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Schaltungsanordnung zur Stabilisierung von Gleichspannungen Es sind
bereits Anordnungen bekannt, bei denen zur Stabilisierung von Gleichspannungen ein
im Ausgang liegender Kondensator durch eine belastungsabhängige Ladeimpulsfolge
so aufgeladen wird, daß die jeweilige Ladespannung der stabilisierten. Ausgangsspannung
entspricht. Die Bildung der belastungsabhängigen Ladeimpulsfolge erfolgt dabei mit
Hilfe von Schaltgliedern, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung eine
Kontaktstelle im Ladestromkreis für den betreffenden Kondensator periodisch so beeinflussen,
daß entweder durch die unterschiedlich lange Dauer der einzelnen Impulse oder aber
durch die Häufigkeit der in einer Zeiteinheit einlaufenden Impulse die Ladung des
betreffenden Kondensators konstant gehalten wird.
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Da bei derartigen Anordnungen zwangläufig die stabilisierte Ausgangsspannung
unterhalb der nicht stabilisierten Spannung liegt, muß beim Stabilisierungsvorgang
ein Teil der Ursprungsenergie vernichtet werden. Dies erfolgt in Widerständen, die
den Wirkungsgrad einer solchen Stabilisierungsanordnung zwangläufig verschlechtern.
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Die Erfindung zeigt nun eine Anordnung, bei der diese Verschlechterung
des Wirkungsgrades durch in den Ladestromkreis eingeschaltete Widerstände vermieden
wird. Im Gegensatz zu solchen Widerständen ist nämlich, bei der erfindungsgemäßen
Anordnung in den Ladestromkreis des im Ausgang der Einrichtung liegenden Kondensators
die Primärwicklung eines Übertragers geschaltet, dessen Sekundärwicklung parallel
zu den die Ladeimpulse für den erwähnten Kondensator abgebenden, aus der unstabilisierten
Spannungsquelle aufgeladenen Kondensatoren liegt. Die bei den bisherigen Anordnungen
in Verlustwärme umgesetzte Leistung wird durch diese Anordnung in magnetische Energie
verwandelt, die bei der Beendigung jedes Ladeimpulses in elektrische Energie zurückverwandelt
werden kann, die sich in den vorhandenen Kondensatoren speichern läßt. Der Vorgang
ist also der, daß die beim Stabilisierungsvorgang frei werdende, durch den Überschuß
der unstabilisierten zur stabilisierten Spannung bedingten Energie über die Zwischenspeicherung
im Übertrager auf die Ursprungsspannungsquelle zurückgegeben wird, ohne daß dadurch,
abgesehen von den Ummagnetisierungsver- -lusten des Übertragers, der Wirkungsgrad
der Anordnung wesentlich verschlechtert wird.
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Eine zweckmäßige Anordnung ergibt sich dadurch, daß an die unstabilislerte
Spannungsquelle eine in einem Zweig einen Kondensator und im anderen Zweig die Reihenschaltung
eines Kondensators und eines Einweggleichrichters enthaltende Parallelschaltung
angeschlossen ist und daß die Sekundärwicklung des übertragers über eine weitere
Diode derart an diese beiden Kondensatoren angeschlossen ist, daß der bei der Beendigung
jedes Ladeimpulses entstehende induktive Stromstoß die Aufladung beider Kondensatoren
zusätzlich beeinflußt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt auch die Ausbildung unterschiedlich
stabilisierter Spannungen, da es für diesen Zweck nur notwendig ist, mehrere unterschiedlich
dimensionierteAusgangskcmdensatoren, die durch eine entsprechende Anzahl unterschiedlicher
Ladeimpulsfolgen aufgeladen. werden, bereitzustellen. Man kann bei einer solchen
Anordnung die Ausgangskondensatoren mit den ihnen zugeordneten La.deimp:ulsfolgen
in Gruppen aufteilen und jeder dieser Gruppen einen die zusätzliche Aufladung der
gemeinsamen, an die unstabilisierten Spannungsquellen angeschlossenen Kondensatoren
bewirkenden Übertrager zuordnen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Anordnung, aus der die Wirkungsweise der Anordnung
erkannt werden kann, Fig. 2 eine Anordnung zur Bereitstellung mehrerer unterschiedlicher
stabilisierter Spannungen und Fig. 3 eine Anordnung, bei der beim Vorhandensein
mehrerer unterschiedlicher Spannungen eine entsprechende Anzahl Übertrager zur Zwischenspeicherung
der überschüssigen Energie vorgesehen sind.
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In der Anordnung nach Fig. 1 liegt im Ausgang der Stabilisierungsanordnung
ein Kondensator C1, dessen Ladespannung voraussetzungsgemäß der stabilisierten Spannung
entspricht. Zur Konstanthaltung dieses Ladezustandes ist eine Kontaktanordnung i
im Ladestromkreis für diesen Kondensator vorhanden, die durch eine nicht dargestellte
Anordnung in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung gesteuert wird.
Wenn
die Belastung steigt, so ist die Impulsfolge: fnequenz größer, und wenn die Belastung
sinkt, wird auch die Impulsfolgefrequenz verkleinert. Es gelangen somit bei steigender
Belastung mehr Ladeimpulse auf den Kondensator C 1 als bei sinkender Belastung.
Anordnungen zur Steuerung des Kontaktes i, der selbstverständlich auch durch einen
elektronisch wirkenden. Schalter ersetzt werden kann, sind bereits bekannt und brauchen
daher nicht näher beschrieben zu werden.
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Die Ladeenergie für den Kondensator C 1 wird den Speicherkondensatoren
C 2 und C 3 entnommen, die parallel zur unstabilisierten Spannungsquelle Q liegen.
Diese besteht in bekannter Weise aus einem aus einem Wechselstromnetz
N über einen Transformator Tr gespeisten Vollweggleichrichter VG.
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Während der Kondensator C 3 unmittelbar parallel an die Ausgangsklemmen
des Vollweggleichrichters VG angeschlossen ist, liegt der Kondensator C2
mit einer Diode D2 in Reihe, wobei diese Reihenschaltung parallel zum Kondensator
C 3 und damit zum Gleichrichter VG angeordnet ist. Der Ladestrom für den. Kondensator
C 1 durchfließt die Wicklung I eines übertragers Ue, dessen Wicklung II zusammen
mit einer Diode D 1 an gleichliegende Belegungen der beiden Kondensatoren C2 und
C3 angeschaltet ist.
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Bei jedem Ladeimpuls, dargestellt durch das Schließen des Kontaktes
i, wird: die Primärwicklung I des Übertragers Ue magnetisiert, und am Ende des Lade
impulses, also bei der Öffnung des Kontaktes i, entsteht in der Wicklung II ein
das aufgebaute Magnetfeld zunächst noch bestehen lassender Induktionsstoß, der über
die Diode D1 eine zusätzliche Rufladung der Kondensatoren C2 und C3 bewirkt. Ein
Abfließen dieses Stoßes wird durch die Diode D 2 verhindert.
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Die Anordnung nach -der Fig. 2 ist grundsätzlich in derselben Weise
wie diejenige der Fig. 1 aufgebaut, es ist also auch hier eine unstabilisierte Spannungsquelle
Q vorhanden, der die Kondensatoren C 2 und C 3 parallel geschaltet sind. Der Übertrager
Ue besitzt wiederum eine Primärwicklung I und eine Sekundärwicklung II, wobei die
letztere über die Diode D 1 den am Ende jedes Ladeimpulses entstehenden Induktionsstoß
zu den Kondensatoren C2 und C3 leitet.
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Damit mehrere unterschiedlich stabilisierte Spannungen zur Verfügung
gestellt werden können, sind mehrere Kondensatoren Ca., Cb, Cc und
Cd vorgesehen, die durch entsprechende Ladeimpulsfolgen so aufgeladen werden,
daß ihr jeweiliger Spannungszustand demjenigen der stabilisierten Spannung entspricht.
Die Bildung dieser Ladeimpulsfolgeu erfolgt durch Kontakte ia, ib, ic und id, die
wiederum wie in der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Weise belastungsabhängig betätigt
werden, und zwar durch nicht dargestellte Vorrichtungen, die die Schließfrequenz
dieser Kontakte der jeweiligen. Belastung anpassen. Auch hier stehen die Kontakte
ia bis id symbolisch für vorzugsweise elektronisch ausgebildete Anordnungen. In
Fig. 3 sind die stabilisierten Spannungen Ua, Ub, Uc und Ud und damit auch die Kondensatoren
Ca, Cb, Cc und- Cd mit den Impulskontakten ia, ib, ic und id in zwei Gruppen
aufgeteilt, wobei jeder dieser Gruppen ein Übertrager Ue I bzw. Ue II zugeordnet
ist. jeder dieser Übertrager besitzt eine Primärwicklung I und eine Sekundärwicklung
II, die über Dioden D I und D II derart an die Kondensatoren C 2 und C 3 angeschaltet
werden, daß sowohl der Induktionsstoß beim Öffnen einer der Kontakte ia oder ib
als auch der Induktionsstoß einer der Kontakte ic und id zur Rufladung der Kondensatoren
C 2 und C 3 beitragen kann.