DE10335907A1 - Voltage High Patch Creator - Google Patents

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Abstract

Spannungshochsetzsteller (3) mit mindestens einem elektrischen Hochsetzstellerzweig (1, 2), der mindestens ein induktives Bauelement (4, 6) und einen zu diesem Bauelement in Reihe geschalteten elektronischen Schalter (5, 7) aufweist und in dem zwischen dem induktiven Bauelement (4, 6) und dem elektronischen Schalter (5, 7) ein Abgriff (8, 9) für die hochgesetzte Spannung vorgesehen ist, wobei das induktive Bauelement (4, 6) mindestens eine der Wicklungen einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine ist und dass der elektronische Schalter (5, 7) ein zur Kommutierung der Maschine eingesetzter Transistor ist. Des Weiteren werden die Verwendung einer elektronisch kommutierten Maschine zur Bereitstellung eines Spannungshochsetzstellers (3) sowie eine elektronisch kommutierte Maschine mit einer eine Spannungsglättung bewirkenden Zusatzbeschaltung (10) beschrieben.Voltage step-up converter (3) having at least one electrical boost converter branch (1, 2), which has at least one inductive component (4, 6) and an electronic switch (5, 7) connected in series to this component, and in which between the inductive component (4 , 6) and the electronic switch (5, 7) a tap (8, 9) is provided for the high voltage, wherein the inductive component (4, 6) is at least one of the windings of an electronically commutated electric machine and that the electronic switch (5, 7) is a transistor used for commutation of the machine. Furthermore, the use of an electronically commutated machine for providing a voltage booster (3) and an electronically commutated machine with a voltage smoothing causing additional circuit (10) are described.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungshochsetzsteller gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, die Verwendung einer elektronisch kommutierten Maschine zur Bereitstellung eines Spannungshochsetzstellers gemäß dem unabhängigen Anspruch 3 und eine elektronisch kommutierte Maschine mit einer Zusatzbeschaltung gemäß dem unabhängigen Anspruch 4.The The invention relates to a voltage boost converter according to the independent claim 1, the use of an electronically commutated machine for deployment a voltage booster according to the independent claim 3 and a electronically commutated machine with an additional circuit according to the independent claim 4th

Der Einsatz von elektrischen Bauteilen und elektrischen Schaltungen ist weit verbreitet und ermöglicht eine Vielzahl von Funktionen. Um das Betreiben von elektrischen Schaltungen und der darin befindlichen elektrischen Bauteile zu gewährleisten, ist stets eine adäquate Leistungsversorgung erforderlich. So ist es zum Beispiel bekannt, dass Gebläse- und/oder Lüftermotoren unterhalb einer bestimmten Mindestspannung keine funktionsgemäße Wirkung zeigen. Während die Spannungsanforderungen bei einem stationären, insbesondere netzverbundenen Betrieb regelmäßig erfüllt werden können, so sind beim mobilen Einsatz, insbesondere bei Verwendung einer Batterie als Spannungsquelle, zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um eine adäquate Spannungsversorgung zu sichern. Um den Betrieb einer elektrischen Schaltung sicherzustellen, auch wenn die Spannung der Energiequelle (zum Beispiel Batterie oder Generator) unter die zum Betrieb der Schaltung notwendige Mindestspannung fällt, ist aus dem Stand der Technik der Einsatz eines Spannungshochsetzstellers bekannt. Mittels des Hochsetzstellers lassen sich Spannungen erzeugen, die oberhalb einer zur Verfügung stehenden Versorgungsspan nung liegen. Damit wird es möglich, elektrische Schaltungen auch dann zu betreiben, wenn die Versorgungsspannung unter die für den Betrieb der elektrischen Schaltung erforderliche Mindestspannung abfällt, da der Spannungshochsetzsteller eine ausreichende Spannung bereitstellen kann. Aufgrund der für eine Realisierung des Spannungshochsetzstellers zusätzlich benötigten Bauteile (zum Beispiel Spulen, Transistoren, getaktete Ansteuerung) ist der Einsatz eines Spannungshochsetzstellers stets mit erhöhten Kosten verbunden.Of the Use of electrical components and electrical circuits is widespread and allows a variety of functions. To operate electric Circuits and the electrical components therein ensure is always an adequate one Power supply required. So it is known, for example, that blower and / or fan motors below a certain minimum voltage no functional effect demonstrate. While the voltage requirements for a stationary, in particular network-connected Operation to be met regularly can, so are mobile use, especially when using a Battery as a voltage source, additional measures required to a adequate Secure power supply. To operate an electric Ensure circuit even when the voltage of the power source (for example battery or generator) under which to operate the circuit necessary minimum voltage drops, is from the prior art, the use of a voltage booster known. By means of the boost converter can generate voltages, the above one available standing supply voltage lie. This makes it possible, electric Also operate circuits when the supply voltage under the for the minimum required voltage for the operation of the electrical circuit drops because the voltage boost converter provide sufficient voltage can. Due to the for a realization of the voltage booster additionally required components (For example, coils, transistors, clocked control) is the Use of a voltage booster always with increased costs connected.

Die Erfindung zeigt einen Spannungshochsetzsteller auf, mit mindestens einem elektrischen Hochsetzstellerzweig, der mindestens ein induktives Bauelement und einen zu diesem Bauelement in Reihe geschalteten elektronischen Schalter aufweist und in dem zwischen dem induktiven Bauelement und dem elektronischen Schalter ein Abgriff für die hochgesetzte Spannung vorgesehen ist, wobei erfindungsgemäß das induktive Bauelement mindestens eine der Wicklungen einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine ist und der elektronische Schalter ein zur Kommutierung der Maschine eingesetzter Transistor ist. Die Erfindung beruht auf der neu gewonnenen Erkenntnis, dass eine elektronisch kommutierte Maschine über Bauteile verfügt, mit denen sich die Funktion eines Spannungshochsetzstellers realisieren lässt. Damit ist die Möglichkeit aufgezeigt, auf einfache Weise einen kostengünstigen Hochsetzsteller zu implementieren. Die Funktion eines erfindungsgemäßen Spannungshochsetzstellers wird im Verlauf dieser Beschreibung erläutert.The Invention shows a voltage boost converter, with at least an electrical boost converter branch, the at least one inductive component and an electronic component connected in series to this component Has switch and in which between the inductive component and the electronic switch a tap for the high voltage is provided, according to the invention, the inductive component at least one of the windings of an electronically commutated electrical Machine is on and the electronic switch on for commutation the machine used transistor is. The invention is based on the newly gained knowledge that electronically commutated Machine over Has components, with which realize the function of a voltage booster leaves. This is the possibility pointed out, in a simple way to a cost-effective boost converter to implement. The function of a voltage boost converter according to the invention is explained in the course of this description.

Vorteilhaft ist es, wenn der Spannungshochsetzsteller einen ersten und einen zweiten Hochsetzstellerzweig aufweist, wobei die Hochsetzstellerzweige elektrisch parallel zueinander geschaltet sind und wobei die induktiven Bauelemente des ersten und des zweiten Hochsetzstellerzweigs induktiv gekoppelt sind. Es ist dann zusätzlich möglich, die induktive Wechselwirkung zweier Spulen zum Erzeugen ei ner hochgesetzten Spannung zu nutzen. Auch diese Wirkung wird im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert.Advantageous it is when the voltage booster a first and a second boost converter branch, wherein the boost converter branches are electrically connected in parallel to each other and wherein the inductive Components of the first and the second boost converter branch inductively are coupled. It is then additional possible, the inductive interaction of two coils for generating egg ner elevated To use tension. This effect will continue later the description explained.

Des Weiteren beschreibt die Erfindung die Verwendung einer elektronisch kommutierten Maschine zur Bereitstellung eines Spannungshochsetzstellers, wobei die Maschine mindestens eine Maschinenwicklung und einen die Kommutierung bewirkenden, zur Maschinenwicklung elektrisch in Reihe geschalteten elektronischen Schalter aufweist, wobei ein Abgriff entlang der elektrischen Verbindung zwischen der Maschinenwicklung und dem elektronischen Schalter zum Abgreifen einer hochgesetzten Spannung verwendet wird.Of Furthermore, the invention describes the use of an electronic commutated machine for providing a voltage booster, the machine has at least one machine winding and one Commutation effect, electrically connected in series to the machine winding electronic switch, wherein a tap along the electrical connection between the machine winding and the electronic Switch is used to pick up a high voltage.

Die Erfindung offenbart auch eine elektronisch kommutierte Maschine mit mindestens einer Maschinenwicklung und einem die Kommutierung bewirkenden, zur Maschinenwicklung elektrisch in Reihe geschalteten elektronischen Schalter, wobei ein zwischen der Maschinenwicklung und dem elektronischen Schalter liegender Abgriff für eine Spannungshochsetzung genutzt wird und mit einer elektrischen, eine Spannungsglättung bewirkenden Zusatzbeschaltung versehen ist. Da die am Abgriff anliegende Spannung aufgrund der Funktionsweise des Hochsetzstellers erhebliche Amplitudenschwankungen aufweist, wird mittels der Zusatzbeschaltung eine gleichförmigere Spannung, ähnlich einer Gleichspannung erzeugt, mit der wiederum auf eine Gleichspannungsversorgung angewiesene, elektrische Schaltungen betrieben werden können.The Invention also discloses an electronically commutated machine with at least one machine winding and a commutation causing to the machine winding electrically connected in series electronic Switch, one between the machine winding and the electronic Switch lying tap for a voltage boost is used and with an electrical, a stress smoothing providing additional circuitry is provided. Since the fitting at the tap Voltage due to the operation of the boost converter considerable Amplitude fluctuations, is by means of the additional circuit a uniform Tension, similar a DC voltage generated, in turn to a DC power supply instructed, electrical circuits can be operated.

Mit Vorteil weist die an die elektronisch kommutierte Maschine angeschlossene Zusatzbeschaltung eine Spitzengleichrichtungsschaltung auf. Damit ist es auf einfache Weise mit einer bekannten Technik möglich, die Spannungsglättung zu bewirken.With Advantage has the connected to the electronically commutated machine Additional circuit on a peak rectification circuit. This is It is possible in a simple way with a known technique that voltage smoothing to effect.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Zusatzbeschaltung einen Spannungsregler aufweist. Mittels dieser Ausführungsform wird es möglich, die hochgesetzte Spannung auf ein gewünschtes Spannungsni veau zu regeln. Dadurch kann die Zusatzbeschaltung einerseits ein gewünschtes Spannungsniveau einer elektrischen Schaltung zur Verfügung stellen und andererseits verschiedene aus der Hochsetzung resultierende Spannungen nivellieren, auch wenn diese aufgrund von Änderungen in der Versorgungsspannung Schwankungen unterworfen sind.In addition, it is advantageous if the additional circuit has a voltage regulator. By means of this embodiment, it is possible, the hochge set voltage to a desired voltage level. As a result, the additional circuit can on the one hand provide a desired voltage level of an electrical circuit and, on the other hand, level various voltages resulting from the boosting, even if these are subjected to fluctuations due to changes in the supply voltage.

Die Erfindung soll anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigenThe Invention is based on embodiments shown in the figures be explained in more detail. Show

1 das Schaltbild eines Spannungshochsetzstellers mit zwei parallelen Hochsetzstellerzweigen, 1 the circuit diagram of a voltage booster with two parallel boost converter branches,

2 das Schaltbild eines Spannungshochsetzstellers mit zwei parallelen Hochsetzstellerzweigen und gekoppelten induktiven Bauelementen, und 2 the diagram of a voltage booster with two parallel boost converter branches and coupled inductive components, and

3 das Schaltbild eines Spannungshochsetzstellers mit Zusatzbeschaltung. 3 the diagram of a voltage booster with additional circuit.

Die 1 zeigt einen Spannungshochsetzsteller 3, der an seiner – auf die Orientierung des Schaltbilds bezogen – oberen Seite mit einer Spannung UB versorgt wird und an seiner unteren Seite eine Anbindung an die Masse GND aufweist. Der elektrische Pfad zwischen der Spannung UB und der Masse GND wird von einem ersten Hochsetzstellerzweig 1 und einem zweiten Hochsetzstellerzweig 2 gebildet, wobei die genannten Hochsetzstellerzweige 1, 2 elektrisch parallel zueinander geschaltet sind. Der erste Hochsetzstellerzweig 1 weist ein induktives Bauelement 4, als Spule L1 ausgeführt, und einen elektronischen Schalter 5, als Transistor T1 ausgeführt, auf. Der zweite Hochsetzstellerzweig 2 weist ein induktives Bauelement 6, als Spule L2 ausgeführt, und einen elektronischen Schalter 7, als Transistor T2 ausgeführt, auf. Entlang der elektrischen Verbindung zwischen der Spule L1 und dem Transistor T1 befindet sich ein erster Abgriff 8, und entlang der elektrischen Verbindung zwischen der Spule L2 und dem Transistor T2 befindet sich ein zweiter Abgriff 9.The 1 shows a voltage boost converter 3 , Which is supplied at its - based on the orientation of the circuit diagram - upper side with a voltage UB and at its lower side has a connection to the ground GND. The electrical path between the voltage UB and the ground GND is from a first boost converter branch 1 and a second boost converter branch 2 formed, wherein said Hochsetzstellerzweige 1 . 2 are electrically connected in parallel to each other. The first boost converter branch 1 has an inductive component 4 , designed as coil L1, and an electronic switch 5 , implemented as transistor T1, on. The second boost converter branch 2 has an inductive component 6 , designed as coil L2, and an electronic switch 7 , as transistor T2 executed on. Along the electrical connection between the coil L1 and the transistor T1 is a first tap 8th , and along the electrical connection between the coil L2 and the transistor T2 is a second tap 9 ,

Erfindungsgemäß werden die Elemente des Spannungshochsetzstellers 3 mittels der Bauteile einer elektronisch kommutierten Maschine realisiert. Dies bedeutet zum Beispiel, dass die Spule L1 eine Wicklung der elektrischen Maschine repräsentiert und dass der Transistor T1 einen dieser Wicklung zur Kommutierung zugeordneten Transistor darstellt. Die Darstellung von zwei Hochsetzstellerzweigen 1, 2 bedeutet, dass zwei Wicklungen der elektrischen Maschine mit ihren zugehörigen Transistoren zur Spannungshochsetzung verwendet werden. Dies kann einerseits dadurch realisiert werden, indem bei einer Maschine mit zwei Wicklungen beide Wicklungen zur Spannungshochsetzung verwendet werden, aber ebenso ist die Verwendung von zwei Wicklungen in einer Maschine mit drei und mehr Wicklungen möglich. Die Transistoren T1, T2 werden über nicht weiter dargestellte Ansteuerungsschaltungen an ihrem jeweiligen Gate in einen leitenden oder sperrenden Zustand geschaltet.According to the invention, the elements of the voltage boost converter 3 realized by means of the components of an electronically commutated machine. This means, for example, that the coil L1 represents a winding of the electrical machine and that the transistor T1 represents a transistor associated with this winding for commutation. The representation of two boost converter branches 1 . 2 means that two windings of the electric machine are used with their associated transistors for voltage boosting. On the one hand, this can be realized by using both windings for boosting voltage in a machine with two windings, but it is also possible to use two windings in a machine with three or more windings. The transistors T1, T2 are connected via not shown drive circuits at their respective gate in a conductive or blocking state.

Zunächst soll der Fall betrachtet werden, wenn beide Transistoren T1, T2 sperrend geschaltet sind. Im Stillstand der elektrischen Maschine stellen die Spulen L1, L2 einen vernachlässigbaren Widerstand dar, so dass an den Abgriffen 8, 9 jeweils die Versorgungsspannung UB abgegriffen werden kann. Eine andere Situation stellt sich ein, wenn sich der Rotor der elektrischen Maschine dreht. Diese Drehbewegung kann durch eine externe Drehmomentbeaufschlagung bewirkt werden, oder aber dadurch, dass – im Fall einer Maschine mit mehr als zwei Wicklungen – die Wicklungen, die nicht zur Spannungshochsetzung verwendet werden, in bekannter Weise bestromt werden und somit die Drehung des Rotors bewirken. Aufgrund der Bewegung die der Rotor der elektrischen Maschine an den Wicklungen vorbei ausführt, wird in den Wicklungen, also in den im Schaltbild dargestellten Spulen L1, L2 eine Spannung induziert. Dabei kann die in den Spulen L1, L2 induzierte Spannung je nach Ro torlage oder Rotorbewegungsrichtung gleich- oder entgegengerichtet zur Versorgungsspannung UB sein, demnach also addierend oder subtrahierend zur Versorgungsspannung UB hinzutreten. Es lässt sich daher je nach Betriebszustand am Abgriff 8 oder am Abgriff 9 eine über die Versorgungsspannung UB hinaus erhöhte Spannung abgreifen.First, the case will be considered when both transistors T1, T2 are turned off. At standstill of the electric machine, the coils L1, L2 represent a negligible resistance, so that at the taps 8th . 9 in each case the supply voltage UB can be tapped. Another situation arises when the rotor of the electric machine rotates. This rotational movement can be effected by an external torque application, or in that - in the case of a machine with more than two windings - the windings, which are not used for voltage boosting, are energized in a known manner and thus cause the rotation of the rotor. As a result of the movement of the rotor of the electric machine past the windings, a voltage is induced in the windings, that is to say in the coils L1, L2 shown in the circuit diagram. In this case, the voltage induced in the coils L1, L2 may be the same or opposite to the supply voltage UB, depending on the Ro torlage or rotor movement direction, therefore adding or subtracting to the supply voltage UB. It can therefore be depending on the operating condition at the tap 8th or at the tap 9 a tapped above the supply voltage UB increased voltage.

Wird der Transistor T1 nun leitend geschaltet, so fließt ein Strom von der Versorgungsspannung UB durch die Spule L1 und den Transistor T1 zur Masse GND. Aufgrund des plötzlich einsetzenden Stromflusses in die Spule L1 wird dort durch Selbstinduktion eine Spannung induziert, die dem Stromfluss entgegenwirkt. Am Abgriff 8 stellt sich demnach eine Spannung ein, die unterhalb der Versorgungsspannung UB liegt. Wird nun der Transistor T1 erneut sperrend geschaltet, so bricht der Stromfluss durch die Spule L1 schlagartig ab. Diese Änderung des Stromflusses erzeugt nunmehr eine Spannung, die zur Spannung UB addierend hinzutritt. Nach den genannten Schaltvorgängen lässt sich also am Abgriff 8 eine Spannung oberhalb der Versorgungsspannung UB abgreifen. Ein ähnlich geartetes Schalten kann auch mit dem Transistor T2 durchgeführt werden, wobei ein zeitlicher Versatz vorteilhaft ist, um abwechselnd an den Abgriffen 8, 9 eine hochgesetzte Spannung abzugreifen, nachdem der jeweilige Transistor von einem leitenden in einen sperrenden Zustand geschaltet wurde.If the transistor T1 is now turned on, then a current flows from the supply voltage UB through the coil L1 and the transistor T1 to ground GND. Due to the sudden onset of current flow in the coil L1, a voltage is induced there by self-induction, which counteracts the flow of current. At the tap 8th thus sets a voltage that is below the supply voltage UB. If the transistor T1 is switched off again, the current flow through the coil L1 abruptly stops. This change in the current flow now generates a voltage which adds to the voltage UB adding. After the aforementioned switching operations can thus be at the tap 8th pick up a voltage above the supply voltage UB. A similar type of switching can also be performed with the transistor T2, with a time offset is advantageous to alternately at the taps 8th . 9 to tap a high voltage after the respective transistor has been switched from a conducting to a blocking state.

2 zeigt einen Spannungshochsetzsteller 3, bei dem die Spulen L1 und L2 induktiv gekoppelt sind. Es ist dabei zu erkennen, dass die Spulen zueinander gegensinnig gewickelt sind, dass sich also die in der einen Spule induzierte Spannung mit umgekehrtem Vorzeichen auf die jeweils andere Spule überträgt. Es soll nun erneut der Fall betrachtet werden, wenn der Transistor T2 gesperrt ist und der Transistor T1 von einem sperrenden in einen leitenden Zustand geschaltet wird. Erneut führt dies dazu, dass in der Spule L1 eine der Versorgungsspannung UB entgegenwirkende Spannung induziert wird. 2 shows a voltage boost converter 3 in which the coils L1 and L2 are inductively coupled. It can be seen that the coils are wound in opposite directions to each other, so that transmits the voltage induced in one coil with the opposite sign to the other coil. It will now be considered again the case when the transistor T2 is turned off and the transistor T1 is switched from a blocking to a conductive state. Once again, this leads to the fact that a voltage which counteracts the supply voltage UB is induced in the coil L1.

Aufgrund der magnetischen Kopplung wird diese Spannung nun mit umgekehrtem Vorzeichen an die Spule L2 übertragen. Demnach liegt entlang der Spule L2 eine Spannung an, die die Versorgungsspannung UB erhöht, so dass am Abgriff 9 eine über das Niveau der Versorgungsspannung UB hochgestellte Spannung abgegriffen werden kann. Wird der Transistor T1 wiederum sperrend geschaltet, so lässt sich – wie zuvor beschreiben – eine hochgesetzte Spannung am Abgriff 8 abgreifen. Damit ist es nun möglich, sowohl beim Durchschalten als auch beim Sperren des Transistors T1 eine hochgesetzte Spannung abzugreifen, und zwar am Abgriff 9 oder am Abgriff 8. Dasselbe Prinzip lässt sich auch mit dem zweiten Hochsetzstellerzweig 2 verwirklichen, so dass sich entlang einer gedachten Zeitachse weitere Möglichkeiten der Entnahme einer hochgesetzten Spannung ergeben, wenn die Transistoren T1, T2 zeitlich versetzt ein- und ausgeschaltet werden. Diese zeitlich versetzte Abfolge von Schaltvorgängen wird vorteilhaft durch das Funktionsprinzip der elektronischen Kommutierung gelöst, bei dem die mittels einer zeitlich versetzten Schaltung von Transistoren bewirkte, temporäre Bestromung von einzelnen Maschinenwicklungen eine Drehung des Rotors hervorruft.Due to the magnetic coupling this voltage is now transmitted with reversed sign to the coil L2. Accordingly, there is a voltage along the coil L2, which increases the supply voltage UB, so that the tap 9 a voltage raised above the level of the supply voltage UB can be tapped. If the transistor T1 is in turn switched off, then - as described above - a high voltage can be applied to the tap 8th tap. This makes it possible to tap a high voltage both when switching on and when blocking the transistor T1, namely at the tap 9 or at the tap 8th , The same principle can also be used with the second boost converter branch 2 realize, so that along an imaginary time axis further possibilities of removal of a high voltage when the transistors T1, T2 are switched on and off with a time delay. This time-staggered sequence of switching operations is advantageously achieved by the functional principle of the electronic commutation, in which the temporary energization of individual machine windings caused by a time-shifted circuit of transistors causes a rotation of the rotor.

Die Höhe der Spannung, die beim Sperren der Transistoren T1 oder T2 an den Abgriffen 8 oder 9 entsteht, kann die Durchbruchsspannung des jeweiligen Transistors überschreiten, so dass ein Stromfluss durch den Transistor T1 oder T2 dennoch stattfindet und somit Energie an die Masse GND abgeleitet wird. Soll dieser Energieverlust verringert oder ganz vermieden werden, so ist es möglich, die Abgriffe 8, 9 mit einem Kondensator zu verbinden, dessen Energiespeicherkapazität 1/2 × C × U2 einen Teil der beim Abschalten der Spule freiwerdenden Energie 1/2 × L × I2 zwischenspeichern kann.The amount of voltage applied when blocking the transistors T1 or T2 at the taps 8th or 9 arises, may exceed the breakdown voltage of the respective transistor, so that a current flow through the transistor T1 or T2 still takes place and thus energy is dissipated to the ground GND. If this energy loss should be reduced or completely avoided, then it is possible the taps 8th . 9 to connect with a capacitor whose energy storage capacity 1/2 × C × U 2 can cache a part of the energy released when switching off the coil 1/2 × L × I 2 .

3 zeigt eine Zusatzbeschaltung 10, mit der die an den Abgriffen 8, 9 stoßartig auftretenden Spannungsüberhöhungen in eine auf eine bestimmte Höhe eingeregelte und geglättete Spannung umgesetzt werden kann. Die Zusatzbeschaltung 10 besteht dabei aus einer Spitzengleichrichtungsschaltung 11 und einer Spannungsregelungsschaltung 12. 3 shows an additional circuit 10 with the at the taps 8th . 9 jerky voltage overshoots can be converted into a regulated to a certain height and smoothed voltage. The additional circuit 10 consists of a peak rectification circuit 11 and a voltage regulation circuit 12 ,

Die Spitzengleichrichtungsschaltung 11 weist eine erste Diode D1, eine zweite Diode D2, einen Widerstand R und einen Kondensator CA auf. Da das Prinzip einer Spitzengleichrichtung hinlänglich bekannt ist, soll an dieser Stelle nur darauf hingewiesen werden, dass die Dioden D1 und D2 lediglich die positiven Halbwellen der an den Abgriffen 8 und 9 entstehenden Spannungen zum Knoten 13 durchlassen. Damit liegt an der Klemme 14, die einerseits den Ausgang der Spitzengleichrichtungsschaltung als auch den Eingang der Spannungsregelungsschaltung darstellt, eine gleichgerichtete, geglättete Spannung an. In der Spannungsregelungsschaltung 12 wird die vorgenannte Spannung mittels des Spannungsreglers 15, zum Beispiel als Längsregler ausgeführt, auf ein gewünschtes Niveau eingeregelt und mittels des nachgeschalteten Kondensators CB stabilisiert. Damit liegt insgesamt am Ausgang der Spannungsregelungsschaltung 12, namentlich der Klemme 16 eine geglättete Spannung an, deren Höhe über der Versorgungsspannung UB liegt. Mittels dieser erzeugten Spannung können schließlich Bauteile oder Schaltungen betrieben werden, die eine Eingangsspannung größer der Versorgungsspannung UB benötigen.The peak rectification circuit 11 has a first diode D1, a second diode D2, a resistor R and a capacitor CA. Since the principle of a peak rectification is well known, it should be pointed out at this point only that the diodes D1 and D2 only the positive half-waves at the taps 8th and 9 resulting voltages to the node 13 let through. That's a jam 14 , which represents on the one hand the output of the peak rectification circuit as well as the input of the voltage regulation circuit, a rectified, smoothed voltage. In the voltage regulation circuit 12 becomes the aforementioned voltage by means of the voltage regulator 15 , For example, designed as a longitudinal regulator, adjusted to a desired level and stabilized by means of the downstream capacitor CB. This is at the output of the voltage regulation circuit 12 especially the clamp 16 a smoothed voltage whose height is above the supply voltage UB. By means of this voltage generated can finally be operated components or circuits that require an input voltage greater than the supply voltage UB.

Abhängig von der Zielsetzung bei der Implementierung eines erfindungsgemäßen Spannungshochsetzstellers und in Abhängigkeit von der verwendeten Maschine, insbesondere bezüglich der Anzahl von Wicklungen, können in gleicher Weise auch Spannungshochsetzsteller mit mehr als zwei Hochsetzstellerzweigen realisiert werden. Dabei ist es möglich, mehrere Hochsetzstellerzweige wie in 1 gezeigt parallel zueinander zu betreiben, mehrere Paare von zwei parallel geschalteten Hochsetzstellerzweigen mit induktiv gekoppelten Bauelementen zu verwenden oder aber eine Kombination von ungekoppelten und gekoppelten Hochsetzstellerzweigen zu benutzen.Depending on the objective in the implementation of a voltage boost converter according to the invention and in dependence on the machine used, in particular with respect to the number of windings, voltage boost converters with more than two boost converter branches can be realized in the same way. It is possible, several boost converter branches as in 1 shown to operate in parallel to each other to use multiple pairs of two parallel-connected boost converter branches with inductively coupled components or to use a combination of uncoupled and coupled boost converter branches.

Claims (6)

Spannungshochsetzsteller (3) mit mindestens einem elektrischen Hochsetzstellerzweig (1, 2), der mindestens ein induktives Bauelement (4, 6) und einen zu diesem Bauelement in Reihe geschalteten elektronischen Schalter (5, 7) aufweist und in dem zwischen dem induktiven Bauelement (4, 6) und dem elektronischen Schalter (5, 7) ein Abgriff (8, 9) für die hochgesetzte Spannung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Bauelement (4, 6) mindestens eine der Wicklungen einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine ist und dass der elektronische Schalter (5, 7) ein zur Kommutierung der Maschine eingesetzter Transistor ist.Voltage step-up converter ( 3 ) with at least one electrical boost converter branch ( 1 . 2 ), the at least one inductive component ( 4 . 6 ) and an electronic switch connected in series to this component ( 5 . 7 ) and in which between the inductive component ( 4 . 6 ) and the electronic switch ( 5 . 7 ) a tap ( 8th . 9 ) is provided for the elevated voltage, characterized in that the inductive component ( 4 . 6 ) is at least one of the windings of an electronically commutated electric machine and that the electronic switch ( 5 . 7 ) is a transistor used for commutation of the machine. Spannungshochsetzsteller (3) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten (1) und einen zweiten Hochsetzstellerzweig (2), wobei die Hochsetzstellerzweige (1, 2) elektrisch parallel zueinander geschaltet sind und wobei die induktiven Bauelemente (4, 6) des ersten (1) und des zweiten Hochsetzstellerzweigs (2) induktiv gekoppelt sind.Voltage step-up converter ( 3 ) according to claim 1, characterized by a first ( 1 ) and a second boost converter branch ( 2 ), where the high legislative branches ( 1 . 2 ) are connected in parallel to each other electrically and wherein the inductive components ( 4 . 6 ) of the first (1) and the second boost converter branch ( 2 ) are inductively coupled. Verwendung einer elektronisch kommutierten Maschine zur Bereitstellung eines Spannungshochsetzstellers (3), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maschine mindestens eine Maschinenwicklung und einen die Kommutierung bewirkenden, zur Maschinenwicklung elektrisch in Reihe geschalteten elektronischen Schalter (5, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgriff (8, 9) zwischen der Maschinenwicklung und dem e lektronischen Schalter (5, 7) zum Abgreifen einer hochgesetzten Spannung verwendet wird.Use of an electronically commutated machine for providing a voltage booster ( 3 ), in particular according to one of the preceding claims, wherein the machine comprises at least one machine winding and a commutation effecting the machine winding electrically connected in series electronic switch ( 5 . 7 ), characterized in that a tap ( 8th . 9 ) between the machine winding and the electronic switch ( 5 . 7 ) is used to pick up a high voltage. Elektronisch kommutierte Maschine mit mindestens einer Maschinenwicklung und mindestens einem die Kommutierung bewirkenden, zur Maschinenwicklung elektrisch in Reihe geschalteten elektronischen Schalter (5, 7), dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Maschinenwicklung und dem elektronischen Schalter (5, 7) liegender Abgriff (8, 9) für eine Spannungshochsetzung genutzt wird und mit einer elektrischen, eine Spannungsglättung bewirkenden Zusatzbeschaltung (10) versehen ist.Electronically commutated machine with at least one machine winding and at least one commutation causing, electrically connected to the machine winding in series electronic switch ( 5 . 7 ), characterized in that between the machine winding and the electronic switch ( 5 . 7 ) lying tap ( 8th . 9 ) is used for a voltage boosting and with an electrical, a voltage smoothing causing additional circuit ( 10 ) is provided. Elektronisch kommutierte Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbeschaltung (10) eine Spitzengleichrichtungsschaltung (11) aufweist.Electronically commutated machine according to claim 4, characterized in that the additional circuit ( 10 ) a peak rectification circuit ( 11 ) having. Elektronisch kommutierte Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbeschaltung (10) eine Spannungsregelungsschaltung (11) aufweist.Electronically commutated machine according to one of the preceding claims, characterized in that the additional circuit ( 10 ) a voltage regulation circuit ( 11 ) having.
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