invention attached to the diodes chains and thus form a power supply unit with four mög union switching stages.

Ein Programm für das Schalten der Stufen ist in der Tabelle 1 wiedergegeben.A program for switching the stages is in Table 1 reproduced.

Tabelle 1 wurde unter folgenden Annahmen erstellt.Table 1 was created under the following assumptions.

1. U51 = U52 = U53 = U54 = U55 = U56 = U
2. The maximum current of an alternating source is I
3. The forward voltages (Uf) of the diodes are, despite different diode currents, the same.

Tabelle 1 Table 1

Claims

1. Circuit arrangement for rectifiers with changeable output parameters, the energy from alternating sources is characterized in that the first output of the power supply component forms a first node for a number of current paths originating here, which are constructed from diodes connected in series, and combined, these current paths result in one second node that represents the second output of the power supply component and the connections of the alternating sources, except for the star point connections in multiphase systems, are individually connected to the connecting lines connecting the two diodes with different connections, the number of current paths being the number of connections an alternating source, minus the star point connection in multiphase systems, and the number of diodes in a current path is equal to the number of alternating sources increased by 1.

2. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off Gang parameters according to claim 1, characterized in that Change the output parameters of the phase angle between the same voltages of the alternating sources is changed.

3. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off Gang parameters according to claim 1 and 2 with at least two syn chronized switching power supplies built as sources of change characterized in that by shifting the An control pulses of the switches of a switching power supply the phase of Output voltage of this switching power supply is changed.

4. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gear parameters according to claims 1 to 3 with two changes swell as a switching power supply in half-bridge topology Transformer are characterized in that the Switching power supplies use a common voltage divider to complete the half bridge.

5. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gear parameters according to claims 1 to 4 characterized net that the switches of the two half bridges at least in egg ner switching stage of the power supply component can be controlled as the two switching power supplies would be a switching power supply in full bridge topology.

6. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gear parameters according to claims 1 to 5 characterized net that for an output voltage in the range from 0 to max least to the maximum voltage of an alternating source of the phase win between the same voltages of the alternating sources preferably constant and equal to the phase angle to the Paral Switching of the alternating sources leads, controlled and an output parameters, using a type of modulation as in switching power supplies is used, regulated and at most from an output voltage the off becomes equal to the maximum voltage of an alternating source transition parameters by changing the phase angle between same voltages of the alternating sources regulated.

7. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gear parameters according to claim 1 and 2, the alternating sources Transformers are and their primary windings from a ge shared network are characterized in that min at least one of the transformers has the option reversing the polarity of the primary or secondary winding.

8. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gang parameters according to claims 1 and 2, the Alternating sources are rotating synchronous generators characterized in that to change the phase angle between same voltages of the synchronous generators at least a synchronous generator the angle of rotation of the armature compared to the of the other synchronous generators is changed.

9. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gait parameters according to claims 1 to 6 or 1, 2 and 7 be drawn 1, 2 and 8 characterized in that the phases angle between the same voltages of the alternating sources or the polarity reversal of the winding of at least one trans formators of a program whose next program step in Depends on the result of a comparison between an off gear parameters of the power supply component and a predetermined Value is initiated depend.

10. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gait parameters according to claims 1 and 2 thereby characterized in that the phase angle between the like Voltages of the alternating sources prefer a constant value receives and the arrangement is operated as a rectifier.

11. Circuit arrangement for rectifiers with changeable off gait parameters according to claims 1 to 6 or 1, 2 and 7 be drawn 1, 2 and 8 characterized in that the Circuit arrangement for performing methods in their The current and / or voltage parameters can be changed need to be applied.