DE1563851C3

DE1563851C3 - Shielding of power supply devices with a control part

Info

Publication number: DE1563851C3
Application number: DE19661563851
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7150 Backnang Oberbeck
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-08-17
Filing date: 1966-08-17
Publication date: 1976-09-09

Description

Die Erfindung betrifft die Abschirmung von Stromversorgungsgeräten mit einem Regelteil in elektronisch geregelten Stromversorgungsgeräten, bei denen die Umformung bei höheren Frequenzen als mit Netzfrequenz erfolgt und die sowohl aus dem Netz als auch aus Batterien gespeist werden können.The invention relates to the shielding of power supply devices with a control part in electronically controlled power supply devices where the Conversion takes place at higher frequencies than with mains frequency and which both from the network as can also be fed from batteries.

Ausgehend von einer Wechselspannung, meistens der Netzspannung, wird mit einer üblichen Gleichrichterschaltung und Siebkette eine Gleichspannung l/l erzeugt. Diese vom Netz her Schwankungen unterworfene Gleichspannung muß in einem Regelteil auf die Spannung U 2, die meist niedriger als die Spannung U 1 ist, gebracht werden, wobei der Regelteil dafür sorgen muß, daß die Spannung U 2 auf wenige Prozent konstant bleibt. Ferner ist im allgemeinen eine Batterie als Ersatz vorgesehen, welche über eine Diode an die Spannung U 1 angeschaltet ist. Die aus dem Netz kommende und gleichgerichtete Spannung Vl muß jedoch immer größer sein als die von der Batterie kommende Spannung, selbst dann, wenn die Netzspannung unter ihren Sollwert abgesunken ist, damit die Diode nicht leitend ist. Eine solche Schaltungsanordnung ist in der deutschen Auslegeschrift 1 104 048 beschrieben. Erst wenn die Netzspannung bei Störungen wegfällt, wird die Diode leitend, und die Batterie liefert ersatzweise die erforderliche Leistung (vgl. deutsche Patentschrift 1 146 963). Da die Batterie fast völlig entladen oder nahezu überladen sein kann, muß der Regelumfang des Reglers sehr hoch sein. Dieses schafft man mit gutem Wirkungsgrad nur mit einem sogenannten Zweipunktregler, der im wesentlichen darauf beruht, daß ein Kondensator über einen Begrenzungswiderstand bzw. eine Begrenzungsdrossel einen Transistor oder gesteuerten Gleichrichter periodisch ein- und ausschaltet, wobei die am Kondensator entstehende Spannung von dem Tastverhältnis der periodischen Ein- und Ausschaltung des Transistors abhängt. Dieses Tastverhältnis wird abhängig von der Abweichung zwischen Soll- und Ist-Spannung und Ausgangsspannung U 2 des Reglers geändert.Starting from an alternating voltage, usually the mains voltage, a direct voltage l / l is generated with a conventional rectifier circuit and filter chain. This DC voltage, which is subject to fluctuations from the network, must be brought to voltage U 2, which is usually lower than voltage U 1, in a control section, whereby the control section must ensure that voltage U 2 remains constant to a few percent. Furthermore, a battery is generally provided as a replacement, which is connected to the voltage U 1 via a diode. The rectified voltage Vl coming from the mains, however, must always be greater than the voltage coming from the battery, even if the mains voltage has dropped below its nominal value so that the diode is not conductive. Such a circuit arrangement is described in the German Auslegeschrift 1 104 048. Only when the mains voltage drops out in the event of a fault does the diode become conductive and the battery supplies the required power as a replacement (cf. German patent specification 1 146 963). Since the battery can be almost completely discharged or almost overcharged, the control range of the controller must be very high. This can only be achieved with good efficiency with a so-called two-point regulator, which is essentially based on the fact that a capacitor periodically switches a transistor or a controlled rectifier on and off via a limiting resistor or a limiting throttle, the voltage developing across the capacitor being dependent on the pulse duty factor of the periodic Switching the transistor on and off depends. This pulse duty factor is changed as a function of the deviation between the setpoint and actual voltage and the output voltage U 2 of the controller.

Da die am Kondensator entstehende Spannung einen sägezahnförmigen Verlauf hat, müssen Siebmittel vorhanden sein, um diese überlagerte Wechselspannung von der Nutzspannung t/2 fernzuhalten. Damit dieses Siebglied kleine Dimensionen erhält, muß die Schaltfrequenz des Transistors möglichst hoch gewählt sein.Since the voltage generated at the capacitor has a sawtooth shape, sieve means must be used be present in order to keep this superimposed alternating voltage away from the useful voltage t / 2. So that this filter element has small dimensions, the switching frequency of the transistor must as possible be chosen highly.

Die hohe Schaltfrequenz des Reglers bewirkt als Nachteil das Auftreten hoher Oberwellenfrequenzen, die vom Verbraucher sowie auch vom Netz ferngehalten werden müssen, insbesondere zur Einhaltung besonderer Forderungen an den sogenannten Funkstörgrad, die besagen, daß die ins Netz zurückgelieferte Störspannung einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreiten darf. Aus diesem Grund ist die Entstörung einer solchen geregelten Stromversorgung von besonderer Bedeutung. Die . Störungen nach außen sowohl nach der Netz- wie nach der Verbraucherseite erfolgen einerseits durch Strahlung oder magnetisches Feld und andererseits durch Gehäuseströme. Abschirmungen, wie sie in der schweizerischen Patentschrift 195 186 beschrieben sind, haben keine großen Verbesserungen des anstehenden Problems gebracht. Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Abschirmung zu schaffen, die den oben dargelegten Forderungen gerecht wird.The high switching frequency of the controller has the disadvantage that high harmonic frequencies occur, which must be kept away from the consumer as well as from the network, in particular for compliance special demands on the so-called radio interference level, which say that the returned to the network Interference voltage must not exceed a certain maximum value. This is why the interference suppression of such a regulated power supply is of particular importance. The . Disruptions to the outside, both on the network side and on the consumer side, are carried out on the one hand Radiation or magnetic field and on the other hand through housing currents. Shields, as described in Swiss patent specification 195 186, do not have any major improvements of the problem at hand. The present invention was therefore based on the object to create a shield that meets the requirements set out above.

Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, daß der Regelteil einen geschlossenen, von Masse isolierten Baustein bildet, daß die Stromzuführung und die Stromentnahme symmetrisch über abgeschirmte Siebglieder erfolgt und daß die Anordnung, bestehend aus Regelteil und Siebgliedern, in einem geschlossenen, ebenfalls von Masse isolierten Abschirmgehäuse zusammengefaßt ist.According to the invention, it is therefore proposed that the control part be a closed, isolated from ground Building block forms that the power supply and the power consumption symmetrically via shielded Sieve members takes place and that the arrangement, consisting of control part and sieve members, in a closed, also isolated from ground shielding housing is summarized.

An Hand der Zeichnung wird in einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the drawing.

In der Zeichnung ist ein Stromversorgungsgerät, gestrichelt umrahmt gezeichnet, als Beispiel im Schema dargestellt. Einem Eingangsteil E wird über zwei Klemmen 1 und 2 die auf die zu regelnde Gleichspannung U1 umzuformende Netzspannung 220 V« zugeführt. Der Anschluß einer Ersatzbatterie B ist an zwei weiteren Klemmen 3 und 4 gegeben. Das Eingangsteil E verfügt ebenfalls über eine Steuerdiode, die die Aufgabe hat, die aus dem Eingangsteil abzugebende Spannung U 1 an ein drittes Klemmenpaar A 1 und A 2 vom Netz oder von der Batterie her zu schalten. Die Spannung U 1 wird über ein abgeschirmtes symmetrisches Siebglied 51 einem Regelteil R, das von Masse isoliert gehaltert ist, zugeführt. Die geregelte Betriebsspannung t/2 wird weiter über ein zweites symmetrisches Siebglied 5 2 an ein viertes Klemmenpaar S und 6 gelegt. Die Siebglieder 51,52 und der Regelteil sind als eine Einheit in einem Gehäuse G angeordnet, das wiederum von Masse isoliert in dem Stromversorgungsgerät gehalten wird.In the drawing, a power supply device, framed by dashed lines, is shown as an example in the scheme. The mains voltage 220 V to be converted to the DC voltage U 1 to be regulated is fed to an input part E via two terminals 1 and 2. A replacement battery B can be connected to two further terminals 3 and 4. The input part E also has a control diode which has the task of switching the voltage U 1 to be output from the input part to a third pair of terminals A 1 and A 2 from the mains or from the battery. The voltage U 1 is fed via a shielded symmetrical filter element 51 to a control part R, which is held isolated from ground. The regulated operating voltage t / 2 is also applied to a fourth pair of terminals S and 6 via a second symmetrical filter element 5 2. The filter elements 51, 52 and the control part are arranged as a unit in a housing G , which in turn is held in the power supply device, isolated from ground.

Es ist offenkundig, daß durch diese Anordnung, vor allem die getrennt abgeschirmten Siebglieder 51 und 52, sowohl Störspannungen vom Netzeingang als auch vom Verbraucherausgang ferngehalten werden, andererseits verhindern sie wegen ihres symmetrischen Aufbaues das Entstehen von Gehäuseströmen, da die Serienschaltungen in den diversen Induktivitäten hochohmig gegen den Gehäusewiderstand sind.It is evident that this arrangement, especially the separately shielded screen members 51 and 52, both interference voltages from the mains input and from the consumer output are kept away, on the other hand, because of their symmetrical structure, they prevent the occurrence of housing currents, because the series connections in the various inductivities are high-resistance to the housing resistance.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Shielding of power supply devices with a control part in electronically controlled power supply devices, in which the conversion takes place at higher frequencies than the mains frequency and which can be fed from the mains as well as from batteries, characterized in that the control part (R) has a closed, The block, which is insulated from the ground, forms that the power supply (Al, Al) and the current draw (5, 6) are symmetrical via shielded filter elements (51, 52) and that the arrangement, consisting of the control part (R) and the filter 15 elements (51 , 52), is summarized in a closed, also isolated from ground shielding housing (G).