DE102015110658A1

DE102015110658A1 - Eine in einem gerät verwendete schaltstromversorgung mit eigenschaften eines hohen spitzenstroms

Info

Publication number: DE102015110658A1
Application number: DE102015110658.2A
Authority: DE
Inventors: Dong-Sheng Li; Kuang-Feng Lin; Chia-Wei Lin
Original assignee: Hsiao Ching Pao; Hsiao Gen Jie
Current assignee: SIMPOWER TECHNOLOGY INC., TW
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-01-14
Also published as: US20160013717A1; TW201618442A; KR101776800B1; TWI544727B; JP2016021857A; US9525343B2; CN105262327B; JP6236591B2; KR20160008481A; CN105262327A; SG10201505288VA

Abstract

Eine Schaltstromversorgung (10) ist vorgesehen, die zwischen der externen Spannungsquelle (20) und einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist, wobei die Schaltstromversorgung (10) aus einem Ladeumwandler (11), einer Steuerschaltung (12) und aus einem Energiespeicherelement besteht. Ein Eingangsende des Ladeumwandlers (11) ist mit der externen Spannungsquelle (20) verbunden, während die Abtriebsseite des Ladeumwandlers (11) elektrisch mit dem Gerät verbunden ist. Eine Steuerschaltung (12) ist mit dem Ladeumwandler (11) parallelgeschaltet. Ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert sind in der Steuerschaltung (12) eingestellt. Übersteigt der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle (20) den vorbestimmten Stromwert oder ist die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) niedriger als der erste vorbestimmte Spannungswert wird die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers (11) reduziert, bis diese niedriger als die Spannung des Energiespeicherelement von der Steuerschaltung (12) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltstromversorgung, insbesondere eine in einem Gerät verwendete Schaltstromversorgung mit den Eigenschaften eines hohen Spitzenstroms.
Stand der Technik
Festplattenlaufwerke sind für moderne Computer wesentliche Datenspeicherträger, wobei die Kapazität dieser Festplattenlaufwerke mit Hinsicht auf die technische Entwicklung allmählich vergrößert wurde und im Vergleich mit den Kompaktdisketten (CD) das Festplattenlaufwerk den Vorteil einer hohen Kapazität und der Fähigkeit einer schnellen Datenübertragung aufweist. Daher wurde das mobile Festplattenlaufwerk (externe Festplattengehäuse) zu dem Gerät, das heute allgemein verwendet wird.
Ein 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk weist die höchste Kapazität und eine Eigenschaft einer langen Nutzungsdauer auf. Daher ist dieses Gerät für die Verwendung weitverbreitet populär. Das 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk weist jedoch einen großen Umfang auf und verbraucht mehr Energie. Neben einer Spannung von 5 V von einem USB-Port ist bei einem 3.5-Zoll-Festplattenlaufwerk zum Betreiben eines Motors ebenfalls eine Spannung von 12 V erforderlich. Daher benötigt das mobile 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk (oder ein Gehäuse eines 3.5-Zoll-Festplattenlaufwerks) zum Betreiben des Motors einen zusätzlichen 12 V-Netzadapter, was sich zum Tragen und Mitnehmen als unpraktisch erweist.
Zum Lösen des obengenannten Problems ist in der Patentschrift US2014091621 eine Lösung beschrieben. Nach US2014091621 ist in einem Gehäuse eine Batterie vorgesehen, mit der die Energie zum Starten des Festplattenlaufwerks zugeführt wird. Für das 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk, das in US2014091621 beschrieben ist, ist keine zusätzliche Stromversorgung erforderlich, wobei jedoch dazu eine kostspielige Batterie mit einem niedrigen inneren Widerstand und die mehr Platz beansprucht erforderlich ist. Wenn weiter der Motor mit dem USB-Port mit einem hohen Ausgangsstrom betrieben wird kann die Ausgangsspannung des USB-Ports reduziert werden, so dass diese zum Betreiben der Steuerschaltung im mobilen Festplattenlaufwerk nicht ausreicht.
Zum Betreiben des 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerks mit einer Spannung von nur 5 V vom USB-Port, ohne dass dafür ein zusätzlicher 12 V-Netzadapter verwendet werden muss, bedarf es daher einer Schaffung eines kostengünstigeren, kompakteren Designs der Batterie.
Aufgabe der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Schaltstromversorgung, die in einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften installiert ist. Durch die Verwendung der Schaltstromversorgung der vorliegenden Erfindung wird der zusätzliche Adapter angelassen, wobei das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften nicht angetrieben werden muss. Damit werden die Gesamtkosten der Schaltstromversorgung und des Energiespeicherelements reduziert.
Zum Erreichen des obengenannten Ziels sowie weiterer Ziele wird mit der vorliegenden Erfindung eine Schaltstromversorgung geschaffen, die zwischen einer externen Spannungsquelle und mindestens einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden ist. Die Schaltstromversorgung besteht aus einem Ladeumwandler, einer Steuerschaltung, einer Ladeschaltung, einer Entladeschaltung und aus einem Energiespeicherelement. Ein Eingangsende des Ladeumwandlers ist elektrisch mit der externen Spannungsquelle verbunden, während eine Abtriebsseite des Ladeumwandlers elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden ist. Die Steuerschaltung ist mit dem Ladeumwandler parallelgeschaltet, wobei die Steuerschaltung zum Fühlen der Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle konfiguriert ist. In der Steuerschaltung sind ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert eingestellt. Ein Eingangsende der Ladeschaltung ist mit einer Abtriebsseite des Ladeumwandlers verbunden. Eine Abtriebsseite der Entladeschaltung ist elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden. Eine Abtriebsseite des Energiespeicherelements ist mit einem Eingangsende der Entladeschaltung und mit einer Abtriebsseite der Ladeschaltung verbunden. Wenn der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle den vorbestimmten Stromwert übersteigt oder die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle niedriger als der erste vorbestimmte Spannungswert ist wird die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers schnell reduziert, bis diese niedriger als die Spannung des Energiespeicherelements von der Steuerschaltung ist. Wenn das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften mit dieser Steuermethode angelassen wird und einen Hochleistungsstrom aufnimmt können mit dem Ladeumwandler und mit dem Energiespeicherelement gleichzeitig ausreichend Energie zugeführt werden.
Die obengenannte Schaltstromversorgung besteht weiter aus einem ersten Schaltelement, wobei ein Eingangsende des ersten Schaltelements mit der externen Spannungsquelle verbunden ist. Das erste Schaltelement ist mit dem Eingangsende der Entladeschaltung und der Abtriebsseite der Ladeschaltung verbunden. Wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle Null beträgt wird das erste Schaltelement nicht elektrisch geleitet. Übersteigt die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle Null wird das erste Schaltelement elektrisch geleitet.
Die obengenannte Schaltstromversorgung besteht weiter aus mindestens einem Schaltmodul. Das Schaltmodul besteht aus einem zweiten Schaltelement und einem Kontrollschaltkreis, wobei das zweite Schaltelement elektrisch zwischen dem Ladeumwandler und dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften und der Kontrollschaltkreis elektrisch zwischen dem Ladeumwandler und dem zweiten Schaltelement verbunden sind, während der Kontrollschaltkreis elektrisch zwischen dem Ladeumwandler und dem zweiten Schaltelement verbunden ist. Wenn die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers einen zweiten vorbestimmten Spannungswert übersteigt wird das zweite Schaltelement elektrisch geleitet.
Bei der obengenannten Schaltstromversorgung ist eine vorbestimmte Zeitdauer im Kontrollschaltkreis eingestellt. Nachdem die Schaltstromversorgung den von der externen Spannungsquelle gesendeten Strom während der vorbestimmten Zeitdauer empfangen hat wird das zweite Schaltelement elektrisch geleitet.
Mit der vorliegenden Erfindung wird die Schaltstromversorgung geschaffen, wobei die Schaltstromversorgung zwischen einer externen Spannungsquelle und mindestens einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden ist. Die Schaltstromversorgung besteht aus einem Ladeumwandler, einer Steuerschaltung, einer Ladeschaltung, einer Entladeschaltung, einem Energiespeicherelement und aus einem Stoßumwandler. Ein Eingangsende des Ladeumwandlers ist mit der externen Spannungsquelle verbunden, während eine Abtriebsseite des Ladeumwandlers elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden ist. Die Steuerschaltung ist mit dem Ladeumwandler parallelgeschaltet. Die Steuerschaltung ist zum Fühlen der Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle konfiguriert. In der Steuerschaltung sind ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert eingestellt. Ein Eingangsende der Ladeschaltung ist elektrisch mit einer Abtriebsseite des Ladeumwandlers verbunden. Eine Abtriebsseite der Entladeschaltung ist elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden. Eine Abtriebsseite des Energiespeicherelements ist mit einem Eingangsende der Entladeschaltung und mit einer Abtriebsseite der Ladeschaltung verbunden. Eine Abtriebsseite des Stoßumwandlers ist mit dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften verbunden. Wenn der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle den vorbestimmten Stromwert übersteigt oder die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle niedriger als der vorbestimmte Spannungswert ist wird die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers schnell reduziert, bis diese niedriger als die Spannung des Energiespeicherelements von der Steuerschaltung ist. Wenn das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften mit dieser Steuermethode angelassen wird und den Hochleistungsstrom aufnimmt kann mit dem Ladeumwandler und mit dem Energiespeicherelement gleichzeitig ausreichend Energie zugeführt werden.
Die obengenannte Schaltstromversorgung besteht weiter aus einem ersten Schaltelement. Ein Eingangsende des ersten Schaltelements ist mit der externen Spannungsquelle verbunden. Das erste Schaltelement ist mit dem Eingangsende der Entladeschaltung und mit der Abtriebsseite der Ladeschaltung verbunden. Wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle Null beträgt wird das erste Schaltelement nicht elektrisch geleitet. Ist die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle größer als Null wird das erste Schaltelement elektrisch geleitet. Die obengenannte Schaltstromversorgung besteht weiter aus mindestens einem Schaltmodul. Das Schaltmodul besteht aus einem zweiten Schaltelement und aus einem Kontrollschaltkreis, wobei das zweite Schaltelement elektrisch zwischen dem Ladeumwandler und dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften und der Kontrollschaltkreis elektrisch zwischen dem Ladeumwandler und dem zweiten Schaltelement verbunden sind. Übersteigt die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers einen zweiten vorbestimmten Spannungswert wird das zweite Schaltelement elektrisch geleitet.
Bei der obengenannten Schaltstromversorgung ist im Kontrollschaltkreis eine vorbestimmte Zeitdauer eingestellt. Nachdem die Schaltstromversorgung den von der externen Spannungsquelle gesendeten Strom während der vorbestimmten Zeitdauer empfangen hat wird das zweite Schaltelement elektrisch geleitet.
Bei der obengenannten Schaltstromversorgung ist die Entladeschaltung als eine Diode oder als eine Entladesteuerschaltung mit einem Schalter ausgeführt.
Bei der obengenannten Schaltstromversorgung wird das Energiespeicherelement mit der Ladeschaltung mit Dauerspannung und/oder Dauerstrom geladen.
Bei der obengenannten Schaltstromversorgung ist zwischen der externen Spannungsquelle und dem Ladeumwandler ein Stromsensor verbunden, wobei der Stromsensor zum Fühlen des Ausgangsstroms der externen Spannungsquelle konfiguriert ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die spezifischen Details dieser Ausführungsbeispiele.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A zeigt ein schematisches Diagramm einer Schaltstromversorgung der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt ein detailliertes Architekturdiagramm eines Energiekompensationsmoduls.
1C zeigt ein detailliertes Architekturdiagramm eines Schaltmoduls.
1D zeigt ein schematisches Diagramm der in einem Gerät verwendeten Schaltstromversorgung mit hohen Spitzenstromeigenschaften ohne Steuerschaltung.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindungillustrates a second Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3A zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3B zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3C zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die 1A zeigt ein schematisches Diagramm einer Schaltstromversorgung 10 der vorliegenden Erfindung. Diese Schaltstromversorgung 10 ist zwischen einer externen Spannungsquelle 20 und einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden. Beispielsweise ist die externe Spannungsquelle 20 ein USB-Port des PC's und liefert eine Stromspannung von 5 V. Allgemein weist der USB-Port einen Standardbereich für die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom auf, wobei der maximale Ausgangsstrom des USB-Ports den Standardbereich jedoch übersteigt. Die Ausgangsspannung würde bei der Zunahme des Ausgangsstroms jedoch reduziert. Beispielsweise beträgt der Standardbereich eines USB 3.0 4,75 V–5,25 V/0,9 A. Tatsächlich übersteigt der vom USB 3.0 gelieferte maximale Strom 0,9 A. Zum Beispiel wird als Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk verwendet, wobei das Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften 30 aus einem Motor 31 und einer Gerätesteuerschaltung 32 besteht. Der Motor 31 ist mit der Schaltstromversorgung 10 verbunden, während die Gerätesteuerschaltung 32 mit der externen Spannungsquelle 20 verbunden ist. Wenn der Motor 31 die 12 V-Eingangsspannung empfängt (diese Eingangsspannung wird vom USB-Port umgewandelt) muss die Gerätesteuerschaltung 32 ebenfalls die 5 V-Eingangsspannung empfangen, um das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 anzutreiben, anzulassen und normal zu betreiben.
Die Schaltstromversorgung 10 besteht aus einem Ladeumwandler 11, einer Steuerschaltung 12, einem Stromsensor 121 und aus einem Energiekompensationsmodul 14. Der Stromsensor 121 ist mit einer Abtriebsseite der externen Spannungsquelle 20 verbunden, während der Stromsensor 121 zum Fühlen eines Ausgangsstroms der externen Spannungsquelle 20 konfiguriert ist. Ein Eingangsende des Ladeumwandlers 11 ist mit dem Stromsensor 121 und eine Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 elektrisch mit dem Motor 31 des Geräts mit den hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden. Die von der externen Spannungsquelle 20 zugeführten 5 V werden vom Ladeumwandler 11 in 12 V–12,6 V umgewandelt, um der 12 V-Eingangsspannung des Motors 31 zu entsprechen.
Die 1B zeigt ein detailliertes Architekturdiagramm eines Energiekompensationsmoduls 14. Dieses Energiekompensationsmodul 14 besteht aus einem Energiespeicherelement 141, einem ersten Schaltelement 142, einer Entladeschaltung 143 und aus einer Ladeschaltung 144. Beispielsweise wird als Energiespeicherelement 141 eine Lithiumbatterie oder eine Kondensatorbank verwendet, wobei das Energiespeicherelement 141 für eine Ausgabe von maximal 12,6 V konfiguriert ist. Die Spannung des Energiespeicherelements 141 weist während dem Normalbetrieb jedoch keinen spezifischen Wert auf und hängt davon ab, über wieviel Energie diese verfügt. Das Energiespeicherelement 141 ist mit dem ersten Schaltelement 142 verbunden. Das erste Schaltelement 142 wird bei der Eingabe des Stroms von der externen Spannungsquelle 20 zur Schaltstromversorgung 10 elektrisch geleitet. Das erste Schaltelement 142 wird im Gegenteil dazu nicht elektrisch geleitet, wenn die Spannung der externen Spannungsquelle 20 Null beträgt. Das erste Schaltelement 142 wird daher nicht elektrisch geleitet, wenn von der externen Spannungsquelle 20 kein Strom geliefert wird, um zu vermeiden, dass die im Energiespeicherelement 141 gespeicherte Energie wegen eines Leckstroms im Stromkreis verbraucht wird.
Das erste Schaltelement 142 wird bei der Eingabe des Stroms zur Schaltstromversorgung 10 von der externen Spannungsquelle 20 elektrisch geleitet, um das Energiespeicherelement 141 normal zu laden und zu entladen. Ein Eingangsende der Entladeschaltung 143 ist mit dem ersten Schaltelement 142 und eine Abtriebsseite der Entladeschaltung 143 mit der Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 verbunden. Ein Eingangsende der Ladeschaltung 144 ist mit der Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 und eine Abtriebsseite der Ladeschaltung 144 mit dem ersten Schaltelement 142 verbunden. Als Entladeschaltung 143 wird ein einseitig gerichteter Sperrstromkreis verwendet, wobei die Entladeschaltung 143 nicht elektrisch geleitet wird, wenn eine Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 die Spannung des Energiespeicherelements 141 übersteigt, um das Energiespeicherelement 141 über die Ladeschaltung 144 zu laden. Der einseitig gerichtete Sperrstromkreis der Entladeschaltung 143 ist in zahlreichen Typen ausgeführt, beispielsweise als eine Diode (siehe 1B), oder die Entladesteuerschaltung 12 weist einen Schalter und eine Steuerschaltung usw. auf. Das Energiespeicherelement 141 wird von der Ladeschaltung 144 mit Dauerspannung und/oder Dauerstrom geladen, wobei die Ladeschaltung 144 ebenfalls in zahlreiche Typen ausgeführt ist, beispielsweise als einen strombegrenzenden Widerstand oder einen linearen Regler usw. Die obengenannten Typen der Entladeschaltung 143 und die Ladeschaltung 144 sind als Beispiele aufgeführt, sind jedoch nicht auf sich selbst beschränkt, wobei eine Person mit üblichen Fähigkeiten und Kenntnissen in diesem Fachbereich die Entladeschaltung 143 und Ladeschaltung 144 je an die praktische Anforderung anpassen kann.
Die Entladeschaltung 143 und die Ladeschaltung 144 sind je als unabhängige Schaltkreise konzipiert. Der Grund dafür ist, dass die Leistung der Ladung und der Entladung für das Energiespeicherelement 141 eingeschränkt wäre, wenn nur ein strombegrenzender Widerstand als einen Lade-/Entladezyklus verwendet würde. Beispielsweise würde das Energiespeicherelement 141 mit einer hohen Stromspannung schnell entladet, falls der strombegrenzende Widerstand mit einem geringeren Widerstandswert verwendet wird, wobei die Nutzungsdauer des Energiespeicherelements 141 wegen der höheren Spannung des Entlade-/Ladestroms stark verkürzt wäre und dabei der vom Ladeumwandler 11 zugeführte Ausgangsstrom ebenfalls erhöht wird. Der Strom für das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 wird reduziert, da eine beträchtliche Menge des Ausgangsstroms vom Ladeumwandler 11 wegen des geringeren strombegrenzenden Widerstands mit dem Energiespeicherelement 141 geteilt werden muss. Falls das Energiekompensationsmodul 14 einen höheren strombegrenzenden Widerstand beansprucht, um den Entlade- und Ladestrom des Energiespeicherelements 141 zu reduzieren, ist der von der Schaltstromversorgung 10 zugeführte maximale Ausgangsstrom ebenfalls eingeschränkt, so dass das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 wegen des niedrigeren Entladestroms vom Energiekompensationsmodul 14 nicht angetrieben, gleichmäßig angelassen und normal betrieben wird. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Entladeschaltung 143 und die Ladeschaltung 144 jeweils so konzipiert, damit das Energiespeicherelement 141 schnell entladet wird und zum Stützen der Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 eine hohe Stromspannung erzeugt wird, wenn das Gerät einen hohen Spitzenstrom aufnimmt, wobei das Energiespeicherelement 141 mit einem deutlich niedrigeren Strom im normalen Betriebsstatus des Geräts stabil und langsam geladen wird, um die Nutzungsdauer des Energiespeicherelement 141 zu verlängern.
Das Elementverhältnis der Schaltstromversorgung 10 ist oben beschrieben; die Betriebsmethode der Schaltstromversorgung 10 wird nachstehend eingeführt. Eine Spannung von 5 V wird an den Ladeumwandler 11 bzw. an das erste Schaltelement 142 angelegt, wenn die externe Spannungsquelle 20 die Spannung von 5 V an die Schaltstromversorgung 10 anlegt; das erste Schaltelement 142 wird elektrisch geleitet, wenn das erste Schaltelement 142 die 5 V-Ausgangsspannung von der externen Spannungsquelle 20 empfängt, um das Energiespeicherelement 141 elektrisch mit der Ladeschaltung 144 und mit der Entladeschaltung 143 zu verbinden, wobei die Spannung von 5 V, die von der externen Spannungsquelle 20 angelegt wird, mit dem Ladeumwandler 11 auf 12–12,6 V verstärkt wird, während die 12–12,6 V von der Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 abgegeben wird.
Die Steuerschaltung 12 ist mit dem Stromsensor 121 verbunden und mit dem Ladeumwandler 11 parallelgeschaltet. Die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 wird mit der Steuerschaltung 12 gesteuert, um den Eingangsstrom und die Eingangsspannung der Schaltstromversorgung 10 oder um den Ausgangsstrom des Ladeumwandlers 11 zu begrenzen. Andererseits würde der Ladeumwandler 11 durch eine Überlastung nicht einmal beschädigt. Die Steuerschaltung 12 fühlt den Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle 20 durch den Stromsensor 121, wobei die Steuerschaltung 12 ebenfalls zum Fühlen der Ausgangsspannung von der externen Spannungsquelle 20 (d. h. die Eingangsspannung des Ladeumwandlers 11) durch den Stromsensor 121 konfiguriert ist. Ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert sind in der Steuerschaltung 12 eingestellt. Die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 wird von der Steuerschaltung 12 schnell reduziert, wenn der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle 20 den vorbestimmten Stromwert übersteigt oder die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 niedrier als der erste vorbestimmte Spannungswert ist, um die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 zu reduzieren, damit diese niedriger als die Spannung des Energiespeicherelements 141 ist, wonach das Energiespeicherelement 141 mit einer hohen Stromspannung über die Entladeschaltung 143 entladet. Beim Auftreten eines plötzlichen Moments eines Anlassens oder eines Spitzenstroms vom Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften 30 kann mit dieser Steuermethode mit dem Energiespeicherelement 141 und dem Ladeumwandler 11 das Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften gleichzeitig mit Energie versorgt werden, um die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 auf einer bestimmten Höhe zu halten. Weitere verschiedene Anpassungen/Kombinationen können durch Einschränken vorgenommen werden, ohne dabei den obengenannten Eingangsstrom und die Eingangsspannung der Schaltstromversorgung 10 oder den Ausgangsstrom des Ladeumwandlers 11 einzuschränken. Beispielsweise werden der Eingangsstrom und die Eingangsspannung der Schaltstromversorgung 10 beide gleichzeitig oder die Methode, mit der nur die Einschränkung des Ausgangsstroms verwendet wird, erkannt, wobei eine Person mit den üblichen Fähigkeiten und Kenntnissen die Methode zum Einschränken eines Eingangsstroms je an die praktische Anforderung anpassen kann.
Da der Motor 31 in einem Ausführungsbeispiel zum Anlassen eine höhere Stromspannung beansprucht ist der Eingangsstrom der Schaltstromversorgung 10 ebenfalls ziemlich hoch. Daher wird die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 allmählich reduziert, da der Ausgangsstrom erhöht wird. Das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 würde normalerweise nicht angetrieben, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 zu niedrig ist, um die Gerätesteuerschaltung 32 des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 anzutreiben, selbst wenn der Motor 31 die Spannung von 12 V stabil empfängt. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 durch die Steuerschaltung 12 schnell reduziert, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 reduziert wird, bis diese niedriger als der erste vorbestimmte Spannungswert ist oder der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle 20 den vorbestimmten Stromwert übersteigt. Daher wird eine Ausgangsleistung des Ladeumwandlers 11 innerhalb eines bestimmten Bereichs eingeschränkt, während die Eingangsspannung der Schaltstromversorgung 10 niemals niedriger als der erste vorbestimmte Spannungswert ist oder der Eingangsstrom der Schaltstromversorgung 10 niemals den vorbestimmten Stromwert übersteigt, um den maximalen Ausgangsstrom und die minimale Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 einzuschränken. Die Entladeschaltung 143 wird elektrisch geleitet, wenn die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 reduziert wird, bis diese niedriger als die Ausgangsspannung des Energiespeicherelements 141 ist. Das Energiespeicherelement 141 beginnt danach mit dem Entladen mit einer hohen Stromspannung, damit das Energiespeicherelement 141 und der Ladeumwandler 11 das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 gleichzeitig mit Ausgangsstrom versorgen können. Der Motor 31 des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 kann normal angetrieben und angelassen werden, wobei sichergestellt wird, dass eine ausreichende Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle 20 zum Antreiben der Gerätesteuerschaltung 32 zugeführt wird, um das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 normal anzutreiben. Die externe Spannungsquelle 20 wird durch Einschränken des maximalen Eingangsstroms der Schaltstromversorgung 10 geschützt, um zu verhindern, dass die externe Spannungsquelle 20 die Stromzufuhr unterbricht. Durch Einschränken der minimalen Eingangsspannung kann die Gerätesteuerschaltung 32 (oder das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30) normal angetrieben und betrieben werden.
Der Antriebsstrom des Motors 31 wird danach allmählich reduziert, wenn das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 nach dem Anlassen allmählich stabil betrieben wird, wobei die Werte der Eingangsspannung und des Eingangsstroms der Schaltstromversorgung 10 vom ersten vorbestimmten Spannungswert und vom vorbestimmten Stromwert der Steuerschaltung 12 allmählich abweichen. Die Steuerschaltung 12 stellt danach die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 wieder auf einen ursprünglichen vorbestimmten Wert von 12–12,6 V her, wobei die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 von dann an die Spannung des Energiespeicherelement 141 übersteigt. Die Entladeschaltung 143 wird nicht elektrisch geleitet, wenn die Entladeschaltung 143 im Sperrichtungsbetrieb ist, wobei die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 am Motor 31 angelegt wird, um den Motor 31 im stabilen Betrieb anzutreiben und das Energiespeicherelement 141 über die Ladeschaltung 144 vom Ladeumwandler 11 geladen wird.
Mit Bezugnahme auf die 1C und 1D zeigt die 1C ein detailliertes Architekturdiagramm eines Schaltmoduls 13 und die 1D ein schematisches Diagramm der Schaltstromversorgung 10, das im Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 ohne die Steuerschaltung 32 verwendet wird. Als Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 des obengenannten Ausführungsbeispiels wird das 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk verwendet, das über die Gerätesteuerschaltung 32 verfügt. Bei einer ausreichenden Eingangsenergie des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 zum Antreiben des Motors 31, wobei die Gerätesteuerschaltung 32 ein Kommando zum Anlassen empfängt, der Motor 31 danach mit dem Strom von der Schaltstromversorgung 10 versorgt wird. Nicht alle Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verfügen jedoch über die Gerätesteuerschaltung 32, so dass in der Schaltstromversorgung 10 ebenfalls ein Schaltmodul 13 installiert ist, wobei das Schaltmodul 13 zwischen dem Ladeumwandler 11 und dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 33 verbunden ist. Im Schaltmodul 13 sind ein Kontrollschaltkreis 131 und ein zweites Schaltelement 132 installiert. Das Verstärken der 5 V-Spannung von der externen Spannungsquelle 20 auf 12–12,6 V beansprucht einige Zeit, wobei die Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 vom Kontrollschaltkreis 131 erkannt wird. Der Kontrollschaltkreis 131 überträgt ein Signal an das zweite Schaltelement 132, wenn die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers 11 einen zweiten vorbestimmten Spannungswert erreicht, wobei dieses zweite Schaltelement 132 elektrisch geleitet wird, um das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 33 mit einer ausreichenden Spannung gleichmäßig anzutreiben. Weiter wird das zweite Schaltelement 132 durch Einstellen einer vorbestimmten Zeitdauer gesteuert. Beispielsweise kann diese vorbestimmte Zeitdauer auf zwei Sekunden eingestellt werden, falls die Zeit, die zum Verstärken der Spannung von 5 V durch den Ladeumwandler 11 auf 12 V benötigt wird, zwei Sekunden beträgt, d. h. beim Erkennen durch den Kontrollschaltkreis 131, dass der von der externen Spannungsquelle 20 zugeführte Strom zur Schaltstromversorgung 10 übertragen wird, das Signal nach zwei Sekunden an das zweite Schaltelement 132 übertragen wird, wobei dieses zweite Schaltelement 132 elektrisch geleitet wird.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter normalen Bedingungen ist die Schaltstromversorgung 10 elektrisch mit der externen Spannungsquelle 20 von 5 V zum Antreiben der Gerätesteuerschaltung 32 des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden. Unter einigen Bedingungen ist die Stromspannung zum Antreiben des Motors 31 sehr hoch, wobei dieser Motor 31 über den Ladeumwandler 11 mit der externen Spannungsquelle 20 angetrieben wird, wobei jedoch die externe Spannungsquelle 20 für die Gerätesteuerschaltung 32 wegen der hohen Spannung des Ausgangsstroms keine stabile 5 V-Spannung zusätzlich zuführen kann, wobei danach das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 nicht normal angetrieben und angelassen werden kann. Daher wird ein Stoßumwandler 15 vorgesehen, der zwischen der Abtriebsseite des Ladeumwandlers 11 und der Gerätesteuerschaltung 32 des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden ist. Die Ausgangsspannung von 12–12,6 V des Ladeumwandlers 11 wird durch den Stoßumwandler 15 auf die stabile Spannung von 5 V umgewandelt, um die Gerätesteuerschaltung 32 anzutreiben, wobei danach das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 normal angetrieben und angelassen werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Eingangsende des Stoßumwandlers 15 zwischen dem Ladeumwandler 11 und dem Schaltmodul 13 verbunden, während eine Abtriebsseite des Stoßumwandlers 15 mit dem Gerätesteuerschaltung 32 des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30, beispielsweise einem mobilen Speichergerät, verbunden ist, wobei dies jedoch nicht nur auf dieses eingeschränkt ist, und das Eingangsende des Stoßumwandlers 15 ebenfalls zwischen dem Schaltmodul 13 und dem Motor 31 verbunden werden kann, d. h. dass das Eingangsende des Stoßumwandlers 15 mit einer beliebigen Stelle zwischen dem dem Ladeumwandler 11 und dem Motor 31 verbunden wird.
Die 3A zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter einigen Bedingungen müssen mit der Schaltstromversorgung 10 mehrere Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 angetrieben werden. Beispielsweise werden als Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 mehrere 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerke verwendet, beispielsweise RAID (redundante Anordnung von freistehenden Disketten), wobei eine Abtriebsseite des Schaltmoduls 13 je mit freistehenden Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden ist. Mehrere 5 V-Ausgangsspannungen der externen Spannungsquelle 20 sind ebenfalls ebenfalls je mit den freistehenden Geräten mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden, so dass daher die mehreren Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 mit der Schaltstromversorgung 10 angetrieben werden können.
Die 3B zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im dritten Ausführungsbeispiel ist die Schaltstromversorgung 10 zum gleichzeitigen Antreiben von mehreren Geräten mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 konfiguriert. Unter einigen Umständen kann jedoch jedes Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 der Reihe nach angetrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in jedem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 ein entsprechendes Schaltmodul 13 installiert, wobei eine unterschiedliche Zeitdauer der Anlaßzeit mit dem Kontrollschaltkreis 131 eines jeden Schaltmoduls 13 eingestellt wird, um jedem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 eine eigene unterschiedliche Zeitdauer der Anlaßzeit zuzuteilen. Die mehreren Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 können daher der Reihe nach angetrieben und angelassen werden.
Die 3C zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zum Antreiben von mehreren Geräten mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 mit der externen Spannungsquelle 20 muss diese externe Spannungsquelle 20 eine hohe Belastung unterstützen, so dass eine Spannung von 5 V nicht stabil für mehrere Gerätesteuerschaltungen 32 abgegeben werden kann. Der Ladeumwandler 11 ist daher elektrisch mit einem Stoßumwandler 15 verbunden, wobei die Abtriebsseite des Stoßumwandlers 15 mit mehreren Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 verbunden ist, damit die Gerätesteuerschaltung 32 eines jeden Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 eine stabile Spannung von 5 V empfangen kann. Somit können mehrere Geräte mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 auf eine normale Weise angetrieben werden.
Das obengenannte dritte Ausführungsbeispiel nach dem fünften Ausführungsbeispiel zeigen Beispiele der Schaltstromversorgung 10 der vorliegenden Erfindung, wobei diese jedoch nicht auf sich selbst eingeschränkt sind. Eine Person, die über die üblichen Fähigkeiten und Kenntnisse auf diesem Gebiet verfügt, kann die technischen Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels bis zum fünften Ausführungsbeispiel justieren oder kombinieren, um die Schaltstromversorgung je nach Anforderung an verschiedene Kombinationen des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 anzupassen.
In jedem obengenannten Ausführungsbeispiel wird als Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 das 3,5-Zoll-Festplattenlaufwerk verwendet, wobei dieses Ausführungsbeispiel nicht nur auf dieses beschränkt ist, wobei als Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 ebenfalls ein im Büro allgemein verwendetes Gerät, ein Drucker oder ein Laufwerk für Kompaktdisketten usw. verwendet werden kann. Die Schaltstromversorgung 10 der vorliegenden Erfindung kann in einem beliebigen Gerät installiert sein, welches in einigen Übergangszeiten einen höheren Spitzenstrom erfordert. Außerdem ist das angetriebene Objekt der Schaltstromversorgung 10 nicht auf den Motor 31 eingeschränkt. Als angetriebenes Objekt kann ebenfalls das andere Objekt verwendet werden. Beispielsweise kann dieses angetriebene Objekt ein elektronisches Gerät einer zentralen Rechnereinheit (CPU) mit einem höheren Spitzenstrom sein.
Mit der Schaltstromversorgung 10 der vorliegenden Erfindung kann das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften 30 ohne Verbinden mit einer zusätzlichen Stromversorgung betrieben und angelassen werden. Nach US2014091621 wird das Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften während dem Anlassen vollständig mit der Batterie angetrieben, so dass eine Batterie in einem größeren Ausmass benötigt wird. Das Energiespeicherelement 141 der vorliegenden Erfindung wird als eine Hilfskomponente zum Kompensieren einer nicht ausreichenden Energie verwendet, wobei diese Energie hauptsächlich über den Ladeumwandler 11 von der externen Spannungsquelle 20 zugeführt wird und das Energiespeicherelement 141 mit einer hohen Stromspannung schnell entladen wird, falls die externe Spannungsquelle 20 keine ausreichende Spannung und Energie zuführen kann. Als Energiespeicherelement 141 kann daher eine Batterie in einer geringeren Größe oder mit einer geringeren Kapazitanz verwendet werden, so dass die Gesamtkosten der Schaltstromversorgung 10 reduziert werden können.
Bei den obengenannten Ausführungsbeispiele ist der Stromsensor 121 in jeder Schaltstromversorgung 10 installiert. Die Person mit den üblichen Fähigkeiten und Kenntnissen auf diesem Gebiet kann jedoch entscheiden, den Stromsensor nicht in die Schaltstromversorgung 10 zu installieren (siehe 4). Die 4 zeigt, dass das Eingangsende des Ladeumwandlers 11 direkt mit der externen Spannungsquelle 20 verbunden ist.
Der Person mit den üblichen Fähigkeiten und Kenntnissen wird es offensichtlich, dass zahlreiche Modifizierungen und Alternativen des Geräts und an der Methode unter Befolgung den Auslegungen der Erfindung ausgeführt werden können. Die obenstehende Beschreibung kann daher nur nach den Ausmaßen und Einschränkungen der nachfolgenden Schutzansprüchen ausgelegt werden.
Bezugszeichenliste

10: Schaltstromversorgung
11: Ladeumwandler
12: Steuerschaltung
121: Stromsensor
13, 13': Schaltmodul
131: Kontrollschaltkreis
132: zweite Schaltelement
14: Energiekompensationsmodul
141: Energiespeicherelement
142: Erste Schaltelement
143: Entladeschaltung
144: Ladeschaltung
15: Stoßumwandler
20: Externe Spannungsquelle
30, 30', 33: Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften
31: Motor
32: Gerätesteuerschaltung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014091621 [0004, 0004, 0004, 0043]

Claims

Eine Schaltstromversorgung (10), die zwischen einer externen Spannungsquelle (20) und mindestens einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist, wobei diese Schaltstromversorgung (10) aus den folgenden Komponenten umfassend: einem Ladeumwandler (11), einem Eingangsende des Ladeumwandlers (11), das elektrisch mit der externen Spannungsquelle (20) verbunden ist und aus einer Abtriebsseite des Ladeumwandler (11), die elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist; einer Steuerschaltung (12), die mit dem Ladeumwandler (11) parallelgeschaltet ist, während die Steuerschaltung (12) zum Fühlen der Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) konfiguriert ist und in der Steuerschaltung (12) ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert eingestellt sind; einer Ladeschaltung (144), einem Eingangsende der Ladeschaltung (144), das mit einer Abtriebsseite des Ladeumwandlers (11) verbunden ist; einer Entladeschaltung (144), einer Abtriebsseite der Entladeschaltung (144), die elektrisch mit dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist; und einem Energiespeicherelement (141), einer Abtriebsseite des Energiespeicherelements (141), die mit einem Eingangsende der Entladeschaltung (144) und mit einer Abtriebsseite der Ladeschaltung (144) verbunden ist; wenn der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle (20) den vorbestimmten Stromwert übersteigt oder die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) niedriger als der erste vorbestimmte Spannungswert ist die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers (11) schnell reduziert wird, bis diese niedriger als die Ausgangsspannung des Energiespeicherelements (141) von der Steuerschaltung (12) ist.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 1, weiter bestehend aus einem Energiespeicherelement (142), wobei ein Eingangsende des Energiespeicherelements (142) mit der externen Spannungsquelle (20) und das Energiespeicherelement (142) mit dem Eingangsende der Entladeschaltung (144) und der Abtriebsseite der Ladeschaltung (144) verbunden sind, während das Energiespeicherelement (142) nicht elektrisch geleitet wird, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) Null beträgt; das Energiespeicherelement (142) elektrisch geleitet wird, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) Null übersteigt.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 1, weiter bestehend aus mindestens einem Schaltmodul (13), wobei dieses Schaltmodul (13) aus einem zweiten Schaltelement (132) und aus einem Kontrollschaltkreis (131) besteht, das zweite Schaltelement (132) elektrisch zwischen dem Ladeumwandler (11) und dem Gerät mit den hohen Spitzenstromeigenschaften (30) und der Kontrollschaltkreis (131) elektrisch zwischen dem Ladeumwandler (11) und dem zweiten Schaltelement (132) verbunden sind; das zweite Schaltelement (132) elektrisch geleitet wird, wenn die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers (11) einen zweiten vorbestimmten Spannungswert übersteigt.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 3, wobei eine vorbestimmte Zeitdauer im Kontrollschaltkreis (131) eingestellt ist; wobei nachdem die Schaltstromversorgung (10) den Strom von der externen Spannungsquelle (20) während der vorbestimmten Zeitdauer empfangen hat das zweite Schaltelement (132) elektrisch geleitet wird.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 1, weiter bestehend aus einem Stromsensor (121), der zwischen der externen Spannungsquelle (20) und dem Ladeumwandler (11) verbunden ist, wobei der Stromsensor (121) zum Fühlen des Ausgangsstroms der externen Spannungsquelle (20) konfiguriert ist.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 1, wobei die Entladeschaltung (144) als eine Diode oder als eine Entladesteuerschaltung (12) mit einem Schalter ausgeführt ist.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 1, wobei das Energiespeicherelement (141) mit der Ladeschaltung (144) mit Dauerspannung und/oder mit Dauerstrom geladen wird.
Einer Schaltstromversorgung (10), die zwischen einer externen Spannungsquelle (20) und mindestens einem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist, wobei die Schaltstromversorgung (10) aus den folgenden Komponenten umfassend; einem Ladeumwandler (11), einem Eingangsende des Ladeumwandlers (11), das elektrisch mit der externen Spannungsquelle (20) verbunden ist, und aus einer Abtriebsseite des Ladeumwandlers (11), die elektrisch mit dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist; einer Steuerschaltung (12), die mit dem Ladeumwandler (11) parallelgeschaltet ist, während die Steuerschaltung (12) zum Fühlen der Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) konfiguriert ist; in der Steuerschaltung (12) ein erster vorbestimmter Spannungswert und ein vorbestimmter Stromwert eingestellt sind; einer Ladeschaltung (144), einem Eingangsende der Ladeschaltung (144), das mit einer Abtriebsseite des Ladeumwandlers (11) verbunden ist; einer Entladeschaltung (144), einer Abtriebsseite der Entladeschaltung (144), die elektrisch mit dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist; einem Energiespeicherelement (141), einer Abtriebsseite des Energiespeicherelements (141), die mit einem Eingangsende der Entladeschaltung (144) und mit einer Abtriebsseite der Ladeschaltung (144) verbunden ist; und einem Stoßumwandler, einem Eingangsende des Stoßumwandlers, das mit der Abtriebsseite des Ladeumwandlers (11) verbunden ist, und einer Abtriebsseite des Stoßumwandlers, die mit der Gerätesteuerschaltung des Geräts mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) verbunden ist; wenn der Ausgangsstrom der externen Spannungsquelle (20) dabei den vorbestimmten Stromwert übersteigt oder die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) niedriger als der vorbestimmte Spannungswert ist die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers (11) schnell reduziert wird, bis diese niedriger als die Ausgangsspannung des Energiespeicherelements (141) von der Steuerschaltung (12) ist.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 8, weiter bestehend aus einem Energiespeicherelement (142), wobei ein Eingangsende dieses Energiespeicherelements (142) mit der externen Spannungsquelle (20), das Energiespeicherelement (142) mit dem Eingangsende der Entladeschaltung (144) und mit der Abtriebsseite der Ladeschaltung (144) verbunden sind; das Energiespeicherelement (142) nicht elektrisch geleitet wird, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) Null beträgt; das Energiespeicherelement (142) elektrisch geleitet wird, wenn die Ausgangsspannung der externen Spannungsquelle (20) Null übersteigt.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 8, weiter bestehend aus mindestens einem Schaltmodul (13), wobei dieses Schaltmodul (13) aus einem zweiten Schaltelement (132) und aus einem Kontrollschaltkreis (131) besteht; das zweite Schaltelement (132) elektrisch zwischen dem Ladeumwandler (11) und dem Gerät mit hohen Spitzenstromeigenschaften (30) und der Kontrollschaltkreis (131) elektrisch zwischen dem Ladeumwandler (11) und dem zweiten Schaltelement (132) verbunden sind; wenn die Ausgangsspannung des Ladeumwandlers (11) einen zweiten vorbestimmten Spannungswert übersteigt das zweite Schaltelement (132) elektrisch geleitet wird.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 10, wobei eine vorbestimmte Zeitdauer im Kontrollschaltkreis (131) eingestellt ist; nachdem die Schaltstromversorgung (10) den von der externen Spannungsquelle (20) gesendeten Strom während der vorbestimmten Zeitdauer empfangen hat das zweite Schaltelement (132) elektrisch geleitet wird.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 8, wobei die Entladeschaltung (144) als eine Diode oder als eine Entladesteuerschaltung (12) mit einem Schalter ausgeführt ist.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 8, wobei das Energiespeicherelement (141) von der Ladeschaltung (144) mit Dauerspannung und/oder mit Dauerstrom geladen wird.
Die Schaltstromversorgung nach Anspruch 8, weiter bestehend aus einem Stromsensor (121), der zwischen der externen Spannungsquelle (20) und dem Ladeumwandler (11) verbunden ist, wobei dieser Stromsensor (121) zum Fühlen des Ausgangsstroms der externen Spannungsquelle (20) konfiguriert ist.