DE19529175A1 - Schalt-Stromversorgungssystem für zwei oder mehrere eingangsseitige Spannungspegel - Google Patents

Schalt-Stromversorgungssystem für zwei oder mehrere eingangsseitige Spannungspegel

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DE19529175A1
DE19529175A1 DE1995129175 DE19529175A DE19529175A1 DE 19529175 A1 DE19529175 A1 DE 19529175A1 DE 1995129175 DE1995129175 DE 1995129175 DE 19529175 A DE19529175 A DE 19529175A DE 19529175 A1 DE19529175 A1 DE 19529175A1
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schalt-Stromversor­ gungssystem, insbesondere ein Schalt-Stromversorgungssy­ stem, das zwei oder mehrere Stromquellen mit unterschiedli­ chen Spannungspegeln verbinden bzw. zuschalten kann. Genau­ er gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Schalt- Stromversorgungssystem, das wenigstens einen Eingang für eine Stromquelle einer höheren Spannung und einen anderen Eingang für eine Stromquelle einer niedrigeren Spannung aufweist, wobei die zweite Stromquelle die erste Strom­ quelle unterstützen bzw. ersetzen kann, wenn die erste Stromquelle defekt ist.
Aus dem Stand der Technik sind durch Schalten gesteuerte Stromversorgungen bekannt. Aus dem Stand der Technik sind ferner unterbrechungsfreie Stromversorgungen ("U.P.S.") be­ kannt.
In einem herkömmlichen Schalt-Stromversorgungssystem gemäß Fig. 6 gibt es nur einen Eingang zur Verbindung mit einer externen Stromquelle. Bei modernen Computersystemen wird oft eine zweite batteriebetriebene Versorgungsquelle als Ersatz- bzw. Reservestromquelle verwendet, wenn die Primär­ stromquelle (üblicherweise das 110 V/60 Hz Wechselstrom­ netz) nicht verfügbar ist. Um beispielsweise für ein Compu­ tersystem eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu er­ halten, wird ein UPS (unterbrechungsfreie Stromversorgung)- System benötigt und am Eingang der Schalt-Stromversorgung eingefügt. Ein Blockschaltbild eines bekannten unterbre­ chungsfreien Schalt-Stromversorgungssystems, das mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (UPS) ausgerüstet ist, ist in der Fig. 1 dargestellt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 beginnt die unterbre­ chungsfreie Stromversorgung (UPS) dann, wenn die Wechsel­ stromquelle ausfällt, die Gleichstromversorgung der Ersatz­ batterie zur Versorgung der Schalt-Stromkreise in einen Wechselstrom umzuwandeln. Auf diese Weise wird eine unter­ brechungsfreie Stromversorgung erhalten.
Aus der voranstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das bekannte Schalt-Stromversorgungssystem so entworfen ist, daß es nur mit einer Art einer Stromquelle verbinden kann. Wenn die Schalt-Stromversorgung so entworfen ist, daß sie mit dem 110 V/60 Hz Wechselstromnetz verbinden kann, muß das externe UPS-System einen Gleichstrom/Wechselstrom- Umwandlungskreis zur Umwandlung des Ersatzstromes der Bat­ terie in einen 110 V/60 Hz Wechselstrom verwenden, bevor der Ersatzstrom der Batterie an die Schalt-Stromversorgung angelegt wird. Diese Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlung erfordert einen komplizierten Kreis, ruft ein Rauschen her­ vor und führt zu einem Wirkungsverlust (Leistungsverlust) wie auch zu hohen Produktionskosten. Außerdem verkürzt der Leistungsverlust die Versorgungszeit bzw. Standzeit der Er­ satzbatterie.
Ferner enthält das Stromversorgungssystem moderner Note­ book-Computer üblicherweise einen externen Wechselstrom- Gleichstrom-Adapter, eine interne wiederaufladbare Batterie und eine interne Schalt-Stromversorgung. Wenn ein Wechsel­ stromnetz verfügbar ist, wird der Wechselstrom/Gleichstrom- Adapter verwendet, um den Wechselstrom in einen niedrigeren Gleichstrom für die interne Schalt-Stromversorgung des Com­ puters umzuwandeln. Wenn kein externer Wechselstrom verfüg­ bar ist, wird die interne Batterie als Stromquelle verwen­ det. Die interne Schalt-Stromquelle ist so entworfen, daß sie die Spannung der Batterie mit dem niedrigen Pegel (üblicherweise 12 V Gleichstrom bis 24 V Gleichstrom) in die gewünschten Ausgangspegel umwandelt. Wenn das herkömm­ liche Wechselstromnetz (üblicherweise 110 V/60 Hz) als Stromquelle verwendet wird, wird der Wechsel­ strom/Gleichstrom-Adapter benötigt, um den Wechselstrom in denselben Spannungspegel der Batterie umzuwandeln, bevor er an die interne Schalt-Stromversorgung angelegt wird. Der Wechselstrom/Gleichstrom-Adapter führt zu extra Herstel­ lungskosten und sein Gewicht führt dazu, daß die Tragbar­ keit des Notebook-Computers beeinträchtigt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Schalt- Stromversorgungssystem, bei dem ein zweiter Eingang zur Verbindung mit einer Stromquelle mit einem unterschiedli­ chen Spannungspegel vorgesehen ist und bei dem die Aus­ gangsspannung der verbesserten Schalt-Stromversorgung nicht unterbrochen wird, wenn die Primärstromquelle ausfällt.
Erfindungsgemäß ist die Primärstromquelle mit einem ersten Eingang des Schalt-Stromversorgungssystems verbunden und sind die Schaltkreise zur Umwandlung des Primärstromes in die gewünschten Ausgangsspannungen dieselben wie bei her­ kömmlichen Schalt-Stromversorgungen. Die Sekundärstromquel­ le, die so entworfen ist, daß sie einen Spannungspegel an­ nimmt bzw. aufweist, der sich von demjenigen der Primär­ stromquelle unterscheidet, ist mit einem zweiten Eingang des verbesserten Schalt-Stromversorgungssystems verbunden.
Der Ausgang des Schalt-Stromversorgungssystems kann bei Auftreten eines von mehreren Ereignissen unterbrochen wer­ den. Diese Ereignisse beinhalten den Ausfall der Primär­ stromquelle, den Fall, in dem die Primärstromquelle nicht genug Strom für die Last liefern kann, den Fall, wenn die Primärstromquelle nicht reproduzierbare oder unbeständige Spannungspegel liefert und den Fall, in dem eine der Aus­ gangsspannungen Welligkeiten besitzt.
Wenn eine Unterbrechung auftritt, schaltet der Überwa­ chungskreis automatisch die Versorgung von der Sekundär­ stromquelle ein und startet er die Umwandlung der Sekundär­ stromquelle in gewünschte Ausgangsspannungen. Als Ergebnis werden die Ausgangsspannungen nicht unterbrochen, wenn die Primärstromquelle zu niedrig ist, ausfällt oder unbeständig arbeitet. Wenn die Primärstromquelle sich erholt hat, schaltet der Überwachungskreis die Umwandlung von der Se­ kundärstromquelle aus und startet er wieder die Verwendung der erholten Primärstromquelle als Stromquelle.
Die Sekundärstromquelle wird vorzugsweise verwendet, um die Primärstromquelle zu unterstützen bzw. zu ergänzen, obwohl die Primärstromquelle ausgeschaltet werden kann und das Schalt-Stromversorgungssystem nur die Sekundärstromquelle verwenden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Primärstrom­ quelle zum Wiederaufladen der Sekundärstromquelle verwendet werden, wenn diese entladen wurde.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kreise zur Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung herkömmlicher Schalt- Stromversorgungssysteme, die mit einer UPS-Stromversorgung ausgerüstet sind, zu vermeiden. Erfindungsgemäß kann die Reservebatterie direkt mit den Schalt-Stromkreisen verbun­ den und in die gewünschten Ausgangsspannungen umgewandelt werden. Ein Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungskreis, wie er in einem herkömmlichen UPS-System gefordert wird, wird nicht länger benötigt und die Herstellungskosten sind daher bei der vorliegenden Erfindung sehr viel niedriger als bei einem bekannten UPS-System.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Re­ serve-Stromversorgung direkt in die verbesserten Schalt- Stromkreise einzuspeisen und die Leistung direkt in die ge­ wünschten Ausgänge umzuwandeln. Der Leistungsverlust des herkömmlichen UPS-Systems, der bei der Umwandlung des Gleichstromes in den Wechselstrom auftritt, wird beseitigt. Als Ergebnis ist bei der Erfindung die Zeit, während der der Reservestrom geliefert wird, größer als bei einem her­ kömmlichen UPS-System.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, mehr stabile Ausgangsspannungen zu liefern und die Reserve-An­ sprechzeit zu verringern. Diese Aufgabe wird erfüllt, weil die zweite Reserve-Stromquelle beginnt, die Primärstromver­ sorgung zu ersetzen, sobald eine Unterbrechung ermittelt wird, wie beispielsweise wenn die Primärstromquelle einen niedrigen Strom liefert oder Wellungen aufweist oder wenn der Übergangs- bzw. Einschaltlaststrom die Leistungsfähig­ keit der Primärstromquelle überschreitet. Die Reserve-An­ sprechzeit ist sehr viel kürzer als bei einem herkömmlichen UPS-System, weil die Reservequelle direkt mit den Schalt- Stromversorgungskreisen verbunden wird und die Gleich­ strom/Wechselstrom-Umwandlungskreise beseitigt wurden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wech­ selstrom/Gleichstrom-Adapter zu eliminieren, der bei einem Notebook-Computer verwendet wird. Bei der erfindungsgemäßen Schalt-Stromversorgung können sowohl die aus dem Wechsel­ strom gleichgerichtete hohe Spannung und die niedrige Span­ nung von der wiederaufladbaren Batterie direkt mit der ver­ besserten Schalt-Stromversorgung verbunden werden. Der Wechselstrom/Gleichstrom-Adapter ist durch einen einfachen inneren Gleichrichter und Filterkreis ersetzt. Als Ergebnis werden die Herstellungskosten verkleinert und das Gesamtge­ wicht des Notebook-Computers wird verringert. Dies führt dazu, daß die Tragbarkeit des Notebook-PC′s in großem Maße verbessert wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Schalt-Stromversorgungssystems mit einem UPS-Sy­ stem;
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Schalt-Stromversorgungssystems;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer alternativen Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Schalt-Strom­ versorgungssystems;
Fig. 4 zeigt einen Tast- bzw. Schaltkreis der verbesser­ ten Schalt-Stromversorgung nach dem Blockschalt­ bild der Fig. 2;
Fig. 5 zeigt einen Tast- bzw. Schaltkreis der verbesser­ ten Schalt-Stromversorgung nach dem Blockschalt­ bild der Fig. 3 und
Fig. 6 zeigt einen Tast- bzw. Schaltkreis der herkömmli­ chen Schalt-Stromversorgung.
Gemäß den Fig. 2 und 4 umfaßt das vorliegende Schalt- Stromversorgungssystem einen Gleichrichterkreis 1 zum Gleichrichten des Wechselstromes einer Wechselstromquelle in eine Gleichspannung, wobei die gleichgerichtete Gleich­ spannung an einen Transformatorkreis 2 und einen Monitor­ kreis 7 angelegt wird.
Der Transformatorkreis 2 besitzt zwei Eingangskreise, die auch als Primärkreise oder Primärwicklungen bekannt sind und von denen einer für jede der beiden unterschiedlichen Stromquellen vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich mehr als zwei Eingangskreise für mehrere Primär- und Sekun­ därstromquellen vorzusehen. Der erste Eingangskreis ist für die Primärstromquelle, bei der es sich um dieselbe Strom­ quelle wie bei einer herkömmlichen Schalt-Stromversorgung handelt. Der zweite Eingangskreis ist für die Sekundär­ stromquelle.
Der erste Eingangskreis ist mit dem Ausgang des Gleichrich­ terkreises 1 verbunden und ist für die Spannung der Primär­ stromquelle ausgelegt.
Der zweite Eingangskreis ist zur Verbindung mit der Sekun­ därstromquelle ausgelegt, die eine niedrigere Spannungs­ quelle als die Primärstromquelle ist. Dieser zweite Ein­ gangskreis ist entsprechend der niedrigeren Spannung der Sekundärstromquelle ausgelegt, um den geforderten Stromfluß und den geforderten magnetischen Fluß zu erzeugen, der in den Ausgangsstrom des Transformatorkreises 2 umgewandelt wird. Sowohl der erste Eingangskreis wie auch der zweite Eingangskreis sind in demselben Transformatorkreis 2 ange­ ordnet. Auf diese Weise kann ein einziger Transformator oh­ ne die Hinzufügung eines Gleichstrom/Wechselstrom-Konver­ ters im Zusammenhang sowohl mit der Primärstromquelle wie auch der Sekundärstromquelle verwendet werden. Wenn der er­ ste Eingangskreis der Primärstromquelle nicht genügend Strom und genügend magnetischen Fluß für die Umwandlung er­ zeugen kann, wird die Leistung von dem zweiten Eingangs­ kreis direkt angeschlossen, um den Stromfluß zu liefern und den magnetischen Fluß zu erzeugen, um den unzulänglichen Bereich des ersten Eingangskreises zu ergänzen bzw. auszu­ füllen.
Die Ströme durch den Transformatorkreis 2 von der Primär- und Sekundärstromquelle werden durch einen ersten Schalt­ kreis 4 und einen zweiten Schaltkreis 6 entsprechend ge­ steuert. Die Ausgangsspannung des Transformatorkreises 2 wird an einen ersten Pulsbreitenmodulatorkreis 3 und an ei­ nen zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis 5 als eine Rückkopp­ lung angelegt. Die Leistung von der Primär- und Sekundär­ stromquelle wird in die gewünschten Ausgangsspannungen durch die Schaltströme in dem Transformatorkreis 2 umgewan­ delt.
Wie dies oben festgestellt wurde, ist der erste Pulsbrei­ tenmodulatorkreis 3 mit dem Ausgang des Transformatorkrei­ ses 2 verbunden. Der erste Pulsbreitenmodulatorkreis 3 er­ zeugt ein Pulssignal, das mit dem ersten Schaltkreis 4 ver­ bunden wird und den Ein-Aus-Betrieb des ersten Schaltkrei­ ses 4 steuert, der wiederum den durch den Transformator­ kreis 2 von der Primärstromquelle passierenden Strom steu­ ert. Ein anderer Ausgang des ersten Pulsbreitenmodulator­ kreises 3 ist mit dem Monitorkreis 7 verbunden, so daß der Monitorkreis 7 die Betriebsbedingung der Schaltkreise der Primärstromquelle überwachen kann.
Der zweite Pulsbreitenmodulatorkreis 5 ist ebenfalls mit dem Ausgang des Transformatorkreises 2 und mit einem Aus­ gang des Monitorkreises 7 verbunden. Der zweite Pulsbrei­ tenmodulatorkreis erzeugt ein Pulssignal, das mit dem zwei­ ten Schaltkreis 6 verbunden wird und den EIN-AUS-Betrieb des Schaltkreises 6 steuert, der wiederum den durch den Transformatorkreis 2 von der Sekundärstromquelle passieren­ den Strom steuert. Der Ausgang vom Monitorkreis 7 steuert den Pulsbreitenmodulatorkreis 5 und ermöglicht den Betrieb dieses Kreises, wenn der Monitorkreis 7 eine Unterbrechung anzeigt, wie beispielsweise wenn die Primärstromquelle niedrig ist, nicht vorhanden ist oder nicht genug Leistung für die Last liefern kann.
Wie dies oben erwähnt wurde, ist der ersten Schaltkreis 4 mit dem Ausgang des Pulsbreitenmodulatorkreises 3 und mit dem ersten Eingangskreis des Transformatorkreises 2 verbun­ den. Der erste Schaltkreis 4 arbeitet wie ein Ein-Aus- Schalter und wird durch die Eingangsimpulse von dem ersten Pulsbreitenmodulatorkreis 3 gesteuert. Der erste Schalt­ kreis 4 steuert den von der Primärstromquelle gelieferten Schaltstrom des Transformators.
Wie dies oben ebenfalls schon erwähnt wurde, ist der zweite Schaltkreis 6 mit dem Ausgang des zweiten Pulsbreitenmodu­ latorkreises 5 und dem zweiten Eingangskreis des Transfor­ matorkreises 2 verbunden. Der zweite Schaltkreis 6 arbeitet wie ein Ein-Aus-Schalter und wird von den Eingangsimpulsen von dem zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis 5 gesteuert. Der zweite Schaltkreis 6 steuert den von der Sekundärstromquel­ le gelieferten Schaltstrom des Transformators.
Wie dies oben ferner erwähnt wurde, ist der Monitorkreis 7 mit einem der Ausgänge des Pulsbreitenmodulatorkreises 3 verbunden. Der Monitorkreis 7 ist auch mit dem Ausgang des Gleichrichterkreises 1 verbunden und liefert ein Ausgangs­ signal an den zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis 5, um den Betrieb des zweiten Pulsbreitenmodulatorkreises 5 zu steu­ ern, der wiederum die Sekundärstromquelle steuert. Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichterkreises 1 niedrig ist oder wenn das Ausgangssignal des ersten Pulsbreitenmodula­ torkreises 3 einen Überlastungszustand anzeigt, schaltet der Monitorkreis 7 den Betrieb des zweiten Pulsbreitenmodu­ latorkreises 5 ein und ermöglicht, daß das Schalt-Stromsy­ stem die Sekundärstromquelle zum Betrieb verwendet.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung ist in den Fig. 3 und 5 gezeigt.
Diese zweite Ausführungsform umfaßt einen Gleichrichter­ kreis 1, einen Transformatorkreis 2, einen Pulsbreitenmodu­ latorkreis 3, einen Schaltkreis 4 und einen Monitorkreis 7, die jeweils dieselben sind wie die Kreise der Fig. 2 und 4. Die Sekundärstromquelle dieser Ausführungsform ist je­ doch so ausgelegt, daß sie sich dieselben Schaltsteuerkrei­ se mit der Primärstromquelle teilt. Als Ergebnis sind der zweite Pulsbreitenmodulatorkreis 5 und der zweite Schalt­ kreis 6 der Fig. 2 und 4 bei den Fig. 3 und 5 nicht vorhanden. Der Versorgungsstrom der Sekundärstromquelle der Fig. 3 und 5 wird durch einen zusätzlichen Schalter 8 gesteuert, der mit dem Ausgangssignal des Monitorkreises 7 verbunden ist und durch dieses gesteuert wird. Wenn der Mo­ nitorkreis 7 bestimmt, daß die Sekundärstromquelle benötigt wird, wird der Schalter 8 geschlossen und der Sekundärstrom fließt in den zweiten Eingangskreis des Transformatorkrei­ ses 2. Sowohl der erste Eingangskreis wie auch der zweite Eingangskreis des Transformatorkreises 2 sind mit dem Schaltkreis 4 und dem Pulsbreitenmodulatorkreis 3 verbunden und werden durch diese in der oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Weise gesteuert.
Zusammenfassend gesagt ist das Schalt-Stromversorgungssy­ stem der vorliegenden Erfindung direkt mit zwei oder mehr Stromquellen verschiedener Spannungspegel verbunden bzw. verbindbar. Aus diesem Grunde kann die Reservebatterie di­ rekt mit der Schalt-Stromversorgung verbunden werden. Es wird kein Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungskreis des herkömmlichen UPS-Systems benötigt. Die Energie- bzw. Wir­ kungsgradverluste, die bei bekannten Systemen während der Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlung zu verzeichnen sind, treten nicht auf. Als Ergebnis kann die Versorgung mit dem Reservestrom länger dauern als bei den Versorgungen des Standes der Technik. Ohne die Gleichstrom/Wechselstrom-Um­ wandlung ist die Reserveansprechzeit kürzer als bei einem herkömmlichen UPS-System. Da die Erfindung zwei Stromquel­ len aufweist, sind die Ausgangsspannungen sehr viel stabi­ ler, insbesondere dann, wenn ein großer Übergangs- bzw. Einschaltstrom an der Last auftritt, der die gegenwärtige Stromversorgungsmöglichkeit der Primärstromquelle über­ schreitet.
Beispielsweise kann bei einem Notebook-Computer mit der vorliegenden, verbesserten Schalt-Stromversorgung der Gleichstrom/Wechselstrom-Adapter durch einen einfachen Gleichrichter und Filterkreis ersetzt werden. Als Ergebnis werden die Herstellungskosten und das Gewicht des Notebook- Computers in hohem Maße verringert. Aus der obigen Be­ schreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Schalt- Stromversorgung zweifellos und realistisch auf dem vorlie­ genden technischen Gebiet angewendet werden kann.
Andere Kombinationen und Änderungen kann der Fachmann ohne weiteres vornehmen.
Obwohl die Erfindung zum Zwecke der Erläuterung ausführlich beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, daß Änderungen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne daß von dem Geist und Schutzbereich der Erfindung in der durch die Ansprüche definierten Form abgewichen wird. Alle diese Än­ derungen sollen im Schutzbereich der Ansprüche liegen.
Die Erfindung betrifft ein Schalt-Stromversorgungssystem (switching power supply system), das zwei oder mehr unter­ schiedliche Stromquellen mit unterschiedlichen Spannungspe­ geln verbinden bzw. zuschalten kann und das selbst dann, wenn die Primärstromquelle einen niedrigen Strom liefert oder ausfällt, einen ununterbrochenen Strom liefern kann. Die Ausgangsspannung ist sehr viel stabiler als bei einer herkömmlichen Schalt-Stromversorgung und gleichzeitig ist der Energieverlust kleiner. Als Ergebnis ist die Zeit der Reservestromversorgung länger als bei einem herkömmlichen UPS-System. Schließlich besteht keine Notwendigkeit, wenn die Erfindung beispielsweise beim Notebook-Computer ange­ wendet wird, einen Wechselstrom/Gleichstrom-Adapter bei der Verbindung mit einem herkömmlichen Wechelstromnetz zu ver­ wenden, weil die Schalt-Stromversorgung direkt mit der her­ kömmlichen Wechselstromspannung zum Betrieb verbunden wer­ den kann.

Claims (6)

1. Schalt-Stromversorgungssystem, gekennzeichnet durch
  • a) einen Transformatorkreis (2) mit einem ersten Eingang zur Verbindung mit einer Primärstromquelle und ei­ nem zweiten Eingang zur Verbindung mit einer Sekundärstrom­ quelle;
  • b) einen mit einer Last zu verbindenden Stromversor­ gungsausgang;
  • c) eine Einrichtung zur Regulierung des Stromversor­ gungsausganges;
  • d) eine Einrichtung zur Ermittlung einer Unterbre­ chung und
  • e) eine Einrichtung zur Verwendung der Sekundär­ stromquelle, wenn die Unterbrechung ermittelt wird.
2. System nach Anspruch 1, bei dem
  • a) die Unterbrechung angenommen wird, wenn einer der folgenden Vorgänge auftritt:
  • Die Primärstromquelle fällt unter eine erste vorbestimmte Spannung ab.
  • Der Stromversorgungsausgang fällt unter eine zweite vorbe­ stimmte Spannung.
  • Die Primärstromversorgung nähert sich einem Überlastungszu­ stand an.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung zur Regulierung des Stromversor­ gungsausganges, die Einrichtung zur Ermittlung einer Unter­ brechung und die Einrichtung zur Verwendung der Sekundär­ stromquelle, wenn die Unterbrechung ermittelt wird, einen ersten Pulsbreitenmodulatorkreis (3), einen ersten Schalt­ kreis (4), einen Monitorkreis (7), einen zweiten Pulsbrei­ tenmodulatorkreis (5), und einen zweiten Schaltkreis (6) umfassen, daß
der erste Schaltkreis (4) einen Stromfluß von der Primär­ stromquelle durch den ersten Eingang des Transformatorkrei­ ses (2) steuert, daß
der erste Pulsbreitenmodulatorkreis (3) den Stromversor­ gungsausgang dadurch reguliert, daß er den Ein/Aus-Betrieb des ersten Schaltkreises (4) steuert, daß
der Monitorkreis (7) eine Spannung von dem ersten Eingang und eine Spannung von dem ersten Pulsbreitenmodulatorkreis (3) überwacht, der Monitorkreis (7) die Spannung von dem ersten Eingang und die Spannung von dem Pulsbreitenmodula­ torkreis (3) mit einer Bezugsspannung vergleicht und den zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis (5) einschaltet, wenn die Spannung von dem ersten Eingang und die Spannung von dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) unterhalb der Bezugsspannung liegen, daß
der zweite Schaltkreis (6) einen Stromfluß von der Sekun­ därstromquelle durch den zweiten Eingang des Transformator­ kreises (2) steuert und daß
der zweite Pulsbreitenmodulatorkreis (5) den Stromversor­ gungsausgang dadurch reguliert, daß er den Ein- und Aus-Be­ trieb des zweiten Schaltkreises (6) steuert.
4. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Regulieren des Stromversorgungsausganges, die Einrichtung zum Ermitteln einer Unterbrechung und die Einrichtung zur Verwendung der Sekundärstromquelle, wenn die Unterbrechung ermittelt wird, einen Monitorkreis (7), einen Pulsbreitenmodulatorkreis (3), einen Schaltkreis (4) und eine Schalteinrichtung (8) umfassen, daß
die Schalteinrichtung (8) zwischen der Sekundärstromquelle und dem zweiten Eingang des Transformatorkreises (2) ange­ ordnet ist und geschlossen wird, wenn eine Unterbrechung ermittelt wird, daß
der Monitorkreis (7) eine Spannung von dem ersten Eingang und eine Spannung von dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) überwacht, daß der Monitorkreis (7) sowohl die Spannung von dem ersten Eingang und die Spannung von dem Pulsbreitenmo­ dulatorkreis (3) mit einer Bezugsspannung vergleicht und die Schalteinrichtung (8) schließt, wenn die Spannung von dem ersten Eingang und die Spannung von dem Pulsbreitenmo­ dulatorkreis (3) unter der Bezugsspannung liegen, daß
der Schaltkreis (4) den Stromfluß von der Primärstromquelle und der Sekundärstromquelle durch den Transformatorkreis (2) steuert und daß
der Pulsbreitenmodulatorkreis (3) den Stromversorgungsaus­ gang durch Steuerung des Ein- und Aus-Betriebes des Schalt­ kreises (4) reguliert.
5. Schalt-Stromversorgungssystem, insbesondere nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichrichter­ kreis (1), der die Spannung einer Primärwechselstromquelle in eine Gleichspannung umwandelt und mit einem Transforma­ torkreis (2) verbunden ist, und eine Sekundärstromquelle vorgesehen sind, daß
der Transformatorkreis (2) einen ersten und einen zweiten Stromquellen-Eingang aufweist, daß der erste Eingang mit der Primärstromquelle über den Gleichrichterkreis (1) ver­ bunden ist, daß der zweite Eingang mit der Sekundärstrom­ quelle verbunden ist, daß ein erster und zweiter Steuerein­ gang mit einem ersten bzw. zweiten Schaltkreis (4, 6) je­ weils verbunden ist, die die Schaltströme von der Primär­ stromquelle und der Sekundärstromquelle zu dem Transforma­ torkreis (2) steuern, daß ein Ausgang des Transformator­ kreises (2) mit einer Last und mit einem ersten und zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis (3, 5) als Rückkopplungssteuerung verbunden sind, daß
der erste Pulsbreitenmodulatorkreis (3) mit dem Transforma­ torkreis (2) verbunden ist, daß ein erster Ausgang des er­ sten Pulsbreitenmodulatorkreises (3) mit dem ersten Steuer­ eingang des ersten Schaltkreises (4) und ein zweiter Aus­ gang des ersten Pulsbreitenmodulatorkreises (3) mit einem Monitorkreis (7) verbunden ist, daß das Ausgangssignal von dem Transformatorkreis (2) als Rückkopplungssteuersignal verwendet wird und ein Ausgangsimpuls von dem ersten Aus­ gang des ersten Pulsbreitenmodulatorkreises (3) den Ein- Aus-Betrieb des ersten Schaltkreises (4) steuert, daß der zweite Ausgang des ersten Pulsbreitenmodulatorkreises (3) an den Monitorkreis (7) ein Monitorsignal für den Betriebs­ zustand des ersten Schaltkreises (4) liefert, das von der Primärstromquelle ausgegeben wird, daß
der zweite Pulsbreitenmodulatorkreis (5) mit dem Transfor­ matorkreis (2) und dem Monitorkreis (7) verbunden ist, daß ein Ausgang des zweiten Pulsbreitenmodulatorkreises (5) mit dem zweiten Steuereingang des zweiten Schaltkreises (6) verbunden ist, daß die Ausgangsspannung vom Transformator­ kreis (2) als ein Rückkopplungssteuersignal verwendet wird und ein Ausgangsimpuls von dem zweiten Pulsbreitenmodula­ torkreis (5) den Ein-Aus-Betrieb des zweiten Schaltkreises (6) steuert, daß ein Ausgang von dem Monitorkreis (7) den zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis (5) entsprechend dem Ver­ sorgungszustand der Primärstromquelle steuert, daß
der erste Schaltkreis (4) mit dem ersten Pulsbreitenmodula­ torkreis (3) und dem Transformatorkreis (2) verbunden ist, daß der Ein-Aus-Betrieb des ersten Schaltkreises (4) durch den ersten Pulsbreitenmodulatorkreis (3) gesteuert wird und den Schaltstrom in dem Transformatorkreis (2) steuert, der durch die Primärstromquelle geliefert wird, daß
der zweite Schaltkreis (6) mit dem zweiten Pulsbreitenmodu­ latorkreis (5) und dem Transformatorkreis (2) verbunden ist, daß der Ein-Aus-Betrieb des zweiten Schaltkreises (6) durch den zweiten Pulsbreitenmodulatorkreis (5) gesteuert wird und den Schaltstrom im Transformatorkreis (2) steuert, der von der Sekundärstromquelle geliefert wird, daß
der Monitorkreis (7) mit dem Gleichrichterkreis (1) und dem ersten Pulsbreitenmodulatorkreis (3) verbunden ist, daß der Ausgang vom Monitorkreis (7) mit dem zweiten Pulsbreitenmo­ dulatorkreis (5) verbunden ist, daß Spannungen vom dem Gleichrichterkreis (1) und dem ersten Pulsbreitenmodulator­ kreis (3) in dem Monitorkreis (7) überwacht werden und daß dann, wenn ein Fehler der Stromversorgung ermittelt wird, der Monitorkreis (7) es ermöglicht, daß der zweite Schalt­ kreis (6) die Sekundärstromquelle direkt anschaltet.
6. Schaltstromversorgungssystem, insbesondere nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichrichter­ kreis (1), der den Wechselstrom einer Primärechselstrom­ quelle in eine Gleichspannung umwandelt und mit einem Transformatorkreis (2) verbunden ist und
einer Sekundärstromquelle vorgesehen ist, daß
der Transformatorkreis (1) einen ersten und einen zweiten Stromeingang aufweist, daß der erste Stromeingang mit der Primärstromquelle über den Gleichrichterkreis (1) verbunden ist, daß der zweite Stromeingang mit der Sekundärstromquel­ le über einen Stromschalter (8) verbunden ist, daß ein Steuereingang mit einem Schaltkreis (4) verbunden ist, daß der Schaltkreis (4) die Schaltströme von der Primär- und Sekundärstromquelle zu dem Transformatorkreis (2) schaltet, daß ein Ausgang des Transformatorkreises (2) mit einer Last und einem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) als Rückkopplungs­ steuerung verbunden ist, daß
der Pulsbreitenmodulatorkreis (3) auch sowohl mit dem Steu­ ereingang des Schaltkreises (4) und einem Monitorkreis (7) verbunden ist, daß das Ausgangssignal von dem Transforma­ torkreis (2) als ein Rückkopplungssteuersignal verwendet wird und ein Ausgangsimpuls von dem Pulsbreitenmodulator­ kreis (3) zum Steuereingang des Schaltkreises (4) den Ein- Aus-Betrieb des Schaltkreises (4) steuert, daß ein Aus­ gangssignal zum Monitorkreis (7) ein Signal für den Be­ triebszustand des Schaltkreises (4) liefert, daß
der Schaltkreis (4) mit dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) und dem Transformatorkreis (2) verbunden ist, daß der Ein- Aus-Betrieb des Schaltkreises (4) durch den Pulsbreitenmo­ dulatorkreis (3) gesteuert wird und das Ausgangssignal von dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) die Schaltströme in dem Transformatorkreis (2) steuert, daß
der Monitorkreis (7) mit dem Gleichrichterkreis (1) und dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) verbunden ist, daß ein Aus­ gang mit dem Stromschalter (8) für die Sekundärstromquelle verbunden ist, daß Spannungssignale von dem Gleichrichter­ kreis (1) und dem Pulsbreitenmodulatorkreis (3) in dem Mo­ nitorkreis (7) überwacht werden und daß dann, wenn eine Niedrigstromsituation ermittelt wird, der Monitorkreis (7) den Stromschalter (8) einschaltet, um die Sekundärstrom­ quelle direkt anzuschalten.
DE1995129175 1994-08-10 1995-08-08 Schalt-Stromversorgungssystem für zwei oder mehrere eingangsseitige Spannungspegel Ceased DE19529175A1 (de)

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