DE102012101930A1 - Primary switching power supply for supplying output voltage to laptop that is utilized for making e.g. changes at controller of machine, has input side supplied with voltage, where supply is designed according to specific requirements - Google Patents

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Abstract

The supply has an input side supplied with alternating current (AC) and/or direct current (DC) voltage, and an output side designed as an electronic data processing (EDP) system and supplied with lesser than or equal to 100 volt AC voltage, 400 Volt, 500 Volt, 690 Volt and/or 1000 Volt AC. The supply is designed according to requirements of overvoltage category IV in accordance with DIN EN 60664-1:2008. An overcurrent protection device (5) is arranged at the output side of the supply. A socket (4) for providing an output voltage comprises an electromechanical switching unit. The overload protection device is designed as a fuse.

Description

Die Erfindung betrifft ein primärgetaktetes Schaltnetzteil, wobei das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit AC- oder DC-Spannung speisbar ist.The invention relates to a primary-switched switching power supply, wherein the switched-mode power supply is designed such that the switched-mode power supply can be fed with AC or DC voltage on the input side.

Im Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage ist es oftmals erforderlich, dass die an der Maschine bzw. Anlage vorgesehenen Betriebsmittel modifiziert werden müssen, um geänderten Anforderungen gerecht zu werden. Heutige Maschinen und Anlagen weisen in der Regel computerbasierte Steuerungen auf, die mittels einer an die konkrete Bestimmung der Maschine bzw. Anlage angepasste Software die Maschine bzw. Anlage steuern. Wenn eine Diagnose, eine Erweiterung, Fehlerbeseitigung und/oder ein Update etc. der Maschine bzw. Anlage und/oder der Steuerung notwendig wird, bedingt dies weitere Anpassungen und/oder Änderungen der Software. In the life cycle of a machine or plant, it is often necessary that the equipment provided on the machine or plant must be modified to meet changed requirements. Today's machines and plants usually have computer-based controls that control the machine or system by means of software adapted to the specific destination of the machine or system. If a diagnosis, an extension, an error correction and / or an update etc. of the machine or system and / or the control becomes necessary, this requires further adjustments and / or changes to the software.

Um nun eine derartige Änderung und/oder Anpassung vorzunehmen, wird ein Programmiergerät, beispielsweise ein Laptop, an die Maschine bzw. Anlage angeschlossen. Obwohl Programmiergeräte oftmals Akkumulatoren aufweisen, die einen Betrieb über mehrere Stunden ermöglichen, ziehen sich derartige Anpassungs- und/oder Änderungsprozesse vielfach über einen längeren Zeitraum hin, so dass dem Programmiergerät externe Energie zuzuführen ist, um zunächst einen unterbrechungslosen Betrieb zu ermöglichen und andererseits die eingebauten Akkumulatoren wieder aufzuladen. To make such a change and / or adjustment, a programming device, such as a laptop, is connected to the machine or system. Although programmers often have accumulators that allow operation for several hours, such adaptation and / or change processes often extend over a longer period of time, so that external power is supplied to the programmer to allow first uninterrupted operation and secondly the built-in Recharge accumulators.

Die Energiezuführung dazu erfolgt üblicherweise über eine Steckdose, beispielsweise eine Schuko-Steckdose, wobei der Versorgungsspannungsbereich in nahezu allen Ländern im Bereich von 100V AC bis 240V AC liegt. Bei vielen Maschinen und Anlagen steht jedoch keine geeignete Spannungsversorgung zur Verfügung, besonders dann, wenn die Betriebsmittel lediglich über ein Drehstromsystem ohne mitgeführten Neutralleiter verfügen, daher also nicht die üblicherweise benötigte Spannung von 100V AC bis 240V AC bereitstellen.The energy supply to this is usually done via a power outlet, such as a Schuko-socket, the supply voltage range is in almost all countries in the range of 100V AC to 240V AC. For many machines and systems, however, there is no suitable power supply available, especially if the equipment only has a three-phase system without a neutral conductor, and therefore does not provide the voltage required from 100V AC to 240V AC.

Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, um an Maschinen- und/oder Anlagenkonstellationen mit unterschiedlichsten Versorgungsspannungen, insbesondere wenn die Betriebsmittel derartiger Maschinen- und/oder Anlagenkonstellationen lediglich über ein Drehstromsystem ohne mitgeführten Neutralleiter mit einer Nennspannung ≥ 400V AC verfügen, dennoch über einen längeren Arbeitsprozess einem Programmiergerät Energie mit einer für das Programmiergerät geeigneten Spannung zuzuführen.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a way to machine and / or plant constellations with different supply voltages, especially if the resources of such machine and / or plant constellations only have a three-phase system without entrained neutral conductor with a rated voltage ≥ 400V AC nevertheless, over a longer work process, provide power to a programmer with a voltage suitable for the programmer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Insofern liegt die Lösung der Aufgabe in einem primärgetakteten Schaltnetzteil, wobei das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit AC- und/oder DC-Spannung speisbar ist, das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil ausgangsseitig eine Spannung ≥ 100V AC und ≤ 240V AC bereitstellt, das Schaltnetzteil ausgangseitig als IT-System ausgestaltet ist, und das Schaltnetzteil gemäß den Anforderungen für Überspannungskategorie IV nach DIN EN 60664-1:2008 ausgestaltet ist.In this respect, the solution of the problem is in a primary-clocked switching power supply, wherein the switching power supply is configured such that the switching power supply is input side with AC and / or DC voltage can be fed, the switching power supply is designed such that the switching power supply output voltage ≥ 100V AC and ≤ 240V AC, the switched-mode power supply is designed as an IT system on the output side, and the switched-mode power supply according to the requirements for overvoltage category IV DIN EN 60664-1: 2008 is designed.

Es ist also ein wesentlicher Punkt der Erfindung, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit einer beliebigen Spannung speisbar ist, ausgangsseitig eine Spannung von beispielsweise 110V AC oder 230V AC bereitstellt, so dass also aus dem Stand der Technik bekannte Programmiergeräte durch das Schaltnetzteil mit Energie versorgbar sind, wobei das Schaltnetzteil jedoch nach den Anforderungen für Überspannungskategorie IV der gängigen DIN-Norm, nämlich der DIN EN 60664-1:2008 , ausgestaltet ist, somit also eine ausreichende Bemessung der Luft- und/oder Kriechstrecken für die jeweils maximale Nennspannung des geplanten Verwendungsbereiches aufweist. It is therefore an essential point of the invention that the switched-mode power supply can be fed with an arbitrary voltage on the output side, provides a voltage of, for example, 110 V AC or 230 V AC on the output side, so that programming devices known from the prior art can be supplied with energy by the switched-mode power supply, However, the switching power supply according to the requirements for overvoltage category IV of the current DIN standard, namely the DIN EN 60664-1: 2008 , Is thus designed so that a sufficient dimensioning of the air and / or creepage distances for each maximum rated voltage of the intended use area has.

Das bedeutet also konkret, dass für eine derartige Ausgestaltung des Schaltnetzteils, die den Anforderungen der Überspannungskategorie IV genügt, im Vergleich zu Schaltnetzteilen für den „normalen“ Gebrauch, die beispielsweise nach Überspannungskategorie II ausgestaltet sind, das Schaltnetzteil höherwertige Isolierstoffe aufweist und/oder entsprechend größere Luft- und/oder Kriechstrecken aufweist. Ganz konkret bedeutet dies, dass durch die Ausgestaltung des Schaltnetzteils gemäß den Anforderungen der Überspannungskategorie 4 nach DIN EN 60664-1:2008 das Schaltnetzteil „robuster“ und „widerstandsfähiger“ gegenüber elektrischen Belastungen, also beispielsweise Nennspannungen von 400V AC und größer, ist, verglichen gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Schaltnetzteilen. This means, in concrete terms, that for such an embodiment of the switching power supply that meets the requirements of the overvoltage category IV, compared to switching power supplies for the "normal" use, which are configured, for example, overvoltage category II, the switching power supply has higher-quality insulation and / or correspondingly larger Has air and / or creepage distances. Concretely, this means that by the design of the switching power supply according to the requirements of the overvoltage category 4 after DIN EN 60664-1: 2008 the switching power supply "more robust" and "resistant" to electrical loads, so for example rated voltages of 400V AC and greater, compared to other known from the prior art switching power supplies.

Das Schaltnetzteil kann in einer weiteren Ausführungsform einen Eingangsgleichrichter aufweisen und beispielsweise als Eintakt-Durchflusswandler ausgestaltet sein, also auf der Primärseite einen Leistungstransistor als Schalter des Übertragers aufweisen. Nach aus dem Stand der Technik bekannter Lehre kann Pulsweitenmodulation verwendet werden, wobei durch Änderung der Einschaltdauer des Transistors bzw. der Pulsbreite die Ausgangsspannung verstellbar bzw. regelbar ist. Vorzugsweise ist das Schaltnetzteil derart ausgestaltet, dass die Ausgangsspannung 230V AC beträgt, der ausgangsseitige Strom mit bis zu 1A bemessen ist und die Scheinleistung im Bereich von einigen hundert VA liegt, vorzugsweise bis 200VA beträgt. In a further embodiment, the switched-mode power supply can have an input rectifier and be designed, for example, as a single-ended forward converter, that is to say have a power transistor as a switch of the transformer on the primary side. Pulse-width modulation can be used according to the teaching known from the prior art, wherein the output voltage can be adjusted or regulated by changing the on-duration of the transistor or the pulse width. Preferably, the switching power supply is configured such that the output voltage is 230V AC, the output current is rated up to 1A and the apparent power is in the range of a few hundred VA, preferably up to 200VA.

In diesem Zusammenhang ist dem Fachmann aus dem Stand der Technik auch bekannt, wie er das Schaltnetzteil als IT-System auszugestalten hat, dadurch also das Schaltnetzteil einfehlersicher wird. Das Schaltnetzteil ermöglicht somit also in besonders flexibler Weise bei einem eingangsseitig variablen Spannungsbereich die Bereitstellung einer definierten Ausgangsspannung bei Verwendung auch mit höchsten Nennspannungen wie 400V AC, 500V AC, 690V AC oder 1000V AC.In this context, the person skilled in the art is also aware of how he has to design the switching power supply as an IT system, thus the switching power supply is einfehlersicher. The switched-mode power supply thus makes it possible to provide a defined output voltage in a particularly flexible manner with a voltage range which is variable on the input side, even when using the highest rated voltages, such as 400V AC, 500V AC, 690V AC or 1000V AC.

Ferner ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig nur mit zwei Phasen eines drei-Phasennetzes mit einer Nennspannung von ≥ 230V AC, vorzugsweise mit einer Nennspannung von 400V AC, 500V AC, 690V AC und/oder 1000V AC, speisbar ist. Das bedeutet also, um den Anforderungen für die Überspannungskategorie IV nach vorgenannter Norm zu genügen, dass sowohl die Isolationsfestigkeit als auch die elektrische Auslegung des Schaltnetzteils entsprechend dimensioniert ist, die der Fachmann beispielsweise durch die Dimensionierung der Luft- und/oder Kriechstrecken gemäß der DIN EN 60664-1:2008 vornehmen wird. Ebenso kann die Nennspannung einen Wert von 500V AC, oder eine beliebige andere Nennspannung ≥ 230V AC aufweisen.It is further provided according to a preferred embodiment of the invention that the switching power supply is configured such that the switching power supply on the input side only with two phases of a three-phase network with a rated voltage of ≥ 230V AC, preferably with a rated voltage of 400V AC, 500V AC, 690V AC and / or 1000V AC, can be fed. This means, in order to meet the requirements for the overvoltage category IV according to the aforementioned standard, that both the insulation resistance and the electrical design of the switching power supply is dimensioned according to the expert, for example by dimensioning the air and / or creepage distances according to DIN EN 60664-1: 2008 will make. Likewise, the nominal voltage may have a value of 500V AC, or any other nominal voltage ≥ 230V AC.

Konkret ermöglicht eine derartige Ausgestaltung, dass an einer Maschine und/oder an einer Anlage, an der lediglich ein Drehstromsystem ohne mitgeführten Neutralleiter, beispielsweise 3L, 400V, verfügbar ist, durch das Schaltnetzteil ausgangsseitig eine Spannung zwischen 100V AC und 240V AC zur Verfügung gestellt werden kann, so dass ein Programmiergerät direkt aus der Anlage und/oder Maschine heraus durch das Schaltnetzteil mit Energie versorgt werden kann. In concrete terms, such an embodiment makes it possible to provide a voltage between 100V AC and 240V AC on the output side of a machine and / or a system on which only a three-phase system without a neutral conductor, for example 3L, 400V, is available can, so that a programming device directly from the plant and / or machine out through the switching power supply can be powered.

Denn Maschinen und Anlagen weisen zur internen Energieversorgung oftmals nur drei Außenleiter eines Drehstromsystems auf, nicht jedoch den Neutralleiter, so dass auch keine Spannung von beispielsweise 230V AC zur Verfügung steht. Das bedeutet, dass in derartigen Maschinen und Anlagen mit den aus dem Stand der Technik bekannten Mitteln keine Programmiergeräte, die fast ausschließlich eine Spannung im Bereich von 100V AC bis 240V AC benötigen, betrieben werden können. Die Erfindung löst nunmehr dieses Problem dadurch, dass durch das Schaltnetzteil ausgangsseitig eine entsprechende Spannung zum Betreiben des Programmiergerätes bereitgestellt wird, eingangsseitig jedoch nur zwei Phasen eines drei-Phasennetzes dem Schaltnetzteil zugeführt werden müssen, ohne einen Neutralleiter oder ähnliches zu benötigen.Because machines and systems often have only three outer conductors of a three-phase system for internal energy supply, but not the neutral conductor, so that no voltage of, for example, 230V AC is available. This means that in such machines and systems with the means known from the prior art, no programming devices that almost exclusively require a voltage in the range of 100V AC to 240V AC can be operated. The invention now solves this problem in that by the switching power supply output side, a corresponding voltage for operating the programmer is provided on the input side, however, only two phases of a three-phase network the switching power supply must be supplied without a neutral conductor or the like.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit ≥ 12V DC und ≤ 150V DC, vorzugsweise mit 60V DC speisbar ist. In dieser Ausgestaltung können also auch Gleichspannungen zur eingangsseitigen Versorgung des Schaltnetzteils verwendet werden, beispielsweise wenn in einem Schaltschrank einer Maschine oder Anlage 60V DC verfügbar ist, so dass dann durch die Ausgestaltung des Schaltnetzteils das Schaltnetzteil ausgangsseitig eine Spannung von ≥ 100V AC und ≤ 240V AC bereitstellt, so dass beispielsweise ein Laptop mit Energie versorgt werden kann.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that the switched-mode power supply is designed in such a way that the switched-mode power supply can be fed with ≥ 12V DC and ≤ 150V DC, preferably with 60V DC on the input side. In this embodiment, therefore, DC voltages for the input side supply of the switching power supply can be used, for example, if in a cabinet of a machine or system 60V DC is available, so that then by the design of the switching power supply, the switching power supply output side, a voltage of ≥ 100V AC and ≤ 240V AC provides, so that, for example, a laptop can be powered.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ausgangsseitig eine Überstromschutzeinrichtung vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Überstromschutzeinrichtung als Sicherung ausgeführt und ganz bevorzugt derart an dem Schaltnetzteil angeordnet, dass die Überstromschutzeinrichtung von außerhalb des Schaltnetzteils bedienbar ist, somit also in besonders einfacher Weise austauschbar ist. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Überstromschutzeinrichtung bei einem Kurzschluss oder einer Überlast eine Strombegrenzung derart herbeiführt, dass ein an dem Schaltnetzteil ausgangsseitig betriebenes Gerät in einen sicheren Betriebszustand überführt wird, beispielsweise abgeschaltet wird. Weiterhin kann im Falle der Ausgestaltung der Überstromschutzeinrichtung als Schmelzsicherung an dem Schaltnetzteil eine Aufnahme für eine Reservesicherung vorgesehen sein. In a further preferred embodiment of the invention, provision is made for an overcurrent protection device to be provided on the output side. Preferably, the overcurrent protection device is designed as a fuse and very preferably arranged on the switching power supply that the overcurrent protection device is operated from outside the switching power supply, thus thus is exchangeable in a particularly simple manner. Furthermore, it is preferred that the overcurrent protection device causes a current limitation in the event of a short circuit or an overload in such a way that a device operated on the output side of the switched-mode power supply unit is transferred to a safe operating state, for example switched off. Furthermore, in the case of the design of the overcurrent protection device as a fuse to the switching power supply can be provided for a backup backup.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltnetzteil eine Steckdose zum Bereitstellen der ausgangsseitigen Spannung aufweist, so dass ausgangsseitig betreibbare Geräte besonders einfach mit dem Schaltnetzteil verbindbar sind. In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass die Steckdose zur Aufnahme unterschiedlicher Steckertypen ausgestaltet ist, vorzugsweise zur Aufnahme eines Eurosteckers ausgestaltet ist. Das bedeutet also, dass durch die Ausgestaltung zur Aufnahme unterschiedlicher Steckertypen das Schaltnetzteil in einer Vielzahl unterschiedlicher Länder einsetzbar ist, also beispielsweise durch Inbetriebnehmer und/oder Wartungspersonal besonders flexibel im „Feld“ verwendbar ist, wobei Geräte mit jeweils landestypischem Stecker in die Steckdose einführbar sind. Dazu kann die Steckdose beispielsweise zur Aufnahme von 2,3 mm Eurosteckern ausgestaltet sein und/oder ein Steckgesicht mit parallel geführten oder verwinkelt zueinander angeordneten Flachkontakten aufweisen, so dass auch Stecker aus unterschiedlichen Ländern in die Steckdose einsteckbar sind.In a very particularly preferred embodiment of the invention it is provided that the switching power supply has a socket for providing the output-side voltage, so that the output side operable devices are particularly easy to connect to the switching power supply. In this context, it is further preferred that the socket is designed to accommodate different types of plug, preferably designed to receive a Euro plug. This means that the configuration for receiving different types of plug the switch mode power supply can be used in a variety of countries, so for example by commissioning and / or maintenance personnel particularly flexible in the "field" is usable, with devices with each country-typical plug are inserted into the socket , For this purpose, the socket can be designed, for example, to accommodate 2.3 mm Euro plugs and / or have a mating face with parallel guided or angled flat contacts arranged so that even plugs from different countries are plugged into the socket.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Steckdose ein elektromechanisches Einschaltmittel aufweist und das Einschaltmittel derart ausgestaltet ist, dass das Einschaltmittel das Schaltnetzteil beim Einstecken eines Steckers in die Steckdose einschaltet. Dadurch kann eine Begrenzung der Leerlaufverlustleistung des Schaltnetzteils realisiert werden, so dass also im Leerlauf das Schaltnetzteil weniger Leistung benötigt, vorzugsweise keine Leistung verbraucht, gegenüber einer Belastung mit ausgangsseitig verbundenem Verbraucher, wie dem Programmiergerät. According to a further preferred embodiment of the invention is preferred in this context that the socket has an electromechanical switch-on and the switch-on is designed such that the switch-on turns on the switching power supply when plugging a plug into the socket. As a result, a limitation of the idling power loss of the switching power supply can be realized, so that idle, the switching power supply requires less power, preferably no power consumed, compared to a load with the output side connected consumer, such as the programmer.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ausgangsseitige Spannung im Bereich von ≥ 100V AC und ≤ 240V AC variabel einstellbar ist, somit also in vorteilhafter Weise auf landestypisch vorgeschriebene Spannungen von beispielsweise 110V AC oder 230V AC, je nach Bedarf, variabel einstellbar ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the output-side voltage in the range of ≥ 100V AC and ≤ 240V AC is variably adjustable, thus advantageously to country typical prescribed voltages of, for example, 110V AC or 230V AC, as needed, variable is adjustable.

Ferner ist nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schaltnetzteil eine Einrichtung zur Befestigung an einer Tragschiene eines Schaltschranks aufweist. Darüber hinaus kann das Schaltnetzteil ebenfalls oder alternativ eine Einrichtung zur Befestigung auf einer Montageplatte aufweisen, somit also neben der Verwendung in einem Schaltschrank bzw. auf einer Montageplatte befestigt werden. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise als Klemmplatte oder als eine andere dem Fachmann bekannte Befestigungseinrichtung ausgeführt sein.Furthermore, according to another preferred embodiment of the invention, it is provided that the switched-mode power supply has a device for fastening to a mounting rail of a control cabinet. In addition, the switching power supply may also or alternatively have a means for attachment to a mounting plate, so thus be attached next to the use in a cabinet or on a mounting plate. Such a device can be embodied, for example, as a clamping plate or as another fastening device known to the person skilled in the art.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine Anordnung mit einem Schaltnetzteil wie vorab beschrieben und mit einem Programmiergerät zum Programmieren einer Anlage, wobei das Programmiergerät durch die ausgangsseitig bereitgestellte Spannung des Schaltnetzteils gespeist wird. Das bedeutet also, dass durch eine derartige Anordnung beispielsweise die Steuerung einer Anlage programmierbar ist, wobei das Programmiergerät durch eine beliebige in der Anlage vorhandene Versorgungsspannung mittels des Schaltnetzteils mit Energie versorgt werden kann, insbesondere auch dann, wenn die Versorgungsspannung eine Nennspannung von 400V AC, 500V AC, 690V AC oder 1000V AC aufweist und nur zwei Phasen eines drei-Phasennetzes zur Verfügung stehen. Das Programmiergerät kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, vorzugsweise jedoch als Laptop und/oder als Computer, der zur Energieversorgung eine Spannung von ≥ 100V AC und ≤ 240V AC benötigt.The object of the invention is further achieved by an arrangement with a switching power supply as described above and with a programming device for programming a system, wherein the programming device is powered by the output side provided voltage of the switching power supply. This means that such an arrangement, for example, the control of a system is programmable, the programmer can be powered by any existing supply voltage in the system by means of the switching power supply with energy, especially if the supply voltage has a nominal voltage of 400V AC, 500V AC, 690V AC or 1000V AC and only two phases of a three-phase network are available. The programming device can in principle be designed as desired, but preferably as a laptop and / or as a computer which requires a voltage of ≥ 100V AC and ≤ 240V AC for power supply.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.

Es zeigenShow it

1 ein Schaltnetzteil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht, 1 a switching power supply according to a preferred embodiment of the invention in a schematic side view,

2 das Schaltnetzteil gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Draufsicht, und 2 the switching power supply according to the preferred embodiment of the invention in a schematic plan view, and

3 das Schaltnetzteil gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Draufsicht. 3 the switching power supply according to another preferred embodiment of the invention in a schematic plan view.

Die 1 bis 3 zeigen jeweils ein Schaltnetzteil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei 1 das Schaltnetzteil in einer schematischen Seitenansicht zeigt und die übrigen Figuren 2 und 3 jeweils eine andere bevorzugte Ausführungsform des Schaltnetzteils in einer schematischen Draufsicht zeigen.The 1 to 3 each show a switching power supply according to a preferred embodiment of the invention, wherein 1 the switching power supply in a schematic side view and shows the remaining figures 2 and 3 each show another preferred embodiment of the switching power supply in a schematic plan view.

Das Schaltnetzteil weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Elektronik 2 angeordnet ist, um das primärgetaktete Schaltnetzteil auszubilden. Dazu weist die Elektronik 2 einen Leistungstransistor als Schalter auf der Primärseite eines Übertragers auf, wobei durch Pulsweitenmodulation die Einschaltdauer des Transistors bzw. die Pulsbreite verändert wird, so dass sich dadurch die Ausgangsspannung verstellen bzw. regeln lässt. Alternativ kann auch jegliche andere Elektronik 2 zur Ausbildung des primärgetakteten Schaltnetzteils in dem Gehäuse 1 angeordnet sein. The switching power supply has a housing 1 in which an electronics 2 is arranged to form the primary-switched switching power supply. This is indicated by the electronics 2 a power transistor as a switch on the primary side of a transformer, wherein the duty cycle of the transistor or the pulse width is changed by pulse width modulation, so that thereby adjust the output voltage or can be regulated. Alternatively, any other electronics 2 for forming the primary clocked switching power supply in the housing 1 be arranged.

Über Eingangsklemmen 3 ist das Schaltnetzteil eingangsseitig mit AC- oder DC-Spannung speisbar, also die Elektronik 2 in dem Gehäuse 1. Ausgangsseitig ist das Schaltnetzteil derart ausgestaltet, dass über eine Steckdose 4, die ebenfalls mit der Elektronik 2 verbunden ist, eine Spannung ≥ 100V AC und ≤ 240V AC bereitstellt wird. Via input terminals 3 is the switching power supply on the input side with AC or DC voltage fed, so the electronics 2 in the case 1 , On the output side, the switching power supply is designed such that an outlet 4 who also use the electronics 2 is connected, a voltage ≥ 100V AC and ≤ 240V AC is provided.

Zudem ist ausgangsseitig eine Überstromschutzeinrichtung 5 vorgesehen, welche vorliegend als Sicherung ausgeführt ist, nämlich als Schmelzsicherung. Schließlich weist das Schaltnetzteil eine Einrichtung zur Befestigung 6 an einer Tragschiene eines Schaltschranks auf, welcher vorliegend als Montagefuß ausgestaltet ist.In addition, the output side is an overcurrent protection device 5 provided, which is designed here as a backup, namely as a fuse. Finally, the switching power supply has a device for attachment 6 on a mounting rail of a cabinet, which is configured here as a mounting foot.

Das durch die vorgenannten Merkmale gebildete Schaltnetzteil ist gemäß den Anforderungen für Überspannungskategorie IV nach DIN EN 60664-1:2008 ausgestaltet, weist also dementsprechend ausgestaltete Isolierstoffe und entsprechend dimensionierte Luft- und Kriechstrecken auf. Dabei ist das Schaltnetzteil bzw. die Elektronik 2 derart ausgestaltet, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig über die Eingangsklemmen 3 nur mit zwei Phasen eines drei-Phasennetzes mit einer Nennspannung von 400V AC, 500V AC, 690V AC oder 1000V AC speisbar ist, ohne dass ein Neutralleiter benötigt wird, und dabei, wie vorab ausgeführt, gemäß den dementsprechenden Anforderungen für Überspannungskategorie IV nach vorgenannter Norm ausgestaltet ist. Ausgangseitig ist das Schaltnetzteil als IT-System ausgestaltet.The switching power supply formed by the aforementioned features is according to the requirements for overvoltage category IV after DIN EN 60664-1: 2008 configured, therefore, accordingly designed insulating materials and correspondingly dimensioned air and creepage distances. Here is the switching power supply or the electronics 2 designed such that the switching power supply on the input side via the input terminals 3 only with two phases of a three-phase network with a rated voltage of 400V AC, 500V AC, 690V AC or 1000V AC can be supplied without the need for a neutral conductor and, as stated above, according to the requirements for overvoltage category IV according to the aforementioned standard. On the output side, the switching power supply is designed as an IT system.

Alternativ kann das Schaltnetzteil bzw. die Elektronik 2 auch derart ausgestaltet sein, dass eingangsseitig über die Eingangsklemmen 3 das Schaltnetzteil mit einer Spannung von ≥ 12V DC und ≤ 150V DC speisbar ist, beispielsweise mit in den Versorgungsnetzen von Stellwerken im Eisenbahnbereich typischen 60V DC speisbar ist. Alternatively, the switching power supply or the electronics 2 be configured such that the input side via the input terminals 3 the switched-mode power supply can be fed with a voltage of ≥ 12V DC and ≤ 150V DC, for example with 60V DC typical in the supply networks of signal boxes in the railway sector.

Die zum Bereitstellen der ausgangsseitigen Spannung vorgesehene Steckdose 4 ist, wie aus 2 und 3 ersichtlich, vorliegend zur Aufnahme eines 2,3 mm Eurosteckers ausgestaltet, verhindert somit also das Einstecken von 4 mm Rundsteckern, weist jedoch ebenso Kontakte zum Einstecken von parallel geführten oder verwinkelt zueinander angeordneten Flachkontakten auf, so dass unterschiedliche Steckertypen je nach landestypischer Norm in die Steckdose 4 des Schaltnetzteils einführbar sind. The socket provided for providing the output voltage 4 is how out 2 and 3 seen, in this case adapted to receive a 2.3 mm Euro plug, thus preventing the insertion of 4 mm round plugs, but also has contacts for plugging parallel or angularly arranged flat contacts arranged so that different types of plugs depending on national standard in the socket 4 of the switching power supply can be inserted.

Zudem ist die Steckdose 4 mit einem elektromechanischen Einschaltmittel vorsehen, wobei das Einschaltmittel das Schaltnetzteil erst beim Einstecken eines Steckers in die Steckdose 4 einschaltet. Dadurch wird eine Leerlaufverlustleistungsbegrenzung des Schaltnetzteils realisiert, dass also im Leerlauf das Schaltnetzteil weniger Leistung benötigt gegenüber einer Belastung mit einem ausgangsseitig verbundenen Verbraucher.In addition, the outlet 4 provide with an electromechanical switch-on, the switch-on the switching power supply only when plugging a plug into the socket 4 turns. As a result, a Leerlaufverlustleistungsbegrenzung the switching power supply is realized, so that when idle, the switching power supply requires less power compared to a load with a consumer connected on the output side.

Mit der Steckdose 4 ist insbesondere ein Programmiergerät, beispielsweise ein Laptop, verbindbar, über den Änderungen an Softwarekomponenten einer Maschine oder einer Anlage, beispielsweise einer Steuerung der Maschine bzw. der Anlage, vorgenommen werden können, wie beispielsweise Fehlerbeseitigung, Einspielung einer neuen Softwareversion, Diagnose, Erweiterung und/oder Änderung, vorgenommen werden können. Das Schaltnetzteil ermöglicht somit, dass selbst bei längeren Arbeitsprozessen dem mit dem Schaltnetzteil verbundenen Programmiergerät Energie zugeführt werden kann, wobei, wie eingangs ausgeführt, das Schaltnetzteil eingangsseitig nur mit zwei Phasen eines drei-Phasennetzes mit einer Nennspannung von 400V AC, 500V AC, 690V AC oder 1000V AC betreibbar ist. With the socket 4 In particular, a programming device, for example a laptop, can be connected, via which changes to software components of a machine or a system, for example a control of the machine or the system, can be made, such as, for example, troubleshooting, recording of a new software version, diagnostics, expansion and / or change can be made. The switched-mode power supply thus makes it possible to supply power to the programming device connected to the switched-mode power supply, whereby, as stated at the outset, the switched-mode power supply only has two phases of a three-phase network with a rated voltage of 400V AC, 500V AC, 690V AC or 1000V AC is operable.

Alternativ und/oder zusätzlich zum Montagefuß für die Tragschienenmontage können auch Löcher 7 für eine Schraubbefestigung zur festen Montage auf einer Montageplatte vorgesehen sein. Anstelle der eingangs beschriebenen Eingangsklemmen 3 kann auch eine Anschlussleitung 8 zur eingangsseitigen Speisung des Schaltnetzteils vorgesehen sein.Alternatively and / or in addition to the mounting foot for mounting rail mounting can also holes 7 be provided for a screw mounting for fixed mounting on a mounting plate. Instead of the input terminals described above 3 can also have a connection cable 8th be provided for input-side supply of the switching power supply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäuse casing
2 2
Elektronikelectronics
33
Eingangsklemme input terminal
44
Steckdose socket
55
Überstromschutzeinrichtung Overcurrent protection device
66
Einrichtung zur Befestigung Device for attachment
7 7
Löcherholes
88th
Anschlussleitung connecting cable

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN EN 60664-1:2008 [0007] DIN EN 60664-1: 2008 [0007]
  • DIN EN 60664-1:2008 [0008] DIN EN 60664-1: 2008 [0008]
  • DIN EN 60664-1:2008 [0009] DIN EN 60664-1: 2008 [0009]
  • DIN EN 60664-1:2008 [0012] DIN EN 60664-1: 2008 [0012]
  • DIN EN 60664-1:2008 [0031] DIN EN 60664-1: 2008 [0031]

Claims (10)

Primär getaktetes Schaltnetzteil, wobei das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit AC und/oder DC Spannung speisbar ist, das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil ausgangsseitig eine Spannung ≥ 100V AC und ≤ 240V AC bereitstellt, das Schaltnetzteil ausgangseitig als IT-System ausgestaltet ist, und das Schaltnetzteil gemäß den Anforderungen für Überspannungskategorie IV nach DIN EN 60664-1:2008 ausgestaltet ist.Primary clocked switching power supply, wherein the switching power supply is configured such that the switched-mode power supply can be fed with AC and / or DC voltage on the input side, the switched-mode power supply is designed in such a way that the switched-mode power supply provides on the output side a voltage ≥ 100 V AC and ≦ 240 V AC, the switching power supply is configured on the output side as an IT system, and the switching power supply is designed according to the requirements for overvoltage category IV according to DIN EN 60664-1: 2008. Schaltnetzteil nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig nur mit zwei Phasen eines drei-Phasennetzes mit einer Nennspannung von ≥ 230V AC, vorzugsweise mit einer Nennspannung von 400V, 500V, 690V und/oder 1000V AC, speisbar ist.Switching power supply according to the preceding claim 1, wherein the switching power supply is designed such that the switching power supply on the input side only with two phases of a three-phase network with a rated voltage of ≥ 230V AC, preferably with a rated voltage of 400V, 500V, 690V and / or 1000V AC, is dinable. Schaltnetzteil nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei das Schaltnetzteil derart ausgestaltet ist, dass das Schaltnetzteil eingangsseitig mit ≥ 12V DC und ≤ 150V DC, vorzugsweise mit 60V DC speisbar ist.Switching power supply according to the preceding claim 1, wherein the switching power supply is designed such that the switching power supply on the input side with ≥ 12V DC and ≤ 150V DC, preferably with 60V DC can be fed. Schaltnetzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ausgangsseitig eine Überstrom-Schutzeinrichtung (5) vorgesehen ist.Switching power supply according to one of the preceding claims, wherein on the output side an overcurrent protection device ( 5 ) is provided. Schaltnetzteil nach einem der vorgehenden Ansprüche, mit einer Steckdose (4) zum Bereitstellen der ausgangsseitigen Spannung. Switching power supply according to one of the preceding claims, with a socket ( 4 ) for providing the output side voltage. Schaltnetzteil nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steckdose (4) zur Aufnahme unterschiedlicher Steckertypen ausgestaltet ist, vorzugsweise zur Aufnahme eines Eurosteckers ausgestaltet ist.Switching power supply according to the preceding claim, wherein the socket ( 4 ) is designed to accommodate different types of connectors, preferably configured to receive a Euro plug. Schaltnetzteil nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckdose (4) ein elektromechanisches Einschaltmittel aufweist und das Einschaltmittel derart ausgestaltet ist, dass das Einschaltmittel das Schaltnetzteil beim Einstecken eines Steckers in die Steckdose (4) einschaltet.Switching power supply according to one of the two preceding claims, wherein the socket ( 4 ) has an electromechanical switch-on means and the switch-on means is designed such that the switch-on the switching power supply when plugging a plug into the socket ( 4 ) turns on. Schaltnetzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgangsseitige Spannung im Bereich von ≥ 100V AC und ≤ 240V AC variabel einstellbar ist.Switching power supply according to one of the preceding claims, wherein the output-side voltage in the range of ≥ 100V AC and ≤ 240V AC is variably adjustable. Schaltnetzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltnetzteil eine Einrichtung zur Befestigung (6) an einer Tragschiene eines Schaltschranks aufweist.Switching power supply according to one of the preceding claims, wherein the switched-mode power supply comprises means for mounting ( 6 ) has on a mounting rail of a cabinet. Anordnung mit einem Schaltnetzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Programmiergerät zum Programmieren einer Anlage, wobei das Programmiergerät durch die ausgangsseitig bereitgestellte Spannung des Schaltnetzteils gespeist wird.Arrangement with a switching power supply according to one of the preceding claims and with a programming device for programming a system, wherein the programming device is powered by the output side provided voltage of the switching power supply.
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