DE10017186A1

DE10017186A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Spannungsstellung eines elektrischen Verbrauchers

Info

Publication number: DE10017186A1
Application number: DE10017186A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Braun; Ernst Brunner
Original assignee: MSB ELEKTRONIK und GERAETEBAU
Current assignee: MSB ELEKTRONIK und GERAETEBAU
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungsstellung einer primären Gleich- oder Wechselspannung, zur Versorgung des Stromverbrauchers, z. B. Lüftermotor, mit einer einstellbaren Ausgangsspannung. Der Stromverbraucher weist entweder eine Eigeninduktivität auf oder ist mit mindestens einer Induktivität in Serie geschaltet. Mittels einer Steuereinrichtung und mindestens zweier durch diese mit einem vorgebbaren Tastverhältnis alternierend betätigter Schalter wird der Stromverbraucher mit hoher Frequenz abwechseln zunächst an die Primärspannung angeschlossen und anschließend von dieser getrennt und kurzgeschlossen, wobei die Induktivität als Energiespeicher fungiert und einen stetigen, von zusätzlichen Oberwellen weitgehend freien Stromfluß gewährleistet. Die am Stromverbraucher anliegende Spannung läßt sich durch entsprechende Wahl des Tastverhältnisses beliebig zwischen 0% und 100% der Primärspannung wählen.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungsstellung von Gleich- oder Wechselspannung zur Zwischenschaltung zwischen eine Primärspannungsquelle und einen Stromverbraucher, z. B. Lüftermotor, zur Versorgung des Stromverbrauchers mit einer einstellbaren Ausgansspannung.

Stand der Technik

Es sind verschiedene Verfahren zur Spannungsstellung für Gleichspannung bekannt. Eine Gruppe von Verfahren beruht auf einer Regelung bzw. Stabilisierung der Spannung unter Verwendung von linear betriebenen Halbleitern, etwa sogenannten Längstransistoren, welche in Serienreglern zum Einsatz kommen. Ein Nachteil hierbei ist der begrenzte Wirkungsgrad bzw. die relativ große Verlustleistung, wodurch der dem Ausgang entnehmbaren elektrischen Leistung enge Grenzen gesteckt sind und Kühlungsprobleme entstehen können. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Umstand, daß die Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung stets einen gewissen Mindest-Spannungsverlust erleidet. Ein weiterer Nachteil ist die ausschließliche Verwendbarkeit für Gleichspannung; bei Betrieb mit Wechselspannung kommt nur eine - zudem verzerrte - Halbwelle am Ausgang an.

Im Vergleich hierzu wird durch den Einsatz von Schaltreglern zur Regelung bzw. Stabilisierung von Gleichspannung ein höherer Wirkungsgrad erreicht. Dem steht jedoch als Nachteil entgegen, daß Schaltregler die Eingangsspannung zunächst periodisch mit einem bestimmten Tastverhältnis unterbrechen und die Ausgangsspannung daher geglättet werden muß, was insbesondere bei hoher Leistung einen erheblichen Aufwand bedeutet. Ein weiterer Nachteil von Schaltreglern besteht in der durch die Unterbrechung der Eingangsspannung bedingten intensiven Produktion von Oberwellen und der dadurch verursachten HF-Störspannungen.

Eine Möglichkeit zur Spannungsstellung von Wechselspannung besteht in der Verwendung eines Transformators, auf dessen Sekundärseite die Spannung durch einen verstellbaren Schleifer abgegriffen wird. Ein Nachteil hierbei besteht darin, daß der bereits für die Entnahme kleiner Leistungen erforderliche Transformator erhebliches Gewicht und erhebliche räumliche Abmessungen aufweist. Ein weiterer Nachteil hierbei besteht darin, daß durch die Transformation - je nach verwendetem Material des Spulenkerns - deutliche Verzerrungen der Wechselspannungs-Pulsform und damit Oberwellen entstehen, welche in vielen Fällen unerwünscht sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Spannungsstellung von Wechselspannung besteht im Phasenanschnitt der Halbwellen durch geeignete Halbleiter- Schalter. Von Nachteil ist hierbei die sehr starke Änderung der Pulsform der Halbwellen und die hiermit verbundene intensive Produktion von Oberwellen und HF-Störstrahlungen.

Die Überlagerung der vom Spannungssteller abgegebenen Spannung durch Oberwellen kann z. B. dann unerwünscht und von Nachteil sein, wenn mit dieser Spannung ein Elektromotor, wie z. B. ein Lüftermotor, betrieben werden soll. In solchen Fällen können sich die Oberwellen auf die Achse des Motors und die von ihr angetriebenen oder an ihr befestigten Teile, wie z. B. Lüfterflügel, übertragen und sich durch Vibration - mit der möglichen Folge einer verringerten Lebensdauer - und/oder Geräuschbelästigung bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungsstellung sowohl für Wechsel- als auch für Gleichspannung mit extrem hohem Wirkungsgrad bereitzustellen, wobei das Verhältnis Ausgangsspannung zu Eingangsspannung stufenlos über den gesamten Bereich zwischen 0 und 1 einstellbar ist, sehr hohe Ausgangsleistungen bei sehr geringem Raumbedarf realisierbar sind und die Ausgangsspannung der Eingangsspannung mit so großer Präzision und Geschwindigkeit proportional folgen kann, daß die Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung nur sehr wenig mit Oberwellen belastet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Spannungsstellung von Gleich- oder Wechselspannung zur Zwischenschaltung zwischen eine Primärspannungsquelle und einen Stromverbraucher zur Versorgung desselben, mit einstellbarer Ausgansspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher eine Eigeninduktivität aufweist oder mit mindestens einer Induktivität in Serie geschaltet ist, über mindestens einen ersten steuerbaren Schalter an die Primärspannungsquelle angeschlossen und über mindestens einen zweiten steuerbaren Schalter und die Induktivität kurzgeschlossen ist, wobei eine Steuereinrichtung die Schalter in einem ständig ablaufenden Schaltzyklus so betätigt, daß in jedem Schaltzyklus der erste Schalter für eine erste vorgebbare Zeitdauer geöffnet und für eine zweite vorgebbare Zeitdauer geschlossen ist und der zweite steuerbare Schalter immer dann geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn der erste steuerbare Schalter geschlossen bzw. geöffnet ist, so daß der Stromverbraucher jeweils während der ersten Zeitdauer an die Spannungsquelle angeschlossen ist, wobei die Induktivität elektrische Energie speichert, und jeweils während der zweiten Zeitdauer über die Induktivität kurzgeschlossen ist, wobei er aus der in dieser gespeicherten elektrischen Energie gespeist wird, so daß die am Stromverbraucher anliegende Spannung durch das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer bestimmt ist.

Ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Spannungsstellung von Gleich- oder Wechselspannung zur Zwischenschaltung zwischen eine Primärspannungsquelle und einen Stromverbraucher zur Versorgung desselben, mit einstellbarer Ausgansspannung, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher eine Eigeninduktivität aufweist oder mit mindestens einer Induktivität in Serie geschaltet ist, über mindestens einen ersten steuerbaren Schalter an die Primärspannungsquelle angeschlossen und über mindestens einen zweiten steuerbaren Schalter und die Induktivität kurzgeschlossen ist, wobei eine Steuereinrichtung die steuerbaren Schalter in einem ständig ablaufenden Schaltzyklus so betätigt, daß in jedem Schaltzyklus der erste Schalter für eine erste vorgebbare Zeitdauer geöffnet und für eine zweite vorgebbare Zeitdauer geschlossen ist und der zweite steuerbare Schalter immer dann geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn der erste steuerbare Schalter geschlossen bzw. geöffnet ist, so daß der Stromverbraucher jeweils während der ersten Zeitdauer an die Spannungsquelle angeschlossen ist, wobei die Induktivität elektrische Energie speichert, und jeweils während der zweiten Zeitdauer über die Induktivität kurzgeschlossen ist, wobei er aus der in dieser gespeicherten elektrischen Energie gespeist wird, so daß die am Stromverbraucher anliegende Spannung durch das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer bestimmt ist.

Jeder zweipolige Stromverbraucher kann mit Hilfe der Erfindung betrieben werden. Die mit dem Stromverbraucher in Serie geschaltete Induktivität lädt sich während der ersten Zeitdauer mit elektrischer Energie auf und gibt während der zweiten Zeitdauer elektrische Energie ab, so daß auch während der zweiten Zeitdauer ein Stromfluß durch den Stromverbraucher aufrecht erhalten bleibt. Hierbei wird vorteilhaft die Eigenschaft ausgenutzt, daß stromdurchflossene Induktivitäten jeder Änderung des Stromflusses zunächst entgegenwirken. Die Iduktivität wirkt somit glättend auf den Stromfluß ein.

Das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer wird im folgenden "Tastverhältnis" der Steuereinrichtung genannt.

Zunächst wird ausgegangen von einer Primärspannungsquelle, welche eine konstante Gleichspannung abgibt. Diese Annahme dient jedoch lediglich zur Erläuterung der Erfindung und ist für deren Anwendung keine Voraussetzung. Die Frequenz, mit welcher der Schaltzyklus abläuft, im folgenden Schaltfrequenz genannt, wird zweckmäßigerweise so hoch gewählt, daß sich während der ersten Zeitdauer kein stationärer Zustand einstellt, sondern bereits vor Erreichen eines solchen die zweite Zeitdauer beginnt.

Während der ersten Zeitdauer ist der Stromverbraucher über die mit ihm in Serie geschalteten Induktivität und den ersten Schalter an die Primärspannung angeschlossen. Solange kein stationärer Zustand erreicht ist, wird die Induktivität ein mit der Zeit an Stärke zunehmendes Magnetfeld aufbauen und somit elektrische Energie speichern. Gleichzeitig setzt die Induktivität dem durch Induktivität und Stromverbraucher fließenden Strom einen Widerstand entgegen, der mit der Zeit abnimmt. Daher steigen die durch Induktivität und Stromverbraucher fließende Stromstärke sowie die am Stromverbraucher anliegende Spannung während der ersten Zeitdauer an.

Während der zweiten Zeitdauer ist der Stromverbraucher von der Primärspannung getrennt und über die mit ihm in Serie geschalteten Induktivität und den zweiten Schalter kurzgeschlossen. Durch den Verbraucher fließt weiterhin ein Strom, der nun jedoch aus der in der Induktivität gespeicherten Energie (Magnetfeld) gespeist wird. Hierbei nehmen das Magnetfeld, der Stromfluß und die am Stromverbraucher anliegende Spannung während der zweiten Zeitdauer ab.

Hierbei kommt vorteilhaft die Eigenschaft zur Wirkung, daß stromdurchflossene Induktivitäten jeder Änderung des Stromflusses zunächst entgegenwirken. Die Iduktivität wird daher zu Beginn der zweiten Zeitdauer die Tendenz zeigen, den am Ende der ersten Zeitdauer vorliegenden Stromfluß aufrecht zu erhalten, so daß es durch den während der zweiten Zeitdauer vorliegenden Kurzschluß nicht zu einem schlagartigen Anstieg des Stromflusses kommt, wie es z. B. beim Kurzschließen eines Kondensators oder Akkumulators der Fall wäre. Vielmehr nimmt der Stromfluß während der zweiten Zeitdauer, zunächst nur langsam, ab. Analog hierzu wird der Stromfluß zu Beginn der ersten Zeitdauer die Tendenz zeigen, den am Ende der zweiten Zeitdauer vorhandenen Stromfluß aufrecht zu erhalten und daher zunächst nur langsam wieder zunehmen.

Im Mittel stellt sich am Stromverbraucher eine Spannung ein, die durch das Tastverhältnis vorgegeben ist. Beträgt z. B. das Tastverhältnis 1 : 3., so beträgt die erste Zeitdauer 25% der Dauer des gesamten Schaltzyklus und die sich am Stromverbraucher einstellende Spannung 25% der Primärspannung.

Die am Stromverbraucher anliegende Spannung steigt während der ersten Zeitdauer an und fällt während der zweiten Zeitdauer ab. Am Strom verbraucher liegt somit selbst bei konstanter Primärspannung keine konstante, sondern vielmehr eine zwischen ansteigenden und abfallenden Ästen abwechselnde Spannung an. Das Maximum wird hierbei jeweils am Ende der ersten und das Minimum jeweils am Ende der zweiten Zeitdauer erreicht. Die Differenz zwischen Maximum und Minimum, d. h. die Amplitude der Schwankungen der am Stromverbraucher anliegenden Spannung, verringert sich jedoch mit ahnehmender Dauer des Schaltzyklus, d. h. mit zunehmender Schaltfrequenz. Diese Schwankungen werden daher bei Erhöhung der Schaltfrequenz immer geringer und lassen sich durch eine hinreichend hohe Schaltfrequenz auf ein vernachlässigbares Maß reduzieren. Das Fourier-Spektrum der am Stromverbraucher anliegenden Spannung unterscheidet sich daher nur wenig von demjenigen der Primärspannung und nähert sich mit zunehmender Schaltfrequenz dem letzteren immer mehr an.

Die Produktion von Oberwellen wird auf diese Weise immer mehr reduziert. Wird die zweite Zeitdauer auf Null, das Tastverhältnis also auf 1 eingestellt, so liegt eine Spannung am Stromverbraucher an, deren Größe praktisch mit der Primärspannung identisch ist. Im anderen Extremfall betragen das Tastverhältnis und damit auch die erste Zeitdauer jeweils Null. In diesem Fall liegt keine Spannung am Stromverbraucher an. Durch geeignete Wahl des Tastverhältnisses lassen sich sämtliche Zwischenstufen zwischen diesen beiden Extremen einstellen.

Nun wird ausgegangen von einer Primärspannungsquelle, welche eine sinusförmige Wechselspannung abgibt. Die Schaltfrequenz wird in diesem Fall zweckmäßigerweise so gewählt, daß während des Durchganges jeder Halbwelle eine Vielzahl von Schaltzyklen erfolgt. Die Änderung der Primärspannung innerhalb eines Schaltzyklus hängt nun von der Schaltfrequenz ab.

Im folgenden wird der Fall einer ansteigenden Halbwelle der Primärspannung, also einer momentan im Rahmen ihrer Periode zunehmenden Primärspannung betrachtet. Bei großer Schaltfrequenz ist die Änderung der Primärspannung innerhalb eines Schaltzyklus sehr gering. Gleichzeitig nimmt die Spannung am Stromverbraucher während der zweiten Zeitdauer aufgrund der hohen Schaltfrequenz nur wenig ab. Der am Ende der zweiten Zeitdauer bestehende Unterschied zwischen der Primärspannung und der am Stromverbraucher anliegenden Spannung ist daher gering, jedoch größer als im Fall einer konstanten Primärspannung. Nach Ende der zweiten bzw. ab Beginn der ersten Zeitdauer wird daher der Strom mit etwas größerer Steigung zunehmen als im Fall einer konstanten Primärspannung. Der Energieinhalt der Induktivität und damit die von derselben abgegebene Spannung wird somit stärker erhöht als im Fall einer konstanten Primärspannung. Nach Beginn der zweiten Zeitdauer fließt daher ein Strom, der größer ist als in der derjenige, der in der zweiten Zeitdauer des vorangegangenen Schaltzyklus floß. Dies bedeutet, daß die am Stromverbraucher anliegende Spannung der anwachsenden Primärspannung, reduziert um den durch das Tastverhältnis gegebenen Faktor, im Mittel stufenweise nachgeführt wird.

Analoge Überlegungen und Wirkungen gelten für die anderen Phasen der Primärspannung. Bei zunehmender Schaltfrequenz verringern sich sowohl die Höhe als auch die Breite dieser Stufen, so daß die Genauigkeit der Nachführung erhöht wird. Bei hinreichend hoher Schaltfrequenz sind die Abweichungen zwischen dem zeitlichen Verlauf der Primärspannung, reduziert um den durch das Tastverhältnis gegebenen Faktor, und der am Stromverbraucher tatsächlich anliegenden Spannung vernachlässigbar Die am Stromverbraucher anliegende Spannung folgt somit proportional dem zeitlichen Verlauf der Primärspannung mit sehr hoher Geschwindigkeit und in sehr guter Näherung.

Analoge Überlegungen und Wirkungen gelten auch für die andere als sinusförmige Wechselspannungen. Bei hinreichend hoher Schaltfrequenz folgt die am Stromverbraucher anliegende Spannung mit hoher Genauigkeit proportional jeder Wellenform der Primärspannung. Entsprechend gering ist die Beaufschlagung der am Stromverbraucher anliegenden Spannung mit gegenüber der Primärspannung zusätzlichen Oberwellen.

Da die Spannungsstellung lediglich auf Schaltvorgängen sowie auf Energiespeicherung durch eine Induktivität und nicht auf der Verlustleistung eines oder mehrerer Bauteile beruht, ist der erreichte Wirkungsgrad extrem hoch. Die Erfindung ermöglicht daher auch die Bereitstellung von Spannungsstellern hoher Ausgangsleistung bei geringer Wärmeentwicklung.

Insbesondere aufgrund der geringen Kühllast und der geringen Abmessungen der benötigten Bauteile ist der Platzbedarf eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers gering. Ein erfindungsgemäßer Spannungssteller kann daher gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Aufputzdose oder in einer Unterputzdose angeordnet sein.

Beschreibung der Zeichnung, in der zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers während der ersten Zeitdauer,

Fig. 2 einen Schaltplan der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers von Fig. 1 während der zweiten Zeitdauer,

Fig. 3 einen Schaltplan einer anderen Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Spannungsstellers mit zwei Paaren von jeweils antiparallel geschalteten Schalttransistoren,

Fig. 4 einen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Spannungsstellers mit zwei Paaren von jeweils mit entgegensetzter Durchlaßrichtung in Serie geschalteten Schalt transistoren,

Fig. 5 einen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers mit vier Schalttransitoren,

Fig. 6 einen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers mit zwei symmetrisch in Serie zum Stromverbraucher geschalteten Induktivitäten.

In den Fig. 1-6, welche jeweils eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, ist jeweils mindestens eine Induktivität zu einem Stromverbraucher in Serie geschaltet. Wie bereits oben erwähnt, kann die Induktivität entfallen, wenn der Stromverbraucher selbst als induktive Last, wie z. B. ein Elektromotor, wirkt.

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Spannungsstellers während der ersten Zeitdauer. Der Stromverbraucher 1 ist mit der Induktivität 2 in Serie geschaltet und über den ersten steuerbaren Schalter 11, der während der ersten Zeitdauer erfindungsgemäß geschlossen ist, an eine Primärspannungsquelle angeschlossen, die gemäß obigen Ausführungen eine Quelle für Wechsel- oder Gleichspannung ist. Der Stromverbraucher 1 kann ferner über die Induktivität 2 und einen zweiten steuerbare Schalter 12 kurzgeschlossen werden. Ein solcher Kurzschluß liegt in Fig. 1 jedoch nicht vor, da hier der zweite Schalter geöffnet ist.

Eine Stelleinrichtung 20 betätigt den ersten Schalter 11 in einem ständig ablaufenden Schaltzyklus so, daß der erste Schalter 11 in jedem Schaltzyklus für eine erste vorgebbare Zeitdauer geöffnet und für eine zweite vorgebbare Zeitdauer geschlossen ist. Zugleich betätigt die Stelleinrichtung 20 den zweiten Schalter 12 so, daß der zweite Schalter 12 während der ersten Zeitdauer geöffnet und während der zweiten Zeitdauer geschlossen ist. Somit ist der zweite steuerbare Schalter 12 immer dann geöffnet, wenn der erste steuerbare Schalter 11 geschlossen ist, und umgekehrt. Sowohl die Anzahl der Schaltzyklen pro Sekunde, im folgenden Schaltfrequenz genannt, als auch das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer, im folgenden Tastverhältnis genannt, sind z. B. durch entsprechende Auslegung, Dimensionierung, Beeinflussung oder Einstellung der Stelleinrichtung 20 vorgebbar.

Solange kein stationärer Zustand erreicht ist, wird die Induktivität 2 während der ersten Zeitdauer, also bei geschlossenem ersten Schalter (Fig. 1), ein mit der Zeit an Stärke zunehmendes Magnetfeld aufbauen und somit elektrische Energie speichern. Gleichzeitig setzt die Induktivität 2 dem den Stromverbraucher 1 fließenden Strom einen Widerstand entgegen, der mit der Zeit abnimmt. Daher steigen die durch Induktivität 2 und Stromverbraucher 1 fließende Stromstärke sowie die am Stromverbraucher 1 anliegende Spannung während der ersten Zeitdauer an. Durch eine hinreichend hohe Schaltfrequenz läßt sich erreichen, daß hierbei kein stationärer Zustand erreicht wird.

Fig. 2 zeigt die Situation währen der zweiten Zeitdauer. Der Stromverbraucher 1 ist nun von der Primärspannung 3 getrennt und über die mit ihm in Serie geschalteten Induktivität 2 und den zweiten Schalter 12 kurzgeschlossen. Durch den Stromverbraucher 2 fließt weiterhin ein Strom, der nun jedoch aus der in der Induktivität 2 gespeicherten Energie (Magnetfeld) gespeist wird. Hierbei nehmen das Magnetfeld, der Stromfluß und die am Stromverbraucher 1 anliegende Spannung während der zweiten Zeitdauer wieder ab.

Hierbei kommt vorteilhaft zur Wirkung, daß die stromdurchflossene Induktivität 2 jeder Änderung des Stromflusses zunächst entgegenwirkt. Daher nimmt der Stromfluß zu Beginn der zweiten Zeitdauer nur langsam ab. Analog hierzu nimmt der Stromfluß zu Beginn der ersten Zeitdauer nur langsam wieder zu. Im Mittel stellt sich am Stromverbraucher 1 eine Spannung ein, die durch das Tastverhältnis vorgegeben ist. Die während der ersten und zweiten Zeitdauer jeweils auftretenden Änderungen der am Stromverbraucher 1 anliegenden Spannung und damit die maximalen Abweichungen dieser Spannung vom Mittelwert anliegenden Spannung sind umso geringer, je höher die Schaltfrequenz gewählt wird. Die am Stromverbraucher 1 anliegende Spannung kann durch entsprechende Wahl des Tastverhältnisses auf jeden beliebigen Wert zwischen 0% und 100% der Primärspannung vorgebenen werden.

Als Schalter 11, 12 können aufgrund der hohen erreichbaren Schaltfrequenzen und anderer Vorteile zweckmäßigerweise Halbleiter- Bauelemente, insbesondere bipolare Transistoren oder Feldeffekt-Transitoren, verwendet werden. Wenn zusätzlich eine geeignete Löschschaltung vorgesehen wird, können auch Thyristoren als Schalter zum Einsatz kommen. Bei Verwendung derartiger Halbleiter-Bauelemente als Schalter 11, 12 ergibt sich jedoch als Nachteil, daß ein Stromfluß durch jeden Schalter nur in einer Richtung möglich ist. Die Erfindung ist in diesem Fall nur für Gleich spannung anwendbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung, schematisch dargestellt in Fig. 3, in der als Schalter 11, 12 je eine Anti parallelschaltung von zwei Transistoren verwendet werden, läßt sich jedoch auch Wechselspannungsbetrieb mittels Halbleiter-Schaltern realisieren. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist bei geschlossenem Schalter 11, 12 ein Stromflußdurch den Schalter 11, 12 in beiden Richtungen möglich.

Eine weitere auch für Wechselspanungsbetrieb geeignete Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 4, in der als Schalter 11, 12 je zwei in Serie geschaltete Transistoren verwendet werden, deren Durchlaßrichtungen einander jeweils entgegensetzt sind, wobei zu jedem Transistor eine Diode so parallel geschaltet ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode zur Durch laßrichtung des zu ihr parallel geschalteten Transistors entgegengesetzt ist, so daß auch in dieser Ausführungsform der Erfindung bei geschlossenem Schalter 11, 12 ein Stromfluß in beiden Richtungen möglich ist.

In der Praxis lassen sich unendlich kurze Schaltzeiten der Schalter nicht realisieren. In der Regel wird daher während jedes Überganges von der ersten zur zweiten Zeitdauer und umgekehrt kurzzeitig ein Zwischenzustand eintreten, in welchem die Schalter gleichzeitig geöffnet sind. Da die Induktivität das Bestreben aufweist, den vor Eintreten dieses Zustandes fließenden Strom aufrecht zu erhalten, sind schnelle Spannungsspitzen die Folge dieses Zwischenzustandes, die zu einem Stromdurchschlag in den Schaltern, zu einer Zerstörung derselben oder zu einer Verkürzung von deren Lebensdauer führen können. In den nachfolgend unter Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 erläuterten Ausführungsformen der Erfindung ist dieser Nachteil mit Hilfe von Kondensatoren behoben.

Eine weitere ebenfalls für Gleich- und Wechselspanungsbetrieb geeignete Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 5. Diese Ausführungsform der Erfindung weist zusätzlich einen dritten steuerbaren Schalter 13 und einen vierten steuerbaren Schalter 14 und ferner vier Dioden 41, 42, 43, 44 auf.

Die steuerbaren Schalter 11, 12, 13, 14 sind in der Reihenfolge erster Schalter 11 - vierter Schalter 14 - zweiter Schalter 12 - dritter Schalter 13 in Serie geschaltet. Der erste Schalter 11 ist mit dem vom vierten Schalter 14 abgewandten Anschluß an den einen Pol der Primärspanungsquelle 3 gelegt. Der dritte Schalter 11 ist mit dem von zweiten Schalter 12 abgewandten Anschluß an den anderen Pol der Primärspanungsquelle 3 gelegt. Der Stromverbraucher 1 und die mit ihm in Serie geschaltete Induktivität 2 sind einerseits an die Verbindung zwischen dem ersten Schalter 11 und dem vierten Schalter 14, andererseits an die Verbindung zwischen dem dritten Schalter 13 und dem zweiten Schalter 12 angeschlossen, wobei keine Reihenfolge der Serienschaltung von Stromverbraucher 1 und Induktivität 2 bevorzugt ist.

Der dritte Schalter 13 wird erfindungsgemäß durch die Steuereinrichtung 20 so betätigt, daß er zugleich mit dem ersten Schalter 11 öffnet und schließt. Der vierte Schalter 14 wird erfindungsgemäß durch die Steuereinrichtung 20 so betätigt, daß er zugleich mit dem zweiten Schalter 12 öffnet und schließt.

Jeder Schalter 11, 12, 13, 14 braucht in dieser Ausführungsform nur in einer Richtung leitend zu sein und kann daher aus einem einzelnen Halbleiter- Baulement, insbesondere Transistor, bestehen. Die z. B. in der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung bipolare Transistoren sind. In einer anderen Ausführungsform weisen die Schalter 11, 12, 13, 14 als Schaltelement je einen einzelnen Feldeffekt-Transistor auf.

Die Durchlaßrichtungen des ersten und des drittens Schalters 11, 13 sind so gewählt, daß ein Stromfluß nur in die vom jeweils nächstliegenden Pol der Primärspannungsquelle wegführenden Richtung möglich ist. Die Durchlaß richtung des zweiten Schalters 12 ist so gewählt, daß ein Stromfluß nur in der vom dritten Schalter 13 wegführenden Richtung möglich ist. Die Durchlaßrichtung des vierten Schalters 12 ist so gewählt, daß ein Stromfluß nur in der vom ersten Schalter 11 wegführenden Richtung möglich ist.

Zu jedem Schalter 11, 12, 13, 14 ist eine Diode 41, 42, 43, 44 parallel geschaltet, wobei deren Anordnung jeweils so gewählt ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode 41, 42, 43, 44 gegenüber der Durchlaßichtung des jeweils zu ihr parallel geschalteten Schalters 11, 12, 13, 14 umgekehrt ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Durchlaßrichtungen aller Schalter 11, 12, 13, 14 und aller Dioden 41, 42, 43, 44 gegenüber den in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform jeweils invertiert.

Zum Schutz der Schalter ist ferner von der Verbindung des zweite Schalters 12 mit dem vierten Schalter 14 je ein Kondensator 31, 32 an jeden Pol der Primärspannungsquelle 3 gelegt.

Im folgenden wird zur weiteren Erläuterung der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung davon ausgegangen, daß die Primärspannungsquelle 3 eine Wechselspanung abgebe. Zunächst wird hierbei diejenige Halbwelle betrachtet, während der dem ersten Schalter 11 zugewandte Pol der Primärspannungsquelle 3 ein positives Potential aufweist.

Während der ersten Zeitspanne sind erfindungsgemäß die Schalter 11, 13 geschlossen und die Schalter 12, 14 geöffnet. Entsprechend der vorliegenden Polarität der Halbwelle wird der erste Schalter 11 in Durchlaßrichtung, der dritte Schalter 13 jedoch in Sperrichtung mit Spannung beaufschlagt. Es fließt daher nun ein Strom durch den ersten Schalter 11, die Induktivität 2, den Stromverbraucher 1 und die dritte Diode 43. Die Induktivität speichert Energie.

Während der zweiten Zeitspanne sind erfindungsgemäß die Schalter 11, 13 geöffnet und die Schalter 12, 14 geschlossen. Der Stromfluß wird aus der in der Induktivität 2 gespeicherten Energie bestritten, wobei die Induktivität 2 den am Ende des ersten Zeitraumes vorliegenden Stromfluß aufrecht zu erhalten sucht. Nun wird der zweite Schalter 12 in Durchlaßrichtung, der vierte Schalter 14 jedoch in Sperrichtung mit Spannung beaufschlagt. Es fließt daher nun ein Strom von der Induktivität 2 durch den Stromverbraucher 1, durch den zweiten Schalter 12 und die vierte Diode 44.

Das erfindungsgemäße Prinzip einer zyklisch alternierenden Auf- und Entladung der Induktivität mit Energie und der Folge einer vom Tastverhältnis abhängigen Spannungsstellung kommt somit zur Anwendung, während eine Halbwelle von der oben festgelegten Polarität von der Primärspannungsquelle 3 abgegeben wird.

Nun wird die andere Halbwelle betrachtet, d. h. diejenige, während der dem dritten Schalter 13 zugewandte Pol der Primärspannungsquelle 3 ein positives Potential aufweist.

Während der ersten Zeitspanne sind erfindungsgemäß die Schalter 11, 13 geschlossen und die Schalter 12, 14 geöffnet. Entsprechend der vorliegenden Polarität der Halbwelle wird der dritte Schalter 13 in Durchlaßrichtung, der erste Schalter 11 jedoch in Sperrichtung mit Spannung beaufschlagt. Es fließt daher nun ein Strom durch den dritten Schalter 13, den Stromverbraucher 1, die Induktivität 2, und die erste Diode 41. Die Induktivität speichert Energie.

Während der zweiten Zeitspanne sind erfindungsgemäß die Schalter 11, 13 geöffnet und die Schalter 12, 14 geschlossen. Der Stromfluß wird aus der in der Induktivität 2 gespeicherten Energie bestritten, wobei die Induktivität 2 den am Ende des ersten Zeitraumes vorliegenden Stromfluß aufrecht zu erhalten sucht. Nun wird der vierte Schalter 14 in Durchlaßrichtung, der zweite Schalter 12 jedoch in Sperrichtung mit Spannung beaufschlagt. Es fließt daher nun ein Strom von der Induktivität 2 durch den vierten Schalter 14 m die zweite Diode 42 und den Stromverbraucher 1

Das erfindungsgemäße Prinzip einer zyklisch alternierenden Auf- und Entladung der Induktivität mit Energie und der Folge einer vom Tastverhältnis abhängigen Spannungsstellung kommt somit auch dann zur Anwendung, während eine Halbwelle von der oben festgelegten Polarität von der Primärspannungsquelle 3 abgegeben wird.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (nicht gezeigt) sind die Durchlaßrichtungen aller Schalter 11, 12, 13, 14 und aller Dioden 41, 42, 43, 44 gegenüber der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung jeweils umgekehrt. Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist zu der Funktionsweise der untere Bezug auf Fig. 5 erläuterten Ausführungsform analog.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht gezeigt) wird auf einen der Kondensatoren 31, 32 von Fig. 5 verzichtet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht gezeigt) wird auf beide Kondensatoren 31, 32 von Fig. 5 verzichtet.

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsstellers mit zwei symmetrisch in Serie zum Stromverbraucher geschalteten Induktivitäten 2a, 2b. Das Funktionsprinzip dieser bevorzugten Ausführungsform ist mit der unter Bezug auf Fig. 5 erläuterten Ausführungsform identisch. Ein Vorteil der symmetrischen Serienschaltung erste Induktivität 2a - Stromverbraucher 1 - zweite Induktivität 2b besteht insbesondere in der beim einer solchen Anordnung einfacheren Beherrschbarkeit der EMV-Problematik.

Wie bereits oben erwähnt wurde, wird aufgrund der endlichen Schaltzeiten der Schalter 11, 12, 13, 14 in der Regel während jedes Überganges von der ersten zur zweiten Zeitdauer und umgekehrt kurzzeitig ein Zwischenzustand eintreten, in welchem alle Schalter 11, 12, 13, 14 geöffnet sind. Bei Abwesenheit der Kondensatoren 31, 32 wäre schnelle Spannungsspitzen die Folge dieses Zwischenzustandes, die zu einem Stromdurchschlag in den Schaltern 11, 12, 13, 14, zu einer Zerstörung der Schalter 11, 12, 13, 14 oder zu einer Verkürzung von deren Lebensdauer führen könnten. Mit Hilfe der Kondensatoren gemäß Fig. 5 und Fig. 6 können Spannungspitzen jedoch je nach Polarität über einen der Kondensatoren 31, 32 abfließen, so daß sie nur eine geringe Höhe erreichen und die Schalter 11, 12, 13, 14 geschützt sind. Die Kondensatoren nehmen den je nach Polarität des Stromflusses entweder durch die erste und zweite Diode 41, 42 oder den durch die dritte und vierte Diode 43, 44 während der Dauer des Zwischenzustandes weiter fließenden Strom auf. Die in Fig. 5 und Fig. 6 veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung sind daher besonders vorteilhaft.

Die unter Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 erläuterten Ausführungsformen der Erfindung richten sich auf das Ziel, vorteilhafterweise solche Schalter 11, 12, 13, 14, wie insbesondere z. B. Transistoren, die im geschlossenen Zustand nur in einer Richtung leiten, einsetzen zu können. Selbstverständlich ist es in diesen Ausführungsformen der Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich, solche Schalter tatsächlich einzusetzen; vielmehr sind diese Ausführungs formen der Erfindung auch mit in beiden Richtungen leitenden Schaltern funktionsfähig.

Liste der Bezugszeichen

1

Stromverbraucher

2

,

2

a,

2

b Induktivitäten

3

Primärspannungsquelle

11

erster steuerbarer Schalter

12

zweiter steuerbarer Schalter

13

dritter steuerbarer Schalter

14

vierter steuerbarer Schalter

20

Steuereinrichtung

31

erster Kondensator

32

zweiter Kondensator

41

erste Diode

42

zweite Diode

43

dritte Diode

44

vierte Diode

Claims

1. Vorrichtung zur Spannungsstellung von Gleich- oder Wechselspannung zur Zwischenschaltung zwischen eine Primärspannungsquelle und einen Stromverbraucher zur Versorgung desselben, mit einstellbarer Ausgansspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher (1) eine Eigeninduktivität aufweist oder mit mindestens einer Induktivität (2, 2a, 2b) in Serie geschaltet ist, über einen mindestens ersten steuerbaren Schalter (11) an die Primärspannungsquelle (3) angeschlossen und über einen mindestens zweiten steuerbaren Schalter (12) und die Induktivität (2, 2a, 2b) kurzgeschlossen ist, wobei eine Steuereinrichtung (20) die Schalter (11, 12) in einem ständig ablaufenden Schaltzyklus so betätigt, daß in jedem Schaltzyklus der erste Schalter für eine erste vorgebbare Zeitdauer geöffnet und für eine zweite vorgebbare Zeitdauer geschlossen ist und der zweite steuerbare Schalter (12) immer dann geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn der erste steuerbare Schalter (11) geschlossen bzw. geöffnet ist, so daß der Stromverbraucher (1) jeweils während der ersten Zeitdauer an die Spannungsquelle (3) angeschlossen ist, wobei die Induktivität (2, 2a, 2b) elektrische Energie speichert, und jeweils während der zweiten Zeitdauer über die Induktivität (2, 2a, 2b) kurzgeschlossen ist, wobei er aus der in dieser gespeicherten elektrischen Energie gespeist wird, so daß die am Stromverbraucher (1) anliegende Spannung durch das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer bestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher (1) eine ohmsche Last und mindestens eine zu dieser in Serie geschaltete als induktiver Energiespeicher dienende Induktivität umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (11) ein elektrisch oder elektronisch steuerbarer Schalter ist, der in geschlossenem Zustand entsprechend der durch die an der Spannungsquelle anliegenden Polarität vorgegebenen Stromflußrichtung elektrisch leitend ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (12) ein elektrisch oder elektronisch steuerbarer Schalter ist, der in geschlossenem Zustand entsprechend der durch die am Energiespeicher anliegenden Polarität vorgegebenen Stromflußrichtung elektrisch leitend ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schalter (11, 12) je zwei Transistoren umfassen, deren Kollektor-Emitter-Strecken antiparallel geschaltet sind, so daß die Schalter (11, 12) jeweils im geschlossenen Zustand in beiden Strom flußrichtungen elektrisch leitend sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schalter (11, 12) je zwei Transistoren umfassen, deren Kollektor-Emitter-Strecken so in Serie geschaltet sind, daß die Durchlaßrichtungen der beiden Transistoren jedes Schalters (11, 12) einander entgegensetzt sind, wobei zu jedem Transistor eine Diode so parallel geschaltet ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode zur Durchlaßrichtung des zu ihr parallel geschalteten Transistors entgegengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung vier steuerbare Schalter (11, 12, 13, 14) aufweist, die in der Reihenfolge erster Schalter (11), vierter Schalter (14), zweiter Schalter (12), dritter Schalter (13) Serie geschaltet sind, wobei der erste Schalter (11) mit dem vom vierten Schalter (14) abgewandten Anschluß an den einen Pol der Primärspanungsquelle (3) und der dritte Schalter (11) mit dem von zweiten Schalter (12) abgewandten Anschluß an den anderen Pol der Primär spanungsquelle 3 gelegt ist und die aus dem Stromverbraucher (1) der oder den mit ihm in Serie geschalteten Induktivitäten (2, 2a, 2b) gebildete Kette einerseits an die Verbindung zwischen dem ersten Schalter (11) und dem vierten Schalter (14), andererseits an die Verbindung zwischen dem dritten Schalter (13) und dem zweiten Schalter (12) angeschlossen ist, wobei der dritte Schalter (13) durch die Steuereinrichtung (20) so betätigt wird, daß er zugleich mit dem ersten Schalter (11) öffnet und schließt und der vierte Schalter (14) durch die Steuereinrichtung (20) so betätigt wird, daß er zugleich mit dem zweiten Schalter (12) öffnet und schließt, wobei jeder Schalter (11, 12, 13, 14) nur in einer Richtung leitend ist, wobei die Durchlaßrichtungen des ersten und des drittens Schalters (11, 13) 50 gewählt sind, daß ein Stromfluß nur in der vom jeweils an den Schalter angeschlossenen Pol der Primärspannungsquelle (3) wegführenden Richtung möglich ist, die Durchlaßrichtung des zweiten Schalters (12) 50 gewählt ist, daß ein Stromfluß nur in der vom dritten Schalter (13) wegführenden Richtung möglich ist und die Durchlaßrichtung des vierten Schalters (12) ist so gewählt ist, daß ein Stromfluß nur in der vom ersten Schalter (11) wegführenden Richtung möglich ist, wobei zu jedem Schalter (11, 12, 13, 14) eine Diode (41, 42, 43, 44) parallel geschaltet ist, wobei deren Polarität jeweils so gewählt ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode 41, 42, 43, 44 gegenüber der Durchlaßrichtung des jeweils zu ihr parallel geschalteten Schalters (11, 12, 13, 14) entgegengesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßrichtung der Schalter (11, 12, 13, 14) und der Dioden (41, 42, 43, 44) gegenüber der in Anspruch 7 angegebenen Durchlaßrichtung jeweils umgekehrt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nur in einer Richtung leitenden Schalter (11, 12, 13, 14) durch solche Schalter ersetzt sind, die in beiden Richtungen leitend sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zweiten Schalters (12) mit dem vierten Schalter (14) über einen Kondensator (31, 32) mit einem Pol der Primärspannungsquelle (3) oder über je einen Kondensator (31, 32) mit jedem Pol der Primärspannungsquelle (3) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer Aufputzdose oder in einer Unterputzdose angeordnet ist.

12. Verfahren zur Spannungsstellung von Gleich- oder Wechselspannung zur Zwischenschaltung zwischen eine Primärspannungsquelle und einen Stromverbraucher zur Versorgung desselben, mit einstellbarer Ausgansspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher (1) eine Eigeninduktivität aufweist oder mit mindestens einer Induktivität (2, 2a, 2b) in Serie geschaltet ist, über mindestens einen ersten steuerbaren Schalter (11) an die Primär spannungsquelle (3) angeschlossen und über mindestens einen zweiten steuerbaren Schalter (12) und die Induktivität (2, 2a, 2b) kurzgeschlossen ist, wobei eine Steuereinrichtung (20) die Schalter (11, 12) in einem ständig ablaufenden Schaltzyklus so betätigt, daß in jedem Schaltzyklus der erste Schalter für eine erste vorgebbare Zeitdauer geöffnet und für eine zweite vorgebbare Zeitdauer geschlossen ist und der zweite steuerbare Schalter (12) immer dann geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn der erste steuerbare Schalter (11) geschlossen bzw. geöffnet ist, so daß der Stromverbraucher (1) jeweils während der ersten Zeitdauer an die Spannungsquelle (3) angeschlossen ist, wobei die Induktivität (2, 2a, 2b) elektrische Energie speichert, und jeweils während der zweiten Zeitdauer über die Induktivität (2, 2a, 2b) kurzgeschlossen ist, wobei er aus der in dieser gespeicherten elektrischen Energie gespeist wird, so daß die am Stromverbraucher (1) anliegende Spannung durch das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitdauer bestimmt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher (1) eine ohmsche Last und mindestens eine zu dieser in Serie geschaltete als induktiver Energiespeicher dienende Induktivität umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (11) ein elektrisch oder elektronisch steuerbarer Schalter ist, der in geschlossenem Zustand entsprechend der durch die an der Spannungsquelle anliegenden Polarität vorgegebenen Stromflußrichtung elektrisch leitend ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (12) ein elektrisch oder elektronisch steuerbarer Schalter ist, der in geschlossenem Zustand entsprechend der durch die am Energiespeicher anliegenden Polarität vorgegebenen Stromflußrichtung elektrisch leitend ist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schalter (11, 12) je zwei Transistoren umfassen, deren Kollektor-Emitter-Strecken antiparallel geschaltet sind, so daß die Schalter (11, 12) jeweils im geschlossenen Zustand in beiden Strom flußrichtungen elektrisch leitend sind.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schalter (11, 12) je zwei Transistoren umfassen, deren Kollektor-Emitter-Strecken so in Serie geschaltet sind, daß die Durchlaßrichtungen der beiden Transistoren jedes Schalters (11, 12) einander entgegensetzt sind, wobei zu jedem Transistor eine Diode so parallel geschaltet ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode zur Durchlaßrichtung des zu ihr parallel geschalteten Transistors entgegengesetzt ist

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vier steuerbare Schalter (11, 12, 13, 14) in der Reihenfolge erster Schalter (11), vierter Schalter (14), zweiter Schalter (12), dritter Schalter (13) Serie geschaltet sind, wobei der erste Schalter (11) mit dem vom vierten Schalter (14) abgewandten Anschluß an den einen Pol der Primärspanungsquelle (3) und der dritte Schalter (11) mit dem von zweiten Schalter (12) abgewandten Anschluß an den anderen Pol der Primärspanungsquelle 3 gelegt ist und die aus dem Stromverbraucher (1) der oder den mit ihm in Serie geschalteten Induktivitäten (2, 2a, 2b) gebildete Kette einerseits an die Verbindung zwischen dem ersten Schalter (11) und dem vierten Schalter (14), andererseits an die Verbindung zwischen dem dritten Schalter (13) und dem zweiten Schalter (12) angeschlossen ist, wobei der dritte Schalter (13) durch die Steuereinrichtung (20) 50 betätigt wird, daß er zugleich mit dem ersten Schalter (11) öffnet und schließt und der vierte Schalter (14) durch die Steuereinrichtung (20) so betätigt wird, daß er zugleich mit dem zweiten Schalter (12) öffnet und schließt, wobei jeder Schalter (11, 12, 13, 14) nur in einer Richtung leitend ist, wobei die Durchlaßrichtungen des ersten und des drittens Schalters (11, 13) so gewählt sind, daß ein Stromfluß nur in der zu dem jeweils an den Schalter angeschlossenen Pol der Primärspannungsquelle (3) hinführenden Richtung möglich ist, die Durchlaßrichtung des zweiten Schalters (12) so gewählt ist, daß ein Stromfluß nur in der zum dritten Schalter (13) hinführenden Richtung möglich ist und die Durchlaßrichtung des vierten Schalters (12) ist so gewählt ist, daß ein Stromfluß nur in der zum ersten Schalter (11) hinführenden Richtung möglich ist, wobei zu jedem Schalter (11, 12, 13, 14) eine Diode (41, 42, 43, 44) parallel geschaltet ist, wobei deren Polarität jeweils so gewählt ist, daß die Durchlaßrichtung jeder Diode 41, 42, 43, 44 gegenüber der Durchlaßrichtung des jeweils zu ihr parallel geschalteten Schalters (11, 12, 13, 14) entgegengesetzt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßrichtung der Schalter (11, 12, 13, 14) und der Dioden (41, 42, 43, 44) gegenüber der in Anspruch 18 angegebenen Durchlaßrichtung jeweils umgekehrt ist.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die nur in einer Richtung leitenden Schalter (11, 12, 13, 14) durch solche Schalter ersetzt sind, die in beiden Richtungen leitend sind.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zweiten Schalters (12) mit dem vierten Schalter (14) über einen Kondensator (31, 32) mit einem Pol der Primärspannungsquelle (3) oder über je einen Kondensator (31, 32) mit jedem Pol der Primärspannungsquelle (3) verbunden ist.