DE1588671A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von zusaetzlichen geregelten Ausgangsgroessen aus einer Eingangsgroesse - Google Patents

Description

• gchaltungsanordnung zur Erzeugun4 von zusätzlichen

  gereg41ten Au$ganadaröBen aus einer Bin«anasdröte

  i@till@l@telw

  Die Anwendung das Prinzip» der e31ht»sisohe*

  zur verlustarmen Steutrund oder Regelunö; einer tusbdo,

  z.B. Spannung oder Strom-" ist bekennt. Vosextliohea ltsrt»1

  dieses Prinzips ist die impuZ»weise Natnahae der benötigten

  Ausgangsenergie aus dir hheriieq»lle und die anschließende

  Integration der Inpulwe zu einer kontixzierlialt<n Gröle.

  i

  In der DAS 1 135 48(3 ist eise Niariohtu4 *» i#1ßthalt«

  einer Gleichspa=uu besohxiebea, bei dir striaaäes,"1liss@e.

  Spannungsquelle und einen Belastungswiderstand ein selbsttätiger Schalter mit periodischen Schaltzeiten angeordnet ist, der durch Spannungsdifferenzen zwischen einer Soi:Lspannung und der Spannung am Belastungswiderstand gesteuert wird. Zwischen der Spannungsquelle und den Belastungswiderstand ist eine Induktivität mit einen elektronischen Schalter angeordnet, der bei Schaltpausendes gesteuerten Schalters leitend wird und die durch die Induktivität induzierte Spannung mit der Belastungswiderstand verbindet.
• In der Fig.1 ist die bekannte Schaltungsanordnung einesc;'zatreglers dargestellt. In dieser Figur ist eine Gleichstrom:-

  quelle Uo vorgesehen, die durch einen elektronisch gesteuerten

  Umschalter/, z.B. einen Transistor, periodisch an- und abge-

  schaltet wird. In Peihe mit diesen Schalter ist eine Speicherinduktivitü.t Z finit einer Ucklung w1 vorgesehen. Eine Diode D1 ist als Querglied reit ihren einen Pol an den Verbindungspunkt Induktivität Z und Schalter S darrt eingeschaltet, daß sich die Diode bei geschlossenen Schalter in Sperrbereich und b:i geöffnetem Schalter infolge der Gegen-2lIK der Indukt:ivität in Durchlaßbereich befindet. 'Jeiterhin besteht die genannte 1 Schaltungsanordnung aus einem Siebkondensator C1 ,-der der Unterdrückung der infolge des periodischen An- #nd Abschaltens entetehenden Wechselspennungsanteii e dient # Mit R1 ist ein stwiderstand bezeichnet, an C # C SnanYianE= U1 anliegt.

  :'Ienn der Schalter S mit einer -bestrimten Frequenz und

  einem bestimmten Impuls/Fausenverhtiltnis betätigt wird, ergibt

  sich am ausgangsseitigen Latvriderstand R1 infolge der irrte-

  griciaiideii ','iizkung der Speicherinduktivität eine Gleichspan-

  nung, die der_Z arithmetischen Mittelwert der durch den'Schalter S

  gecha'#t,ten Spannungsinpulse entspricht. Die Schaltdiode D1

  hat hierbei die wesentliche Funktion, die während der Impuls-

  dauer iil' der Speicherinduktivität_ Z gespeicherte Energie in

  der Pause in den Lastkreis abzuleiten. Dadurch wird eine nahe-

  zu verlustlose Spz_nnungsteilunb erreicht. Durch Ver<naerung

  des Iiapuls/Pauserivcrhältnissca- lälrt sich das Spcnnungs!.eiler-

  verhältni- beciiiflucsen. Dies Geschieht z.B. bei Steueruni;- oder

  eGelung einet- Ausgangsgröt mittels Schaltregler.

  Üblicherweie wird mit elektronischen Scha*JI-tr2glern eine Aus-

  gehalten. Vielfrich- %-;erden Jedoch mehrere

  kcilstirn-t,cp:nnt,rgen benötiGet, sc z.D. eine Verbraucherspannung

  l .de

  mid eire 1:4 tteri_spannung ei einer:,,- Gleiohrichtergerät i@it

  ;i,stitzbtitterie#.

  Dei' _fi:ua@i; liegt die Aufgi;be zugrunde, diese zusätzlichen

  p:nnui:gen @^,.<:gl vhst mit den _?egeltcil f die Grundspannung

  und zu gc;.:irneilDiese Aufgabe

  Wird n- :e@i@_ltnegl«ider :ist dadurch ge-

  leg eine mehrere zusätzliche

  zusätzliche Dioden mit

  einer -dex artigen Polung vorgesehen sind; daß sie während der'. Entladezeit der Induktivität in Durchlarrich-@üng beansprucht werden. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin begründet, daß mit einen Schalter beispielsweise mehrere Spannungen konstant gehalten und geregelt werden können: .
• Die Anplitude der reit der Anordnung nach der Erfindung gewonnenen Zusatzspannung bzvi. Zusatzspannungen wird durch das Übersetzungsverhältnis der betreffenden Zusatzwicklung zur ersten 'iiiclclüng auf der Induktivität bestimmt. Die Durdi laP-spannung der Dioden kann als vernachläßigbar angesehen werden. Da während der Entladezeit der Speichernduktivtät die Ausgangsspannung gleich der Spannung am Kondensator und-an der Specherinduktivitdt ist, ist die Amplitude der Zusatzspannung proportional der Ausgangsspannung.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind in entsprechender Anzahl der zusätzlichen '.*iicklungela Kondensatoren vorgesehen, die die erzeugten inpulsförraigen Zusatzspannungen glühten. Dadurch wird erreicht, daß der ursprünglichen Ausgangsspannung proportionale Zusatzgleichspannungen zur Verfügung stehen.
• Die erzeugten Zusatzspannungen können auf die ursprüngliche Ausgani;sspennung aufgestockt S-;erden,. so daß sich jeweilo eine erhöhte Ausgangsspannung ergibt. LTnablz-ngig vors Schaltung--aufbau kann dabei die jci-teilige Zusatz spannung an r.ostilic:n ,Ende oder am, negativen Ende der ursprünglichen Ausgangsspannung aufgestockt vrerden.
• Die Erfindung wird anhand der Figuren 2 bis erläutert. Fig':1 zeigt-die bekannte Schaltungsanordnung eines Schaltreglers, Fig.2 einen im Sinne der Erfindung erweiterten Schaltregler, Fig.3 ein Glechrichtergerät reit halbgesteuerter Thyristor--Brückenschaltung als Schalter, Fig.4 eine Schaltregcleinrichtung reit einen _ - Transistor als Schalter und Fig.S. eile Schaltregeleinrichtung für 3 Ausgangsspannungen.
• Die Fig. 1 wurde in der Beschreibungseinleitung erörtert. Die-Schaltungsanordnung nach der Fig.2 weicht nur insofern von der Fig.1 ab; als auf der Speicherinduktivität Z eine zusätzliche Wicklung w2 und eine zusätzliche Diode D2 mit einem Glö:ttungskondensator C2 vorgesehen sind. flenn die Zusatzspannung Uz auf die Ausgangsspannung U1: aufgestockt wird, ergibt sich eine weitere Ausgangsspannung U2, deren Größe der Surane der beiden Sp:Gnnungen entspricht, die etwa die gleiche Konstanz <wie die ursprüngliche Ausgangsspü'hung U1 besitzt und in gleicher 'leise belastbar ist. Die Aufteilung der inpulsweise eingespeisteil Eingangsleistung erfolgt derart, daß sich die beiden Ausgänge auf das durch das Ubersetzungsvei,hLiltnis der Wicklungen vorgegebene Spennungsverhältnis einstellen. Abmeichungen von dieser Spannungsaufteilung, die sich während der Impulsdauer dadurch ergeben,- daß der Kondensator C1 über die Nicklung w1 der Speichernduktivität wieder etwas aufgeladen wird, während der Kondensator C2 infolge der nur in Sperrichtung beanspruchten Diode D2 durch den Lastwiderstand R2 entladen wird, gleichen sich in der Pausenzeit erst aus, ehe die Speicherinduktivität an alle Lastvriderstünde R1 und R2 Energie liefert.
• Bei der Schaltungsanordnung nach rg.3, die ein Gleicririchtergerät rast halbgesteuerter Thyristor-Brückenschaltung als S chalter. zeigt , ist die Ver br aucher spannung U1 geregelt. Mit RV ist ein ßegelverstürker bezeichnet. Die aufgestockte Spannung U2 dient zur Ladungserhaltung einer eservebetterie B. Mit dieser Schaltung ist es möglich, ohne zusätzlichen Regelaufwand auch für die Ladungserhaltung der Batterie eine konstante Spannung zur Verfügung zu stellen.
• Die in der Fig. 4 gezeigte Schaltregeleinr ichtung ver;@;endet einen Transistor To als Schalter. Bei. dieser Ausführung ist die aufgestockte Spannung U2 geregelt, die aha `diderstand R2 auftritt. Die Spannung U1 braucht in diesen fall nicht.be . _ _,: ..

  lastet zu werden. Diese Schaltungsanordnung bietet die Mög-'

  lichkeit, die Ausgangsspannung U2 ebenso groß wie die Eingangs-

  Spannung Uo oder sogar etwas gröger zu vrähl'eii. Diese' Schal-

  tunGsanordnung kann als Ausgleichseinrichtung dienen:

  Be. der in der Fg5 dargestellten Sehaltregeleinrichtung,

  die drei Ausgangsspannungen U1,U2,U3 liefert, ist ebenfalls

  ein Transistor To als Schalter vorgesehen. Eine der Ausgangs-

  spannungen nach der Darstellung in der Fig.5, U2, kann direkt

  geregcit \üden. Die beiden anderer@äppnnungen sind zwangsläufig

  ,_ -in diese. Regelung gebunden.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r 'ü c h e . Schaltungsanordnung zur yrzeugung von zusätzlich gerege:,ten AusgangsgröPen (z:B. Sp;-nnungen) aus einer hingang; gröne mit Hilfe einer Tegel.-. öder ,tt;uereinriclitunt;, be,-telicnd aus einei_l die .iligcni;sgrqfze periodiecli c:n- und abschaltenden. Sehalter, einer daulit in Reihe liegenden Sl,ciclierire?t?lttivi- tät, einer :Diode als; Querglied und einen :.@;chgeschalteten Siebkondensator, dadurch gellelaizeichiiet, aaß auf der In- duktivit«t (Z) eine oder mehrere zus;tzl:i clie '..chlun f,ciz tat. . @ und in en 't:ng@.echrr.@ier l'.nzalil zu-i:ttzliclie Dic :en 'D2... i vorgesehen sind, die so gepolt sind, dar sic ;;@=1,2end der %ntla dczeit der Speicheiaiirlukti@Jität in beansprucht werden. 2. Selialtungva:i:;:rc?iiun@; nasch Anspruch 1 zur ?.;@-zeu@;ung von zu- i:tzliclien geregeltcri Spa nnuizgen, n@üu#cli gelennzecl@net claj# in ent;..p@°cclieiider 1 dcz° v crgc scl_ c@. s nzGl: #;# #ei:cii zu`;.tz.s.clicn .@icl:lun@;eii @,v2. . . ) :@c-nc?:ensi: cren (C2. . . j .r@°frc;chen ::3n(l. die die erzeugten j. _chaltuiigsrrerdnu:ig nasch f r_-@ rück i u2-:,'; . lurc:@ r c @eicl:üct:, ca:@ :lic erzwi,ten oder negativen::ndc uff;estocl-t -,erden. - 4. Schaltungsanodnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, däß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, :der die zusätzlichen Spannungen bzw. die aufgestockte Summenspannung als Ist-Wert zugeführt werden.