DE19605493A1

DE19605493A1 - Spannungsversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19605493A1
Application number: DE19605493A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Naruo; Takashi Kanda; Tomoyuki Nakano
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2016-02-15
Also published as: DE19605493B4; CN1139313A; JP3396984B2; CN1042581C; US5627741A; JPH08223915A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spannungsversor gungsvorrichtungen und insbesondere auf eine Spannungsver sorgungsvorrichtung, bei der ein Hochfrequenz-Schaltbetrieb dafür sorgt, daß Energie zu einem Verbraucher geliefert wird, wobei eine Verzerrung des Eingangsstroms unterdrückt wird.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird zu nächst eine Anordnung einer zum Stand der Technik gehörenden Spannungsversorgungsvorrichtung, und zwar ein spannungser höhender Wandler, der eine Schaltung mit einem aktiven Fil ter enthält, erklärt. In der Spannungsversorgungsvorrichtung wird ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung, mit der eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Schalterelement verbunden ist, vollweggleichgerichtet, und ein Lastkreis aus einem Glättungskondensator und einem Verbraucher ist mit einem Verzweigungspunkt der Induktivität und des Schalterelements über eine Diode verbunden. Das Schalterelement wird durch eine PWM-Steuerungsschaltung so gesteuert, daß ein Eingangsstrom erfaßt und ein Steuerungs signal ausgesandt wird, das dafür sorgt, daß ein Eingangs strom proportional zu einer Eingangsspannung ist. Wenn das Schalterelement geschlossen wird, wird die Induktivität er regt, so daß Eingangsenergie in der Induktivität gespeichert wird. Danach sorgt das Öffnen des Schalterelements dafür, daß der Eingang mit der Induktivität in Reihe verbunden wird, so daß Energie zu dem Lastkreis geliefert wird. Jetzt steigt der Eingangsstrom an, wenn das Schalterelement ge schlossen wird, während der Eingangsstrom abnimmt, wenn das Schalterelement geöffnet wird. Wenn der Eingangsstrom erfaßt wird, um das Schalterelement zu steuern, kann die Ober wellenverzerrung des Eingangsstroms unterdrückt werden.

Solch eine zum Stand der Technik gehörende obenerwähnte Spannungsversorgungsvorrichtung weist jedoch das Problem auf, daß die Induktivität sehr groß sein muß, um den Ein gangsstrom zu begrenzen, was dazu führt, daß die resultie rende Spannungsversorgungsvorrichtung sehr groß wird.

In der US-PS Nr. 5 229 690 ist ein Entladungslampen-Be leuchtungssystem vorgeschlagen, das eine Spannungsversor gungsvorrichtung ohne Induktivität enthält. In der Span nungsversorgungsvorrichtung wird ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung vollweggleichgerichtet, die mit einer Reihenschaltung aus einer Entladungslampe und einem Schalterelement verbunden ist, wobei eine Reihenschaltung aus einer ersten Diode und einem Glättungskondensator parallel zum Schalterelement geschaltet ist, und eine zweite Diode zwischen einen Verzweigungspunkt der ersten Diode und des Glättungskondensators und einen positiven Anschluß der Gleichrichtungsschaltung geschaltet ist. Wenn bei dieser Spannungsversorgungsvorrichtung das Schalterelement geöffnet wird, wird der Glättungskondensator über die Entladungslampe derart aufgeladen, daß die in dem Kondensator gespeicherte Energie bei einer niedrigen Eingangsspannung verwendet wird, um Eingangsoberwellen zu unterdrücken.

Jedoch weist die obige Stromversorgungseinrichtung eine Ein schränkung beim Unterdrücken der Eingangsoberwellen auf, da in der Nähe eines Nulldurchganges der Eingangsspannung im wesentlichen kein Eingangsstrom fließt.

In der U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/412 540 ist ebenfalls eine Spannungsversorgungsvorrichtung offenbart, die eine Schaltung mit geschalteten Kondensatoren verwendet, bei der ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung voll weggleichgerichtet wird, die an ihren Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement und einem ersten Kondensator verbunden ist, wobei eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator und einem Lastkreis über ein zweites Schalterelement parallel zu dem ersten Kondensator geschaltet ist. Ein erstes Steuerungsmittel ist vorgesehen, um die Menge der Ladungen, mit denen der erste Kondensator von einer Stromquelle aufgeladen werden soll, zu steuern, oder, um die Menge der Ladungen, die von dem ersten Konden sator bei seiner Entladung zu dem Verbraucher geliefert wer den, gemäß einer Eingangsspannung zu steuern, so daß eine an dem ersten Kondensator liegende Spannung nach dem Entladen der Ladungen zu dem Verbraucher bezüglich ihrer Signalform einem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal gleicht, wobei die Hüllkurve der Signalform des Eingangsstroms mit der Signalform der Eingangsspannung in Übereinstimmung gebracht werden kann, um dadurch Oberwellenkomponenten des Eingangs stromes zu unterdrücken. Ein zweites Steuerungsmittel dient dazu, eine Spannung an dem zweiten Kondensator einzustellen, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern.

Diese Spannungsversorgungsvorrichtung ist jedoch unvorteil haft, wenn es gewünscht ist, die Vorrichtung klein zu machen, da das Steuerungsmittel zur Unterdrückung der Ober wellenkomponenten des Eingangsstroms und das Steuerungs mittel zur Lieferung einer konstanten Spannung zu dem Last kreis getrennt vorgesehen werden müssen.

Somit ist jede zum Stand der Technik gehörende Spannungs versorgungsvorrichtung in unvorteilhafter Weise beschränkt, was das Herstellen einer kleinen Vorrichtung und das Unter drücken der Eingangsoberwellen angeht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Span nungsversorgungsvorrichtung zu schaffen, die die obigen Probleme des Stands der Technik beseitigt und die Miniaturi sierung und wirksame Unterdrückung der Eingangsoberwellen ermöglicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Spannungsversor gungsvorrichtung geschaffen, bei der ein Vollweggleichrich ter mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, ein Last kreis, der aus einer Parallelschaltung eines Spannungsstabi lisierungsmittels und eines parallel zu diesem geschalteten Verbrauchers besteht, über ein erstes Schalterelement und ein erstes Energiespeicherungsmittel mit den Anschlüssen des Vollweggleichrichters verbunden ist, und ein Steuerungsmit tel zur Einstellung einer Spannung an dem ersten Energie speicherungsmittel vorgesehen ist, die dadurch gekennzeich net ist, daß das Steuerungsmittel eine an dem ersten Ener giespeicherungsmittel liegende Spannung so einstellt, daß die Summe von Spannungen an dem ersten Energiespeicherungs mittel und dem Spannungsstabilisierungsmittel proportional zu einer Eingangsspannung ist und eine Spannung, die der Differenz zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung ent spricht, an dem ersten Energiespeicherungsmittel auftritt, so daß eine gewünschte Gleichspannung an den Verbraucher angelegt wird, wodurch eine Hüllkurve eines Eingangsstromes proportional zu der Eingangsspannung wird.

Bei der vorliegenden Erfindung enthalten die Steuerungs mittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator vorzugs weise eine Induktivität. Der Kondensator ist zum Beispiel an seinem einen Anschluß über ein zweites Schalterelement mit einem Anschluß der Induktivität verbunden, und die Indukti vität ist mit dem anderen Anschluß über eine erste Diode mit dem anderen Anschluß des Kondensators verbunden. Ferner ist der Kondensator an seinem anderen Anschluß mit einem An schluß des Glättungskondensators verbunden. Eine zweite Diode ist zwischen den anderen Anschluß des Glättungskonden sators und einen Anschluß der Induktivität geschaltet und ein drittes Schalterelement ist zwischen den anderen An schluß des Glättungskondensators und den anderen Anschluß der Induktivität geschaltet. Die Steuerungsmittel verbinden die Induktivität und die erste Diode über das zweite Schal terelement in Reihe mit dem Kondensator, um die Spannung an dem Kondensator einzustellen und die Energie in der Indukti vität vorübergehend zu speichern, wenn die Eingangsspannung höher als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, es ver bindet den Glättungskondensator über das zweite Schalterele ment, die Induktivität und das dritte Schalterelement mit dem Kondensator vom Spannungsstabilisierungsmittel, um den Kondensator aufzuladen und die daran anliegende Spannung einzustellen und, um die Energie in der Induktivität zu speichern, wenn die Eingangsspannung eine eingestellte Aus gangsspannung unterschreitet, und er liefert die in der Induktivität gespeicherte Energie über die zweite und erste Diode zu dem Lastkreis, sobald die Einstellung der an dem Kondensator liegenden Spannung beendet ist, so daß das zweite Schalterelement und das dritte Schalterelement geöffnet werden.

Für den obigen Kondensator wird vorzugsweise ein solcher verwendet, der bei Spannungsänderungen relativ wenig Wärme erzeugt und einen geringen Verlust aufweist. Außerdem wird für den obigen Glättungskondensator vorzugsweise ein Konden sator mit einer relativ großen Kapazität verwendet. Die vor liegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele be schränkt, sondern es können irgendwelche Elemente verwendet werden, sofern sie eine praktisch anwendbare elektrosta tische Kapazität aufweisen.

Bei der oben erwähnten Spannungsversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht die Spannungswandlerschaltung aus einer Kombination des Kondensators, des Glättungskonden sators und des ersten Schalterelementes, so daß die Summe der an dem Kondensator und an dem Glättungskondensator an liegenden Spannungen bezüglich der Signalform mit der Ein gangsspannung in Übereinstimmung gebracht wird, um dadurch die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken, und der Kondensator zur Speicherung der Spannung, die der Differenz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsspannung entspricht, ist mit der Eingangsspannung in Reihe verbunden, um eine Gleichspannung zum Verbraucher zu liefern. Da das Steue rungsmittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator zur Speicherung der Spannungsdifferenz das zweite und das dritte Schalterelement und die Induktivität und die erste Diode und die zweite Diode enthält, kann der Spitzenstrom zur Zeit der Einstellung der Spannung an dem Kondensator reduziert wer den. Da die in der Induktivität festgehaltene Energie in dem Lastkreis wiedergewonnen wird, kann sowohl der Verlust als auch die Wärmeerzeugung der Spannungsversorgungsvorrichtung reduziert werden. Bei Verwendung einer kleinen Anzahl von Schalterelementen, eines kleinen Kondensators und einer kleinen Induktivität kann so eine Spannungsversorgung zur Lieferung einer konstanten Ausgangsspannung realisiert wer den. Da die Spannungsversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine geringe Anzahl an Schalterelementen erfor dert, kann außerdem die Steuerungsschaltung einfach gemacht werden, und folglich kann die gesamte Spannungsversorgungs vorrichtung in geringer Größe hergestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die genaue Anordnung und Arbeitsweise der vorliegenden Er findung wird aus der detaillierten Erklärung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich werden.

Fig. 1 ist ein Schaltplan einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt Signalformen von Signalen, die an verschiedenen Punkten in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 3 zeigt Signalformen von Strömen, die durch die jeweiligen Elemente in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließen;

Fig. 4 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 1 zeigt;

Fig. 7 ist ein Schaltplan einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist ein Diagramm zur Erklärung der die Wellig keit reduzierenden Arbeitweise der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 7;

Fig. 9 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 7 zeigt;

Fig. 10 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 7 zeigt;

Fig. 11 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Fig. 7 zeigt;

Fig. 12 ist ein Schaltplan eines Hauptteils einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 zeigt Signalformen der Signale, die an Punkten in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 14 ist ein Schaltplan einer vierten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ist ein Schaltplan einer fünften Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 17 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 18 ist ein Schaltplan einer siebten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 19 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der siebten Ausführungsform der Fig. 18 der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 20 ist ein Schaltplan einer achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 21 ist ein Schaltplan einer neunten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 ist ein Schaltplan einer zehnten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 23 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der zehnten Ausführungsform der Fig. 22 der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 24 ist ein Schaltplan einer elften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25 ist ein Schaltplan einer zwölften Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 26 ist ein Schaltplan einer dreizehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 27 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der Fig. 26 der Erfindung zeigt;

Fig. 28 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der Fig. 26 der Erfindung darstellt;

Fig. 29 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der Fig. 26 der Erfindung darstellt;

Fig. 30 ist ein Schaltplan einer vierzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 31 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung auftreten;

Fig. 32 ist ein Schaltplan einer fünfzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 33 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der fünfzehnten Ausführungsform der Fig. 32 der vor liegenden Erfindung auftreten;

Fig. 34 ist ein Schaltplan einer sechzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 35 ist ein Schaltplan einer siebzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 36 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung auftreten;

Fig. 37 ist ein Schaltplan einer achtzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 38 ist ein Schaltplan einer neunzehnten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 39 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung auftreten;

Fig. 40 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zwanzigsten Ausführungsform der Fig. 39 der Erfindung zeigt;

Fig. 41 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zwanzigsten Ausführungsform der Fig. 39 der Erfindung darstellt;

Fig. 42 ist ein Schaltplan einer einundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 43 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer einundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 42 der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 44 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 42 der Erfindung zeigt;

Fig. 45 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 42 der Erfindung zeigt;

Fig. 46 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 42 der Erfindung zeigt;

Fig. 47 ist ein Schaltplan einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 48 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 47 der vorliegenden Erfindung auftreten;

Fig. 49 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 47 der Erfindung darstellt;

Fig. 50 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 47 der Erfindung darstellt;

Fig. 51 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Fig. 47 der Erfindung zeigt;

Fig. 52 ist ein genauer Schaltplan der zweiundzwanzig sten Ausführungsform der Fig. 47 der Erfindung;

Fig. 53 ist ein Schaltplan einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 54 ist ein genauer Schaltplan der dreiundzwanzig sten Ausführungsform der Fig. 53 der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die Zeich nungen genau beschrieben, die viele ihrer Ausführungsformen zeigen.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Aus führungsform ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Voll weggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Aus gangsanschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement SW1, einem Kondensator C1 und einer Paral lelschaltung aus einem Glättungskondensator C2 und einem Verbraucher R verbunden ist. An dem Kondensator C1 liegt ein Steuerungsmittel zur Einstellung einer Spannung an dem Kon densator C1. Das Steuerungsmittel umfaßt eine Induktivität L1, ein zweites und ein drittes Schalterelement SW2 und SW3 und eine erste und zweite Diode D1 bzw. D2. Mit dem Konden sator C1 ist eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalter element SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1 parallel verbunden. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das dritte Schalterele ment SW3. Um die übrige Energie der Induktivität L1 zu einem Lastkreis zu liefern, ist die zweite Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt des zweiten Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse vorgesehen. Das erste, zweite und dritte Schalterelement SW1, SW2 bzw. SW3 sind dafür einge richtet, in geeigneter Weise unter einer Steuerungsschaltung CON zu arbeiten.

Fig. 2 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, und Fig. 3 zeigt Signalformen von Strömen I1 bis I5, die durch zugehörige Elemente fließen. Beim Betrieb der vorliegenden Ausführungs form wird eine durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und als eine pulsierende Spannung V1 ausgegeben. Das erste Schalter element SW1 wird durch ein Steuerungssignal geschlossen, das von der Steuerungsschaltung CON empfangen wurde, so daß eine Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensa toren C1 und C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangs spannung V1 aufgeladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet werden. Seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt.

Nun wird die Arbeitsweise der Spannungsversorgungsvorrich tung erklärt, nachdem das erste Schalterelement SW1 geöffnet wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspan nung V1, in dem die Spannung V1 größer als eine Ausgangs spannung Vout ist, ist lediglich das zweite Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden das zweite und dritte Schalterelement SW2 bzw. SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1, der Glättungskondensator C2 und die Induktivität L1 miteinander verbunden werden, so daß die in dem Glättungskondensator C2 gespeicherte Energie teilweise zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 in seiner Rückwärtsrichtung ge laden wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B be zeichnet werden. Die Zustände 2A und 2B sind in Fig. 5 als entsprechende Schaltungen gezeigt.

Ein durch die Induktivität L1 fließender Strom besitzt eine Resonanz-Signalform und oszilliert in dem dargestellten Beispiel sehr fein mit einer Resonanzperiode, die durch den Kondensator C1 (und C2) und die Induktivität L1 bestimmt ist, und daher sind die Stromvariationen im wesentlichen linear beschrieben. Durch die obigen Betriebszustände führt die in der Induktivität L1 vorübergehend gespeicherte Ener gie dazu, daß die zweite Diode D2 durchgeschaltet wird, sobald das zweite Schalterelement SW2 (und das dritte Schal terelement SW3) geöffnet wird, wodurch die gesamte Energie durch die Diode D1 zu dem Lastkreis geschickt wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet werden. Die entsprechende Schaltung ist in Fig. 6 gezeigt. Da sich die Betriebszustände der Zustände 1, 2 und 3 wiederholen, wächst eine am Glättungskondensator C2 angelegte Spannung schritt weise an. Die Zustände 1 und 3 können, wenn notwendig, so entworfen werden, so daß sie zur gleichen Zeit ausgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann auf diese Weise die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie über die Induktivität L1 zu dem Lastkreis geschickt werden, um die Spannung am Kondensator C1 wirksam einzustel len. Darüber hinaus dient der Kondensator C1 dazu, in ihm eine Differenzspannung zwischen der pulsierenden Eingangs spannung V1 und der Ausgangsspannung Vout in solch einer Weise zu speichern, daß, wenn das erste Schalterelement SW1 geschlossen wird, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C1 in Reihe geschaltet wird, um eine Gleich spannung zu dem Lastkreis zu liefern. Die Einschaltdauer des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterele mentes SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 ent spricht, sofort nach dem Schließen des ersten Schalterele mentes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Signalform des Eingangsstromes in Übereinstimmung zu derjenigen der Eingangsspannung gebracht werden kann, so daß Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Ein stellen der Einschaltzeit des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterelementes SW3) verändert wird, führt das dazu, daß der Spitzenwert des Eingangsstromes variiert, wodurch die Ausgangsspannung ansteigt oder ab nimmt. Es ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung dieser Schaltung in der Spannungsversorgungsvorrichtung eingestellt werden kann.

Wie oben erklärt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit dem ersten Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 in Serie ver bunden ist, wobei der Verbraucher R parallel mit dem Glät tungskondensator C2 verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, das zweite und dritte Schalterelement SW2 bzw. SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel mit dem Kondensator C1 verbunden, so daß das Steuerungs mittel die Spannung an dem Kondensator C1 steuert. Im Ergeb nis wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen, die die Eingangsoberwellenverzerrungen unterdrücken und den Eingangsstromwert und die Ausgangsspan nung einstellen kann, die, wenn eine Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, es erlaubt, daß die jeweiligen Kondensato ren, Induktivitäten und Schalterelemente klein sind, und die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.

Ausführungsform 2

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement SW1, einem Kondensator C1 und einem Glättungskondensator C2 ver bunden ist, wobei der Verbraucher R parallel mit einem Glät tungskondensator C2 verbunden ist, und ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1 an dem Kondensator C1 liegt. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induk tivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 und D2 und einen Energiespeicherungskondensator C3. Parallel mit dem Kondensator C1 ist eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement SW2, der Induktivität L1, der Diode D1 und dem dritten Schalterelement SW3 verbunden. Das Schalterelement SW4 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse vorgesehen. Um die übrige Energie in der Induktivität L1 zum Lastkreis zu schicken, ist die zweite Diode D2 zwischen einem Verzwei gungspunkt des zweiten Schalterelements SW2 und der Indukti vität L1 und Masse vorgesehen. Um die Energie zu speichern, ist der Energiespeicherungskondensator C3 zwischen einem Verzweigungspunkt der Diode D1 und dem dritten Schalterele ment SW3 und Masse vorgesehen. Die Energie des Energiespei cherungskondensators C3 wird durch Schließen und Öffnen des dritten Schalterelementes SW3 zum Lastkreis geschickt. Das ist in Fig. 8 dargestellt.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt. Die durch die Wechselspannungsquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und dann als pulsierende Eingangsspannung V1 ausgegeben. Wenn das erste Schalterelement SW1 durch ein von der Steue rungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Dieser Betriebszustand, dessen entsprechende Schaltung in Fig. 9 gezeigt ist, wird als Zustand 1 bezeichnet.

Als nächstes wird der Betriebszustand der Spannungsversor gungsvorrichtung nach dem Öffnen des ersten Schalterelemen tes SW1 erklärt. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Kondensators C1 teilweise zur Induktivität L1 geführt und darin als magnetische Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß die Kondensatoren C1 und C2 mit der Indukti vität L1 verbunden werden, so daß ein Teil der Energie des Glättungskondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und darin als magnetische Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 in seiner Rückwärtsrichtung rückwärts geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet. Die Zustände 2A und 2B sind in Fig. 10 als entsprechende Schaltungen gezeigt.

Bei der obenerwähnten Anordnung wird die vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie entladen, sobald die Schalterelemente SW2 und SW3 (oder die Schalterelemente SW2 und SW4) geöffnet werden, wodurch die zweite Diode D2 durchgeschaltet wird, so daß die gesamte Energie über die Diode D1 zum Energiespeicherungskondensator C3 geliefert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 11 gezeigt.

Auf diese Weise kann die Spannung am Kondensator C1 wirksam eingestellt werden, in dem die in dem Kondensator C1 ge speicherte überschüssige Energie über die Induktivität L1 zum Energiespeicherungskondensator C3 geschickt wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, so daß die Spannungen an den Kon densatoren C2 und C3 allmählich wachsen. Der Kondensator C1 dient der Speicherung einer der Differenz zwischen der pul sierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entsprechenden Spannung, und zwar derart, daß beim Schließen des Schalterelementes SW1 die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine konstante Spannung zum Lastkreis zu liefern. Die Einschalt zeit des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterelementes SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 entspricht, sofort nach dem Schließen des ersten Schal terelementes SW2 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Signalform des Eingangs stromes in Übereinstimmung mit der Eingangsspannung gebracht werden kann, wodurch Eingangsoberwellenverzerrungen unter drückt werden. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsver hältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterele mente SW2 und SW3 (oder der Schalterelemente SW2 und SW4) verändert wird, führt das dazu, daß der Spitzenwert des Ein gangsstromes variiert, wodurch die Ausgangsspannung ansteigt oder abnimmt. Folglich kann die Ausgangsspannung dieser Schaltung in der Spannungsversorgungsvorrichtung eingestellt werden.

Um darüber hinaus Welligkeiten in der Größenordnung tech nischer Frequenzen in der Ausgangsspannung zu reduzieren, wird die in dem Energiespeicherungskondensator C3 gespei cherte Energie zum Lastkreis geschickt, um diesen zu versor gen. Eine Steuerung dieser Energiemenge wird so ausgeführt, daß, wie in Fig. 8 gezeigt, die Ausgangsspannung Vout erfaßt wird und mit einer vorherbestimmten Referenzspannung ver glichen wird, um die Einschaltzeit des dritten Schalterele mentes SW3 zu bestimmen, wodurch das Schließen und Öffnen des dritten Schalterelementes SW3 dazu führt, daß die Aus gangsspannung konstant gehalten wird.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselspannungsquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Konden sator C1 und dem Kondensator C2 in Reihe verbunden ist. Der Verbraucher R ist parallel mit dem Glättungskondensator C2 verbunden. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 und D2 und den Energiespeicherungskondensator C3 enthält, ist mit dem Kondensator C1 so verbunden, daß das Steuerungsmittel die Spannung an dem Kondensator C1 steuert. Durch Steuerung der am Kondensator C1 liegenden Spannung durch das Steue rungsmittel kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellen verzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht das Schalterelement SW3 eine Reduzierung von Welligkeiten in der Größenordnung technischer Frequenzen bezüglich der Ausgangsspannung. Wenn darüber hinaus die Be triebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechen den Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Im Ergebnis wird eine Spannungsversorgungs vorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine ge wünschte Gleichspannung erzeugen kann.

Ausführungsbeispiel 3

In Fig. 12 ist ein Schaltplan eines Hauptteils einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Außerdem zeigt Fig. 13 Signalformen von Signalen, die mit dem Schließen und Öffnen eines Schalterelementes SW in der vor liegenden Ausführungsform variieren. Die vorliegende Aus führungsform bezieht sich auf eine Ergänzung zu einer Schal tung, die keine Funktion zur Reduzierung von Welligkeiten in der Ausgangsspannung aufweist. Ein Lastkreis ist in Form einer parallelen Verbindung eines Glättungskondensators C2 und eines Verbrauchers R wie in Fig. 12 gezeigt, angeordnet. Insbesondere ist ein Glättungskondensator Cf über das Schal terelement SW zwischen den Anschlüssen des Glättungskonden sators C2 angeschlossen, und der Verbraucher R ist parallel zu dem Glättungskondensator Cf geschaltet. Außerdem wird die Ausgangsspannung Vout am Verbraucher R durch ein Erfassungs- und Vergleichselement erfaßt bzw. mit einer vorherbestimmten Referenzspannung verglichen, um das Schließen und Öffnen des Schalterelementes SW zu steuern und dadurch die Ausgangs spannung Vout in kontrollierter Weise konstant zu halten.

Beim Betrieb der Schaltung der vorliegenden Ausführungsform, wie in Fig. 13 gezeigt, werden untere und obere Grenzen Vlow und Vhigh als Referenzspannungen für die Ausgangsspannung Vout so eingestellt, daß, wenn die Ausgangsspannung Vout die untere Grenze Vlow erreicht, das Schalterelement SW ge schlossen wird, während, wenn die Ausgangsspannung Vout die obere Grenze Vhigh erreicht, das Schalterelement SW geöffnet wird, was im Ergebnis dazu führt, daß die Ausgangsspannung Vout innerhalb eines Bereiches zwischen der unteren und obe ren Grenze Vlow bzw. Vhigh liegen kann. Wenn eine Differenz zwischen der unteren und der oberen Spannungsgrenze Vlow bzw. Vhigh nahezu Null ist, wird die Ausgangsspannung Vout nahezu konstant.

Wenn, wie oben erklärt wurde, die Ergänzungsschaltung der vorliegenden Ausführungsform mit einer Schaltung verbunden wird, die nicht die Funktion zur Reduzierung von Wellig keiten in der Ausgangsspannung aufweist, ermöglicht das Schalterelement SW die Reduzierung von Welligkeiten in der Größenordnung technischer Frequenzen bezüglich der Ausgangs spannung.

Ausführungsform 4

Fig. 14 ist ein Schaltplan einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Paar aus dem Kondensator C1 und dem Glättungskonden sator C2 der Ausführungsform 1 mit mehreren Bezugszeichen versehen. Hier ist es möglich, mehrere gewünschte Gleich spannungen zu erhalten. Wenn die Anzahl der Paare aus dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 auf n einge stellt wird, können n Ausgangsspannungen erhalten werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist n auf 3 einge stellt. Die von der Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und dann als pulsierende Spannung V1 ausgegeben. Wenn die Schalterelemente SW1i (i=1,2, . . . ,n) ein Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung erhalten, werden sie geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1i und C2i (i=1,2, . . . ,n) entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i, SW4i (i=1,2, . . . ,n) ge schlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1i mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1i (i=1,2, . . . ,n) zur Induktivität L1 ge führt und darin in Form magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i (i=1,2, . . . ,n) und das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) mit dem Kondensator C2i (i=1,2, . . . ,n) und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2i (i=1, 2, . . . , und n) zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magne tischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) geladen wird. Die obigen Vorgänge führen dazu, daß die vorübergehend in der Induktivität L1 gespei cherte Energie dazu führt, daß die Diode D1 durchgeschaltet und gleichzeitig ein Schalterelement SW4j (j=1,2, . . . ,n) geschlossen wird, sobald das Schalterelement SW2i (i=1,2, . . . ,n) (und SW3) geöffnet wird, was im Ergebnis dazu führt, daß die Energie zu einem Glättungskondensator C2j (j=1,2, . . . ,n) geführt wird. Die in dem Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zu dem Glättungskondensator C2j (j=1,2, . . . ,n) geschickt, so daß die Spannung am Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) wirksam eingestellt werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, die Schalterelemente SW21 bis SW2n auf einer Zeiteinteilung basierend getrennt einzuschalten.

Die Wiederholung der obigen Schritte führt zu einem allmäh lichen Anwachsen der Spannung am Glättungskondensator C2j (j=1,2, . . . ,n). Der Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) dient dazu, in ihm eine Spannung zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Aus gangsspannung Vouti (i=1,2, . . . ,n) zu speichern, und zwar in einer solchen Weise, daß das Schließen des Schalterelementes SW1i (i=1,2, . . . ,n) dazu führt, daß die pulsierende Eingangs spannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) geschaltet wird, um eine konstante Spannung zu dem Lastkreis zu liefern. Außerdem wird die Einschaltzeit des Schalterele mentes SW2i (i=1,2, . . . ,n) (und SW3) so gesteuert, daß eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) und dem Kondensator C2i (i=1,2, . . . ,n) ent spricht, in Übereinstimmung mit der Signalform der pulsie renden Eingangsspannung V1 gebracht wird, was dazu führt, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Überein stimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Wenn die Ströme, die durch das Kondensatorpaar fließen, alle in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht werden, kann die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden. Wenn das Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2i (i=1,2, . . . ,n) (und SW3) verändert wird, führt das zu einer Veränderung des Spitzenwertes des Eingangsstromes, wodurch die jeweiligen Ausgangsspannungen Vout1, Vout, . . . ansteigen bzw. abnehmen. Im Ergebnis erlaubt die Spannungsversorgungsvorrichtung ebenfalls die Einstellung der entsprechenden Ausgangs spannungen.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit den Schalterelementen SW1i (i=1,2, . . . ,n), den Kondensatoren C1i (i=1,2, . . . ,n) und den Kondensatoren C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden ist. Die Verbrau cher Ri (i=1, 2, . . . ,n) sind parallel mit den entsprechenden Kondensatoren C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden. Ein Steuerungs mittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1,2, . . . ,n), SW3, SW4i (i=1,2, . . . ,n) und die Diode D1 ent hält, ist parallel mit den Kondensatoren C1i (i=1,2, . . . ,n) verbunden. Wenn die Spannung am Kondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung realisiert werden. Wenn die Betriebsfre quenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kon densatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein ge macht werden. Im Ergebnis wird eine Spannungsversorgungs vorrichtung von geringer Größe geschaffen, die mehrere ge wünschte Gleichspannungen erzeugen kann.

Ausführungsform 5

Fig. 15 zeigt einen Schaltplan einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 16 zeigt Signalformen von Signalen in der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zusätzlich zur obigen Aus führungsform 4 eine Reihenschaltung aus Schalterelementen SW5i (i=1,2, . . . ,n), einer Induktivität L2 und einem Konden sator C3 parallel mit dem Glättungskondensator C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden, und eine Vollbrückenschaltung, die die Schalterelemente SW61 bis SW64 und einen Verbraucher R enthält, ist parallel zu dem Kondensator C3 geschaltet. Außerdem ist die zweite Diode D2 parallel mit einer Reihen schaltung aus der Induktivität L2 und der Kapazität C3 verbunden. Der Verbraucher R ist z. B. eine Entladungslampe.

Bei dieser Schaltung sind die Spannungen an dem Glättungs kondensator C2i (i=1,2, . . . ,n) auf bestimmte Werte einge stellt, und die Schalterelemente SW5i (i=1,2, . . . ,n) werden auf der Grundlage der in Fig. 16 dargestellten Zeitein teilung geschlossen, so daß eine Resonanzschaltung des Glättungskondensators C2i (i=1,2, . . . ,n), der Induktivität L2 und des Kondensators C3 die Spannung des Kondensators C3 kontinuierlich variieren läßt. Zum Zeitpunkt t7, bei dem die Ausgangsspannung Vout am Verbraucher R nahe am Nulldurchgang liegt, ist lediglich der Kondensator C3 mit dem Verbraucher R verbunden, um ihm Energie zuzuführen, wodurch, wenn die Spannung des Kondensators C3 Null erreicht, die Schalterele mente SW1 und SW64 von ihrem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand geschaltet werden, während die Schalter elemente SW62 und SW63 von ihren geöffneten Zuständen in geschlossene Zustände geschaltet werden, wodurch das Laden des Kondensators C3 erneut begonnen wird.

Wenn entsprechend die Spannung des Kondensators C3 konti nuierlich bis nahe an den nächsten Nulldurchgang variiert wird, werden die Schalterelemente SW62 und SW63 in ihren geöffneten Zustand versetzt, während die Schalterelemente SW61 und SW64 in ihren geschlossenen Zustand versetzt wer den. Die Wiederholung der obigen Vorgänge ermöglicht es dem Ausgangssignal, eine gewünschte Wechselspannungssignalform anzunehmen.

Wie oben angeführt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit der Reihenschaltung aus den Schalterelementen SW1i (i=1,2, . . . ,n), den Kondensatoren C1i (i=1,2, . . . ,n) und den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1,2, . . . ,n), SW3, SW4i (i=1,2, . . . ,n) und die Diode D1 enthält, ist parallel mit den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden, so daß die Spannungen der Kondensatoren C1i (i=1,2, . . . ,n) durch das Steuerungsmittel gesteuert werden können. Als Folge davon kann die Unterdrückung der Eingangs oberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstrom wertes und die Einstellung der Ausgangsspannung realisiert werden. Ferner ist die Reihenschaltung aus den Schalterele menten SW5i (i=1,2, . . . ,n), der Induktivität L2 und dem Kondensator C3 parallel mit den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2, . . . ,n) verbunden, und die Vollbrückenschaltung, die die Schalterelemente SW61 bis SW64 und den Verbraucher R enthält, ist parallel mit dem Kondensator C3 verbunden. Als Folge davon kann eine gewünschte Wechselspannungssignalform erhalten werden. Außerdem können, wenn die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, die jeweiligen Kondensatoren, Induk tivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Wechselspannung erzeugen kann.

Ausführungsform 6

Signalformen von Signalen einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in Fig. 17 gezeigt. Die vorlie gende Ausführungsform entspricht der Schaltung der vorher gehenden Ausführungsform 4, jedoch wird eines der Konden satorpaare, dessen an seinen beiden Anschlüssen auftretende Ausgangsspannung dichter an einer Eingangsspannung ist, auf geladen, um die Spannung klein zu machen, die an den Span nungsspeicherungskondensator C1i (i=1,2, . . . ,n) angelegt wer den soll. Das bedeutet, daß die vorliegende Ausführungsform dafür ausgelegt ist, eine an die Induktivität L1 anzulegende Spannung zu vermindern, wodurch ein hoher Wirkungsgrad er reicht wird. Es wird hier der Fall erklärt, bei dem die An zahl der Kondensatorpaare zum Beispiel 3 beträgt.

Man nehme nun in der Schaltung der Fig. 14 an, daß die Aus gangsspannungen einer Beziehung Vout1 < Vout2 < Vout3 genü gen. Dann werden, wie in Fig. 17 gezeigt, in einem Zeitab schnitt zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 die Konden satoren C13 und C23 jeweils aufgeladen, um eine Reihe von Arbeitsschritten, wie das Einstellen einer Spannung am Kon densator C13 durchzuführen. Ebenso wird in einem Zeitab schnitt zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 eine Reihe von Arbeitsschritten wie das Einstellen der Spannung eines Kondensatorenpaares C12 und C22 durchgeführt; während in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 eine Reihe von Arbeitsschritten wie das Einstellen der Spannung eines Kondensatorenpaares C11 und C21 durchgeführt wird. Durch solch eine Unterdrückung, brauchen die Kondensatoren C11, C12 und C13, die für eine Speicherung von Spannungen vorgesehen sind, die den Differenzen zwischen der pulsieren den Eingangsspannung V1 und den Ausgangsspannungen Vout1, Vout2 und Vout3 entsprechen, lediglich geringe Spannungen zu halten, mit der Folge, daß die an die Induktivität L1 zur Zeit der Spannungseinstellung anzulegende Spannung ebenfalls reduziert werden kann. Die entsprechende Steuerung kann auch bei der Spannungsversorgungsvorrichtung der vorhergehenden Ausführungsform 5 angewendet werden.

Wenn in der Schaltung der Ausführungsform 4 oder 5 die Un terdrückung auf diese Art bewirkt wird, um eines der Konden satorpaare aufzuladen, dessen an seinen beiden Anschlüssen auftretende Ausgangsspannung näher an einer pulsierenden Eingangsspannung liegt, kann die an den Spannungsspeiche rungskondensator anzulegende Spannung vermindert werden, die an die Induktivität zur Zeit der Spannungseinstellung anzu legende Spannung kann vermindert und ein hoher Wirkungsgrad kann realisiert werden.

Ausführungsform 7

Fig. 18 ist ein Schaltplan einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 19 zeigt Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorlie genden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit den Schalterelementen SW11 und SW12 an einem Anschluß von diesen verbunden ist. Zwischen den anderen An schlüssen der Schalterelemente SW11 und SW12 liegt der Kon densator C1. Außerdem ist zwischen einem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW11 und des Kondensators C1 und Masse eine Parallelschaltung von u Reihenschaltungen angeschlos sen, von denen jede aus einem Schalterelement SW4j (j=2i+1; i=0, 1, . . . , u-1) und einer Parallelschaltung aus einem Glättungskondensator C2j (j=2i+1; i=0, 1, . . . , u-1) und einem Verbraucher Rj (j=2i+1; i=0, 1, . . . , u-1) besteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist u z. B. auf einen Wert von 2 eingestellt. Außerdem ist zwischen einem Verzweigungspunkt eines Schalterelementes SW12 und eines Kondensators C1 und Masse eine Parallelschaltung aus m Reihenschaltungen ange schlossen, von denen jede aus einem Schalterelement SW4k (k=2i; i=1, . . . , m) und einer Parallelschaltung aus einem Glättungskondensator C2k (k=2i; i=1, . . . , m) und einem Ver braucher Rk (k=2i; i=1, . . . , m) besteht. Bei der darge stellten Ausführungsform ist m auf den Wert 1 eingestellt. Die Anzahl der so erhaltenen gewünschten Ausgangsspannungen Vout1, Vout2, Vout3, . . . beträgt n= u + m. Bei der darge stellten Ausführungsform ist n auf einen Wert von 3 (u=2, m=1) eingestellt.

An dem Kondensator C1 liegt ein Steuerungsmittel zur Ein stellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L, die Schalterele mente SW21, SW22, SW3, SW51-SW5n und die Diode D1. Der Kon densator C1 ist an seinem einen Anschluß mit dem Schaltere lement SW21 und an seinem anderen Anschluß mit dem Schalter element SW22 verbunden, wobei die anderen Anschlüsse der Schalterelemente SW21 und SW22 miteinander an einem Verzwei gungspunkt verbunden sind. Zwischen diesem Verzweigungspunkt und Masse liegt eine Reihenschaltung aus der Induktivität L1 und dem Schalterelement SW3. Zwischen einem Verzweigungs punkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und einem Ver zweigungspunkt des Schalterelementes SW4i (i=1,2, . . . ,n) und dem Glättungskondensator C2i (i=1,2, . . . ,n) liegt das Schal terelement SW5i (i=1,2, . . . ,n). Die Diode D1 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse vorgesehen, um die übrige Energie der Induktivität L1 zu dem Lastkreis zu liefern.

Die Arbeitsweise der Spannungsversorgungsvorrichtung wird nun für den Fall erklärt werden, bei dem n auf einen Wert von 3 eingestellt ist (u=2, m=1) und die Ausgangsspannungen einer Beziehung Vout1 < Vout2 < Vout3 genügen. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Voll weggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Eingangsspannung V1. In Fig. 19 ist das Schalterelement SW43 in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten to und t1 und in einem Zeitabschnitt zwi schen den Zeitpunkten t4 und t5 so voreingestellt, daß es sich immer in seinem geschlossenen Zustand befindet. Zu allererst wird das Schalterelement vorher eingestellt, so daß es als Reaktion auf ein Steuerungssignal geschlossen wird, das von der Steuerungsschaltung empfangen wurde, um den Glättungskondensator C23 zu laden. Danach wird, wenn nach dem Öffnen des Schalterelementes SW12 die pulsierende Eingangsspannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout3 ist, das Schalterelement SW43 in seinem geschlossenen Zu stand belassen, und die Schalterelemente SW22 und SW3 werden geschlossen. Das führt zu einer Vervollständigung des Kreises aus dem Kondensator C1, dem Glättungskondensator C23 und der Induktivität L1, wodurch ein Teil der Energie des Glättungskondensators C23 zur Induktivität L1 geführt wird und darin als magnetische Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 mit der Energie aufgeladen wird. Wenn die pulsierende Eingangsspannung V1 die Ausgangsspannung Vout3 übersteigt, bleibt das Schalterelement SW43 in seinem ge schlossenen Zustand und die Schalterelemente SW22 und SW53 werden geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität so verbunden wird, daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie führt dazu, daß jedes der Schal terelemente SW51 bis SW53 geschlossen wird, sobald das Schalterelement SW22 (und SW3) geöffnet wird. Als Folge davon wird die Diode D1 durchgeschaltet, so daß die Energie vollständig zu jedem der Glättungskondensatoren C21 bis C23 geschickt werden kann. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout3 entspricht, und dazu, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 und die Spannung Vc1 des Kondensators C1 in Reihe zu schalten und eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern.

Als nächstes bleibt während eines Zeitabschnittes zwischen den Zeitpunkten t1-t2 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 in Fig. 19 das Schalterelement SW42 ständig im geschlossenen Zustand. Während dieser Perioden wird das Schalterelement SW11 zunächst als Antwort auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungs signal geschlossen, um den Glättungskondensator C22 zu laden. Nachdem das Schalterelement SW11 geöffnet ist, ermög licht der Betrieb der Schalterelemente SW21 und SW3 entspre chend dem oben Gesagten die Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1.

Dann wird in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t2-t3 in Fig. 19 das Schalterelement SW41 ständig im ge schlossenen Zustand belassen, so daß das Schalterelement SW12 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, um den Glättungskondensator C21 zu laden. Nachdem das Schalterele ment SW12 geöffnet ist, ermöglicht der Betrieb der Schalter elemente SW22 und SW3 entsprechend dem oben Gesagten die Einstellung der Spannung am Kondensator C1.

Es ist zu erkennen, daß der Wechsel dieser Schaltungsbe triebszustände ausgeführt wird, wenn die pulsierende Ein gangsspannung V1 einen Zwischenwert zwischen eingestellten Spannungen des Glättungskondensators erreicht, der vor oder nach dem Wechsel der Schaltungsbetriebszustände geladen wurde. Die pulsierende Spannung V1 erreicht zum Beispiel an den Zeitpunkten t1 und t4 ein Niveau von (Vout2 + Vout3)/2. Durch diese Arbeitsweise variiert die Spannung des Konden sators C1 an den obigen Wechselzeitpunkten im wesentlichen kontinuierlich. Wenn die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert wird, daß eine Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und an jedem der Glättungskondensatoren C21 bis C23 vor dem Schließen des Schalterelements SW11 oder SW12 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit der Spannung eines Vollweggleichrichters DB gebracht wird, wird die Hüllkurve der Eingangsstrom signalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignal form gebracht, wodurch Eingangsoberwellenverzerrung unter drückt wird. Wenn darüber hinaus das Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW21 oder SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und somit können die ent sprechenden Ausgangsspannungen der Schaltung eingestellt werden.

Wie oben erklärt, ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Vollweggleichrichter DB verbunden, der an seinem einen An schluß mit dem einen Anschluß der Schalterelemente SW11 und SW12 verbunden ist, wobei der Kondensator C1 zwischen den anderen Anschlüssen der Schalterelemente SW11 und SW12 an geschlossen ist. Die Parallelschaltung aus u Reihenschaltun gen, von denen jede aus dem Schalterelement SW4j (j= 2i+1; i= 0, 1, . . . , u-1) und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2j (j= 2i+1; i= 0, 1, . . . , u-1) und einem Verbraucher Rj (j= 2i; i= 1, . . . , u-1) besteht, ist zwischen dem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW11 und des Kondensators C1 und Masse angeschlossen. Ebenfalls zwischen dem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW12 und des Kondensators C1 und Masse ist die Parallelschaltung aus m Reihenschaltungen geschaltet, von denen jede aus dem Schalterelement SW4k (k= 2i; i= 1, . . . , m) und der Parallel schaltung aus dem Glättungskondensator C2k (k= 2i; i= 1, . . . , m) und einem Verbraucher Rk (k= 2i; i= 1, . . . , m) besteht. Die Anzahl n der gewünschten Ausgangsspannungen, die so erhalten wird, ist auf (u + m) eingestellt. Das Steuerungs mittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator C1 ist angeschlossen. Durch Einstellen der Spannung am Kondensator C1 durch das Steuerungsmittel, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangs stromwertes und die Einstellung der jeweiligen Ausgangsspan nungen erreicht werden. Durch Einstellen einer hohen Be triebsfrequenz können die jeweiligen Kondensatoren, Induk tivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die mehrere gewünschte Gleichspannungen erzeugt.

Ausführungsform 8

Ein Schaltplan einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 20 gezeigt. Bei der vorliegenden Aus führungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweg gleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüs sen mit einer Reihenschaltung aus einer Parallelschaltung, die aus n Reihenschaltungen aus Schalterelementen SW1i (i=1, 2, . . . , n) und C1i (i= 1, 2, . . . , n) besteht, und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden. Ein Steuerungsmittel zur Einstel lung von an den Kondensatoren C11, C12, . . . , C1n anliegenden Spannungen ist parallel mit den Kondensatoren C11, C12, . . . , C1n verbunden. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i= 1, 2, . . . , n), SW3 und die Dioden D1 und D2. Parallel zu den Kondensatoren C1i sind Reihenschaltungen aus den jeweiligen Schalterelementen SW2i (i= 1, 2, . . . , n), der Induktivität L1 und der Diode D1 ge schaltet. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungs punkt des Schalterelementes SW21, SW22, . . . , SW2n und der Induktivität L1 und Masse geschaltet. Im Fall der Fig. 20 ist n beispielsweise auf einen Wert von 3 eingestellt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausfüh rungsform erklärt werden. Als erstes wird die durch die Wechselstromquelle angelegte Spannung Vin am Vollweggleich richter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1i (i=1, 2, . . . , n) alle in Reaktion auf ein von der Steuerungs schaltung empfangenes Signal gleichzeitig geschlossen wer den, werden die Spannungen, die den Summen der Spannungen an den Kondensatoren C1i (i= 1, 2, . . . , n) und an dem Glättungs kondensator C2 entsprechen, auf die pulsierende Eingangs spannung V1 aufgeladen. Dann wird die Arbeitsweise der vor liegenden Ausführungsform nach dem Öffnen der Schalterele mente SW1i erklärt werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schal terelemente SW2i auf einer Zeiteinteilung basierend ge schlossen. Das führt dazu, daß die Kondensatoren C1i mit der Induktivität L1 verbunden werden, so daß ein Teil der Ener gie des Kondensators C1i zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW3 vorher in seinem geschlos senen Zustand belassen und der gleiche Vorgang wie oben durchgeführt. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Glättungskondensators C2 teil weise zur Induktivität L1 geführt und in dieser daraufhin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1i aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2i gesperrt wird. Die in dem Kondensator C1 auf diese Weise gespeicherte überschüssige Energie wird durch die Induktivität L1 zu dem Lastkreis ge schickt. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird die Spannung am Kondensator C1j (j= i+1; i=1, 2, . . . , n-1) in im wesentlichen der gleichen Weise wie oben eingestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Spannungen an den Konden satoren C1i wirksam einzustellen.

Der obige Vorgang ermöglicht es, daß die Kapazitäten der Kondensatoren C1i klein gemacht werden können und der durch diese Schleife fließende Spitzenwert ebenfalls reduziert werden kann. Diese Wiederholung läßt die Spannung des Glättungskondensators C2 allmählich ansteigen. Der Konden sator C1i dient dazu, darin eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout ent spricht, und zwar derart, daß, wenn die Schalterelemente SW11, SW12, . . . SW1n in ihrem geschlossenen Zustand sind, die pulsierende Eingangsspannung in Reihe mit einer Parallel schaltung aus den Kondensatoren C11, C12, . . . , C1n geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW2i (i=1, 2, . . . , n) derart gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen am Kondensator (C1i (i=1, 2, . . . , n) und dem Glättungskondensator C2 entspricht, sofort nach dem Schließen der Schalterelemente SW11, SW12, . . . , SW1n in Übereinstimmung zu dem vollweggleichgerichteten Ausgangs signal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangs stromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungs signalform gebracht wird, um die Eingangsoberwellenver zerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i (i=1, 2, . . . , n) verändert wird, variiert der Spitzen wert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann diese Schaltung hinsichtlich ihrer Ausgangsspannung eingestellt werden.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus einer Parallelschal tung, die aus n Reihenschaltungen aus Schalterelementen SW1i (i=1, 2, . . . , n) und Kondensatoren C1i (i=1, 2, . . . , n) be steht, verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induk tivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1, 2, . . . , n), SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel mit den je weiligen Kondensatoren C1i verbunden. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C1i durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenver zerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Ferner können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden, wenn die Betriebs frequenz hoch eingestellt ist. Folglich wird eine Spannungs versorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.

Ausführungsform 9

Ein Schaltplan einer neunten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist in Fig. 21 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Voll weggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen An schlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C11, dem Schalterelement SW41, dem Kon densator C12, dem Schalterelement SW42, . . . , dem Kondensator C1m, dem Schalterelement SW4m (m= n-1), dem Kondensator C1n und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Mit den Verzweigungs punkten des Kondensators C11 und des Schalterelementes SW41, des Kondensators C12 und des Schalterelementes SW42, . . . , und des Kondensators C1m und des Schalterelementes SW4m (m= n- 1), und mit dem Verzweigungspunkt des Kondensators C1n und des Glättungskondensators C2 sind Dioden D3j (j=1, 2, . . . , m; m= n-1) verbunden. Paralell zu den Kondensatoren C1i (i=1, 2, . . . , n) ist ein Steuerungsmittel zur Einstellung von Spannungen an den Kondensatoren C1i verbunden. Das Steue rungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1, 2, . . . , n) und SW3 und die Dioden D1i (i=1, 2, . . . , n) und D2. Die Schalterelemente SW2i (i=1, 2, . . . , n) sind zwischen einem Anschluß der Kondensatoren C1i (i=1, 2, . . . , n) und einem Anschluß der Induktivität L1 verbunden. Die Dioden D1j (j=1, 2, . . . , m; m= n-1) sind zwischen die anderen Anschlüsse der Kondensatoren C1j (j=1, 2, . . . , m; m= n-1) und den anderen Anschluß der Induktivität über die Schalterele mente SW4j (j=1, 2, . . . , m; m= n-1) geschaltet. Die Dioden D1n sind zwischen die anderen Anschlüsse der Kondensatoren C1n und den anderen Anschluß der Induktivität L1 geschaltet. Außerdem liegt zwischen den Verzweigungspunkten der Induk tivität L1 und der Dioden D11, D12, . . . , D1n und Masse das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zu dem Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW21, SW22, . . . , SW2n und der Induktivität und Masse geschaltet. Im Falle der Fig. 20 ist n beispielsweise auf einen Wert von 3 eingestellt.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstrom quelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangs spannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1 und SW41, . . . , SW4m (m= n-1) als Reaktion auf ein von der Steuerungsschal tung empfangenes Steuerungssignal geschlossen werden, werden die Spannungen, die der Summe der Spannungen an den Konden satoren C11, . . . , C1n und an dem Glättungskondensator C2 entsprechen, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 gela den. Nun wird die Eingangsweise der vorliegenden Ausfüh rungsform nach dem Öffnen der Schalterelemente SW1 und SW41, . . . , SW4m (m= n-1) erklärt werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schal terelemente SW2i (i=1, 2, . . . , n) auf einer Zeiteinteilung basierend geschlossen. Das führt dazu, daß ein Teil der Energie des Kondensators C1i zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird.

Die vorläufig in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D13 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2i geöff net wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Die überschüssi ge, in dem Kondensator C1i gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis ge schickt. Wenn dieser Vorgang beendet ist, wird die Spannung am Kondensator C1k (k= i+1; i=1, 2, . . . , m; m= n-1) in im wesentlichen der gleichen Weise wie oben eingestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Spannungen an den Kondensa toren C1i wirksam einzustellen. Als Folge davon kann die an die Induktivität angelegte Spannung vermindert werden, und der Wert der Induktivität L1 kann klein gemacht werden. Diese Wiederholung führt dazu, daß die Spannung des Glät tungskondensators C2 allmählich anwächst. Eine Summe aus Spannungen an den Kondensatoren C11, . . . , C1n wird festge halten oder gespeichert, und zwar als eine Spannung, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, so daß, wenn die Schalterelemente SW1, SW41, SW42, . . . , SW4m (m= n-1) in ihrem geschlossenen Zustand sind, die pulsierende Eingangs spannung V1 in Reihe mit den Kondensatoren C11, C12, , C1n geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalter elementes SW2i so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an den Kondensatoren C11, . . . , C1n und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen der Schalterelemente SW1, SW41, SW42, . . . , SW4m (m= n-1) in Übereinstimmung mit der Wellenform des vollweg gleichgerichteten Ausgangssignals V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um die Ein gangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähn lichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i (i=1, 2, . . . , n) verändert wird, vari iert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangs spannung nimmt zu oder ab. Als Folge davon kann die resul tierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspan nung einstellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schal terelement SW1, dem Kondensator C11, dem Schalterelement SW41, dem Kondensator C12, dem Schalterelement SW42, . . . , dem Kondensator C1m, dem Schalterelement SW4m (m= n-1), dem Kon densator C1n und der Parallelschaltung aus dem Glättungskon densator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Mit den Verzweigungspunkten des Kondensators C11 und des Schalter elementes SW41, des Kondensators C12 und des Schalterele mentes SW42, . . . , des Kondensators C1m und des Schalterele mentes SW4m (m= n-1), und dem Verzweigungspunkt des Konden sators C1n und des Glättungskondensators C2 sind die Dioden D3j (j=1, 2, . . . , m; m= n-1) verbunden. Parallel mit den Kondensatoren C1i (i=1, 2, . . . , n) ist das Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C1i ver bunden. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C1i durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unter drückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangs spannung erzielt werden. Wenn darüber hinaus die Betriebs frequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Konden satoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Folglich wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleich spannung herstellen kann.

Ausführungsform 10

Ein Schaltplan einer zehnten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist in Fig. 22 dargestellt. Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform sind in Fig. 23 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wech selstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, de 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019605493 00004 99880r wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Eine Reihenschaltung aus der Induktivität L2, dem Kondensator C1 und einer Parallel schaltung des Glättungskondensators C2 und des Verbrauchers R ist parallel zur Diode D3 geschaltet, und ein Steuerungs mittel zur Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1 ist parallel zu dem Kondensator C1 geschaltet. Das Steue rungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen einem Verzwei gungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstrom quelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangs spannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L2, des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 auf geladen werden. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 verur sacht das Durchschalten der Diode D3, wodurch die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie den Kondensator C1 und den Glättungskondensator C2 zusätzlich lädt. Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließende Strom Null wird. In ei nem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 geringer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Die vorüber gehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß ge speicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW3) geöffnet wird, so daß die Diode D2 durchgeschaltet wird. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie wird auf diese Weise zum Lastkreis über die Induk tivität L1 geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang führt dazu, daß die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich anwächst. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsie renden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalter element SW1 in seinem geschlossenen Zustand ist, die pulsie rende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) derart gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der an dem Kondensator C1 und an dem Glättungs kondensator C2 liegenden Spannungen entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Aus gangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüll kurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Darüber hinaus ermöglicht die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromwellenform die Unterdrückung der Eingangs oberwellenverzerrung und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Ein gangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähn lichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder nimmt ab. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung die Ausgangsspannung ein stellen.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L2, dem Kondensator C1 und der Parallelschaltung aus dem Glät tungskondensator C2 und dem Verbraucher R ist parallel zur Diode D3 geschaltet. Das Steuerungsmittel, das die Indukti vität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2 zur Einstellung der Spannung am Kondensator C1 ent hält, wird parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungs mittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangs oberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwer tes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch ein gestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugt.

Ausführungsform 11

Ein Schaltplan einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 24 gezeigt. Bei der vorliegenden Aus führungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweg gleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüs sen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1, der Induktivität L2 und einer Parallelschaltung aus dem Glät tungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe verbunden ist. Die Diode D3 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Glättungskondensator C2 geschal tet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Konden sator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4 und die Dioden D11, D12 und D2. Am Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D11. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D11 und einem Verzweigungspunkt der Induktivi tät L2 und dem Glättungskondensator C2 liegt die Diode D12. Das Schalterelement SW3 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D11 und Masse vorgesehen. Das Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschal tung aus dem Kondensator C1 und der Induktivität L2 geschal tet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Last kreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzwei gungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstrom quelle AC angelegte Spannung am Gleichrichter DB gleichge richtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal ge schlossen wird, führt die Resonanz des Kondensators C1, der Induktivität L2 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufge laden werden. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 verur sacht das Durchschalten der Diode D3, wodurch die in der Induktivität gespeicherte Energie zum Lastkreis geschickt wird. Als Folge davon kann die an der Induktivität L2 liegende Spannung höchstens die Ausgangsspannung Vout erreichen.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Erfin dung erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließen de Strom Null wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 höher als die Ausgangsspannung Vout ist, ist lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie ge speichert wird. In einem Teilbereich der pulsierenden Ein gangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und den Induktivitäten L1 und L2 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 auf die Induktivitäten L1 und L2 geführt und in diesen in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Die vor übergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D12 zum Glättungskondensator C2 geschickt, sobald das Schalterele ment SW2 (und SW3) gesperrt ist, so daß die Diode D2 durch geschaltet wird. In dem Talbereich verursacht die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie das Schließen des Schalterelementes SW4, um den Kondensator C1 zu laden, sobald die Schalterelemente SW2 und SW3 geöffnet werden.

Wie oben erwähnt wurde, wird die in dem Kondensator auf diese Weise gespeicherte überschüssige Energie zu dem Last kreis über die Induktivität L1 geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang läßt die an dem Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich wachsen. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW1 geschlossen ist, die pul sierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Verbraucher zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schal terelementes SW2 (und SW3) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Aus gangssignal V1 gebracht wird, so daß die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant gemacht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Ferner ermöglicht die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignalform S, die Eingangswellenverzerrung zu unter drücken, und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein zu machen. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangs stromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungs vorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und der Induktivität L2 und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe ge schaltet ist. Die Diode D3 ist parallel zu der Reihenschal tung aus der Induktivität L2 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Das Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zu dem Kon densator C1 geschaltet. Wenn die an dem Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvor richtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 12

Ein Schaltplan einer zwölften Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist in Fig. 25 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Voll weggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Aus gangsanschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C1 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und einem Verbraucher R liegt an der Diode D3. Eine Reihen schaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C1 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C1 liegt eine Rei henschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schal terelement SW3. Um die in der Induktivität übrige Energie zu dem Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induk tivität L1 und Masse verbunden.

Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerich tet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird die Resonanz der Induktivität L2, des Konden sators C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Nach dem Öffnen des Schalterelementes SW1, in einem Spitzen bereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, führt das Schließen des Schalterelementes SW4 zum Durchschalten der Diode D4, wodurch die in der Induktivität L2 gespeicher te Energie verwendet wird, um den Kondensator C1 weiter auf zuladen. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspan nung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangs spannung Vout ist, wird die Diode D3 durchgeschaltet, wenn das Schalterelement SW4 in seinem geschlossenen Zustand verbleibt, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie dazu führt, daß der Glättungskondensator C2 geladen wird. Als Folge davon kann die an die Induktivität L2 angelegte Spannung höchstens die Ausgangsspannung Vout erreichen.

Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließende Strom Null wird. In dem Spitzenbereich ist lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von ma gnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich wer den die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L2 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie ge speichert wird, während der Kondensator C1 geladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten.

Die überschüssige in dem Kondensator C1 gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam ein zustellen. Dieser Vorgang läßt die an dem Glättungskonden sator C2 liegende Spannung allmählich wachsen. Der Konden sator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout ent spricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW1 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C1 in Reihe geschaltet wird, um eine Gleichspan nung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Ein schaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) derart ge steuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 ent spricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweg gleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Über einstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Ferner ermöglicht es die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Signalform, die Eingangsoberwellenver zerrungen zu unterdrücken, und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Ein gangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähn lichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung ein stellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C1 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R liegt an der Diode D3. Die Reihen schaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel mit der Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C1 verbunden. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unter drückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangs spannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensato ren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht wer den. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleich spannung herstellen kann.

Ausführungsform 13

Fig. 26 zeigt einen Schaltplan einer dreizehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Voll weggleichrichter verbunden, der wiederum an seinen Anschlüs sen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1, dem Schalterelement SW3, der Induktivität L1, der Diode D1 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe geschaltet ist. Die Diode D3 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Kondensators C1 und des Schalterelementes SW3 und einen Verzweigungspunkt der Diode D1 und des Glättungskondensators C2 geschaltet. Das Schal terelement SW2 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Kondensator C1 und dem Schalterelement SW3 geschaltet, und das Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschal tung aus der Diode D1 und dem Glättungskondensator C2 ge schaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Ver zweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivi tät L1 und Masse geschaltet.

Nun wird unten die Arbeitsweise der vorliegenden Ausfüh rungsform erklärt. Zunächst wird die durch die Wechselstrom quelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangs spannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1 und SW3 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen werden, sorgt die Resonanz des Kondensators C1, des Glättungskondensators C2 und der Induk tivität L1 dafür, daß der Kondensator C1 und der Glättungs kondensator C2 aufgeladen wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 1A bezeichnet. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 führt zum Durchschalten der Diode D2, wodurch die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie verwendet wird, um den Lastkreis zu laden. Dieser Vorgang wird als Zustand 1B be zeichnet. Diese Zustände 1A und 1B sind in den Fig. 27A und 27B durch entsprechende Schaltungen gezeigt.

Nachdem der durch die Induktivität L1 fließende Strom Null wird, wird, in einem Spitzenbereich der pulsierenden Ein gangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungs kondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von ma gnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 2B be zeichnet. Diese Zustände 2A und 2B sind in den Fig. 28A und 28B durch entsprechende Schaltungen gezeigt.

Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW4) geöffnet wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 3 bezeichnet und ist in Fig. 29 als entsprechende Schaltung dargestellt. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte über schüssige Energie wird auf diese Weise über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang läßt die am Glät tungskondensator C2 anliegende Spannung allmählich anstei gen. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspan nung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schal terelement SW1 geschlossen ist, die pulsierende Eingangs spannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskonden sator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterele mentes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basieren de Signalform ermöglicht es, daß die Eingangsoberwellenver zerrung unterdrückt wird, und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird.

Wie oben erklärt, besitzt in der vorliegenden Ausführungs form die einzelne Induktivität die Funktionen des Reduzie rens des Eingangsstromes und des Einstellens der an dem Kon densator C1 liegenden Spannung. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes, und somit steigt oder fällt die Ausgangsspannung. Somit kann die Schaltung der vorliegenden Ausführungsform ihre Ausgangsspannung ein stellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die herkömmliche Wechselstrom quelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, der Kapazität C1, dem Schalterelement SW3, der Induktivität L1, der Diode D1 und der Parallelschaltung des Glättungskon densators C2 und des Verbrauchers R in Reihe geschaltet ist. Die Diode D3 ist zwischen den Verzweigungspunkt des Konden sators C1 und des Schalterelementes SW3 und einen Anschluß der Diode D1 geschaltet. Das Schalterelement SW2 ist paral lel zu der Reihenschaltung aus dem Kondensator C1 und dem Schalterelement SW3 geschaltet, und das Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Um die in der Induktivi tät L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen den Verzweigungspunkt des Schalterelemen tes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet. Somit kann, wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung gesteuert wird, die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erhalten werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die ent sprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterele mente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversor gungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 14

Fig. 30 zeigt einen Schaltplan einer vierzehnten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 31 zeigt Signalformen von Signalen, die den Eingangsstrom der vor liegenden Ausführungsform einschließen. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der achten Ausführungsform, je doch ist n auf einen Wert von 2 eingestellt. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Voll weggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterele ment SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird eine Spannung, die einer Summe aus den Spannungen am Kondensator C11 und am Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pul sierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Sobald das Schal terelement SW11 geöffnet wird, um das Schalterelement SW12 einzuschalten, wird eine Spannung, die einer Summe der Span nungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 auf geladen. Die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, führt dazu, daß der Eingangsstrom Iin kontinuierlich aufgenommen wird.

Während des Einschaltzustandes des Schalterelementes SW12 arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Konden sators C11 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schalterelement SW3 geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird.

Wie oben erwähnt, wird die durch den obigen Prozeß vorüber gehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie vollstän dig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 erneut geschlossen, so daß in einem gleichen Vorgang wie oben das Schalterelement SW21 dazu führt, daß die Spannung am Kondensator C12 in Hinsicht auf das Schalterelement SW22 eingestellt wird. Die in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte überschüssige Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen der Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Diese Wiederholung läßt die an dem Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich anwachsen.

Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Aus gangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 ge schaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 ge schlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskon densator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalter elementes SW11, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskonden sator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterele mentes SW12 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Wenn darüber hinaus die Schalterelemente SW11 und SW12 basierend auf einer Zeiteinteilung betrieben werden, um den Eingangsstrom Iin kontinuierlich aufzunehmen, wird die Ein gangsoberwellenverzerrung unterdrückt. Wenn dieses Ähnlich keitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Aus gangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die sich ergebende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangs spannung einstellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Parallelschaltung aus der Reihenschaltung des Schalterelementes SW11 und des Konden sators C11 und der Reihenschaltung des Schalterelementes SW12 und des Kondensators C12 verbunden ist. Ein Steuerungs mittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, liegt paral lel zu den Kondensatoren C11 und C12. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsober wellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Span nungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellt.

Ausführungsform 15

In Fig. 32 ist ein Schaltplan einer fünfzehnten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung dargestellt. Signalformen von Signalen, die den Eingangsstrom in der vorliegenden Aus führungsform einschließen, sind in Fig. 33 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Parallel zur Diode D3 liegt die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschal tung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen einem Anschluß des Vollweg gleichrichters DB und einem Verzweigungspunkt des Konden sators C11 und des Glättungskondensators C2 vorgesehen. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen ist parallel zu den Konden satoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C11 liegt eine Serienschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivi tät L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verbindungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselspan nungsquelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrich ter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reak tion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steue rungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induk tivität L2 und des Kondensators C11 dazu, daß der Konden sator C11 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen wird. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Ein gangsspannung V1 aufgeladen wird. In diesem Falle wird die Diode D3 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie zum Kondensator und zum Glättungskon densator C2 geschickt wird. Wenn das Laden des Kondensators C12 den Eingangsstrom I2 allmählich abfallen läßt, wird das Schalterelement SW12 wiederum geschlossen. Wenn der Strom I1 groß wird, wird das Schalterelement SW12 geöffnet. Die nach folgenden Betriebsschritte werden im wesentlichen entspre chend den obigen Ausführungsformen ausgeführt. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom Iin, entsprechend einer Summe der Ströme I1 und I2, kontinuierlich aufgenommen werden.

Wenn das Schalterelement SW11 geöffnet wird, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen: In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schalterelement SW3 geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW1 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Selbst wenn sich das Schalterelement SW12 in seinem geöff neten Zustand befindet, führt entsprechend der gleiche Vor gang wie oben dazu, daß das Schalterelement SW21 es zuläßt, daß die Spannung des Kondensators C12 in Hinsicht auf das Schalterelement SW22 eingestellt wird. Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzu stellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die am Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich an wachsen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Diffe renz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Spannung V1 mit dem Kondensator C11 in Reihe geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Konden sator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so eingestellt, daß sowohl die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, als auch die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Konden sator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 in bezug auf die Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerich teten Ausgangssignal gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüll kurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die Schalterele mente SW11 und SW12 führen dazu, daß die durch diese fließenden Ströme kombiniert werden, so daß der Eingangs strom kontinuierlich aufgenommen werden kann, und die Ein gangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden kann. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Aus gangsspannung einstellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R liegt parallel zur Diode D3. Die Reihen schaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen dem Ausgang des Vollweggleichrichters DB und dem Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 vorgesehen. Die Steuerungsmittel, die die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 (und SW3), und die Dioden D1 und D2 enthalten, sind parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die Span nungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steue rungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangs stromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung er reicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induk tivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Folg lich kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.

Ausführungsform 16

In Fig. 34 ist ein Schaltplan einer sechzehnten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei der vorliegen den Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R ist parallel zur Diode D3 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C11 vorgesehen. Eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen einen Anschluß des Vollweggleichrichters DB und einen Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glät tungskondensators C2 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 liegt parallel zu den Kondensatoren C11 und C12. Das Steue rungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Konden sator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induk tivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterele ment SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Ver zweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstrom quelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangs spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L2 und des Kondensators C11 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalter element SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Span nungen am Kondensator C12 und am Kondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung aufgeladen wird. In diesem Fall wird in einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, das Schalterelement SW4 geschlos sen, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D3 durchgeschaltet, und die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie wird zu dem Kondensator C11 und dem Glättungskonden sator C2 geschickt. Wenn das Laden des Kondensators C12 einen allmählichen Abfall des Eingangsstromes I2 durch das Schalterelement SW12 verursacht, wird das Schalterelement SW11 wieder geschlossen. Wenn der Strom I1 durch das Schal terelement SW11 groß wird, wird das Schalterelement SW12 geöffnet. Der nachfolgende Vorgang wird im wesentlichen wie bei den obigen Ausführungsformen ausgeführt. Wenn die Schal terelemente SW11 und SW12 in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom Iin, der einer Summe aus den Strömen I1 und I2 entspricht, kontinuierlich aufgenommen werden.

Wenn das Schalterelement SW11 geöffnet ist, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In dem Spitzen bereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kon densators C11 auf die Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich bleibt das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungs kondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von ma gnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird voll ständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Selbst wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, führt in entsprechender Weise wie oben das Schalterelement SW21 dazu, daß die Spannung des Konden sators C12 eingestellt wird in Hinsicht auf das Schalterele ment SW22. Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte Energie wird über den Lastkreis durch die Induktivität L1 geschickt, um die Spannungen an den Konden satoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskonden sator C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder spei chern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangs spannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW11 ge schlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, wodurch, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Ein gangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so eingestellt, daß sowohl eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 kurz vor dem Schließen des Schalter elementes SW12 entspricht, bezüglich der Signalform in Über einstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstrom signalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignal form gebracht wird. Die Schalterelemente SW11 und SW12 führen dazu, daß die durch diese fließenden Ströme kombi niert werden, so daß der Eingangsstrom kontinuierlich auf genommen und die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden kann. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsverhält nis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Eingangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann die resultierende Span nungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung ein stellen.

Wie bereits oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Parallel zur Diode D3 liegen die Induktivität L2, der Kondensator C11 und die Parallelschal tung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Die Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist mit der Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C11 verbunden. Die Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen dem Anschluß des Vollweggleichrichters DB und dem Verzwei gungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskonden sators C2 vorgesehen. Die Steuerungsmittel, die die Induk tivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2 umfassen, sind parallel zu den Kondensato ren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsober wellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Span nungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine konstante Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 17

Ein Schaltplan einer siebzehnten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist in Fig. 35 gezeigt. Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform sind in Fig. 36 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wech selstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschal tung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbun den ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungs mittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Konden sator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induk tivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterele ment SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Ver zweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der In duktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angeleg te Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichge richtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Span nung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L1 und des Kondensators C11 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalter element SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Resonanz der Induktivität L22, des Kondensators C12 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In diesem Fall ist die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L21 ge speicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungs kondensator C2 geschickt wird. Entsprechend wird, sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, die Diode D32 durchge schaltet, so daß die in der Induktivität L22 gespeicherte Energie zum Kondensator C12 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 in dieser Weise, auf einer Zeiteinteilung basierend, betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.

Während der Einschaltzeit des Schalterelementes SW12 arbei tet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 auf die Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schal terelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Konden sator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivi tät L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kon densators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöff net wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schal terelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Vorgang wie das Schalterelement SW21 ausführt, um die Span nung am Kondensator C12 einzustellen.

Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 ge speicherte überschüssige Energie wird vollständig über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glät tungskondensator C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzu halten oder speichern, die der Differenz zwischen der pul sierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Ein gangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu lie fern. Wenn ferner die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert wird, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW11, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 bezüglich der Signalform in Über einstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstrom signalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignal form gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, basierend auf einer Zeitein teilung, wird dazu führen, daß der Eingangsstrom kontinuier lich aufgenommen wird und somit die Eingangsoberwellenver zerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeits verhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalter elemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung ein stellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalter element SW11 und der Diode D31 und der parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schal terelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induk tivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebs frequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Konden satoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspan nung herstellen kann.

Ausführungsform 18

Ein Schaltplan einer achtzehnten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist in Fig. 37 gezeigt. Bei der vorliegen den Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterele ment SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glät tungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D3 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihen schaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 eine Reihenschaltung aus der Induk tivität L22 und dem Kondensator C12 vorgesehen. Ein Steue rungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Konden satoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induk tivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschal tung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Indukti vität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der In duktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalter elemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse ge schaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angeleg te Spannung V1 wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerich tet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal ge schlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L21, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 aufge laden werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Reso nanz der Induktivität L22, des Kondensators C12 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird in diesem Falle das Schalterelement SW4 geschlossen, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie über die Diode D4 zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivi tät L21 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Sobald das Schalter element SW12 geöffnet wird, wird die Diode D32 durchgeschal tet, so daß die in der Induktivität L22 gespeicherte Energie zum Kondensator C12 und zum Glättungskondensator C2 ge schickt wird. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.

Während der Einschaltzeit des Schalterelementes SW12 arbei tet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In dem Spitzenbereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Konden sators C11 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Tal bereich bleibt das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskonden sator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird durch den obigen Prozeß vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschal ten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Vorgang wie das Schalterelement SW21 durchführt, um die Spannung am Kondensator C12 einzustellen.

Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespei cherte überschüssige Energie wird dann über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die am Glättungs kondensator C2 liegende Spannung allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Aus gangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsie rende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C11 in Reihe geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Außerdem wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskonden sator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterele mentes SW12, als auch die Spannung, die der Summe der Span nungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum voll weggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wo durch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Überein stimmung zur Eingangsspannungswellenform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Span nungssignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, wird dazu führen, daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen wird und somit die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Ein stellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) eingestellt wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrich tung ihre Ausgangsspannung einstellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalter element SW11 und der Diode D31 und der parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schal terelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induk tivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Ein gangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebsfrequenz hoch ein gestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Indukti vitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung her stellen kann.

Ausführungsform 19

Ein Schaltplan einer neunzehnten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist in Fig. 38 gezeigt. Bei der vorliegen den Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterele ment SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schal terelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induk tivität L21, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kon densator C11 geschaltet. Außerdem ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 eine Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 vorgesehen. Eine Diode D42 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalter elementes SW12 und der Induktivität L22 und einen Verzwei gungspunkt der Diode D41 und des Schalterelementes SW4 ge schaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannun gen an den Kondensatoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einen Verzweigungspunkt der Induktivi tät L1 und der Diode D1 und Masse ist das Schalterelement SW3 geschaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angeleg te Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsieren de Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungs signal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L21, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Resonanz der Induktivität L22, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird in diesem Falle das Schalterelement SW4 geschlossen, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie über die Diode D41 zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivi tät L21 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Selbst wenn das Schalterelement SW12 geöffnet wird, führen das Schalterele ment SW4 und die Diode D32 den gleichen Vorgang wie beim Öffnen des Schalterelementes SW11 durch. Wenn die Schalter elemente SW11 und SW12 auf diese Weise auf einer Zeitein teilung basierend betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.

Wenn sich das Schalterelement SW12 im geschlossenen Zustand befindet, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgen dermaßen. In dem Spitzenbereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich bleibt das Schalterelement SW3 ge öffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von ma gnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird. Die vorübergehend durch den obigen Prozeß in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schal terelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Arbeitsvorgang wie das Schalterelement SW21 durchführt, um die Spannung am Konden sator C12 einzustellen.

Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 ge speicherte überschüssige Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Konden satoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensa tor C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout ent spricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Ein gangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Span nung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW11, als auch die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 bezüglich der Signal form in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspan nungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steue rung und Resonanz basierende Spannungssignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, führt dazu, daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen wird und somit die Eingangsober wellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn dieses Ähnlichkeits verhältnis ferner durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) eingestellt wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Aus gangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultie rende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalter element SW11 und der Diode D31 und mit der mit dieser Rei henschaltung parallel verbundenen Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschal tung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zu der Diode D31 geschaltet. Die Reihenschal tung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Die Diode D42 ist mit dem Verzweigungspunkt des Schalterelemen tes SW12 und der Induktivität L22 und dem Verzweigungspunkt der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 verbunden. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenver zerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Span nungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 20

Fig. 39 zeigt Signalformen von Signalen, die bei einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf treten. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der Schaltung der Ausführungsform der Fig. 1, ist jedoch dafür entwickelt, den Spitzenstrom zur Zeit der Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung in einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, zu reduzieren. Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angeleg te Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsieren de Spannung V1. In der Schaltung der Fig. 1, wird, wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungs schaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Konden sator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform er klärt werden, nachdem das Schalterelement SW11 geöffnet wurde. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangs spannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangs spannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich der pulsierenden Spannung werden lediglich die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit einer Reihenschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbun den wird, so daß ein Teil der Energie des Glättungskonden sators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B-1 bezeichnet. Seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 40A gezeigt. Dann führt das Öffnen des Schalterele mentes SW3 dazu, daß die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie den Kondensator C1 auf lädt. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B-2 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 40 gezeigt. Da dieses dazu führt, daß von dem Aufladen durch den Glättungskondensator C2 zu einem Aufladen durch die Induktivität L1 geschaltet wird, stoppt der Stromzuwachs und der Strom nimmt allmählich ab. Diese Variation ist in Fig. 39 anhand der durchgezogenen und ge strichelten Linien dargestellt. Die gestrichelte Linie be zieht sich auf den Zustand vor dem Wechsel, während die durchgezogene Linie sich auf die vorliegende Ausführungsform bezieht. Danach wird, wenn die Spannung Vc1 am Kondensator C1 eine eingestellte Spannung erreicht, das Schalterelement SW2 geöffnet. Die durch den obigen Prozeß in der Induktivi tät L1 gespeicherte Energie wird durch die Diode D1 voll ständig zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine ent sprechende Schaltung ist in Fig. 41 gezeigt. Die Einschalt zeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichge richteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um eine Eingangs oberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Span nungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung ein stellen.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalter element SW11 und der Diode D31 und mit der mit dieser Reihenschaltung parallel verbundenen Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschal tung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zu der Diode D31 geschaltet. Die Reihenschal tung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Die Diode D42 ist mit dem Verzweigungspunkt des Schalterelemen tes SW12 und der Induktivität L22 und dem Verzweigungspunkt der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 verbunden. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenver zerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe ge schaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Auf diese Weise kann in dem Talbereich der pulsierenden Ein gangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, der Spitzenstrom zur Zeit des Einstellens der Spannung am Kondensator C1 reduziert werden, um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, und darüber hinaus kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvor richtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 21

Ein Schaltplan einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 42 gezeigt, und Signal formen von Signalen, die in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, sind in Fig. 43 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Voll weggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen An schlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 ge schaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 bis D5 und den Energiespeicherungskondensator C3. An dem Konden sator C1 liegt eine Reihenschaltung aus der Induktivität L1 und der Diode D1 und dem Schalterelement SW2. Eine Reihen schaltung aus der Diode D3 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Schalterelement SW2 geschaltet. Parallel zum Schalterelement SW4 ist eine Reihenschaltung aus dem Energiespeicherungs kondensator C3 und der Diode D5 geschaltet. Die Diode D2 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Energiespeicherungs kondensators C3 und der Diode D5 und Masse geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW3 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Diode D3 und dem Energiespeicherungskondensator C3 geschaltet. Außerdem ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Ener giespeicherungskondensators C3 und der Diode D5 und Masse geschaltet.

Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angeleg te Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichge richtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Span nung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird eine Spannung, die einer Summe der Spannungen am Kondensator C1 und am Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufge laden. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 44 gezeigt. Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausfüh rungsform erklärt, nachdem das Schalterelement SW1 geöffnet wurde. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangs spannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangs spannung Vout ist, wird das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 über die Diode D1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangs spannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Aus gangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW3 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Energiespeicherungskondensator C3 und der Induktivität L1 über die Diode D4 in Reihe geschaltet wird, so daß die Energie des Energiespeicherungskondensators C3 zum Teil zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von ma gnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet. Fig. 45A und 45B zeigen entsprechende Schal tungen der Zustände 2A bzw. 2B. Die vorübergehend durch den obigen Prozeß in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird vollständig zum Energiespeicherungskondensator C3 ge schickt, sobald das Schalterelement SW2 (oder SW3, SW4) ge öffnet wird, um die Dioden D3 und D5 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet, und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 46 gezeigt. Da in diesem Falle eine Spannung mit der entgegengesetzten Polarität in einem Zug an die Induktivität L1 angelegt wird, fällt der durch die Induktivität L1 fließende Strom abrupt ab. Da während dieses Vorgangs sogar die Spannung am Kondensator C1 kontinuierlich abnimmt, sinkt die Spannung am Kondensator C1 weiter mit dem gleichen Spitzenstrom. Das heißt, daß bei der gleichen eingestellten Spannung der Spitzenstrom im Ver gleich zu demjenigen einer Ausführung des Stands der Technik vermindert werden kann.

Die auf diese Weise in dem Kondensator C1 gespeicherte über schüssige Energie wird über die Induktivität L1 zum Energie speicherungskondensator C3 geschickt, um die Spannung am Kondensator C1 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensator und am Energiespeicherungskondensator C3 allmählich anstei gen. Der Kondensator C1 dient dazu, um in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspan nung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schal terelement SW1 geschlossen ist, die pulsierende Eingangs spannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (oder SW3 oder SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe aus den Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskon densator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalter elementes SW1 bezüglich ihrer Signalform in Übereinstimmung zu dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Ein schaltzeit des Schalterelementes SW2 (oder SW3 oder SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Aus gangsspannung einstellen. Wie in Fig. 44 gezeigt, wird, um die Welligkeit in der Ausgangsspannung in der Größenordnung technischer Frequenzen zu reduzieren, die in dem Energie speicherungskondensator C3 gespeicherte Energie verwendet, um den Lastkreis mit Energie zu versorgen. Die Einstellung dieser Energiemenge wird steuerbar durchgeführt, indem die Ausgangsspannung Vout erfaßt wird, mit einer Referenzspan nung zur Bestimmung der Einschaltzeit des Schalterelementes SW4 verglichen wird, und durch die Einschalt- und Ausschalt vorgänge des Schalterelementes SW3 die Ausgangsspannung kon stant gehalten wird.

Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Konden sator C1 und der Parallelschaltung aus dem Glättungskonden sator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Parallel zu dem Kondensator C1 ist das Steuerungsmittel geschaltet, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 bis D5 und den Energiespeicherungskondensator C3 enthält. Wenn die Spannungen am Kondensator C1 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Ein gangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Ferner kann das Schalterelement SW4 Wellig keiten in der Ausgangsspannung in der Größenordnung tech nischer Frequenzen reduzieren. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvor richtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Ausführungsform 22

Ein Schaltplan einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 47 gezeigt, und Signal formen von Signalen, die in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, sind in Fig. 48 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Voll weggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen An schlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 in Reihe verbunden ist. An der Diode D3 liegt eine Reihenschal tung aus der Induktivität L1, dem Schalterelement SW2, dem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung aus dem Glät tungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Ein Steuerungs mittel zur Einstellung der Spannung liegt am Kondensator C1. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schal terelemente SW3 und SW4 und die Dioden D1 bis D2. An der Diode liegt eine Reihenschaltung aus den Schalterelementen SW3 und SW4. Die Diode D1 ist zwischen einen Verzweigungs punkt der Schalterelemente SW3 und SW4 und einen Verzwei gungspunkt des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 geschaltet. An der Diode D2 liegt das Schalterelement SW2, der Kondensator C1 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R.

Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Span nung wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steue rungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird und gleichzeitig das Schalterelement SW2 geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L1, des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet und seine ent sprechende Schaltung ist in Fig. 49 gezeigt. Wenn das Schal terelement SW1 geöffnet wird, wird die Diode D3 durchge schaltet, so daß die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie den Kondensator C1 und den Glättungskondensator C2 über das Schalterelement SW2 lädt. Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt, nachdem der Strom durch die Induktivität L1 geflossen ist. In einem Spitzen bereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW3 und dazu das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie ge speichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 50A gezeigt. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspan nung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangs spannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW3 und SW4 zusätzlich zu dem Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Energiespeicherungs kondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Energiespeicherungskondensators C2 zum Teil zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kon densator C1 geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 50B gezeigt. Die vorübergehend in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird über die Diode D1 vollständig zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW4) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in Fig. 51 gezeigt. Die auf diese Weise in dem Kondensator C1 über schüssige gespeicherte Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung am Kondensator C1 effektiv einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorganges läßt die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich an steigen. Der Kondensator C1 dient dazu, um in ihm eine Span nung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Aus gangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn die Schalterelemente SW1 und SW2 beide geschlossen sind, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 und SW3 (und SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator und dem Glät tungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen der Schalterelemente SW1 und SW2 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit der Schalterelemente SW1 und SW2 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspan nungs zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignal form (Fig. 48) ermöglicht die Unterdrückung der Eingangs oberwellenverzerrung und ermöglicht es außerdem, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 und SW3 (und SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Aus gangsspannung einstellen.

Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. An der Diode 3 liegt die Reihenschaltung aus der Induktivität L1, dem Schalterelement SW2 und dem Kondensator C1 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Darüber hinaus ist das Steuerungsmittel vorgesehen, das die Schal terelemente SW3 und SW4 und die Dioden D1 und D2 enthält. Wenn die Spannung am Kondensator C1 durch das Steuerungs mittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangs oberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstrom wertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch ein gestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induk tivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.

Als nächstes ist in Fig. 52 ein Schaltplan einer geeigneten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform dargestellt. Insbesondere bestehen in der Schaltung der Fig. 52 die Schalterelemente SW1 bis SW4 alle aus NMOSFETs. Der NMOSFET des Schalterelementes SW1 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden. Der NMOSFET des Schalterelementes SW2 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Kondensator C1 verbunden. Der NMOSFET des Schalterele mentes SW3 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit der Induk tivität L1 verbunden, und der NMOSFET des Schalterelementes SW4 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Schalterele ment SW3 verbunden. Solch eine Anordnung ermöglicht das Weg lassen der Diode D3 in Fig. 47. Darüber hinaus kann wegen einer parasitären Diode am Schalterelement SW2 des NMOSFETs der geschlossene Zustand des Schalterelementes SW2, in Fig. 48 dargestellt, dem Schaltungsbetrieb der Fig. 49 bis 51 genügen, wenn der geschlossene Zustand lediglich während des geschlossenen Zustands von sowohl dem in Fig. 47 gezeigten Schalterelement SW2 als auch dem in Fig. 47 gezeigten Schal terelement SW3 andauert. Mit anderen Worten ist es erforder lich, daß das Schalterelement SW2 während einer Zeitperiode vom Schließen des Schalterelementes SW1 bis zum Schließen des Schalterelementes SW3 (oder ungefähr bis zum Schließen des Schalterelementes SW3) in seinem geschlossenen Zustand verbleibt.

Ausführungsform 23

Fig. 53 zeigt einen Schaltplan einer dreiundzwanzigsten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegen den Ausführungsform ist eine Eingangsfilterschaltung zwi schen der Wechselstromquelle AC und dem Vollweggleichrichter DB vorgesehen. Das dient zur Verhinderung von Rauschen, das auf der Stromquelle 01036 00070 552 001000280000000200012000285910092500040 0002019605493 00004 00917 basiert, und ermöglicht ebenfalls die Verhinderung der externen Übertragung von Rauschen, das von den Schalterelementen des Spannungswandlerteils stammt. Ein Beispiel dieser Eingangsfilterschaltung ist in Fig. 54 ge zeigt, bei der eine einzige Induktivität und ein einziger Kondensator verwendet werden. Durch die Eingangsfilterschal tung kann die Eingangsstromwellenform der Eingangsspannungs wellenform angenähert werden und außerdem kann die Eingangs oberwellenverzerrung unterdrückt werden.

Es ist zu erkennen, daß die Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge der Schalterelemente soweit erforderlich durch eine Steuerungseinheit in den vorhergehenden Ausfüh rungsformen 2 bis 23 implementiert werden kann, wie sie in der Ausführungsform 1 der Fig. 1 dargestellt wurde. Die Steuerungsschaltung CON kann eine allgemeine Schalter- Steuerungsanordnung aufweisen.

Claims

1. Spannungsversorgungsvorrichtung, bei der ein Vollweg gleichrichter mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, ein Lastkreis, der aus einer Parallelschaltung eines Span nungsstabilisierungsmittels und eines parallel zu diesem geschalteten Verbrauchers besteht, über ein erstes Schalter element und ein erstes Energiespeicherungsmittel mit den Anschlüssen des Vollweggleichrichters verbunden ist, und ein Steuerungsmittel zur Einstellung einer Spannung an dem ersten Energiespeicherungsmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel eine an dem ersten Energiespeicherungsmittelliegende Spannung so einstellt, daß die Summe der Spannungen an dem ersten Energiespeiche rungsmittel und dem Spannungsstabilisierungsmittel proporti onal zu einer Eingangsspannung ist und eine Spannung, die der Differenz zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung entspricht, an dem ersten Energiespeicherungsmittel auf tritt, so daß eine gewünschte Gleichspannung an den Ver braucher angelegt wird, wodurch eine Hüllkurve eines Ein gangsstromes proportional zu der Eingangsspannung wird.

2. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel eine Induktivität umfaßt.

3. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungs mittel aus einem ersten Kondensator besteht, das Spannungs stabilisierungsmittel aus einem Glättungskondensator be steht, und das Steuerungsmittel eine Induktivität, die an ihrem einen Anschluß über ein zweites Schalterelement mit einem Anschluß des ersten Kondensators und an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß einer ersten Diode ver bunden ist, wobei die erste Diode an ihrem Kathodenanschluß mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist, und der erste Kondensator an dem anderen Anschluß mit einem Anschluß des Glättungskondensators verbunden ist, eine zweite Diode, deren Anodenanschluß mit dem anderen Anschluß des Glättungskondensators und deren Kathodenanschluß mit dem einen Anschluß der Induktivität verbunden ist, und darüber hinaus ein drittes Schalterelement umfaßt, das zwischen den anderen Anschluß des Glättungskondensators und den anderen Anschluß der Induktivität geschaltet ist, wobei das Steue rungsmittel derart gesteuert wird, daß der erste Kondensator über das zweite Schalterelement mit einer Reihenschaltung aus der Induktivität und der ersten Diode verbunden wird, um dadurch vorübergehend in der Induktivität Energie zu speichern, während eine Spannung an dem ersten Kondensator eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, und derart, daß der Glättungskondensator über das zweite Schalterelement, die Induktivität und das dritte Schalterelement mit dem ersten Kondensator verbunden wird, um den ersten Kondensator zu laden und die daran anliegende Spannung einzustellen, um dadurch Energie in der Induktivität zu speichern, wenn die Eingangsspannung geringer als die eingestellte Ausgangs spannung ist, und derart, daß, wenn die Spannungseinstellung des ersten Kondensators beendet ist, das zweite Schalterele ment geöffnet und gleichzeitig die in der Induktivität gespeicherte Energie über die erste Diode und die zweite Diode zum Lastkreis geschickt wird.

4. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungs mittel aus einem ersten Kondensator besteht, das Spannungs stabilisierungsmittel aus einem zweiten Kondensator besteht, und das Steuerungsmittel eine Induktivität, die an ihrem einen Anschluß über ein zweites Schalterelement mit einem Anschluß des ersten Kondensators und an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß einer ersten Diode verbunden ist, wobei die erste Diode an ihrem Kathodenanschluß mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators über ein drittes Schalterelement verbunden ist, und der erste Kondensator an dem anderen Anschluß mit einem Anschluß des zweiten Konden sators verbunden ist, eine zweite Diode, deren Anodenan schluß mit dem anderen Anschluß des zweiten Kondensators und deren Kathodenanschluß mit dem einen Anschluß der Induktivi tät verbunden ist, und darüber hinaus ein viertes Schalter element umfaßt, das zwischen den anderen Anschluß des zweiten Kondensators und den anderen Anschluß der Induktivi tät geschaltet ist, wobei der Energiespeicherungskondensator zwischen einen Verzweigungspunkt der ersten Diode und des dritten Schalterelements und den anderen Anschluß des zweiten Kondensators geschaltet ist, und das Steuerungsmit tel derart gesteuert wird, daß der erste Kondensator über das zweite Schalterelement mit einer Reihenschaltung aus der Induktivität, der ersten Diode und dem dritten Schalterele ment in Reihe verbunden wird, um dadurch vorübergehend in der Induktivität Energie zu speichern, während eine Spannung an dem ersten Kondensator eingestellt wird, wenn die Ein gangsspannung größer als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, und derart, daß der erste Kondensator über das zweite Schalterelement, die Induktivität und das vierte Schalter element mit dem zweiten Kondensator in Reihe verbunden wird, um den ersten Kondensator zu laden und die daran anliegende Spannung einzustellen und um dadurch Energie in der Induk tivität zu speichern, wenn die Eingangsspannung geringer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und derart, daß, wenn die Spannungseinstellung des ersten Kondensators beendet ist, das zweite Schalterelement geöffnet und gleichzeitig die in der Induktivität gespeicherte Energie über die erste Diode und die zweite Diode zum Energiespeicherungskondensa tor geschickt und der Lastkreis von dem Energiespeicherungs kondensator mit Energie versorgt wird, um eine Verbraucher spannung durch das dritte Schalterelement konstant zu halten.

5. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsstabilisierungs mittel aus einem Energiespeicherungskondensator besteht, der Lastkreis aus einer Parallelschaltung des Glättungskondensa tors und des Verbrauchers besteht, die über ein Schalterele ment parallel zum Energiespeicherungskondensator geschaltet ist, und die darüber hinaus Mittel zur Einstellung einer von dem Energiespeicherungskondensator zu dem Verbraucher zu liefernden Energie umfaßt, um eine Spannung an dem Ver braucher durch das Schalterelement konstant zu halten.

6. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel zwischen den Anschlüssen des Vollweggleichrichters mehrere Schaltun gen verbindet, die mehrere Reihenschaltungen mit jeweils dem Lastkreis aus dem Spannungsstabilisierungsmittel und dem parallel dazu geschalteten Verbraucher und einer Reihen schaltung aus dem ersten Energiespeicherungsmittel und dem ersten Schalterelement umfassen, so daß Energie zu mehreren Verbrauchern geliefert wird, wobei die an den Energie speicherungsmitteln anliegenden Spannungen auf einer Zeit einteilung basierend eingestellt werden, um gewünschte Aus gangsspannungen zu den Verbrauchern zu liefern.

7. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mehreren Schaltungen, die mehrere Reihenschaltungen mit jeweils dem Lastkreis aus dem Spannungsstabilisierungsmittel und dem parallel dazu geschalteten Verbraucher und einer Reihenschaltung aus dem ersten Energiespeicherungsmittel und dem ersten Schalterele ment umfassen, auf der Basis der Eingangsspannung ausgewählt und dann geladen wird, um die Spannung an dem Energiespei cherungsmittel zu reduzieren.

8. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mehreren Schaltungen, die mehrere Reihenschaltungen mit jeweils einer Reihenschal tung aus dem ersten Energiespeicherungsmittel und dem ersten Schalterelement und dem Lastkreis aus dem Spannungsstabili sierungsmittel und dem parallel dazu geschalteten Verbrau cher enthält, deren zwischen ihren beiden Anschlüssen auf tretende Spannung näher an der Eingangsspannung ist, gemäß der Variation der Eingangsspannung nacheinander auf einer Zeitteilung basierend aufgeladen wird.

9. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zu mehreren Verbrauchern mit gewünschten Spannungen über eines der Energiespeicherungsmittel geliefert wird.

10. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Parallelschaltungen, in denen jeweils das erste Schalterelement mit dem ersten Ener giespeicherungsmittel in Reihe geschaltet ist, mit einem einzigen Lastkreis verbunden sind, bei dem das Spannungs stabilisierungsmittel parallel zu dem Verbraucher geschaltet ist, um Spannungen an mehreren der ersten Energiespeiche rungsmittel auf einer Zeitteilung basierend einzustellen.

11. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihenschaltungen, in denen jeweils das erste Schalterelement mit dem ersten Ener giespeicherungsmittel in Reihe geschaltet ist, mit einem einzigen Lastkreis verbunden sind, bei dem das Spannungs stabilisierungsmittel parallel zu dem Verbraucher geschaltet ist, um Spannungen an mehreren der ersten Energiespeiche rungsmittel auf einer Zeitteilung basierend einzustellen.

12. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Schalterele ment und das erste Energiespeicherungsmittel eine Induktivi tät eingefügt ist, und eine Diode als Mittel zum Entladen der in der Induktivität gespeicherten Energie vorgesehen ist, bis der Betrieb des ersten Schalterelementes beendet ist, und nach Beendung des Betriebs des ersten Schalterele mentes, um zusätzlich Energie zum ersten Energiespeiche rungsmittel und zum Lastkreis zu liefern.

13. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Energiespei cherungsmittel und den Lastkreis aus dem Spannungsstabili sierungsmittel und dem zu diesem parallelgeschalteten Ver braucher eine Induktivität eingefügt ist, und eine Diode als Mittel zum Entladen der in der Induktivität gespeicherten Energie vorgesehen ist, bis der Betrieb des ersten Schalter elementes beendet ist, und nach der Beendung des Betriebs des ersten Schalterelementes, um zusätzlich Energie zum Lastkreis zu liefern.

14. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Diode parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität und dem ersten Energiespeicherungsmittel über das zweite Schalterelement in Energieentladungsrichtung der Induktivität geschaltet ist, um das zweite Schalterelement zum Zeitpunkt der Entladung der in der Induktivität gespeicherten Energie zu steuern, so daß die Energie zu dem ersten Energiespeicherungsmittel geliefert wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist.

15. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus dem ersten Kondensator besteht und das Steuerungsmittel den ersten Kondensator, der an seinem einen Anschluß über das erste Schalterelement mit einem ersten Anschluß des Vollweg gleichrichters verbunden ist, eine Induktivität, die an ihrem einen Anschluß über das zweite Schalterelement mit einem Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist, eine erste Diode, die an ihrem Anodenanschluß mit dem anderen Anschluß der Induktivität und an ihrem Kathodenanschluß mit einem Anschluß des Lastkreises des Spannungsstabilisierungs mittels und des parallel zu diesem geschalteten Verbrauchers verbunden ist, wobei der Lastkreis an seinem anderen An schluß mit einem zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters verbunden ist, ein drittes Schalterelement, das zwischen dem anderen Anschluß des ersten Kondensators und einem Anschluß der Induktivität verbunden ist, ein viertes Schalterelement, das zwischen den anderen Anschluß der Induktivität und den zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters geschaltet ist, wobei der erste Kondensator mit seinem anderen Anschluß mit einem Kathodenanschluß der dritten Diode verbunden ist, und der Lastkreis an seinem einen Anschluß mit einem Anodenan schluß der dritten Diode verbunden ist, und eine zweite Diode umfaßt, deren Kathodenanschluß an einem Anschluß der Induktivität liegt, wobei der Anodenanschluß der zweiten Diode mit dem zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters verbunden ist, um die in der Induktivität übrige Energie zum Lastkreis zu liefern, wobei das Steuerungsmittel die Induk tivität, die erste Diode und die dritte Diode über das zweite Schalterelement mit dem ersten Kondensator in Reihe verbindet, um die Spannung am ersten Kondensator einzustel len und die Energie in der Induktivität Energie vorüber gehend zu speichern, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, den ersten Konden sator, das zweite Schalterelement, die Induktivität und das vierte Schalterelement von dem Spannungsstabilisierungs mittel über die dritte Diode in Reihe verbindet, um den ersten Kondensator zu laden, an ihm die Spannung einzustel len und die Energie in der Induktivität zu speichern, wenn die Eingangsspannung kleiner als die eingestellte Ausgangs spannung ist, und die in der Induktivität gespeicherte Ener gie über die erste Diode und die zweite Diode zum Lastkreis liefert, sobald die Lieferung der Energie zur Induktivität beendet ist.

16. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement und dem zweiten Energiespeicherungsmittel parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalter element und dem ersten Energiespeicherungsmittel geschaltet ist, wobei das erste Schalterelement und das zweite Schal terelement abwechselnd wirken, um den Eingangsstrom konti nuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangs stromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten und zweiten Energiespeiche rungsmittels unter Verwendung desselben Steuerungsmittels abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters über das erste und zweite Schalterele ment in Reihe mit dem ersten oder zweiten Energiespeiche rungsmittel geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher zu liefern.

17. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement und dem zweiten Energiespeicherungs mittel parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement, der Induktivität und dem ersten Energie speicherungsmittel geschaltet ist, wobei das erste Schalter element und das zweite Schalterelement in kombinierter Weise betrieben werden, so daß die durch die Schalterelemente fließenden Ströme kombiniert werden, was dazu führt, das eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Ein gangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels und des zweiten Energiespeiche rungsmittels unter Verwendung desselben Steuerungsmittels abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters mit dem ersten Energiespeicherungs mittel und dem zweiten Energiespeicherungsmittel über eine Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement und der Induktivität oder über das zweite Schalterelement in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher zu liefern.

18. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement und dem zweiten Energiespeicherungs mittel parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement, der Induktivität und dem ersten Energie speicherungsmittel geschaltet ist, wobei das erste Schalter element und das zweite Schalterelement in kombinierter Weise betrieben werden, so daß die durch die Schalterelemente fließenden Ströme kombiniert werden, was dazu führt, daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Ein gangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels und des zweiten Energiespeiche rungsmittels unter Verwendung desselben Steuerungsmittels abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters mit dem ersten Energiespeicherungs mittel und dem zweiten Energiespeicherungsmittel über eine Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement und der Induktivität oder über das zweite Schalterelement in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher zu liefern.

19. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität und das Mittel zum Entladen der in der ersten Induktivität ge speicherten Energie zwischen das erste Schalterelement und das erste Energiespeicherungsmittel geschaltet sind, und die zweite Induktivität und das Mittel zum Entladen der in der zweiten Induktivität gespeicherten Energie zwischen das zweite Schalterelement und das zweite Energiespeicherungs mittel geschaltet sind, wobei das erste Schalterelement und das zweite Schalterelement abwechselnd betrieben werden, um den Eingangsstrom kontinuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspan nung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energie speicherungsmittels und des zweiten Energiespeicherungs mittels unter Verwendung desselben Steuerungsmittels ab wechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters über das erste Schalterelement und die erste Induktivität oder über das zweite Schalterelement und die zweite Induktivität mit dem ersten oder zweiten Energie speicherungsmittel in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher zu liefern.

20. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität und das Mittel zum Entladen der in der ersten Induktivität gespei cherten Energie zwischen das erste Schalterelement und das erste Energiespeicherungsmittel geschaltet sind, und die zweite Induktivität und das Mittel zum Entladen der in der zweiten Induktivität gespeicherten Energie zwischen das zweite Schalterelement und das zweite Energiespeicherungs mittel geschaltet sind, wobei das erste Schalterelement und das zweite Schalterelement abwechselnd betrieben werden, um den Eingangsstrom kontinuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspan nung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energie speicherungsmittels und des zweiten Energiespeicherungsmit tels unter Verwendung desselben Steuerungsmittels abwech selnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Voll weggleichrichters über das erste Schalterelement und die erste Induktivität oder über das zweite Schalterelement und die zweite Induktivität mit dem ersten oder zweiten Energie speicherungsmittel in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher zu liefern.

21. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungsmittel so ausgeführt ist, daß eine Induktivität über die Schalterelemente mit mehreren Spannungsquellen oder Energiespeicherungsmitteln verbunden ist, wobei die Energiespeicherungsmittel, die eine einem durch die Induktivität fließenden Strom entgegengesetzte Polarität besitzen, mit der Induktivität verbunden werden, wenn die Schalterelemente zur Übertragung von Energie zur Induktivität betrieben werden, was mit dem Abschluß der Wirkung der Schalterelemente zur Begrenzung des durch die Induktivität fließenden Stroms und zur Aufladung der Ener giespeicherungsmittel zusammenfällt.

22. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Öffnen des zweiten Schalterele mentes das dritte Schalterelement geöffnet wird, während das zweite Schalterelement geschlossen bleibt, so daß das Auf laden vom Glättungskondensator zum ersten Kondensator be endet wird und die in der ersten Induktivität gespeicherte Energie den ersten Kondensator über die erste Diode auf lädt.

23. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus dem ersten Kondensator besteht, das Spannungsstabilisie rungsmittel aus dem zweiten Kondensator besteht und das Steuerungsmittel eine Induktivität umfaßt, die an ihrem einen Anschluß mit einem Anschluß des ersten Kondensators und an dem anderen Anschluß mit dem Anodenanschluß einer ersten Diode verbunden ist, deren Kathodenanschluß über das zweite Schalterelement mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist, wobei der andere Anschluß des ersten Kondensators mit einem Anschluß des zweiten Konden sators verbunden ist, und die Induktivität mit dem anderen Anschluß mit dem Anodenanschluß einer dritten Diode verbun den ist, deren Kathodenanschluß über ein viertes Schalter element mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist, wobei der zweite Kondensator an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß der zweiten Diode verbun den ist, deren Kathodenanschluß mit dem Anodenanschluß einer fünften Diode verbunden ist, wobei die fünfte Diode mit ihrem Kathodenanschluß mit einem Anschluß des zweiten Kon densators verbunden ist, ein Energiespeicherungskondensator zwischen den Kathodenanschluß der zweiten Diode und den Kathodenanschluß der dritten Diode geschaltet ist, der Anodenanschluß einer vierten Diode mit dem Anodenanschluß der dritten Diode verbunden ist, wobei der Kathodenanschluß der vierten Diode über ein drittes Schalterelement mit dem Kathodenanschluß der zweiten Diode verbunden ist, wobei das Steuerungsmittel den ersten Kondensator, die Induktivität und die erste Diode über das zweite Schalterelement in Reihe verbindet, um die Energie vorübergehend in der Induktivität zu speichern, während die Spannung am ersten Kondensator eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, den ersten Kondensator, die Induktivität und die vierte Diode über das dritte Schal terelement und das vierte Schalterelement mit dem Energie speicherungskondensator verbindet, um den ersten Kondensator zu laden und die an ihm liegende Spannung einzustellen und die Energie in der Induktivität zu speichern, wenn die Ein gangsspannung kleiner als die eingestellte Ausgangsspannung ist, während das Einstellen der Spannung am ersten Konden sator einen durch die Induktivität fließenden Strom be grenzt, versorgt mit die in der Induktivität gespeicherte Energie über die dritte Diode und die fünfte Diode zum Ener giespeicherungskondensator, versorgt mit Energie vom Ener giespeicherungskondensator und hält eine Verbraucherspannung durch das vierte Schalterelement konstant, sobald das zweite, dritte Schalterelement und vierte Schalterelement geöffnet sind.

24. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus einem ersten Kondensator besteht und das Steuerungsmittel eine Induktivität umfaßt, deren einer Anschluß über ein erstes Schalterelement mit einem ersten Anschluß des Voll weggleichrichters verbunden ist, wobei der andere Anschluß der Induktivität über ein zweites Schalterelement mit einem Anschluß des ersten Kondensators verbunden ist, der andere Anschluß des ersten Kondensators mit einem Anschluß des Lastkreises aus dem Spannungsstabilisierungsmittel um dem parallel zu diesem geschalteten Verbraucher verbunden ist, der andere Anschluß des Lastkreises mit einem zweiten An schluß des Vollweggleichrichters verbunden ist, der andere Anschluß des ersten Kondensators mit einem Kathodenanschluß der ersten Diode verbunden ist, ein Verzweigungspunkt eines Anschlusses der Induktivität und des ersten Schalterele mentes über ein drittes Schalterelement mit einem Anodenan schluß der ersten Diode verbunden ist, ein viertes Schalter element zwischen zwischen den Anodenanschluß der ersten Diode und den anderen Anschluß des Lastkreises geschaltet ist, eine zweite Diode zur Lieferung der in der Induktivität übrigen Energie zwischen den anderen Anschluß der Induktivi tät und den zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters ge schaltet ist und eine dritte Diode zwischen einen Anschluß der Induktivität und den anderen Anschluß des Lastkreises geschaltet ist, und wobei das Steuerungsmittel die Indukti vität und die erste Diode über das zweite und dritte Schal terelement mit dem ersten Kondensator in Reihe schaltet, um die Energie vorübergehend in der Induktivität zu speichern, während die Spannung am ersten Kondensator eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Aus gangsspannung ist, den ersten Kondensator und die Induktivi tät über das zweite Schalterelement, das dritte Schalterele ment und das vierte Schalterelement verbindet, um die Ener gie in der Induktivität zu speichern, während der erste Kon densator geladen und die Spannung an ihm eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung kleiner als die eingestellte Aus gangsspannung ist, und die in der Induktivität gespeicherte Energie über die zweite Diode und die erste Diode und das dritte Schalterelement zum Lastkreis liefert, sobald die Lieferung der Energie zur Induktivität beendet ist.

25. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bis vierte Schalter element aus jeweils einem MOSFET mit einer parasitären Diode besteht und die dritte Diode durch die parasitäre Diode des MOSFETs ersetzt wird.

26. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangstiefpaßfilter, das wenig stens eine Induktivität und einen Kondensator umfaßt, zwi schen der Eingangsstromquelle und den anderen Bestandteilen der Schaltung vorgesehen ist.