DE102012111285B3

DE102012111285B3 - Signal isolator for isolating measuring signals, has auxiliary energy feeder connected in series with output and clamps of direct current to direct current converter, and measuring circuit measuring voltage lying at clamps

Info

Publication number: DE102012111285B3
Application number: DE201210111285
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Weinert
Original assignee: Turck Holding GmbH
Current assignee: Turck Holding GmbH
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-23

Abstract

The isolator has an auxiliary energy feeder (5) regulated by an in-phase controller (7), and providing a power delivered at an output (8). A current (Ib) of the power corresponds to a measuring current. The controller minimizes and/or constantly maintains a voltage measured by a measuring circuit (6) i.e. operation amplifier, independent of a level of a load resistor (Rb) and/or the current. The feeder is connected in series with the output and secondary side output clamps (3) of a direct current (DC) to DC converter (2). The measuring circuit measures a voltage lying at the clamps.

Description

Die Erfindung betrifft einen Signaltrenner.The invention relates to a signal separator.

Die DE 103 22 262 B4 beschreibt einen Signal-Speisetrenner für Messsignale. Ein Messsignalgeber wird über einen potenzialgetrennten Gleichstromübertrager mit Energie versorgt. Die Energieübertragung erfolgt hier von der Sekundärseite zur Primärseite. Die Signalübertragung erfolgt hier in Gegenrichtung zur Energieübertragung von der Sekundärseite zur Primärseite des Übertragers. Da die Energieversorgung des auf der Sekundärseite angeschlossenen Messsignalgebers über den Messstrom erfolgt, ist hier sowohl auf der Sekundärseite und infolge dessen auch auf der Primärseite des Übertragers eine hinreichend große Spannung erforderlich. Es ist eine Hilfsenergiequelle vorgesehen, die mit den Klemmen der Sekundärseite des Gleichstromübertragers und mit einem Ausgang in Reihe geschaltet ist. Mittels der Hilfsenergiequelle wird in den Ausgangsstromkreis eine Spannung eingespeist, die für die Energiezufuhr zum Transmitter gebraucht wird.The DE 103 22 262 B4 describes a signal isolator for measuring signals. A measuring signal transmitter is supplied with energy via a potential-separated DC transformer. The energy transfer takes place here from the secondary side to the primary side. The signal transmission takes place here in the opposite direction to the energy transfer from the secondary side to the primary side of the transformer. Since the energy supply of the measuring signal transmitter connected to the secondary side takes place via the measuring current, a sufficiently high voltage is required here both on the secondary side and, consequently, also on the primary side of the transformer. An auxiliary power source is provided, which is connected in series with the terminals of the secondary side of the DC transformer and with an output. By means of the auxiliary power source, a voltage is fed into the output circuit, which is used for the power supply to the transmitter.

Die DE 10 2007 006 503 B4 beschreibt einen gattungsgemäßen Signaltrenner mit einem Gleichstromübertrager. Die Primärseite des Gleichstromübertragers ist beispielsweise mit einem Transmitter/Geber verbunden. Dieser liefert einen zum Messsignal proportionalen Strom. Der Primärstrom wird vom Gleichstromübertrager potenzialgetrennt und proportional auf die Sekundärseite übertragen. Die sekundärseitigen Klemmen des potenzialgetrennten Gleichstromübertrages sind mit einem Widerstand miteinander verbunden. Durch diesen Widerstand fließt ein Sekundärstrom von derselben Größe wie der Primärstrom. Am Widerstand wird eine Spannung abgegriffen. Aus der Spannung wird ein Bürdestrom generiert, dessen Größe dem Sekundärstrom entspricht.The DE 10 2007 006 503 B4 describes a generic signal isolator with a DC transformer. The primary side of the DC transformer is connected, for example, with a transmitter / encoder. This delivers a current proportional to the measurement signal. The primary current is electrically isolated from the DC transformer and transmitted proportionally to the secondary side. The secondary-side terminals of the DC-isolated DC transmission are connected to one another with a resistor. This resistance causes a secondary current of the same size as the primary current to flow. At the resistor a voltage is tapped. From the voltage, a load current is generated whose size corresponds to the secondary current.

Die WO 2012/084980 A1 beschreibt einen Signal-Speise-Trenner mit einer sekundärseitigen Hilfsenergieeinspeisung, wobei mit Hilfe einer Messeinrichtung die Verlustleistung an einem Transistor der Ausgangsstufe im Wesentlichen unabhängig von einer im Betriebszustand angeschlossenen Bürde ist.The WO 2012/084980 A1 describes a signal supply disconnector with a secondary side auxiliary power supply, wherein by means of a measuring device, the power loss at a transistor of the output stage is substantially independent of a load connected in the operating state.

Die DE 102 17 447 B4 zeigt einen Transformator, der als Signalübertrager arbeitet und dabei ein Signal von einem Eingang zu einer Ausgangsschaltung überträgt. Die energetische Primärseite der Transformators befindet sich auf der Seite der Ausgangsschaltung, die eine elektrische Leistungsquelle darstellt. Die elektrische Leistung wird auf die eingangsseitige Wicklung des Transformators übertragen. Die dort beschriebene Schaltung besitzt einen Spannungskonstanter, der eine ausreichend große Leistung gewährleistet, die von einem auf der signaltechnischen Sekundärseite angeordneten Zerhacker in einem Wechselstrom übertragen wird, der auf der signaltechnischen Primärseite des Transformators gleichgerichtet wird, um so einen am Eingang angeschlossenen Sensor mit Leistung zu versorgen.The DE 102 17 447 B4 shows a transformer which operates as a signal transformer and thereby transmits a signal from an input to an output circuit. The primary power side of the transformer is on the side of the output circuit, which is an electrical power source. The electric power is transmitted to the input side winding of the transformer. The circuit described therein has a voltage constant which ensures a sufficiently high power, which is transmitted from an arranged on the signal side secondary chopper in an alternating current, which is rectified on the primary signal side of the transformer, so as to connect a sensor connected to the input with power supply.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen die Verluste am Übertrager minimiert werden, um dadurch die Signalübertragungsgenauigkeit zu erhöhen.The invention has for its object to provide measures with which the losses are minimized at the transformer, thereby increasing the signal transmission accuracy.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen genannt. Ein mit den in Ansprüchen angegebenen Merkmalen ausgestatteter Signaltrenner kann die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Die Messschaltung misst die an der Sekundärseite anliegende Spannung. Diese Spannung ist eine Regelgröße, die durch eine Regelung konstant gehalten wird oder minimiert wird. Die Ausgangsschaltung besteht im Wesentlichen aus einem Ausgangsstromkreis, bei dem die Sekundärseite des Gleichstromübertragers mit einer Hilfsenergiequelle und dem Bürdewiderstand in Reihe geschaltet ist. Wie beim Stand der Technik auch fließt im Ausgangsstromkreis der Sekundärstrom des Gleichstromübertragers, welcher in der Regel von der Größe her dem Primärstrom des Gleichstromübertragers entspricht, also ein Strom ist, der dem Messstrom entspricht. Dieser Strom fließt durch den am Ausgang anschließbaren Bürdewiderstand, so dass eine am Bürdewiderstand abgegriffene Spannung einen zum Messstrom proportionalen Wert besitzt. Die im Bürdewiderstand verbrauchte elektrische Leistung hängt quadratisch von der Größe des Bürdewiderstandes ab, da der durch den Bürdewiderstand hindurchfließende Strom nicht beeinflussbar ist. Er entspricht dem primärseitig in den Gleichstromübertrager eingekoppelten Messstrom. Die im Bürdewiderstand verbrauchte elektrische Energie soll erfindungsgemäß im Wesentlichen, vorzugsweise sogar nahezu ausschließlich von der Hilfsenergiequelle geliefert werden. Die Hilfsenergiequelle ist im Wesentlichen eine Spannungsquelle. Die von der Hilfsenergiequelle gelieferte Spannung, die am Bürdewiderstand abfallende Spannung und die an der Sekundärseite des Gleichstromübertragers anliegende Spannung addieren sich zu Null, weil sie ringsum in einer Masche des Ausgangsstromkreises gemessen werden. Die Sekundärspannung des Gleichstromübertragers wird von einer Messschaltung gemessen. Die Messschaltung besitzt vorzugsweise einen hochohmigen Eingangswiderstand. Der Eingangswiderstand kann im Megaohmbereich oder im Gigaohmbereich liegen. Beispielsweise können die Eingänge eines Operationsverstärkers unmittelbar mit den sekundärseitigen Ausgangsklemmen des Gleichstromübertragers verbunden werden.The problem is solved by the invention defined in claim 1. Advantageous developments are mentioned in the subclaims. A signal isolator equipped with the features indicated in claims may have the following characteristics:
The measuring circuit measures the voltage applied to the secondary side. This voltage is a controlled variable, which is kept constant by a control or is minimized. The output circuit essentially consists of an output circuit in which the secondary side of the DC transformer is connected in series with an auxiliary power source and the load resistor. As in the prior art also flows in the output circuit of the secondary current of the DC transformer, which usually corresponds in size to the primary current of the DC transformer, that is, a current that corresponds to the measuring current. This current flows through the load resistor which can be connected to the output, so that a voltage tapped off at the load resistor has a value proportional to the measuring current. The electrical power consumed in the load resistance depends quadratically on the size of the load resistance, since the current flowing through the load resistor can not be influenced. It corresponds to the measuring current injected into the DC transformer on the primary side. The consumed in Bürdewiderstand electrical energy according to the invention substantially, preferably even almost exclusively supplied by the auxiliary power source. The auxiliary power source is essentially a voltage source. The voltage supplied by the auxiliary power source, the voltage dropping across the load resistor, and the voltage applied to the secondary side of the DC transformer add up to zero because they are measured all around in a loop of the output circuit. The secondary voltage of the DC transformer is measured by a measuring circuit. The measuring circuit preferably has a high-impedance input resistance. The input resistance can be in the megohm range or in the giga ohm range. For example, the inputs of an operational amplifier can be connected directly to the secondary-side output terminals of the DC transformer.

Die Messschaltung liefert ein Eingangssignal für eine Regelschaltung. Die Regelschaltung veranlasst den Hilfsenergieeinspeiser, eine Spannung zu liefern, die so groß ist, dass die an der Primärseite des Gleichstromübertragers anliegende Spannung minimiert bzw. unabhängig vom Messstrom konstant bleibt. Dabei wird die sekundärseitige Spannung auf einem möglichst niedrigen Niveau konstant gehalten, damit eine möglichst geringe Leistung über den Gleichstromübertrager übertragen wird und somit möglichst geringe Verluste am Übertrager auftreten. Dadurch verringert sich der unter anderem durch die Übertragungsverluste verursachte Stromübertragungsfehler. Die Regelung, die zu einer Minimierung der an der Sekundärseite des Gleichstromübertragers abfallenden Spannung führt oder diese Spannung auf einem niedrigen Wert konstant hält, ist im Wesentlichen unabhängig von der am Ausgang anliegenden Last, also unabhängig von der Größe des Bürdewiderstandes. Sie ist auch im Wesentlichen unabhängig von der Größe des Messstroms. Im Idealfall funktioniert die Sekundärseite des Gleichstromübertragers schaltungstechnisch als niederohmiger Widerstand bzw. als Leiter, der an die Ausgangsschaltung geschaltet ist. Die gemäß Maschenumlauf am Gleichstromübertrager verbleibende Restspannung wird somit hinreichend minimiert. Anders als beim Stand der Technik wird erfindungsgemäß kein Festwiderstand im Sekundärstromkreis verwendet, da derartiger Festwiderstände nachteilig und unter anderem fehlerbehaftet sein können.The measuring circuit supplies an input signal for a control circuit. The control circuit causes the power supply to supply a voltage that is so large that the voltage applied to the primary side of the DC transformer minimizes or remains independent of the measuring current constant. In this case, the secondary-side voltage is kept constant at the lowest possible level so that the lowest possible power is transmitted via the DC transformer and thus the lowest possible losses occur at the transformer. This reduces the power transmission error caused inter alia by the transmission losses. The control, which leads to a minimization of the voltage drop across the secondary side of the DC transformer or keeps this voltage constant at a low value, is essentially independent of the load applied to the output, ie independent of the magnitude of the load resistance. It is also essentially independent of the size of the measuring current. Ideally, the secondary side of the DC transformer works in terms of circuitry as a low-resistance resistor or as a conductor, which is connected to the output circuit. The remaining according to mesh circulation on the DC transformer residual stress is thus minimized sufficiently. Unlike the prior art, no fixed resistor is used in the secondary circuit according to the invention, since such fixed resistors can be disadvantageous and, among others, faulty.

In einer ersten Variante der Erfindung wird ein geregelter Hilfsenergieeinspeiser verwendet, bei dem es sich um eine feste Spannungsquelle handelt, zu der eine Längsregelung in Reihe geschaltet ist. Die Längsregelung kann ein regelbarer Widerstand sein. Die Regeleinrichtung misst die Ausgangsspannung des Gleichstromübertragers und regelt die Impedanz der Längsregelung genau in dieser Weise, dass die am Längsregler abfallende Spannung in Summe mit der Festspannungsquelle eine Gegenspannung bildet, die alle anderen in der Masche anfallenden Spannungen ausgleicht. In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die erforderliche Gegenspannung durch eine gesteuerte Spannungsquelle erzeugt wird. Eine derartige gesteuerte Spannungsquelle kann beispielsweise durch einen Schaltregler realisiert werden. In beiden Varianten wird ein Regelkreis realisiert, bei dem die Ausgangsspannung des Gleichstromübertragers als Führungsgröße einer Regeleinrichtung zugeführt wird, die die Erzeugung einer Gegenspannung veranlasst, damit die Führungsgröße minimiert wird und/oder konstant bleibt.In a first variant of the invention, a controlled auxiliary power supply is used, which is a fixed voltage source, to which a longitudinal control is connected in series. The longitudinal control can be a variable resistor. The control device measures the output voltage of the DC transformer and regulates the impedance of the longitudinal control exactly in this way that the voltage dropping at the regulator in sum with the fixed voltage source forms a counter voltage that compensates for all other voltages occurring in the mesh. In a further variant, it is provided that the required countervoltage is generated by a controlled voltage source. Such a controlled voltage source can be realized for example by a switching regulator. In both variants, a control loop is realized in which the output voltage of the DC transformer is supplied as a reference variable of a control device, which causes the generation of a reverse voltage, so that the reference variable is minimized and / or remains constant.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are explained below with reference to accompanying drawings. Show it

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und 1 a first embodiment of the invention and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 A second embodiment of the invention.

Bei beiden Ausführungsbeispielen handelt es sich um Signaltrenner. Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Transmitter/Geber liefert einen Messstrom, dessen Höhe beispielsweise zu einem Sensorsignal, einem Druck, einer Temperatur oder dergleichen typischerweise proportional ist. Dieser Messstrom I₁ wird in den Eingang des Gleichstromübertragers 2 eingespeist. Zur Energieversorgung des Transmitters/Gebers kann auch eine Hilfsenergieeinspeisung hinzugefügt werden.Both embodiments are signal separators. A transmitter / transmitter, not shown in the drawing, provides a measurement current whose magnitude is typically proportional to, for example, a sensor signal, pressure, temperature, or the like. This measuring current I ₁ is in the input of the DC transformer 2 fed. An auxiliary power supply can also be added to the power supply of the transmitter / encoder.

Der Gleichstromübertrager 2 besitzt einen Zerhacker ZH, der aus dem Eingangsgleichstrom I₁ einen Wechselstrom erzeugt, der in die Primärwicklung eines Transformators TR eingespeist wird. Die Sekundärwicklung des Transformators TR ist mit einem Gleichrichter GR verbunden, der aus dem Wechselstrom einen Gleichstrom erzeugt. In den Ausführungsbeispielen sind die Gleichstromübertragungseigenschaften des DC/DC-Wandlers 2 so ausgelegt, dass der Primärstrom I₁ dem Sekundärstrom I₂ entspricht.The DC transformer 2 has a chopper ZH, which generates an alternating current from the input direct current I ₁ , which is fed into the primary winding of a transformer TR. The secondary winding of the transformer TR is connected to a rectifier GR, which generates a direct current from the alternating current. In the embodiments, the DC transfer characteristics of the DC / DC converter 2 designed so that the primary current I ₁ corresponds to the secondary current I ₂ .

An den sekundärseitigen Ausgangsklemmen 3 ist ein Ausgangsstromkreis 4 angeschlossen. Es handelt sich dabei um eine Masche, in der ein Hilfsenergieeinspeiser 5, ein Ausgang 8 und eine Sekundärspannung U₂ liegen. Der Ausgang 8 kann mit einem Bürdewiderstand R_B verbunden werden, durch den ein Bürdestrom I_B fließt, der dem Sekundärstrom I₂ bzw. dem Messstrom I₁ entspricht.At the secondary-side output terminals 3 is an output circuit 4 connected. It is a mesh in which an auxiliary energy feeder 5 , an exit 8th and a secondary voltage U ₂ are. The exit 8th can be connected to a Bürdewiderstand R _B , through which a Bürdestrom I _B flows, which corresponds to the secondary current I ₂ and the measuring current I ₁ .

Die im Maschenumlauf anfallenden Gleichspannungen addieren sich zu Null. Dies hat zur Folge, dass der Hilfsenergieeinspeiser 5 eine Spannung liefert, deren Höhe der Summe der Spannungen entspricht, die an den Ausgangsklemmen 8 bzw. an den Eingangsklemmen 3 abfallen. U₂ + U_B (Sekundärspannung plus Bürdespannung) entsprechen somit der vom Hilfsenergieeinspeiser 5 erzeugten Gleichspannung.The DC voltages accumulating in the mesh circulation add up to zero. This has the consequence that the auxiliary power feeder 5 provides a voltage whose magnitude corresponds to the sum of the voltages present at the output terminals 8th or at the input terminals 3 fall off. U ₂ + U _B (secondary voltage plus load voltage) thus correspond to that of the auxiliary power supply 5 generated DC voltage.

Die an der Sekundärseite 3 abfallende Sekundärspannung U₂ wird von einer Messschaltung 6 gemessen. Bei der Messschaltung 6 kann es sich um einen Operationsverstärker handeln. Die beiden Eingänge des Operationsverstärkers sind mit den beiden sekundärseitigen Klemmen 3 des Gleichstromübertragers 2 verbunden. Der Eingangswiderstand der Messschaltung 6 ist allerdings vorzugsweise so hoch, dass der durch die Messschaltung 6 hindurchfließende Parallelstrom zu I₂ gegenüber der Größe des Stroms I₂ verschwindend gering ist. Während der Messstrom I₁ und der zu ihm gleiche Strom I₂ vorzugsweise im Milliamperebereich liegt, liegt der durch den Eingang der Messschaltung 6 fließende Strom vorzugsweise im Mikroamperebereich oder weiter darunter.The on the secondary side 3 falling secondary voltage U ₂ is from a measuring circuit 6 measured. In the measurement circuit 6 it can be an operational amplifier. The two inputs of the operational amplifier are with the two secondary-side terminals 3 of the DC transformer 2 connected. The input resistance of the measuring circuit 6 However, it is preferably so high that by the measuring circuit 6 flowing parallel current to I ₂ compared to the size of the current I _{2 is} negligible. While the measuring current I ₁ and the same current I _{2 is} preferably in the milliampere range, this is due to the input of the measuring circuit 6 flowing current preferably in the microampere range or further below.

Die Messschaltung 6 ist mit einer Regelungsschaltung 7 verbunden.The measuring circuit 6 is with a control circuit 7 connected.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in den Ausgangsstromkreis 4 eine Konstantspannungsquelle geschaltet, die eine konstante Spannung erzeugt. Zu dieser Konstantspannungsquelle ist eine Längsregelung 7 in Reihe geschaltet. Die Messschaltung 6 misst die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers 2 und regelt die Impedanz der Längsregelung 7 genau in der Weise, dass die am Längsregler 7 anfallenden Spannungen so ausgeglichen werden, dass die Spannung U₂, die an den Ausgangsklemmen 3 des Gleichstromübertrages 2 anfällt, minimiert bzw. auf einem konstanten Niveau gehalten wird.In the in the 1 illustrated embodiment is in the output circuit 4 a constant voltage source connected, which generates a constant voltage. To this constant voltage source is a longitudinal control 7 connected in series. The measuring circuit 6 measures the output voltage of the DC / DC converter 2 and regulates the impedance of the longitudinal control 7 just in such a way that on the longitudinal regulator 7 resulting voltages are compensated so that the voltage U ₂ at the output terminals 3 DC transmission 2 accumulated, minimized or maintained at a constant level.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Regler 7 mit einer gesteuerten Spannungsquelle verbunden. Die gesteuerte Spannungsquelle kann beispielsweise durch einen Schaltregler realisiert werden. Die gesteuerte Spannungsquelle E liefert eine Spannung, die der Summe der Sekundärspannung U₂ und der Bürdespannung U_B sowie der sonstigen in der Masche abfallenden Spannungen entspricht.In the in the 2 illustrated embodiment is the controller 7 connected to a controlled voltage source. The controlled voltage source can be realized for example by a switching regulator. The controlled voltage source E supplies a voltage which corresponds to the sum of the secondary voltage U ₂ and the burden voltage U _B and the other voltages dropping in the mesh.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Eingangentrance
22: GleichstromübertragerDC transformer
33: Sekundärseitesecondary side
44: Ausgangsschaltungoutput circuit
55: geregelte Hilfsenergiequelleregulated auxiliary power source
66: Messschaltungmeasuring circuit
77: Regeleinrichtungcontrol device
88th: Ausgangoutput
Ee: Spannungsquellevoltage source
GRGR: Gleichrichterrectifier
I₁ I ₁: Messstrommeasuring current
I₂ I ₂: Sekundärstromsecondary current
I_B I _B: Stromelectricity
R_B R _B: Bürdewiderstandload resistance
TRTR: Transformatortransformer
U_B U _B: Bürdespannungburden voltage
U₁ U ₁: Primärspannungprimary voltage
U₂ U ₂: Sekundärspannungsecondary voltage
I₁ I ₁: EingangsgleichstromDC input
ZHZH: ZerhackerChopper

Claims

Signal isolator with an input ( 1 ) for feeding a measuring current (I ₁ ) and an output ( 8th ) for delivering a current (I _B ) corresponding to the measuring current (I ₁ ) through one at the output ( 8th ) load resistance (R _B ), with a potential-separated DC transformer ( 2 ), whose chopper (ZH) having primary side with the input ( 1 ) and its rectifier GL having secondary side ( 3 ) with an output ( 8th ) output circuit ( 4 ), the output circuit ( 4 ) a measuring circuit ( 6 ), which measures a voltage representing an input signal of a control device ( 7 ) and with one of the control device ( 7 ) regulated auxiliary power source ( 5 ) to provide one at the exit ( 8th ) deliverable power whose current (I _B ) corresponds to the measuring current, wherein the control device ( 7 ) from the measuring circuit ( 6 ) measured voltage regardless of the height of the load resistance (R _B ) and / or independent of the current (I _B ) minimized and / or keeps constant, characterized in that the auxiliary power source ( 5 ) with the output ( 8th ) and the secondary side ( 3 ) of the DC transformer ( 2 ) is connected in series and the measuring circuit on the secondary side ( 3 ) measures applied voltage.

Signal separator according to Claim 1, characterized by a high-impedance measuring circuit ( 6 ), which are connected to the two output terminals of the secondary side ( 3 ) of DC transmission ( 2 ) connected is.

Signal separator according to one or more of the preceding claims, characterized in that an auxiliary energy feeder ( 5 ) has a constant DC voltage source connected to a control element ( 7 ) in the circuit of the output circuit ( 4 ) is connected in series.

Signal separator according to one or more of the preceding claims, characterized in that the auxiliary power from a controlled voltage source ( 5 ) is delivered.

Signal separator according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controlled voltage source ( 5 ) a switching regulation ( 7 ) includes.