DE1438194C - Stromversorgungsgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromversor- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß

gungsgerät mit einem Spannungsregler, durch den dem Eingang des Reglers, dem der Spannungsistwert

die Ausgangsspannung in einem weiten Bereich kon- zugeführt wird, eine Hilfsspannungsquelle über ein

stant gehalten und unterhalb eines bestimmten Wer- Ventil parallel geschaltet ist, das sperrt, solange die

tes des Ausgangsstromes erhöht wird. 5 von der Hilfsspannungsquelle gelieferte Hilfsspan-

Die Kennlinie eines solchen Stromversorgungs- nung größer als der Spannungsistwert ist, und daß die gerätes ist in F i g. 1 gezeigt. Zwischen den Strom- Hilfsspannung dem Ausgangsstrom porportional ist. werten l_m und I_M wird die Ausgangsspannung U_A Dadurch ist zusätzlich sichergestellt, daß die Spankonstant auf dem Wert U_s gehalten. Sobald jedoch nung stetig ansteigt bis der Ausgangstrom den Wert der Strom kleiner als /_m wird, soll die Spannung io Null erreicht.

ansteigen und beim Strom Null den einstellbaren EinAusführungsbeispiel derErfindung ist inFig.2 Wert U_M erreichen. Eine solche Kennlinie ist vor gezeigt. Dort ist der mit 4 bezeichnete Verbraucher allem erwünscht, wenn mit dem Gerät Batterien über einen regelbaren Gleichrichter 3 und einen geladen werden sollen. Die Regelung auf konstante Transformator 1 an ein Wechselspannungsnetz ange-Spannung bei Strömen größer als I_m und die Begren- 15 schlossen. Der Gleichrichter 3 besteht vorzugsweise zung auf einen Maximalstrom I_M ist hierbei zweck- aus einem steuerbaren Halbleitergleichrichter und mäßig, um eine schonende, schnelle Batterieladung einem Halbleiterventil in Mittelpunktschaltung. Die zu ereichen. Es hat sich weiter gezeigt, daß es sich Zündimpulse für den steuerbaren Halbleitergleichauf die Lebensdauer der Batterien günstig auswirkt, richter werden von einem Regler 5 geliefert. Die wenn die Gerätespannung die Gasungsspannung der 20 Phasenlage dieser Impulse, bezogen auf die Speise-Batterie bei kleinen Lastströmen erreicht oder gering- wechselspannung, kann abhängig von der Abweichung fügig überschreitet. der den Klemmen 51 zugeführten Spannung und einer

Ein solches Ansteigen der Ausgangsspannung bei im Regler erzeugten Sollwertspannung sein. ^

kleinen Lastströmen ergibt sich bei vielen Geräten Parallel zur Belastung 4 — z. B. den zu ladenden

im allgemeinen als Folge des Innenwiderstandes des 25 Batterien — liegt über einer Gleichrichterbrücke 61

Speisegerätes. Dabei muß jedoch der Innenwider- ein Widerstand 62 mit den Abgriffen 621 und 622.

stand einen merklichen Wert besitzen, der einerseits Der Abgriff 621 ist über einen Widerstand 623 mit

bei Geräten mit Halbleitergleichrichtern nicht von der Klemme 631 und der Abgriff 622 mit der

selbst gegeben ist, andererseits aber unerwünschte Klemme 632 verbunden. Die Gleichrichterbrücke 61

Verluste mit sich bringt. 3° liegt mit ihren Gleichspannungsklemmen in diesem

Diesen Nachteil weist eine andere bekannte Strom- Istwertkreis, so daß an den Klemmen 631 und 632

Versorgungsanlage dieser Art nicht auf. Bei dieser die Istwertspannung U₁ entsteht, die der Lastspan-

wird ein Stellstrom für den Regler erzeugt, der im nung U_A porportional ist.

wesentlichen der Differenz zwischen der Ausgangs- Die Wechselspannungsklemmen 612 der Brücke 61 Spannung des Stromversorgungsgerätes und einer 35 sind mit der Sekundärwicklung eines Stromwandlers Hilfsspannung proportional ist, die ihrerseits von 21 verbunden, dessen Primärwicklung zwischen dem einem Widerstand abgegriffen wird, der an den Transformator 1 und dem Gleichrichter 3 liegt. So-Gleichstromklemmen einer wechselstromseitig an lange der in dem Sollwertkreis 6 fließende Gleicheinen Sättigungswandler angeschlossenen Gleich- strom I_v größer als der vom Stromwandler 21 gelierichterbrücke liegt. Der Sättigungsstromwandler ist 40 ferte, dem Laststrom proportionale Strom /_s ist, kann so bemessen, daß er bei Ausgangsströmen des Strom- an der Sekundärwicklung des Stromwandlers und Versorgungsgerätes oberhalb eines bestimmten Grenz- damit an den Gleichspannungsklemmen der Brücke wertes in Sättigung ist. Unterschreitet der Strom des 61 keine zusätzliche Spannung entstehen, da die Stromversorgungsgerätes diesen Wert, dann erzeugt Sekundärwicklung des Stromwandlers durch die ^. der Stromwandler an dem an der Gleichrichterbrücke 45 Gleichrichterbrücke 61 praktisch kurzgeschlossen ist. C liegenden Widerstand eine höhere Spannung, die Eine solche Zusatzspannung entsteht erst, wenn /_s auch eine Heraufregelung der Ausgangsspannung der größer als I_v wird. Diese Zusatzspannung addiert Stromversorgungsanlage zur Folge hat. sich dann zu der Spannung U_A. Dem Regler wird

Bei Anlagen dieser Art ist zwar der Sollwert der somit von da an eine zu hohe Ausgangsspannung

konstanten Ausgangsspannung, nicht jedoch die 50 vorgetäuscht. Daraufhin wird z. B. der Phasenwinkel

Steilheit des Anstiegs dieser Spannung abhängig von der Zündimpulse so verschoben, daß die Ausgangs-

dem Strom stetig veränderbar. Diese Steilheit hängt spannung U_A kleiner wird.

vielmehr von der Bemessung, insbesondere von der Zwischen den Gleichrichter 3 und den Transfor-

Steilheit der Hystereseschleife des Kernmaterials des mator 1 ist ein zweiter Stromwandler 22 geschaltet,

Stromwandlers ab. Eine sehr steile Abhängigkeit der 55 an den ein Widerstand 7 über einen Gleichrichter 8

Ausgangsspannung von dem Ausgangsstrom ist daher angeschlosen ist. Dem Widerstand liegt ein Glättungs-

mit erheblichen Kosten für den Stromwandler ver- kondensator 71 parallel. Außerdem ist der Wider-

bunden. Außerdem erhält man hier kein stetiges An- stand mit einem Abgriff versehen, der über einen

wachsen der Ausgangsspannung mit fallendem Aus- Widerstand 72 mit der Klemme 731 verbunden ist.

gangsstrom, wenn sich dieser Strom dem Wert Null 60 Zwischen den Klemmen 731 und 732 entsteht eine

nähert, weil dann der Stromwandler praktisch keine Spannung U_H, die dem jeweils fließenden Laststrom

Spannung mehr an dem Widerstand an der Brücke direkt proportional ist.

erzeugen kann. Die Klemmenpaare 731, 732 und 631, 632 sind

Die Erfindung hat ein Stromversorgungsgerät der nun über die Diode 9 parallel geschaltet. Solange die

eingangs genannten Gattung zum Gegenstand, bei 65 Hilfsspannung U_H — im Bereich großer Lastströme

dem sich die Steilheit des Anstiegs der Ausgangs- — größer als die Istwertspannung U, ist, fließt über

spannung bei abnehmendem Ausgangstrom mit ein- den Gleichrichter 9 kein Strom, so daß die Hilfs-

fachen Mitteln stetig verändern läßt. spannung U_H keinen Einfluß auf den Regler 5 ausübt.

•Sobald der Laststrom unter einen bestimmten Wert gesunken ist und die Hilfsspannung, also die Spannung an den Klemmen 731 und 732, infolgedessen — in einer mittels des Widerstandes 7 einstellbaren Abhängigkeit vom Laststrom — auf einen Wert gesunken ist, der kleiner als die an den Klemmen 621, 622 abgegriffene »Istwertspanunng« ist, treibt diese letztgenannte Spannung entgegen der Hilfsspannung einen kleinen Strom über den durch die Widerstände 623, Ventil 9, Widerstand 72 und Widerstand 7 ge- ίο bildeten Kreise. Dies hat zur Folge, daß ein erheblicher Teil der an den Klemmen 621,622 abgerufenen Spannungen am Widerstand 623 abfällt, so daß der am Eingang 51 wirksame Wert der Spannung zwischen den Klemmen 731, 732 also praktisch der Hilfsspannung entspricht. Dem Regler wird also an Stelle des tatsächlichen Istwertes ein kleinerer (gefälschter) Wert aufgegeben, so daß die Differenz zwischen Aus- und Eingangswert größer wird, was eine Regelung im Sinne einer Erhöhung der Ausgangsspannung des Gleichrichters 3 in einer dem Absinken des Laststromes etwa proportionalen Abhängigkeit zur Folge hat.

Der Grad der Einwirkung der Hilfsspannung hängt hierbei von dem Verhältnis der Widerstände in dem am Eingang 51 liegenden Kreis, also vorwiegend von den Innenwiderständen der Spannungsquellen ab. Ist beispielsweise der Widerstand 72 im Vergleich zum Widerstand 623 klein, dann ist — sobald der Laststrom den Grenzwert I_m unterschreitet — der Verlauf der Ausgangsspannung U_A praktisch ausschließlich von der Hilfsspannung U_H, also vom Laststrom abhängig.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsgerät mit einem Spannungsregler, durch den die Ausgangsspannung in einem weiten Bereich konstant gehalten und unterhalb eines bestimmten Wertes des Ausgangstromes stromabhängig erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang (51) des Reglers (5), dem der Spannungsistwert (C/,) zugegeführt wird, eine Hilfsspannungsquelle über ein Ventil (9) parallel geschaltet ist, das sperrt, solange die von der Hilfsspannungsquelle gelieferte Hilfsspannung (JJ₁,) größer als der Spannungsistwert ist, und daß die Hilfsspannung dem Ausgangsstrom proportional ist.

2. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungsquelle aus einem Stromwandler (22), einem Gleichrichter (8) und einem daran angeschlossenen Widerstand (7) besteht und daß ein veränderbarer Teil dieses Widerstandes (7) über einen Hilfswiderstand (72) und das Ventil (9) dem Eingang (51) des Reglers (5) parallel geschaltet ist.

3. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstand (7) ein Kondensator (71) parallel geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen