DE112016001109B4 - Resonanzwandler mit einem transformator mit mittelpunktanzapfung - Google Patents

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Abstract

Resonanzwandler mit einem Transformator (T) mit Mittelpunktanzapfung und einem Resonanzkreis, wobei der Mittelpunkt (M) der Sekundärseite des Transformators (T) über eine erste Ausgangsleitung (10) mit einem ersten Ausgangspol (12) verbunden ist und die beiden äußeren Anschlüsse (A1, A2) der Sekundärseite des Transformators (T) über jeweils ein elektrisches Schaltelement (S1, S2) verbunden sind und über eine zweite Ausgangsleitung (11) mit einem zweiten Ausgangspol (13) verbunden sind, wobei zwischen dem ersten Ausgangspol (12) und dem zweiten Ausgangspol (13) eine Ausgangsspannung (UA) anliegt, sodass der erste Ausgangspol (12) direkt über die erste Ausgangsleitung (10) ohne weitere Beschaltung in Form eines ausgangsseitigen Glättungskondensators zwischen erstem Ausgangspol (12) und zweitem Ausgangspol (13) nach außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den elektrischen Schaltelementen (S1, S2) jeweils zumindest ein Kondensator (C1, C2) geschaltet ist, um die Ausgangsspannung (UA) im Leerlauf des Resonanzwandlers aufrecht zu erhalten, und dass zwischen die beiden äußeren Anschlüsse (A1, A2) zumindest zwei in Serie geschaltete Widerstände (R3, R4) geschaltet sind, um zwischen den beiden Widerständen (R3, R4) einen Messpunkt (P) auszubilden, an welchem sich gegenüber dem zweiten Ausgangspol (13) eine mit der am Mittelpunkt (M) anliegenden Ausgangsspannung (UA) korrespondierende Spannung (UP) einstellt.

Description

  • Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Resonanzwandler mit einem Transformator mit Mittelpunktanzapfung und einem Resonanzkreis, wobei der Mittelpunkt der Sekundärseite des Transformators über eine erste Ausgangsleitung mit einem ersten Ausgangspol verbunden ist und die beiden äußeren Anschlüsse der Sekundärseite des Transformators über jeweils ein elektrisches Schaltelement verbunden sind und über eine zweite Ausgangsleitung mit einem zweiten Ausgangspol verbunden sind, sowie das Verfahren zum Betreiben des Resonanzwandlers.
  • In Stromrichtern, wie z.B. einem Resonanzwandler 1, kommen oftmals Transformatoren mit Mittelpunktanzapfung auf der Sekundärseite zum Einsatz. Ein Beispiel dafür ist ein Stromrichter 1 in Form eines bekannten Resonanzwandlers 1 wie in 1 dargestellt, bei dem durch die Drossel LR, die Kapazität CR und die Primärseite des Transformators T ein Schwingkreis gebildet wird. Der Resonanzwandler 1 wird durch ein Pulsmuster am Eingang UE zum Schwingen angeregt. Das Pulsmuster kann z.B. durch eine bekannte Schalteranordnung und einer PWM-Steuerung (in 1 nicht dargestellt) realisiert werden. Diese Schwingung wird über den Transformator T übertragen und auf der Sekundärseite gleichgerichtet.
  • Gewisse Resonanzwandler 1, wie z.B. Serien-Parallel-Resonanzwandler, haben außerdem die Eigenschaft, dass sich die Ausgangsspannung UA im Leerlauf (also ohne angeschlossene Last) aufgrund des mit CP gebildeten Schwingkreises derart erhöht, dass eine Regelung des Resonanzwandlers 1 mit einer ausgangsseitigen Zusatzbeschaltung 7 (3) vorteilhaft ist. Das ist insbesondere in Schweißstromquellen der Fall, wo auch im Leerlauf die Erhaltung einer gewissen Ausgangsspannung UA erwünscht ist. Dazu wird der Resonanzwandler 1 im Leerlauf gepulst betrieben. An den Eingang UE des Resonanzwandlers werden hierzu für eine bestimmte Zeitspanne Spannungspulse angelegt. Die durch den Resonanzwandler 1 erzeugte Schwingung, lädt den Glättungskondensator C3 auf der Sekundärseite über die Diode D3 auf. In der Zeit, in der keine Spannungspulse angelegt werden, entlädt sich der Glättungskondensator C3 über den Widerstand R1. Es stellt sich am Ausgang des Resonanzwandlers 1 daher eine mittlere Ausgangsspannung UA ein, die über Einstellung der Spannungspulse am Eingang auf einen gewünschten Pegel gehalten werden kann. Im Normalbetrieb des Resonanzwandlers 1 hat diese Zusatzbeschaltung 7 keinen Einfluss. Trotzdem muss der Glättungskondensator C3 auf die maximale Ausgangsspannung UA und eine maximale Pulsfrequenz ausgelegt sein und ist daher entsprechend groß zu dimensionieren, was entsprechenden Platz auf dem Schaltungsträger 3 erfordert.
  • Die Schaltelemente auf der Sekundärseite des Resonanzwandlers 1 sind üblicherweise auf einem Schaltungsträger 3, wie z.B. einer Schaltungsplatine (wie in 2), oder ähnlichem, angeordnet. Die Schaltungselemente können aber auch über Kupferbügel (insbesondere bei sehr hohen Strömen oder Spannungen) verbunden sein. Um die stromführende Plus-Ausgangsleitung 2 des Resonanzwandlers 1 nicht über den Schaltungsträger 3 führen zu müssen, was einen großen Kupferquerschnitt auf dem Schaltungsträger 3 notwendig machen würde, wird die Plus-Ausgangsleitung 2 in der Regel als separate Leitung nach außen geführt und nicht über einen Schaltungsträger 3, auf dem eine Spannungsmessung 4 zur Messung der Ausgangsspannung UA (2) oder die Zusatzbeschaltung 7 (3) implementiert ist. Das macht es aber notwendig, die Plus-Ausgangsleitung 2 über eine zusätzliche Verbindungsleitung 5 mit dem Schaltungsträger 3 zu verbinden. Dazu wird an der Schaltungsplatine 3 eine Buchse 6 angeordnet, an der die Verbindungsleitung 5 angeschlossen wird. Die zusätzliche Verbindungsleitung 5 sowie die Notwendigkeit einer Buchse 6 am Schaltungsträger 3 erhöhen aber natürlich ebenfalls den Aufwand der elektrischen Baugruppe. Dasselbe gilt analog auch bei der Verwendung von Kupferbügeln, da auch dabei nach dem Stand der Technik eine Verbindungsleitung 5 zur Verbindung der Plus-Ausgangsleitung 2 mit der Zusatzbeschaltung 7erforderlich ist.
  • Die US 6,288,919 B1 zeigt einen derartigen Resonanzwandler, der am Ausgang einen Glättungskondensator verwendet, welcher den Mittelpunkt als Plus-Ausgangsleitung mit der Zusatzbeschaltung verbindet. Zusätzlich werden zwei Kondensatoren parallel zu den Schaltelementen verwendet, um ein schnelles Abklingen des Stromflusses in den Schaltelementen zu ermöglichen.
  • Weiterhin ist aus der JP 2014-050 220 A ebenfalls ein Resonanzwandler mit einem Resonanzkreis und einem Transformator mit Mittelpunktanzapfung bekannt. Dazu sind sekundärseitig zwei Induktivitäten in Serie angeordnet, wobei ihr Verbindungspunkt mit einem äußeren Anschluss des Resonanzwandlers verbunden ist. Weiterhin weist der Resonanzwandler sekundärseitig zwei Gleichrichterdioden auf, wobei jeweils parallel zu einer der Gleichrichterdioden ein Glättungskondensator angeordnet ist.
  • Abgesehen davon kann es vorkommen, dass sich die Verbindungsleitung 5 mit der Zeit löst, oder dass bei der Montage gänzlich vergessen wird, die Verbindungsleitung 5 mit dem Schaltungsträger 3, oder mit der Plus-Ausgangsleitung, zu verbinden. Beides kann zum Ausfall des Resonanzwandlers 1 führen. Insbesondere kann es bei Wegfall der Verbindungsleitung 5 zu einer Überspannung an den Dioden D1, D2 kommen, die diese auch zerstören kann. Es ist daher wünschenswert, auf diese zusätzliche Verbindungsleitung 5, die eine Fehlerquelle darstellt, zu verzichten.
  • Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung sicherzustellen, dass die Ausgangsspannung im Leerlauf des Resonanzwandlers unter Vermeidung der oben genannten schaltungstechnischen Probleme mit einer einfachen Zusatzbeschaltung auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen einem ersten Ausgangspol und einem zweiten Ausgangspol eine Ausgangsspannung anliegt, sodass der erste Ausgangspol direkt über die erste Ausgangsleitung ohne weitere Beschaltung in Form eines ausgangsseitigen Glättungskondensators zwischen erstem Ausgangspol und zweitem Ausgangspol nach außen geführt ist und parallel zu den elektrischen Schaltelementen jeweils ein Kondensator geschaltet ist um die Ausgangsspannung im Leerlauf des Resonanzwandlers aufrecht zu erhalten. Die Kondensatoren müssen dabei im Normalbetrieb (also mit angeschlossener Last) nur mehr jeweils eine halbe Periode Strom führen und können daher wesentlich kleiner dimensioniert werden, als in der Schaltung nach dem Stand der Technik (3). Damit kann auch ein eventueller Schaltungsträger kleiner ausgeführt werden. Insbesondere kann damit aber auch auf die bisher notwendige Verbindungsleitung zwischen erstem Ausgangspol und dem Schaltungsträger verzichtet werden. Da der Mittelpunkt über die erste Ausgangsleitung in Form des ersten Ausgangspol herausgeführt wird, und nicht weiter beschaltet wird, (insbesondere wird auf einen Glättungskondensator zwischen erstem Ausgangspol und zweitem Ausgangspol verzichtet) kann vorteilhafterweise auf eine Verbindung des Mittelpunkts mit der Zusatzbeschaltung der Sekundärseite des Resonanzwandlers verzichtet werden. Damit wird eine mögliche Fehlerquelle in Form von oben genannten Verbindungsleitungen zum Verbinden des Mittelpunkts mit der Zusatzbeschaltung der Sekundärseite (beispielsweise auf einem Schaltungsträger, oder mittels eines Kupferbügels, usw.) von vornherein ausgeschlossen.
  • Für eine schnellere Entladung der Kondensatoren kann vorteilhafterweise parallel zu den elektrischen Schaltelementen jeweils zumindest ein Entladewiderstand geschaltet sein.
  • Die Ausgangsspannung des Resonanzwandlers kann besonders vorteilhaft gemessen werden, wenn zwischen die beiden äußeren Anschlüsse zumindest zwei in Serie geschaltete Widerstände geschaltet sind, um zwischen den beiden Widerständen einen Messpunkt auszubilden, und eine Spannungsmesseinheit vorgesehen ist, die die mit der Ausgangsspannung, die zwischen ersten und zweiten Ausgangspol anliegt, korrespondierende Spannung zwischen Messpunkt und zweitem Ausgangspol misst. Damit kann die Ausgangsspannung gemessen werden, ohne eine Verbindungsleitung zwischen ersten Ausgangspol und Spannungsmesseinheit zu benötigen wie im Stand der Technik (2). Die Messung der Ausgangsspannung ermöglicht es weiters, auch im Leerlauf die Leerlaufspannung zu regeln.
  • Wenn zwischen Messpunkt und dem zweiten Ausgangspol zumindest ein weiterer Widerstand geschaltet ist, kann aufgrund des entstehenden Spannungsteilers der eingangsseitige Spannungsbereich der Spannungsmesseinheit verringert werden. Die Spannungsmesseinheit kann damit vorteilhafterweise auf eine geringere Messspannung ausgelegt werden.
  • Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
    • 1 einen typischen Resonanzwandler nach dem Stand der Technik,
    • 2 die im Stand der Technik übliche Spannungsmessung an der Sekundärseite eines Transformators mit Mittelpunktanzapfung,
    • 3 die im Stand der Technik übliche Zusatzbeschaltung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Serien-Parallel-Resonanzwandler im Leerlauf,
    • 4 eine Schaltungsanordnung mit einem Transformator mit Mittelpunktanzapfung und Spannungsmessung der Ausgangsspannung,
    • 5 einen Serien-Parallel-Resonanzwandler mit erfindungsgemäßer Sekundärbeschaltung zur Einstellung der Leerlaufspannung,
    • 6 die sich im Serien-Parallel-Resonanzwandler ergebenden Spannungsverläufe im Leerlauffall und
    • 7 einen Serien-Parallel-Resonanzwandler mit erfindungsgemäßer Messanordnung zur Spannungsmessung und Sekundärbeschaltung zur Regelung der Ausgangsspannung im Leerlauf.
  • 4 zeigt eine Schaltungsanordnung 8 mit einem Transformator T mit sekundärseitiger Mittelpunktanzapfung. Auf der Sekundärseite des Transformators T mit Mittelpunktanzapfung sind zumindest drei Anschlüsse vorhanden. Ein Anschluss für den Mittelpunkt M und zwei Anschlüsse an den Enden der sekundärseitigen Wicklung, wobei diese Anschlüsse als Äußere Anschlüsse bezeichnet werden.
  • Im Allgemeinen wird aber festgehalten, dass unter einem Transformator mit Mittelpunktanzapfung im Sinne der Erfindung auch die Verwendung von zwei oder mehr Transformatorwicklungen mit gemeinsamen Kern, bei denen die sekundärseitigen und die primärseitigen Wicklungen jeweils in Reihe geschaltet sind, verstanden wird (wie in 5 dargestellt). Auch unabhängige Transformatoren mit parallel geschalteten Primärwicklungen und in Reihe geschalten Sekundärwicklungen sind dabei eingeschlossen. Eine elektrische Verbindung zwischen zwei in Reihe geschalteten sekundärseitigen Wicklungen entspricht dann dem Mittelpunkt M, an dem die erste Ausgangsleitung 10 angeschlossen werden kann.
  • Der sekundärseitige Mittelpunkt M ist über eine erste Ausgangsleitung 10, hier eine Plus-Ausgangsleitung, als erster Ausgangspol 12, hier der Pluspol, nach außen geführt. Die erste Ausgangsleitung 10 wird hierbei allerdings nicht über einen Schaltungsträger 3, wie beispielsweise eine Schaltungsplatine, geführt, sondern direkt als Leitung nach außen geführt. Dabei ist auf einen ausgangsseitigen Glättungskondensator zwischen erstem Ausgangspol 12 und zweitem Ausgangspol 13 verzichtet. Die beiden äußeren, bzw. nicht seriell verschalteten, sekundärseitigen Anschlüsse A1, A2 der Sekundärseite des Transformators T sind jeweils in bekannter Weise auf einen ersten Anschluss eines Schaltelements S1, S2 geführt. Die jeweils zweiten Anschlüsse der Schaltelemente S1, S2 sind miteinander verbunden und bilden den zweiten Ausgangspol 13, hier den Minuspol, des Gleichrichters, der mit einer zweiten Ausgangsleitung 11, hier einer Minus-Ausgangsleitung, nach außen geführt ist.
  • Falls als elektrische Schaltelemente S1, S2 passive Schaltelemente in Form von Dioden verwendet werden, erhält man einen bekannten Mittelpunktgleichrichter. Werden als elektrische Schaltelemente S1, S2 aktive Schaltelemente, beispielsweise Halbleiterschalter, z.B. MOSFETs, verwendet, erhält man einen bekannten Synchrongleichrichter. Da die Funktionen eines Mittelpunktgleichrichters und eines Synchrongleichrichters hinlänglich bekannt sind, und für die gegenständliche Erfindung unerheblich sind, wird hier nicht näher darauf eingegangen.
  • Die Schaltelemente S1, S2, sind in herkömmlicher Weise auf einem Schaltungsträger 3 angeordnet. Selbstverständlich kann der Schaltungsträger 3 auch geteilt ausgeführt sein. Insbesondere im Falle von aktiven Schaltelementen S1, S2 wird der Leistungsteil mit den aktiven Schaltelementen S1, S2 oft auf einem separaten Schaltungsträger 3 angeordnet. Zusätzlich ist auf dem Schaltungsträger 3 zur Spannungsmessung eine elektrische Messanordnung 14 zur Messung der Ausgangsspannung UA angeordnet. Die Schaltungselemente der Sekundärseite können aber auch durch Kupferbügel miteinander verbunden sein. Auch eine sekundärseitige Schaltungsanordnung als Kombination mit Schaltungsträger 3 und Kupferbügel ist denkbar. Beispielsweise könnte die Messanordnung 14 zur Messung der Ausgangsspannung UA auf einem Schaltungsträger 3 angeordnet sein und die restlichen Schaltungselemente mittels Kupferbügel verbunden sein.
  • Diese Messanordnung 14 zur Messung der Ausgangsspannung UA besteht im Wesentlichen aus zwei Widerständen R3, R4, die in Serie zwischen die beiden äußeren Anschlüsse A1, A2 der Sekundärseite des Transformators T geschaltet sind. Dadurch wird zwischen den beiden Widerständen R3, R4 ein Messpunkt P erzeugt, an dem sich gegenüber dem zweiten Ausgangspol 13 eine Spannung UP einstellt, die mit der am Mittelpunkt M anliegenden Ausgangsspannung UA korrespondiert. Diese Spannung UP am Messpunkt P kann mit einer beliebigen Spannungsmesseinheit V gemessen und als analoger oder digitaler Messwert MW zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann die Spannungsmesseinheit V als Verstärkerschaltung mit einem Operationsverstärker ausgeführt sein, wobei der Ausgang der Verstärkerschaltung in einem Analog-Digital-Wandler digitalisiert wird und als digitaler Messwert MW nach außen geführt ist.
  • Sind die beiden Widerstände R3, R4 gleich, dann entspricht die Spannung UP am Messpunkt P der Ausgangsspannung UA am Mittelpunkt M, also im gezeigten Ausführungsbeispiel der Spannung am ersten Ausgangspol 12. Sind die Widerstände R3, R4 nicht gleich, dann stellt sich am Messpunkt P eine dem Verhältnis der Widerstände R3, R4 entsprechende Spannung ein. In beiden Fällen kann damit am Messpunkt P die Ausgangsspannung UA gemessen werden, indem die Spannung UP des Messpunkt P gegenüber dem zweiten Ausgangspol 13 gemessen wird, wie in 4 angedeutet.
  • Die Spannung UP am Messpunkt P kann direkt gemessen werden, aber auch die Messung über einen Spannungsteiler ist denkbar. Dies erlaubt die Verwendung einer Spannungsmesseinheit V mit einem reduzierten Eingangsbereich, wodurch schaltungstechnische Vereinfachungen erreichbar sind. Dazu kann zwischen Messpunkt P und zweitem Ausgangspol 13 durch einen zusätzlichen Widerstand R2 ein Spanungsteiler erzeugt werden, wie in 4 angedeutet. Dabei bewirkt der Widerstand R2 im Zusammenhang mit den Widerständen R3 und R4 am Messpunkt P eine entsprechende Verringerung der Spannung UP, die aber dennoch zur Ausgangsspannung UA proportional ist. Sollte die Spannungsmesseinheit V eine noch geringere Eingangsspannung erfordern, kann in bekannter Weise der Widerstand R2 in einem passenden Verhältnis auf zwei Widerstände aufgeteilt werden, um eine Anpassung auf den Eingangsspannungsbereich der Spannungsmesseinheit V zu erreichen.
  • Mit dieser Messanordnung 14 für die Spannungsmessung der Ausgangsspannung UA ist es folglich nicht mehr notwendig, die erste Ausgangsleitung 10 über den Schaltungsträger 3 zu führen oder die erste Ausgangsleitung 10, wie im Stand der Technik, mit dem Schaltungsträger 3, oder mit der Spannungsmesseinheit V, über eine zusätzliche Verbindungsleitung 5 zu verbinden.
  • 5 zeigt einen Serien-Parallel-Resonanzwandler 1 mit einem primärseitigen Serienschwingkreis aus Drossel LR, Schwingkondensator CR und der Primärseite des Transformators T, einem sekundärseitigen Parallelschwingkreis aus Schwingkondensator Cp und der Sekundärseite des Transformators T und einem Mittelpunktgleichrichter (also mit Dioden D1, D2 als elektrische Schaltelemente S1, S2) auf der Sekundärseite. Die Primärseite ist hierbei nicht vollständig dargestellt, insbesondere fehlt die an sich bekannte elektrische Schaltung zur Erzeugung der dargestellten Eingangsspannung UE. Selbstverständlich könnte der primärseitige Schwingkreis bekanntermaßen aber auch als Parallelschwingkreis ausgeführt sein, bei dem der Schwingkondensator CR beispielsweise parallel zur Primärseite des Transformators T geschaltet ist. Ebenso könnte der Schwingkreis bekannter Weise auch auf der Sekundärseite anders oder gar nicht ausgebildet sein. Gleichfalls könnten natürlich auch die Dioden D1, D2 umgekehrt gepolt sein oder durch andere elektrische Schaltelemente S1, S2 ersetzt sein.
  • Um im Leerlauf die Ausgangsspannung UA auf einen gewünschten Wert zu halten, ist eine erfindungsgemäße Sekundärbeschaltung 15 vorgesehen, bei der parallel zu den elektrischen Schaltelementen S1, S2, hier Dioden D1, D2, jeweils zumindest ein Kondensator C1, C2 geschaltet ist. Damit ist auch für die Sekundärbeschaltung 15 zur Einstellung der Leerlaufspannung keine separate Verbindung zwischen erster Ausgangsleitung 10 und Schaltungsträger 3 notwendig.
  • Im Leerlauf soll am Resonanzwandler 1 eine gewünschte Ausgangsspannung UA aufrechterhalten werden. Dazu werden an der Primärseite des Transformtors T für eine bestimmte Zeitspanne t1 Spannungsimpulse UE angelegt, die den Resonanzkreis auf der Primärseite anregen. Die Anregung führt zu einer Schwingung an der Sekundärseite des Transformators. Im Leerlauf schwingen auch die an den Kondensatoren C1, C2 anliegenden Spannungen um das Niveau der Ausgangsspannung UA. Die Kondensatoren C1, C2 werden dadurch während der Anregung auf der Primärseite in der Zeitspanne t1 geladen, was auch zu einer Erhöhung der Leerlaufspannung am Ausgang UA führt. Danach wird die primärseitige Anregung für eine zweite Zeitspanne t2 unterbrochen. In dieser Phase entladen sich die Kondensatoren C1, C2. Dazu können auch Entladewiderstände R5, R6, vorgesehen sein, wie in 5 angedeutet. Ohne Entladewiderstände R5, R6 entladen sich die Kondensatoren C1, C2 gemäß ihren Selbstentladeeigenschaften. Falls die Sekundärbeschaltung 15 gemeinsam mit der Messanordnung 14 zur Messung der Ausgangsspannung UA implementiert ist (wie in 7), dann dienen die Widerstände R2, R3, R4 der Messanordnung 14 gleichzeitig als Entladewiderstände. Während der Entladung der Kondensatoren C1, C2 sinkt die Leerlaufspannung UA am Ausgang. Es ergibt sich somit am Ausgang im Leerlauf eine mittlere Ausgangsspannung UA. Die Ausgangsspannung UA kann damit durch Einstellen der Spannungsimpulse UE, der Pulsfrequenz und der Zeitspannen t1, t2 auf einen gewünschten Wert gehalten werden. Im Normalbetrieb (mit einer angeschlossenen elektrischen Last am Ausgang) hat diese Sekundärbeschaltung 15 keinen Einfluss. Die sich beispielsweise bei einem Serien-Parallel-Resonanzwandler ergebenden Spannungsverläufe im Leerlauf sind in 6 schematisch dargestellt.
  • Die beiden Kondensatoren C1, C2 der Sekundärbeschaltung 15 können dabei kleiner dimensioniert werden, als der Glättungskondensator C3 in der bisher üblichen Schaltung nach dem Stand der Technik (3). Damit kann durch das Weglassen des Glättungskondensators C3 auch Platz auf dem Schaltungsträger 3 eingespart werden. Abgesehen davon kann damit auch die thermische Belastung des Schaltungsträgers 3 reduziert werden, was ebenfalls dazu führt, dass der Schaltungsträger 3 verkleinert werden kann.
  • Die im Vergleich zum Glättungskondensator C3 kleineren Kapazitätswerte C1, C2 bewirken aber auch zusätzlich, dass die Ausgangsspannung UA im Leerlauf schneller absinkt, was insbesondere für die Anwendung in Schweißstromquellen von Vorteil ist, weil damit die erlaubte Maximalspannung nach Schweißende schneller erreicht wird.
  • Die Messanordnung 14 zur Spannungsmessung und die Sekundärbeschaltung 15 zur Regelung der Ausgangsspannung UA im Leerlauf lassen sich natürlich auch kombinieren, wie in 7 anhand eines Resonanzwandlers 1 mit Mittelpunktgleichrichter dargestellt. Eine solche Kombination ist ganz besonders vorteilhaft, da dann auch die Ausgangsspannung UA im Leerlauf (Leerlaufspannung) durch Messen der zur Ausgangsspannung UA korrespondierenden Spannung UP am Messpunkt P auf einen gewünschten Wert geregelt werden kann, bzw. ein gewünschter Wert der Leerlaufspannung sichergestellt werden kann.

Claims (5)

  1. Resonanzwandler mit einem Transformator (T) mit Mittelpunktanzapfung und einem Resonanzkreis, wobei der Mittelpunkt (M) der Sekundärseite des Transformators (T) über eine erste Ausgangsleitung (10) mit einem ersten Ausgangspol (12) verbunden ist und die beiden äußeren Anschlüsse (A1, A2) der Sekundärseite des Transformators (T) über jeweils ein elektrisches Schaltelement (S1, S2) verbunden sind und über eine zweite Ausgangsleitung (11) mit einem zweiten Ausgangspol (13) verbunden sind, wobei zwischen dem ersten Ausgangspol (12) und dem zweiten Ausgangspol (13) eine Ausgangsspannung (UA) anliegt, sodass der erste Ausgangspol (12) direkt über die erste Ausgangsleitung (10) ohne weitere Beschaltung in Form eines ausgangsseitigen Glättungskondensators zwischen erstem Ausgangspol (12) und zweitem Ausgangspol (13) nach außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den elektrischen Schaltelementen (S1, S2) jeweils zumindest ein Kondensator (C1, C2) geschaltet ist, um die Ausgangsspannung (UA) im Leerlauf des Resonanzwandlers aufrecht zu erhalten, und dass zwischen die beiden äußeren Anschlüsse (A1, A2) zumindest zwei in Serie geschaltete Widerstände (R3, R4) geschaltet sind, um zwischen den beiden Widerständen (R3, R4) einen Messpunkt (P) auszubilden, an welchem sich gegenüber dem zweiten Ausgangspol (13) eine mit der am Mittelpunkt (M) anliegenden Ausgangsspannung (UA) korrespondierende Spannung (UP) einstellt.
  2. Resonanzwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den elektrischen Schaltelementen (S1, S2) jeweils zumindest ein Entladewiderstand (R5, R6) geschaltet ist.
  3. Resonanzwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsmesseinheit (V) vorgesehen ist, die die mit der Ausgangsspannung (UA), die zwischen ersten Ausgangspol (12) und zweiten Ausgangspol (13) anliegt, korrespondierende Spannung (UP) zwischen Messpunkt (P) und zweitem Ausgangspol (13) misst.
  4. Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Messpunkt (P) und dem zweiten Ausgangspol (13) zumindest ein weiterer Widerstand (R2) geschaltet ist.
  5. Verfahren zum Betreiben eines Resonanzwandlers, wobei zwischen einem ersten Ausgangspol (12), der mit einem Mittelpunkt (M) verbunden ist, und einem zweiten Ausgangspol (13), der über jeweils ein elektrisches Schaltelement (S1, S2) mit den beiden äußeren Anschlüssen (A1, A2) der Sekundärseite des Transformators (T) verbunden ist, eine Ausgangsspannung (UA) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung (UA) im Leerlauf des Resonanzwandlers unter Verwendung von jeweils parallel zu den elektrischen Schaltelementen (S1, S2) geschalteten Kondensatoren (C1, C2) aufrecht erhalten wird, und dass zwischen zwei in Serie geschaltete Widerstände (R3, R4), welche zwischen die beiden äußeren Anschlüsse (A1, A2) geschaltet sind, ein Messpunkt (P) ausgebildet wird, an welchem sich gegenüber dem zweiten Ausgangspol (13) eine mit der am Mittelpunkt M anliegenden Ausgangsspannung (UA) korrespondierende Spannung (Up) einstellt.
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