DE19828584B4

DE19828584B4 - Gleichstromversorgungssystem

Info

Publication number: DE19828584B4
Application number: DE19828584A
Authority: DE
Inventors: Michika Fuji Uesugi; Atsuyuki Fujinomiya Hiruma
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: TW423201B; JPH1175371A; CN1083170C; CN1378334A; GB9813894D0; CN1378333A; US5936854A; DE19828584A1; GB2326776B; KR100323349B1; CN1172430C; GB2326776A; KR100380706B1; CN1204180A; KR19990007307A; JP3550485B2

Abstract

Gleichstromversorgungssystem, bestehend aus:
einer über eine Drosselspule (3) aus einer Wechselspannungsquelle (2) gespeisten Gleichrichtervorrichtung (5), die ausgangsseitig eine durch einen Kondensator (11) geglättete Spannung bereitstellt,
einer Schaltvorrichtung (6), die in geschlossenem Zustand den durch die Drosselspule (3) fließenden Strom zur Wechselspannungsquelle zurückführt, und
einer mit der Wechselspannungsquelle (2) verbundenen Nulldurchgangserfassungsvorrichtung (8), die den Nulldurchgang der von der Wechselspannungsquelle abgegebenen Wechselspannung feststellt,
gekennzeichnet durch
eine Steuervorrichtung, die die Schaltvorrichtung (6) in jeder Halbwelle der Wechselspannung zweimal in Übereinstimmung mit dem erfassten Ergebnis der Nulldurchgangserfassungsvorrichtung (8) einschaltet, wobei das erste Einschalten für einen ersten vorbestimmten Zeitraum erfolgt und das zweite Einschalten nach Abschluss des ersten Einschaltens erfolgt und in einem vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wird, der kürzer ist als der erste vorbestimmte Zeitraum.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleichstromversorgungssystem zur Umwandlung eines von einer Wechselstromversorgung gelieferten Wechselstroms (AC) in Gleichstrom (D). Insbesondere betrifft das Gleichstromversorgungssystem ein System, welches eine Schutzdrossel (Drosselspule; Reaktanz) aufweist, die in die Wechselstromeingangsseite des Gleichstromversorgungssystems eingefügt ist.
Bei einem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem mit Kondensatoreingang wird, da ein Eingangsstrom nur dann fließt, während die Eingangsspannung größer als eine Kondensatorspannung ist, also gilt: "die Eingangsspannung ist größer als die Kondensatorspannung", und hierbei keine Bauteile vorhanden sind, die den Eingangsstrom begrenzen, der Eingangsstrom zu einem Impulsstrom, der einen Impulsspitzenwert aufweist, der hoch ist, und eine geringe Impulsbreite. Um zu verhindern, daß der Eingangsstrom zu einem Impulsstrom wird, wurde bislang ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem eine Drosselspule in eine Eingangsschaltung des Gleichstromversorgungssystems mit Kondensatoreingang eingeführt wurde, um so den Leistungsfaktor zu verbessern, der zwischen dem Eingangsstrom und der Eingangsspannung vorhanden ist, und den Anteil an höheren Harmonischen zu begrenzen. Um jedoch die Auswirkungen zu erzielen, daß der Leistungsfaktor verbessert wird und der Anteil an höheren Harmonischen eingeschränkt wird, muß die Drosselspule eingefügt werden, welche eine hohe Induktivität aufweist. Wenn die Induktivität der Drosselspule zunimmt, ist das Ausmaß des Absinkens der Eingangsspannung groß, und sinkt die maximale Ausgangsleistung des Systems.

US-A-4,831,508 offenbart eine Schaltung unter Verwendung eines niederfrequent aktiven Schalters zum Verbessern des Eingangsleistungsfaktors einer Energieversorgung unter Verwendung eines Vollwellengleichrichters und eines Kondensatorfilters zum Bereitstellen einer gefilterten Gleichspannung aus einer Wechselspannungsquelle. Das Gleichstromversorgungssystem besteht aus einer über eine Drosselspule aus einer Wechselspannungsquelle gespeisten Gleichrichtervorrichtung, die ausgangsseitig eine durch einen Kondensator geglättete Spannung bereitstellt, einer Schaltvorrichtung, die in geschlossenem Zustand den durch die Drosselspule fließenden Strom zur Wechselspannungsquelle zurückführt und einer mit der Wechselspannungsquelle verbundenen Nulldurchgangserfassungsvorrichtung, die den Nulldurchgang der von der Wechselspannungsquelle abgegebenen Wechselspannung feststellt. Eine Schaltsteuerung aktiviert und deaktiviert ein aktives Schalten einmal in jeder Halbwelle der Eingangswechselspannung.

DE-T2-693 01 561 offenbart eine Wechselspannungsquelle und eine Gleichspannungswelleneinheit mit einer mit der Wechselspannungsquelle und der Drosselspule verbundenen Diodebrücke, die eine Glättungsschaltung einschließlich eines parallel zur Gleichrichterschaltung verbundenen Kondensators bildet, wobei eine Last an die Glättungsschaltung angeschlossen wird. Die Gleichstromversorgungseinheit umfasst außerdem einen Transistor, der als Schaltelement zum Durchschalten einer Wechselspannungszufuhr über die Drosselspule dient und eine Diode zum Verhindern von entgegengesetzt gerichteten Strom vom Kondensator der Glättungsschaltung.

In einer Grundversion hat die Gleichstromenergieversorgungseinheit eine Steuervorrichtung, um bei einem Nulldurchgang der Wechselspannungsversorgung das Schaltelement zu schließen nach einer voreingestellten ersten Verzögerungszeit von der Durchgangszeit und dem Öffnen des Schaltelementes nach der voreingestellten zweiten Verzögerungszeit von der Durchgangszeit. Unter anderem ist ein Hysteresekomparator zum Steuern des Schaltelementes durch ein Pulsweitenmodulationssignal offenbart, das das Schaltelement ein- bzw. ausschaltet abhängig davon, ob ein Strom einen oberen und unteren Grenzwert überschreitet.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Signalform des Eingangsstroms und der Eingangsgleichspannung zu verbessern. Hierzu wird ein Gleichstromversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, welches die Drosselspule zwangsweise versorgt, was die Verwendung einer Drosselspule mit niedrigerer Induktivität ermöglicht, um so den Leistungsfaktor zu verbessern, und den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern. weiterhin kann ein Vibrationsrauschen der Drosselspule, welches durch Stromversorgung der Drosselspule hervorgerufen wird, verringert werden.

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat das Bereitstellen einer Gleichstromversorgungseinheit zum Ziel, welche leicht zusammengebaut werden kann, welche ein geringes elektromagnetisches Rauschen aufweist, welche klein ist, und ein geringes Gewicht aufweist, wodurch es ermöglicht wird, die Verläßlichkeit einer derartigen Gleichstromversorgungseinheit zu verbessern, und die Handhabbarkeit der Gleichstromversorgungseinheit erleichtert wird.

Um dieses Ziel zu erreichen wird gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ein Gleichstromversorgungssystem zur Verfügung gestellt, welches eine Wechselstromversorgung zur Ausgabe eines Wechselstroms aufweist, eine Gleichrichtervorrichtung zur Umwandlung des Wechselstroms, der von der Wechselstromversorgung ausgegeben wird, in einen Gleichstrom, eine Glättungsvorrichtung zum Glätten des von der Gleichrichtervorrichtung ausgegebenen Gleichstroms, eine Drosselspule, die mit der Eingangsseite der Gleichrichtervorrichtung in Reihe geschaltet ist, eine Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung, die im Betrieb mit der Wechselstromversorgung verbunden ist, um einen Nullpunktsdurchgang festzustellen, bei welchem die Wechselspannung der Wechselstromversorgung einen Nullpunkt durchquert hat, eine Steuervorrichtung, die mit einem Schaltelement versehen ist, und dann, wenn der Nullpunktsdurchgang von der Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung festgestellt wird, zuerst das Schaltelement für einen ersten vorbestimmten Zeitraum schaltet, und dann, nachdem ein vorbestimmter Verzögerungszeitraum seit dem ersten Einschalten des Schaltelements vergangen ist, zweitens das Schaltelement für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum einschaltet, wobei der zweite vorbestimmte Zeitraum kürzer als der erste vorbestimmte Zeitraum ist, eine Kurzschlußvorrichtung, die dann, wenn das Schaltelement zum ersten und zum zweiten Mal eingeschaltet wird, die Wechselstromversorgung über die Drosselspule kurzschließt, so daß der Wechselstrom zum Fluß durch die Drosselspule gezwungen wird, sowie ein Gehäuse zum Einschließen zumindest der Gleichrichtervorrichtung, der Kurzschlußvorrichtung und des Schaltelements, so daß zumindest die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußvorrichtung und die Schaltvorrichtung in einem Gehäuse als ein Halbleitermodul vereinigt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß dieser Weiterbildung weist das eine Halbleitermodul zwei Wechselstromeingangsklemmen auf, die mit zwei Ausgangsenden der Wechselstromversorgung verbunden sind, zwei Gleichstromausgangsklemmen, die mit der Glättungsschaltung verbunden sind, sowie zwei Steuersignaleingangsklemmen, die an die Steuervorrichtung angeschlossen sind.

Diese Weiterbildung der Erfindung ist so ausgebildet, daß die gesamte Steuervorrichtung in das eine Halbleitermodul eingebaut ist.

Diese Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin so ausgebildet, daß das Halbleitermodul eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme aufweist, die zur Eingabe des Wechselstroms dient, der durch die Drosselspule fließt, in die Kurzschlußschaltungsvorrichtung fließt, und die Drosselspitze weist eine Anschlußklemme auf, die mit einem Ausgangsende der Wechselstromversorgung verbunden ist, sowie eine andere Anschlussklemme, bei welcher eine Sicherung zwischen die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme des Halbleitermoduls und die andere Klemme der Drosselspule eingefügt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Weiterbildung weist die Sicherung einen ersten Stromnennwert auf, und ist weiterhin mit einem Sicherungselement versehen, welches zwischen das eine Ausgangsende der Wechselstromversorgung und die eine Klemme der Drosselspule eingefügt ist, und einen zweiten Stromnennwert aufweist, wobei der zweite Stromnennwert des Sicherungselements größer ist als der erste Stromnennwert der Sicherung.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ein Gleichstromversorgungssystem zur Verfügung gestellt, welches eine Wechselstromversorgung zur Ausgabe eines Wechselstroms aufweist, eine Gleichrichtervorrichtung, die eine Diodenbrückeneinheit aufweist, die eine Diode enthält, die zum Umwandeln des von der Wechselstromversorgung ausgegebenen Wechselstroms in einen Gleichstrom durch die Diodenbrückenschaltung dient, eine Glättungsvorrichtung zum Glätten des von der Gleichrichtervorrichtung ausgegebenen Gleichstroms, eine Drosselspule, die in Reihe mit der Eingangsseite der Gleichrichtervorrichtung geschaltet, eine Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung, die im Betrieb mit der Wechselstromversorgung verbunden ist, um einen Nullpunktsdurchgang festzustellen, bei welchem die Wechselspannung der Wechselstromversorgung gerade eben einen Nullpunkt durchquert hat, eine Steuervorrichtung, die ein Schaltelement aufweist, und so ausgebildet ist, daß dann, wenn der Nullpunktsdurchgang von der Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung festgestellt wird, zuerst das Schaltelement für einen ersten vorbestimmten Zeitraum eingeschaltet wird, und dann, nachdem ein vorbestimmter Verzögerungszeitraum vergangen ist, seitdem das Schaltelement zuerst eingeschaltet wurde, das Schaltelement ein zweites Mal für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum einschaltet, wobei der zweite vorbestimmte Zeitraum kürzer als der erste vorbestimmte Zeitraum ist, und eine Kurzschlußschaltungsvorrichtung, welche eine Diodenbrückenschaltung mit einer Diode aufweist, und dann, wenn das Schaltelement zum ersten und zum zweiten Mal eingeschaltet ist, die Wechselstromversorgung über die Drosselspule und die Diodenbrückenschaltung kurzschließt, so daß der Wechselstrom dazu gezwungen wird, durch die Drosselspule zu fließen, wobei die Diode der Diodenbrückenschaltung der Kurzschlußschaltungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, gemeinsam auch als Diode der Brückenschaltungseinheit der Gleichrichtervorrichtung verwendet zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Diodenbrückenschaltung vier Dioden auf, ist die Diodenbrückeneinheit mit zwei Dioden versehen, und werden dann, wenn die gemeinsam verwendete Diode der Diodenbrückenschaltung zwei Dioden der Diodenbrückenschaltung darstellt, und kathodenseitige Anschlüsse aufweist, die kathodenseitigen Anschlüsse der beiden gemeinsam verwendeten Dioden zusammen an anodenseitige Anschlüsse anderer zwei Dioden der Diodenbrückenschaltung bzw. an anodenseitige Anschlüsse der zwei Dioden der Diodenbrückeneinheit angeschlossen.

Diese weitere Weiterbildung ist weiterhin so ausgebildet, daß weiterhin ein Gehäuse vorgesehen ist, um zumindest die Gleichrichtervorrichtung und die Kurzschlußschaltungsvorrichtung aufzunehmen, so daß zumindest die Gleichrichtervorrichtung und die Kurzschlußschaltungsvorrichtung in einem Gehäuse als ein Halbleitermodul vereinigt sind.

Als bevorzugte Anwendung der Erfindung kann beispielsweise eine Klimaanlage vorgesehen sein, die einen Kompressor und einen Kompressormotor zum Antrieb des Kompressors zur Ausführung eines Luftklimatisierungsvorgangs entsprechend dem Antrieb des Kompressors aufweist; wobei die Klimaanlage eine Wandlervorrichtung zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom aufweist, und eine Wechselrichtervorrichtung zur Umwandlung des Gleichstroms, der durch die Wandlervorrichtung umgewandelt wurde, in einen variablen Wechselstrom mit variabler Spannung und variabler Frequenz, wobei der variable Wechselstrom dem Kompressormotor zugeführt wird, wobei die Wandlervorrichtung eine Wechselstromversorgung zur Ausgabe des Wechselstroms aufweist, eine Gleichrichtervorrichtung zur Umwandlung des von der Wechselstromversorgung ausgegebenen Wechselstroms in Gleichstrom, eine Glättungsvorrichtung zur Glättung des von der Gleichrichtervorrichtung ausgegebenen Gleichstroms, wobei der geglättete Gleichstrom der Wechselstromversorgung zugeführt wird, eine Drosselspule, die in Reihe mit der Eingangsseite der Gleichrichtervorrichtung geschaltet ist, eine Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung, die im Betrieb mit der Wechselstromversorgung verbunden ist, um einen Nullpunktsdurchgang festzustellen, bei welchem eine Wechselspannung der Wechselstromversorgung eine Nullpunkt durchlaufen hat, eine Steuervorrichtung, die eine Schaltvorrichtung aufweist, und dann, wenn von der Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung ein Nullpunktsdurchgang festgestellt wird, zuerst das Schaltelement für einen ersten vorbestimmten Zeitraum einschaltet, und dann, nachdem ein vorbestimmter Verzögerungszeitpunkt seit dem ersten Einschalten des Schaltelements vergangen ist, das Schaltelement ein zweites Mal für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum einschaltet, wobei der zweite vorbestimmte Zeitraum kürzer als der erste vorbestimmte Zeitraum ist, eine Kurzschlußschaltungsvorrichtung, die dann, wenn das Schaltelement das erste und das zweite Mal eingeschaltet wird, die Wechselstromversorgung durch die Drosselspule kurzschließt, so daß der Wechselstrom dazu gezwungen wird, durch die Drosselspule zu fließen, und ein Gehäuse zum Umschließen zumindest der Gleichrichtervorrichtung, der Kurzschlußschaltungsvorrichtung und des Schaltelements, so daß zumindest die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußvorrichtung und die Schaltvorrichtung in dem einen Gehäuse als ein Halbleitermodul vereinigt sind.

Da bei dieser Anwendung der vorliegenden Erfindung die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußschaltungsvorrichtung und das Schaltelement in dem einen Gehäuse vereinigt vorgesehen sind, so daß die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußschaltungsvorrichtung oder Schaltelement in dem einen Halbleitermodul vereinigt sind, ist es möglich, die Anzahl an Gehäusen des Gleichstromversorgungssystems zu verringern, welches nur ein Gehäuse benötigt, verglichen mit einem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystems, welches zumindest drei Gehäuse benötigt. Daher ist es möglich, das Gleichstromversorgungssystem zu verkleinern, es leicht auszubilden, und die Anzahl an Ausgangsklemmen des Gehäuses des Gleichstromversorgungssystems zu verringern, verglichen mit dem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem. Infolgedessen ist es möglich, den Wirkungsgrad bei den Anschlußvorgängen zu verbessern, wenn die Ausgangsklemmen des Gehäuses mit äußeren Bauteilen verbunden werden, wodurch die Zusammenbauvorgänge des Gleichstromversorgungssystems erleichtert werden, einschließlich der Anschlußvorgänge.

Da das eine Gehäuse gemeinsam als die einzelnen Gehäuse der Gleichrichtervorrichtung, der Kurzschlußschaltungsvorrichtung und des Schaltelements verwendet wird, ist es darüber hinaus möglich, die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußschaltungsvorrichtung und das Schaltelement nebeneinander anzuordnen, ohne getrennte Gehäuse vorzusehen, und sie miteinander zu verbinden. Dadurch wird die Länge der Verbindungsleitungen zwischen der Gleichrichtervorrichtung, der Kurzschlußschaltungsvorrichtung und dem Schaltelement sowie die Fläche für die Verbindungsleitungen verringert, so daß die Kapazität und die Induktivität verringert werden, die durch die Verbindungsleitungen hervorgerufen werden, wodurch wiederum die Verläßlichkeit des Gleichstromversorgungssystems verbessert wird.

Darüber hinaus ist es möglich, hochfrequentes Rauschen zu verringern, welches von dem Pfad ausgesandt wird, durch welchen der nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtserholungsstrom nach außen fließen, wenn der zusätzliche, nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtserholungsstrom der Gleichrichtervorrichtung fließen, die durch die Einschaltsteuerung (Kurzschlußschaltungssteuerung) hervorgerufen werden, so daß hochfrequentes Rauschen (elektromagnetisches Rauschen) hervorgerufen wird, da bei dem Gleichstromversorgungssystem die Gleichrichtervorrichtung, die Kurzschlußschaltungsvorrichtung und das Schaltelement nebeneinander angeordnet werden, ohne daß dazwischen einzelne Gehäuse vorgesehen sind, und diese Bauteile in einem Gehäuse miteinander verbunden sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 ein Schaltbild eines Gleichstromversorgungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Schaltbild eines Gleichstromversorgungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Schaltbild eines Gleichstromversorgungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Schaltbild eines Gleichstromversorgungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Blockschaltbild einer Klimaanlage mit einer Gleichstromversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ein Schaltbild eines Beispiels für ein Gleichstromversorgungssystem mit Merkmalen der Erfindung;
7 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für ein Gleichstromversorgungssystem mit Merkmalen der Erfindung;
8(A) ein Signalformdiagramm, in welchem der Stromwert des nicht-kontinuierlichen Stroms dargestellt ist, der durch die Seite der zweiten Diodenbrückenschaltung in den 6 und 7 fließt;
8(B) ein Signalformdiagramm, in welchem der Stromwert des nicht-kontinuierlichen Stroms dargestellt ist, der durch die Seite der ersten Diodenbrückenschaltung in den 6 und 7 fließt;
9(A) ein vergrößertes Signalformdiagramm, in welchem der Stromwert des nicht-kontinuierlichen Stroms in 8(A) dargestellt ist, der in der Nähe der ersten Diodenbrücke in den 6 und 7 fließt; und
9(B) ein vergrößertes Signalformdiagramm, welches den Stromwert des nicht-kontinuierlichen Stroms in 8(B) zeigt, der in der Nähe der ersten Diodenbrücke in den 6 und 7 fließt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 9, beginnend mit der Beschreibung der in den 6 bis 9 gezeigten Zusammenhänge geschildert. Hierbei werden im wesentlichen gleiche oder entsprechende Bauteile in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
6 ist ein Schaltbild eines Beispiels für eine derartige Art eines Gleichstromversorgungssystems. Bei diesem Gleichstromversorgungssystem 100 ist eine Drosselspule 102 in Reihe mit einem Eingangsende einer Wechselstromversorgung 101 geschaltet, beispielsweise einer handelsüblichen Stromversorgung.
Das andere Ende der Drosselspule 102 ist mit einem Eingangsende einer ersten Diodenbrücke 103 verbunden, die aus einer Kurzschlußschaltung besteht, und mit einem Ende einer zweiten Diodenbrücke 104, welche eine Gleichrichterschaltung bildet.
Die erste Diodenbrücke 103 wird durch vier Dioden gebildet (fünfte Diode D5, sechste Diode D6, siebte Diode D7 und achte Diode D8). Die zweite Diodenbrücke 104 wird durch vier Dioden gebildet (erste Diode D1, zweite Diode D2, dritte Diode D3 und vierte Diode D4).
Die jeweiligen anderen Eingangsenden der ersten Diodenbrücke 103 und der zweiten Diodenbrücke 104 sind mit dem anderen Ausgangsende der Wechselstromversorgung 101 verbunden.
Beide Ausgangsenden der ersten Diodenbrücke 103 sind an ein Schaltelement 105 angeschlossen, beispielsweise einen Bipolartransistor, einen MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), und dergleichen. In 6 wird als Schaltelement 105 ein Bipolartransistor verwendet.
Das Schaltelement 105 ist an eine Steuervorrichtung 106 angeschlossen, die einen Mikroprozessor oder eine andere ähnliche Verarbeitungseinheit aufweist, und wird durch die Steuervorrichtung 106 ein- und ausgeschaltet.
In 6 ist mit dem Bezugszeichen 107 ein Spannungsverdoppelungskondensator bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 108 ein Glättungskondensator, und mit dem Bezugszeichen 109 eine Last.
Weiterhin zeigt 7 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für diese Art eines Gleichstromversorgungssystems, bei welchem ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) 105a als Schaltelement vorgesehen ist.
Die erste Diodenbrückenschaltung 103, die aus der Kurzschlußschaltung besteht, ist so ausgebildet, daß der IGBT 105a, der das Schaltelement 105 bildet, so gesteuert wird, daß das Schaltelement 105 durch eine Gatetreiberstromversorgungseinheit 106a ein- und ausgeschaltet wird, welche aus der Steuervorrichtung 106 und einer Treibereinheit (Treiberstromversorgungseinheit) besteht.
Die übrigen Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 100a, mit Ausnahme des Schaltelements, sind die gleichen wie entsprechende Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 100. Hierbei sind in 7 die Spannungsverdopplerkondensatoren 107 und die Last 109 weggelassen.
Ein vorbestimmter Leistungsfaktorverbesserungsimpuls wird von der Steuervorrichtung 106 an das Schaltelement 105 über einen vorbestimmten Zeitraum geliefert, seit dem eine Wechselspannung der Wechselstromversorgung 101 jeweils Nullpunkte (Nulldurchgangspunkte) durchlaufen hat, so daß das Schaltelement 105 so gesteuert wird, daß es ein- und ausgeschaltet wird. Entsprechend der Ein-Ausschaltsteuerung des Schaltelements 105 werden die beiden Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 101 für einen kurzen Zeitraum über die Drosselspule 102 und die erste Diodenbrücke 103 kurzgeschlossen, so daß die Drosselspule 102 zwangsweise versorgt wird. Die in der Drosselspule 102 gespeicherte Energie führt zu einer Vergrößerung des Leitungszeitraums (also eines Leitwinkels) des Eingangsstroms des Systems. Demzufolge ist es möglich, den Leistungsfaktor des Systems zu verbessern, und den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern, ohne die Induktivität der Drosselspule 102 zu erhöhen.
Wenn Vibrationsrauschen durch schnelle Stromänderungen entsprechend der zwangsweisen Versorgung der Drosselspule 102 und des Ausschaltens hervorgerufen werden, wird darüber hinaus durch Liefern eines vorbestimmten Rauschverringerungsimpulses an das Schaltelement 105 nach einem vorbestimmten Verzögerungszeitraum, infolge der Tatsache, daß der Leistungsfaktorverbesserungsimpuls geliefert wird, die Kurzschlußschaltung der Drosselspule 102 geöffnet, so daß auch das Vibrationsrauschen der Drosselspule 102 verringert wird.
Der Wechselstrom, der von dem Wechselstromversorgungssystem 101 geliefert wird, fließt durch die erste Diodenbrückenschaltung 103, die durch den Leistungsfaktorverbesserungsimpuls für einen kurzen Zeitraum kurzgeschlossen wird, und wenn die erste Diodenbrückenschaltung 103 geöffnet ist, wird der Wechselstrom geschaltet, und fließt zur Seite der zweiten Diodenbrückenschaltung 104. Wenn die erste Diodenbrücke 103 durch den Rauschverringerungsimpuls kurzgeschlossen wird, fließt ein nicht-kontinuierlicher Strom einschließlich eines Rückwärtserholungsstroms der zweiten Diodenbrückenschaltung 104 zwischen der ersten Diodenbrückenschaltung 103 und der zweiten Diodenbrückenschaltung 104.
8 zeigt als Signalformdiagramm einen Stromwert (in Ampere (A)) des nicht-kontinuierlichen Stroms einschließlich des Rückwärtserholungsstroms in Abhängigkeit von der Zeit (Millisekunden (ms)) in ersten Kurzschlußzeit (T1), zu welcher die erste Diodenbrückenschaltung 103 kurzgeschlossen wird, und bei einer erneuten Kurzschlußzeit, zu welcher die erste Diodenbrückenschaltung 103 erneut kurzgeschlossen wird. 8A zeigt daher ein Signalformdiagramm eines Stromwerts (A) des nicht-kontinuierlichen Stroms, der durch die Seite der zweiten Diodenbrückenschaltung 104 fließt, und 8B zeigt als Signalformdiagramm einen Stromwert (A) nicht-kontinuierlichen Stroms, der durch die Seite der ersten Diodenbrückenschaltung 103 fließt.
Weiterhin stellt 9(A) ein vergrößertes Signalformdiagramm dar, in welchem ein Stromwert (A) des in 8(A) gezeigten, nicht-kontinuierlichen Stroms gezeigt ist, der in der Nähe der ersten Diodenbrücke 103 fließt, und 9(B) ist ein vergrößertes Signalformdiagramm, welches einen Stromwert (A) des nicht-kontinuierlichen Stroms gemäß 8(B) zeigt, der in der Näher der ersten Diodenbrücke 103 fließt.
Bei dem voranstehend geschilderten Gleichstromversorgungssystem werden die erste Diodenbrücke 103, die zweite Diodenbrücke 104 und das Schaltelement 105 durch unterschiedliche einzelne Halbleitermodule M3, M4 bzw. M5 gebildet. Daher sind zahlreiche Ausgangsklemmen der ersten Diodenbrücke 103, der zweiten Diodenbrücke 104 und des Schaltelements 105 (der Halbleitermodule M3, M4 und M5) vorgesehen.
Es sind daher bei der ersten Diodenbrücke 103 vier Anschlußklemmen vorgesehen, wie durch kleine Kreise a1 bis a4 in 6 angedeutet ist, bei der zweiten Diodenbrücke 104 sind vier Anschlußklemmen vorgesehen, wie dort durch kleine Kreise b1 bis b4 gezeigt ist, und es sind bei dem Schaltelement 105 drei Anschlußklemmen vorgesehen, dargestellt durch kleine Kreise c1 bis c3. Die Summe der Anschlußklemmen der ersten Diodenbrücke 103, der zweiten Diodenbrücke 104 und des Schaltelements 105 beträgt daher elf. Aus diesem Grund wird der Wirkungsgrad von Zusammenarbeiten, einschließlich der Vorgänge beim Anschluß jeder der ersten Diodenbrücke 103, der zweiten Diodenbrücke 104 und des Schaltelements 105 verringert, und wird deren Verlässlichkeit beeinträchtigt.
Weiterhin sind jeweils bei der ersten Diodenbrücke 103, der zweiten Diodenbrücke 104 und dem Schaltelement 105 einzelne Abstrahlvorrichtungen zum Abstrahlen dort erzeugter Wärme vorgesehen. Diese jeweiligen Abstrahlvorrichtungen sind so aufgebaut, daß sie dem jeweiligen elektrischen Nennwert der ersten Diodenbrücke 103, der zweiten Diodenbrücke 104 und des Schaltelements 105 entsprechen. Da das voranstehend geschilderte Gleichstromversorgungssystem mit den mehreren Abstrahlvorrichtungen versehen sein muß, tritt insoweit keine Beeinträchtigung auf, daß das Gleichstromversorgungssystem nicht klein und leicht ausgebildet werden kann.
Weiterhin ist in 6 ein Pfad gezeigt, durch welchen der nicht-kontinuierliche Strom fließt, der durch den Schaltvorgang des Schaltelements 105 und den Rückwärtserholungsstrom hervorgerufen wird, der die Form einer Impulsspitze aufweist und durch das Kurzschalten des Rauschverringerungsimpulses hervorgerufen wird, so dass der nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtsstrom durch die erste Diode D1 der zweiten Diodenbrückenschaltung 104 fließt, durch die fünfte Diode D5 der ersten Diodenbrückenschaltung 103, das Schaltelement 105 und die achte Diode D8. Da der nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtsstrom zwischen den Halbleitermodulen M3, M4 und M5 fließen, wird elektromagnetisches Rauschen erhöht, das nach außerhalb dieser jeweiligen Module M3, M4 und M5 abgestrahlt wird.
1 ist ein Schaltbild eines Gleichstromversorgungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Gleichstromversorgungssystem 1 weist eine Wechselstromversorgung 2 auf, beispielsweise eine im Handel erhältliche Stromversorgung und dergleichen. Eine Drosselspule (Schutzdrossel; Reaktanz) 3 weist eine Anschlußklemme auf, die über die eine Eingangsklemme mit einem Ausgangsende der Wechselstromversorgung 2 in Reihe geschaltet ist. Die andere Anschlußklemme der Drosselspule 3 ist mit einem Eingangsende (einer Anschlußklemme) Acin(A) einer ersten Diodenbrücke 4 verbunden, welche durch vier Dioden D5 bis D8 gebildet wird. Diese vier Dioden D5 bis D8 der ersten Diodenbrücke 4 weisen dieselbe Leitungsrichtung auf. Die andere Anschlußklemme der Drosselspule 3 ist weiterhin mit einem Eingangsende einer zweiten Diodenbrücke 5 verbunden, welche einen Vollwellengleichrichter bildet. Die zweite Diodenbrücke 5 wird durch vier Dioden D1 bis D4 gebildet. Das andere Eingangsende (Anschlußklemme) ACin(B) der ersten Diodenbrücke 4 und das andere Eingangsende der zweiten Diodenbrücke 5 sind an das andere Ausgangsende der Wechselstromversorgung 2 angeschlossen.
Das Gleichstromversorgungssystem 1 weist weiterhin ein Schaltelement 6 auf, welches aus einem Halbleiterelement besteht, beispielsweise einem Bipolartransistor, einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), einem MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), und dergleichen. In 6 wird als Schaltelement 6 ein Bipolartransistor verwendet. Das Schaltelement (der Bipolartransistor) weist einen Emitter (eine Emitterelektrode) 6E auf, eine Basis (eine Basiselektrode) 6B, und einen Kollektor (eine Kollektorelektrode) 6C. Die erste Diodenbrücke 2 weist zwei Ausgangsenden (Anschlußklemmen) auf, die beide mit dem Kollektor 6C und dem Emitter 6E verbunden sind. Wenn das Schaltelement 6 eingeschaltet wird, werden die beiden Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 2 über die erste Diodenbrücke 4 und die Drosselspule 3 kurzgeschlossen.
Das Gate 6B des Schaltelements 6, welches einen Anschluß (Cont(A)) aufweist, ist an eine Steuervorrichtung 7 angeschlossen, die beispielsweise eine Treiberstromversorqungseinheit 7a aufweist, die mit einem Mikroprozessor oder einer anderen entsprechenden Verarbeitungseinheit versehen ist. Eine Ausgangsklemme (Cont(B)) des Schaltelements 4 ist an die Steuervorrichtung 7 angeschlossen. Das Schaltelement 6 wird so gesteuert, daß es durch das Steuersignal der Steuervorrichtung 7 ein- und ausgeschaltet wird, welches über die Klemmen Cont(A), Cont(B) dem Schaltelement 6 zugeführt wird.
An der Eingangsseite der Steuervorrichtung 7 ist eine Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung 8 vorgesehen, die aus einem Photokoppler 8a, einem Stromtransformator (nicht gezeigt), einer Erfassungs- oder Feststellungsschaltung 8b und anderen Bauteilen besteht. Die Erfassungsschaltung 8b der Erfassungsvorrichtung 8 ist über den Photokoppler 8b an die Eingangsseite der Steuervorrichtung 7 so angeschlossen, daß eine isolierende Verbindung zur Verfügung gestellt wird. Die Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung 8 weist Eingangsseitenenden auf, die beide an die Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 2 angeschlossen sind. Die Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung 8 ist dazu ausgebildet, einen Zeitpunkt festzustellen, an welchem eine Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 durch einen Nullpunkt (Null Volt) hindurchgeht, also einen Nullpunktsdurchgang, und gibt ein Erfassungssignal entsprechend der Erfassung oder Feststellung dieses Zeitpunkts aus, und liefert das Erfassungssignal an die Steuervorrichtung 7.
Die Steuervorrichtung 7 ist so ausgebildet, daß sie einen Leistungsfaktorverbesserungsimpuls an das Schaltelement 8 für einen vorbestimmten Einschaltzeitraum anlegt, wenn die Wechselspannung soeben den Nullpunktsdurchgang durchgeführt hat, und einen Rauschverringerungsimpuls an das Schaltelement 6 anlegt, dessen Impulsbreite geringer ist als die Impulsbreite des Leistungsfaktorverbesserungsimpulses, und zwar nach einem vorbestimmten Verzögerungszeitraum, seitdem der Leistungsfaktorverbesserungsimpuls angelegt wurde.
Der Leistungsfaktorverbesserungsimpuls ist ein Impuls, der dazu dient, den Leistungsfaktor zu verbessern und den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern, und der für einen vorbestimmten Zeitraum gleich jedem Nullpunktsdurchgang jeder Signalform AC der Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 ausgegeben wird (beispielsweise einige Millisekunden). Der Rauschverringerungsimpuls ist ein Impuls, der dazu dient, das Vibrationsrauschen zu verringern, das durch schnelle Stromänderungen entsprechend der zwangsweisen Energieversorgung der Drosselspule 3 hervorgerufen wird, und der an das Schaltelement 6 nach einem vorbestimmten Verzögerungszeitraum seit Anlegen des Leistungsfaktorverbesserungsimpulses angelegt wird.
Der geeignetste Wert für den Verzögerungszeitraum der jeweiligen Rauschverringerungsimpulse in Bezug auf die jeweiligen Leistungsfaktorverbesserungsimpulse und der geeignetste Wert des vorbestimmten Einschaltzeitraums der jeweiligen Rauschverringerungsimpulse betragen im wesentlichen ein Sechstel der Wellenlänge der natürlichen Frequenz der Drosselspule 3, beispielsweise eine sehr kurze Zeit wie etwa annähernd 20 μs.
Ausgangsenden (Anschlußklemmen) DCout(A), DCout(B) der zweiten Diodenbrückenschaltung 5 sind über Spannungsverdopplungskondensatoren 9, 10 und einen Glättungskondensator 11 an eine Last (Lastwiderstand) 12 angeschlossen. Die Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 wird daher verdoppelt und gleichgerichtet, durch die zweite Diodenbrückenschaltung 5 und die Spannungsverdopplerkondensatoren 9, 10, so daß der Maximalwert der Ausgangsspannung der Spannungsverdopplerkondensatoren 9, 10 im wesentlichen das Doppelte der Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 beträgt. Die Ausgangsspannung der Spannungsverdopplungskondensatoren 9, 10 wird so durch den Glättungskondensator 11 geglättet, daß man eine Gleichspannung erhält. Die Gleichspannung wird an die Last 12 angelegt.
Wenn daher die Wechselspannung von der Wechselstromversorgung 2 ausgegeben wird, wird die Wechselspannung über die Drosselspule 3 einer Spannungsverdoppler-Gleichrichterschaltung zugeführt, welche durch die zweite Diodenbrückenschaltung 5, die Spannungsverdopplerkondensatoren 9, 10 und den Glättungskondensator gebildet wird, so daß sie in eine Gleichspannung umgewandelt wird, und diese Gleichspannung wird an die Last 12 angelegt. Wenn die Wechselspannung den Nullpunktsdurchgang OX durchgeführt hat, wird der Durchgang der Wechselspannung durch den Nullpunktsdurchgang OX von der Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung 8 festgestellt, und wird ein entsprechendes Erfassungs- oder Meßsignal an die Steuervorrichtung 7 ausgegeben, wodurch die Steuervorrichtung 7 angetrieben wird.
Entsprechend dem Erfassungssignal erzeugt die Steuervorrichtung 7 den Leistungsfaktorverbesserungsimpuls und den Rauschverringerungsimpuls, um diese an das Schaltelement 6 über einen vorbestimmten Zeitraum anzulegen, seitdem der Durchgang der Wechselspannung durch den Nullpunktsdurchgang OX erfolgt ist.
Das Schaltelement 6 wird in Reaktion auf den Leistungsfaktorverbesserungsimpuls und den Rauschverringerungsimpuls eingeschaltet. Dies führt dazu, daß beide Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 2 über die erste Diodenbrückenschaltung 4 und die Drosselspule 3 kurzgeschlossen werden. Entsprechend dem Kurzschluß der Wechselstromversorgung 2 schließt das Schaltelement 6 die Wechselstromversorgung 2 über die Drosselspule 3 kurz, so daß der Eingangsstrom durch die Drosselspule 3 fließt, während die Eingangsspannung nicht nur größer als die Kondensatorspannung ist, sondern auch dann, wenn sie kleiner als die Kondensatorspannung ist, also gilt: "die Eingangsspannung ist kleiner als die Kondensatorspannung", so daß elektrische Energie gespeichert wird. Dies führt dazu, daß der Leitungszeitraum (also der Leitungswinkel) des Eingangsstroms der Wechselstromversorgung 2 vergrößert wird, was es ermöglicht, den Leistungsfaktor des Gleichstromversorgungssystems 1 zu verbessern, und den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern.
Weiterhin wird, wenn das Schaltelement 6 in Reaktion auf den Rauschverringerungsimpuls eingeschaltet wird, nachdem die Drosselspule 3 durch den Leistungsfaktorverbesserungsimpuls kurzgeschlossen wurde, der Kurzschluß der Drosselspule 3 geöffnet, so daß Vibrationsrauschen verringert wird, daß durch den Kurzschlußstrom hervorgerufen wird, welcher sich schnell so ändert, daß er ausgeschaltet wird.
Weiterhin sind bei der vorliegenden Ausführungsform die erste Diodenbrückenschaltung 4, die zweite Diodenbrückenschaltung 5 und das Schaltelement 6 zusammen in einem Gehäuse 13a verpackt, so daß diese drei Schaltungen 4, 5 und 6 in einem Halbleitermodul 13 vereinigt sind.
Ein herkömmliches Gleichstromversorgungssystem benötigt zumindest drei Gehäuse zum Einschließen der drei Schaltungen. Bei dem Gleichstromversorgungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist jedoch nur ein Gehäuse 13a zum Umschließen der drei Schaltungen 4, 5 und 6 vorgesehen, so daß die Anzahl an Gehäusen bei der vorliegenden Ausführungsform verringert ist, verglichen mit dem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem, und zwar um zwei Gehäuse und mehr. Daher ist es möglich, das Gleichstromversorgungssystem 1 zu verkleinern, und ein Gleichstromversorgungssystem 1 mit geringem Gewicht herzustellen.
Da das Gehäuse 13a gemeinsam zum einzelnen Umschließen der ersten Diodenbrückenschaltung 4, der zweiten Diodenbrückenschaltung 5 und des Schaltelements 6 genutzt wird, ist es darüber hinaus möglich, die erste Diodenbrückenschaltung 4, die zweite Diodenbrückenschaltung 5 und das Schaltelement 6 nebeneinander anzuordnen, ohne daß einzelne Gehäuse vorgesehen sind, und diese Bauteile miteinander zu verbinden. Dies führt dazu, daß die Länge der Verbindungswege zwischen diesen Schaltungen 4, 5 und 6 und die Fläche der Verbindungswege verringert wird, was die Kapazität und die Induktivität verringert, die durch die Verbindungswege hervorgerufen werden, wodurch die Verläßlichkeit des Gleichstromversorgungssystems 1 verbessert wird.
Weiterhin fließen in dem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem der zusätzliche, nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtserholungsstrom der zweiten Diodenbrückenschaltung 4, die durch die Einschaltsteuerung (Kurzschlußschaltungssteuerung) hervorgerufen werden, so daß Hochfrequenzrauschen erzeugt wird (elektromagnetisches Rauschen). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch möglich, durch nebeneinander Anordnen der ersten Diodenbrückenschaltung 4, der zweiten Diodenbrückenschaltung 5 und des Schaltelements 6, ohne daß einzelne Gehäuse vorgesehen sind, und durch deren Verbindung in dem Gehäuse 13a, das Hochfrequenzrauschen zu verringern, welches von dem Pfad ausgesandt wird, durch welchen der nicht-kontinuierliche Strom und der Rückwärtserholungsstrom nach außen fließen.
Da ein Gehäuse 13a gemeinsam für die erste Diodenbrückenschaltung 4, die zweite Diodenbrückenschaltung 5 und das Schaltelement 6 verwendet wird, ist es darüber hinaus möglich, die minimale Anzahl an Ausgangsklemmen vorzusehen, welche aus den beiden Wechselstromeingangsklemmen ACin(A), ACin(B) bestehen, aus zwei Gleichstromausgangsklemmen DCout(A), DCout(B), und aus zwei Steuersignaleingangsklemmen Cont(A), Cont(B), wie durch kleine Kreise in 1 angedeutet ist, bei dem Gehäuse 13a.
Die Summe der Ausgangsklemmen des Gehäuses 13a, was die beiden Klemmen ACin(A), ACin(B), zwei Gleichstromklemmen DCout (AI, DCout(B) und zwei Anschlußklemmen Cont(A), Cont(B) umfaßt, beträgt daher sechs Anschlußklemmen. Die Anzahl an Ausgangsklemmen des gemeinsamen Gehäuses 13a (Halbleitermodul 13) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, also sechs Anschlußklemmen, ist daher verringert, verglichen mit den drei einzelnen Gehäusen (Halbleitermodule M3, M4 und M5 gemäß 6), wo diese Anzahl 11 Anschlußklemmen umfaßt.
Daher ist es möglich, Verbindungsabschnitte zwischen den sechs Ausgangsklemmen des Gehäuses 13a und äußeren Bauteilen zu verringern, beispielsweise der Wechselstromversorgung 2, der Drosselspule 3 usw., wodurch der Wirkungsgrad bei Zusammenbauvorgängen einschließlich der Verbindungsvorgänge des Gleichstromversorgungssystems 1 verbessert wird, und auch dessen Verläßlichkeit, und Gehäuseraum in dem Halbleitermodul eingespart wird.
Da ein äußeres Bauteil, beispielsweise die Erfassungsvorrichtung 8, über den Photokoppler 8a an die Eingangsseite der Steuervorrichtung 7 angeschlossen ist, ist darüber hinaus die Steuervorrichtung 7 (elektrisch) gegenüber der Erfassungsvorrichtung 8 isoliert, so daß verhindert wird, daß infolge elektromagnetischen Rauschens die Steuervorrichtung 7 nicht korrekt arbeitet.
2 ist ein Schaltbild, in welchem ein Gleichstromversorgungssystem 1A gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Dieses Gleichstromversorgungssystem 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist das Merkmal auf, daß die erste Diodenbrückenschaltung 4, die zweite Diodenbrückenschaltung 5, das Schaltelement 6, und zusätzlich hierzu die Steuervorrichtung 7 einschließlich einer Treiberversorgungseinheit 7a zum Treiben des Schaltelements 6 zusammen in einem Gehäuse 20a vorgesehen sind, so daß diese vier Schaltungen 4, 5, 6 und 7 in dem einen Halbleitermodul 20 vereinigt sind.
Weiterhin weist das Gleichstromversorgungssystem 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform das weitere Merkmal auf, daß das Gleichstromversorgungssystem 1A mit einer Hauptsicherung 21 und einer Untersicherung 22 versehen ist. Die übrigen Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 1A gemäß der zweiten Ausführungsform sind im wesentlichen ebenso wie bei dem Gleichstromversorgungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
Statt der zwei Eingangsklemmen Cont(A), Cont(B) bei der ersten Ausführungsform weist das eine Gehäuse 20a zwei Erfassungssignaleingangsklemmen Conta, Contb auf, die an ihm angebracht sind, um das Erfassungs- oder Feststellungssignal, welches von der Erfassungsvorrichtung 8 festgestellt wird, der Steuervorrichtung 7 zuzuführen.
Die Hauptsicherung 21 ist zwischen das eine Ausgangsende der Wechselstromversorgung 2 und die eine Anschlußklemme der Drosselspule 3 in Reihe geschaltet, und die Untersicherung 22 ist zwischen die andere Anschlußklemme 5 der Drosselspule 3 und die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme 26 der ersten Diodenbrückenschaltung 4 (des Gehäuses 20a) geschaltet, die zur Eingabe des Wechselstroms dient, der durch die Drosselspule 3 fließt. Die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme 26 dient dazu, den Wechselstrom zuzuführen, der durch die Drosselspule 3 und die andere Klemme 25 führt. Der Stromnennwert der Hauptsicherung 21 ist größer als jener der Untersicherung 22. Die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme 26 ist eine äußere Anschlußklemme, die nur dazu dient, durch die Drosselspule 3 den Wechselstrom zuzuführen, der von der Wechselstromversorgung 2 geliefert wird, zu einer Klemme der ersten Diodenbrückenschaltung 4.
Da bei dem Gleichstromversorgungssystem 1A der vorliegenden Ausführungsform die Steuervorrichtung 7 in der Nähe der ersten und zweiten Diodenbrückenschaltung 4 bzw. 5 angeordnet ist, und in der Nähe des Schaltelements 6, in dem einzigen gemeinsamen Gehäuse 20a, und mit diesem verbunden ist, ist es daher möglich, das Gleichstromversorgungssystem 1A weiter zu verkleinern, und die Länge der Verbindungsleitungen in dem Gehäuse 20a und die Fläche der Verbindungsleitungen in diesem zu verringern. Daher werden die Kapazität und die Induktivität infolge der Verbindungsleitungen verringert, was die Verläßlichkeit des Gleichstromversorgungssystems 1A erhöht, und auch zu einer Verringerung des elektromagnetischen Rauschens führt.
Weiterhin ist bei der Steuervorrichtung 7 die Treiberstromversorgungseinheit 7a durch Anschluß äußerer Bauteile, beispielsweise der Erfassungsvorrichtung 8, an der Eingangsseite der Steuervorrichtung 7 vorgesehen, was eine einfache Steuerung der Erfassungsvorrichtung 8 ermöglicht.
Falls das Schaltelement 6 eine Störung aufweist, brennt die Untersicherung 22 durch, was es ermöglicht zu verhindern, daß die erste Diodenbrückenschaltung 4, die aus der Kurzschlußschaltung besteht, eine Störung aufweist. Wenn die untere Sicherung 22 durchgebrannt ist, ist es möglich, da der Stromnennwert der Hauptsicherung 21 größer ist als jener der Untersicherung 22, ohne Unterbrechung den von der Wechselstromversorgung 2 zugeführten Wechselstrom über die Drosselspule 3 der zweiten Diodenbrückenschaltung 5 zuzuführen, welche aus der Gleichrichterschaltung besteht, um so das Gleichstromversorgungssystem 1A zu treiben.
Wenn ein Wirbelstrom von der Wechselstromversorgung 2 ausgegeben wird, ist es infolge der Tatsache möglich, daß die Hauptsicherung 21 durchgebrannt ist, zu verhindern, daß der Wirbelstrom abgegeben wird, so daß verhindert werden kann, daß Schaltungsbauteile des Gleichstromversorgungssystems 1A, die an der Ausgangsseite des Reaktors 3 angeordnet sind, beispielsweise die zweite Diodenbrückenschaltung 5, infolge einer Zerstörung ihrer Schaltungsbauteile beschädigt werden.
3 ist ein Schaltbild, welches ein Gleichstromversorgungssystem 1B gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Dieses Gleichstromversorgungssystem 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Innenleiter auf, beispielsweise eine Verbindungsleitung, der an den Emitter 6E angeschlossen ist, um den Strom zu veranlassen, durch den Emitter 6E der ersten Diodenbrückenschaltung 4 zu fließen, und weist eine Sicherung 30 auf, die in einem Abschnitt der Verbindungsleitung vorgesehen ist. Das Gleichstromversorgungssystem 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform benötigt nicht die Untersicherung 15 und die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme 26. Die übrigen Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 1B gemäß der dritten Ausführungsform sind im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die entsprechenden Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 1A gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform das Schaltelement 6 eine Störung aufweist, und ein Wirbelstrom durch die Seite des Emitters 6E fließt, brennt die Sicherung 30 durch, wodurch eine Störung bei der ersten Diodenbrückenschaltung 4 verhindert wird.
Daher ist es möglich, die Untersicherung 22 und die eine Kurzschlußschaltungseingangsklemme 26 wegzulassen, die in 2 gezeigt sind, wodurch der Wirkungsgrad bei den Zusammenbauvorgängen des Gleichstromversorgungssystems 1B weiter verbessert wird.
4 ist ein Schaltbild, welches ein Gleichstromversorgungssystem 1C gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei diesem Gleichstromversorgungssystem 1D sind die dritte Diode D3 und die vierte Diode D4 der Gleichrichterschaltung (der zweiten Diodenbrückenschaltung) 5A vorgesehen, die beide als die siebte Diode D7 und die achte Diode D8 der Kurzschlußschaltung (der ersten Diodenbrückenschaltung) 4A verwendet werden, so daß die siebte Diode D7 und die achte Diode D8 weggelassen sind. Die übrigen Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 1C gemäß der vierten Ausführungsform sind im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die entsprechenden Bauteile des Gleichstromversorgungssystems 100a nach dem Stand der Technik, welches in 7 gezeigt ist.
Bei dem Gleichstromversorgungssystem 1C ist, wie in 4 gezeigt, die erste Diodenbrückenschaltung, welche die Kurzschlußschaltung 4A aufweist, so ausgebildet, daß sie den IGBT, der das Schaltelement 6a bildet, so steuert, daß der IGBT 6a durch eine Gatetreiberversorgungseinheit 7a ein- und ausgeschaltet wird, welche aus der Steuervorrichtung und einer Treibereinheit (Gatetreiberstromversorgungseinheit) besteht. Weiterhin ist die Gatetreiberstromversorgungseinheit 7a an Gateanschlußklemmen einer Transistorbrückenschaltung einer Wechselrichterschaltung 48 angeschlossen, welche bei dem Gleichstromversorgungssystem 1C verwendet wird, um deren Transistorbrückenschaltung zu treiben.
Weiterhin sind anodenseitige Klemmen der dritten und vierten Diode D3, D4 der Kurzschlußschaltung 4A mit kathodenseitigen Ausgangsklemmen der Gleichrichterschaltung 5A verbunden, und sind kathodenseitige Anschlußklemmen 43, 44 der dritten und vierten Diode D3, D4 an anodenseitige Klemmen 41, 42 der ersten und zweiten Diode D1, D2 der Gleichrichterschaltung 5A angeschlossen. Weiterhin sind die kathodenseitigen Klemmen 43, 44 der dritten und vierten Dioden D3, D4 weiterhin mit den kathodenseitigen Klemmen der fünften und sechsten Dioden D5, D6 der Kurzschlußschaltung 4A verbunden, so daß die dritte und vierte Diode D3, D4 auch als die siebte und achte Diode D7, D8 der Kurzschlußschaltung 4A verwendet werden, so daß die siebte und achte Diode weggelassen sind.
Weiterhin sind die Eingangsseite der Gatetreiberversorgungseinheit 7a und die Emitterseite (Sourceseite) des IGBT 6a elektrisch mit den kathodenseitigen Ausgangsenden der Gleichrichterschaltung 5A verbunden.
Die Eingangsseite der Gatetreiberversorgungseinheit 7a und die Emitterseite des IGBT 6a sind daher elektrisch mit den anodenseitigen Klemmen der dritten und vierten Dioden D3, D4 verbunden.
Wenn bei diesem Gleichstromversorgungssystem 1C der IGBT 6a durch die Gatetreiberversorgungseinheit 7a eingeschaltet wird, und eine positive Spannung der Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 an die gemeinsame anodenseitige Klemme 41 der Diode D1 und der Diode D5 angelegt wird, also der Punkt A in 4 eine Anode wird, fließt der Wechselstromversorgung 2 gelieferte Wechselstrom so durch die Drosselspule 3, daß er auf die erste Diode D1 und die fünfte Diode D5 aufgeteilt wird. Der auf die erste Diode D1 aufgeteilte Wechselstrom wird durch den Glättungskondensator 11 geglättet. Andererseits fließt der auf die fünfte Diode D5 aufgeteilte Wechselstrom durch den IGBT 6a, die vierte Diode D4 und die Wechselstromversorgung 2. Demzufolge werden die beiden Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 2 über die Drosselspule 3 kurzgeschlossen, so daß der Wechselstrom dazu gezwungen wird, durch die Drosselspule 3 zu fließen, wodurch in der Drosselspule 3 Energie gespeichert wird. Daher ist es möglich, den Leistungsfaktor des Gleichstromversorgungssystems 1C zu verbessern, und den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern.
Wenn der IGBT 6a durch die Gatetreiberversorgungseinheit 7a eingeschaltet wird, und eine negative Spannung der Wechselspannung der Wechselstromversorgung 2 an die gemeinsame anodenseitige Klemme 41 der ersten Diode D1 und der fünften Diode D5 angelegt wird, also der Punkt A in 4 zur Kathode wird, und der Punkt B in 4 zur Anode wird, so fließt der von der Wechselstromversorgung 2 gelieferte Wechselstrom so, daß er auf die zweite Diode D2 und die sechste Diode D6 aufgeteilt wird. Der auf die zweite Diode D2 aufgeteilte Strom fließt durch den Glättungskondensator 11 und die dritte Diode D3. Andererseits fließt der auf die sechste Diode D6 aufgeteilte Wechselstrom durch den IGBT 6a, die dritte Diode D3, die Drosselspule 3 und die Wechselstromversorgung 2, wodurch die beiden Ausgangsenden der Wechselstromversorgung 2 über die Drosselspule 3 kurzgeschlossen werden.
Wenn der IGBT 6a ausgeschaltet wird, und der Punkt A in 4 zur Anode wird, fließt der von der Wechselstromversorgung 2 gelieferte Wechselstrom durch die Drosselspule 3, und darüber hinaus durch die erste Diode D1, den Glättungskondensator 11 und die vierte gemeinsame Diode D4.
Wenn der IGBT 6a ausgeschaltet wird, und der Punkt B in 4 zur Anode wird, fließt darüber hinaus der von der Wechselstromversorgung 2 gelieferte Wechselstrom über die zweite Diode D2, den Glättungskondensator 11, die dritte Diode D3 und die Drosselspule 3.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die dritte und vierte Diode D3, D4 gemeinsam als die siebte und achte Diode D7, D8 verwendet werden, sind daher die siebte und achte Diode weggelassen, so daß die Gesamtanzahl an Dioden, nämlich sechs, verringert ist, verglichen mit der Gesamtanzahl, nämlich acht, an Dioden bei dem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem 100a. Dies führt zu einer Vereinfachung des Gleichstromversorgungssystems 1C, und zu einer Kosteneinsparung.
Da bei diesem Gleichstromversorgungssystem 1C die Emitterseite des IGBT 6a an die kathodenseitigen Ausgangsenden der Gleichrichterschaltung 5A angeschlossen ist, als Treiberversorgungseinheit des IGBT 6a, ist es darüber hinaus möglich, die Gatetreiberversorgungseinheit 7a auch zum Treiben der Transistorbrückenschaltung der Wechselrichterschaltung 48 zu verwenden. Daher kann die Anzahl an Stromversorgungseinheiten, nämlich Eins, der elektronischen Schaltung verringert werden, welche zumindest das Gleichstromversorgungssystem 1C und die Wechselrichterschaltung 48 aufweist, verglichen mit einer elektronischen Schaltung, welche mit dem herkömmlichen Gleichstromversorgungssystem 100a und einer Wechselrichterschaltung versehen ist, was den Aufbau der elektronischen Schaltung vereinfacht, und deren Kosten verringert.
Als Abänderung der vorliegenden Ausführungsform ist es darüber hinaus möglich, die Kurzschlußschaltung 4A und die Gleichrichterschaltung 5A in einem Gehäuse 48a vorzusehen, so daß die Kurzschlußschaltung 4A und die Gleichrichterschaltung 5A in einem Halbleitermodul 48 vereinigt sind.
Bei dieser Abänderung ist es möglich, das Gleichstromversorgungssystem 1C zu verkleinern, und dieses leicht auszubilden. 5 ist ein Schaltbild einer Klimaanlage, bei welchem eines der Gleichstromversorgungssysteme 1, 1A, 1B und 1C vorgesehen ist, gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird beispielsweise das Gleichstromversorgungssystem 1 bei der Klimaanlage eingesetzt. Die Klimaanlage 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist das Gleichstromversorgungssystem 1 als Wandlersystem zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom auf, sowie ein Wechselrichtersystem 51 zur Umwandlung des von dem Gleichstromversorgungssystem 1 ausgegebenen Gleichstroms in einen variablen Wechselstrom, dessen Spannung und Frequenz variabel sind, um den variablen Wechselstrom einem Kompressormotor (CM) 52 zuzuführen. Bei dem in 5 gezeigten Gleichstromversorgungssystem 1 ist statt des Lastwiderstandes 12 die zweite Diodenbrückenschaltung 5 über das Wechselrichtersystem 51 an dem Kompressormotor 52 angeschlossen.
Diese Klimaanlage 50 weist eine Innenraumeinheit 55 und eine Außenraumeinheit 56 auf, und ist so ausgebildet, daß die Innenraumeinheit 55 an die Wechselstromversorgung 2 angeschlossen ist. Bei der Innenraumeinheit 55 ist die Wechselstromversorgung 2 so ausgelegt, daß sie Antriebsenergie über ein Rauschverringerungsfilter (Rauschfilter) 57 an ihr Innenraumsteuersystem 58 liefert. An das Innenraumsteuersystem 58 sind angeschlossen: ein Empfangssystem 60 zum Empfang eines von einer Fernsteuerung 61 übertragenen Befehls, ein Innenraumtemperatursensor 62 zur Feststellung der Raumtemperatur, und ein Innenraumgebläse 63 zum Umwälzen von Luft durch einen Innenraumwärmetauscher, der in 5 nicht gezeigt ist, und in dem Raum vorgesehen ist. Zusätzlich ist eine Jalousie 64 zur Änderung der Richtung der Luft, die in den Raum eingeblasen wird, und eine Anzeige 65 zur Anzeige der Betriebsart der Klimaanlage 50, jeweils an das Innenraumsteuersystem 58 angeschlossen.
Andererseits ist bei der Außenraumeinheit 56 die Wechselstromversorgung 2 dazu ausgelegt, daß sie Antriebsenergie über ein Rauschverringerungsfilter (Rauschfilter) 70 an ein Außenraumsteuersystem 71 und den Kompressormotor 52 liefert. Hierbei ist an der Lastseite des Rauschverringerungsfilters 70 eine Stromwerterfassungsschaltung 72 vorgesehen. Ein Meßsignal der Stromwerterfassungsschaltung 72 wird dem Außenraumsteuersystem 71 zugeführt.
Weiterhin weist bei dem in 5 gezeigten Gleichstromversorgungssystem 1 die Steuervorrichtung 7A eine Steuerschaltung 7b einschließlich der Treiberversorgungseinheit 7a auf, um den Leistungsfaktorverbesserungsimpuls und den Rauschverringerungsimpuls zu liefern. Weiterhin ist die Steuervorrichtung 7A mit der Nullpunktsdurchgangserfassungsvorrichtung 8 mit dem Photokoppler 8a und der Erfassungsschaltung 8b versehen, die zur Feststellung des Nullpunktsdurchgangspunktes dienen.
An das Außenraumsteuersystem 71 sind ein Außenraumtemperatursensor 75 als Außenraumwärmetauschersensor, ein Vierwegeventil 76 zur Änderung der Umwälrichtung eines Kühlmittels entsprechend der Betriebsart, und ein Außengebläse 77 zum Liefern von Luft an den Außenraumwärmetauscher angeschlossen.
Weiterhin ist das Außenraumsteuersystem 71 dazu ausgebildet, das Wechselrichtersystem 71 zu steuern, während Steuersignale an die Innenraumsteuerung übertragen und von dieser Steuersignale empfangen werden, und zur Steuerung eines Relais 80 ausgebildet, welches dazu dient, die Steuervorrichtung 7A ein- oder auszuschalten.
Als nächstes werden die Grundlagen des Betriebs der Klimaanlage 50 mit dem voranstehenden Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zuerst werden die Befehlsdaten, beispielsweise Beginn des Betriebs, Betriebsart, in diesem Raum eingestellte Temperatur, Gebläsegeschwindigkeit des Innenraumgebläses 63, Luftflußrichtung usw., die von der Fernsteuerung 61 übertragen werden, über das Empfangssystem 60 von dem Innenraumsteuersystem 58 empfangen. Das Innenraumsteuersystem 58 zeigt die Betriebsart usw. in der Anzeige 65 an, und führt die Treibersteuerung des Innenraumgebläses 63 und der Jalousie 64 durch. Das Innenraumsteuersystem 58 berechnet darüber hinaus die Versorgungsfrequenz (nachstehend als "Kompressorfrequenz" bezeichnet), die zum Antrieb des Kompressormotors 52 dient, entsprechend dem Abstand zwischen der eingestellten Temperatur und der Zimmertemperatur, um so die auf diese Art und Weise berechnete Kompressorfrequenz an das Außenraumsteuersystem 71 zusammen mit der Betriebsart übertragen. Das Außenraumsteuersystem 71 schaltet das Vierwegeventil 76 auf Auslaß (oder nicht auf Auslaß), auf der Grundlage der Betriebsart, steuert das Wechselrichtersystem 51 entsprechend der Kompressorfrequenz, und treibt das Außengebläse 77 so an, daß ein Klimatisierungsvorgang durchgeführt wird. Weiterhin steuert das Außenraumsteuersystem 71 das Vierwegeventil 76 in Reaktion auf das Meßsignal, welches von dem Außentemperatursensor 75 übertragen wird, der an dem Außenraum-Wärmetauscher vorgesehen ist, um so einen Enteisungsvorgang durchzuführen.
Wenn der Stromwert, der von der Meßschaltung 72 festgestellt wird, über dem eingestellten Stromwert liegt, der vorher durch das Außenraumsteuersystem 71 eingestellt wurde, veranlaßt das Außenraumsteuersystem 71 das Relais 80, das in einer Eingangsleitung der Steuervorrichtung 7A vorgesehen ist, zum Einschalten, so daß die Steuervorrichtung 7A eine zwangsweise Energieversorgung so durchführt, daß der Wechselstrom, der über das Rauschverringerungsfilter 72 von der Wechselstromversorgung 2 geliefert wird, zum Fluß durch die Drosselspule 3 veranlaßt wird, wie voranstehend geschildert.
Mit Hilfe der zwangsweisen Energiesteuerung durch die Steuervorrichtung 7A ist es möglich, den Anteil an höheren Harmonischen zu verringern, und den Leistungsfaktor des Gleichstromversorgungssystems 1 zu verbessern. Wenn der Stromwert, der von der Meß- und Erfassungsschaltung 72 festgestellt wird, soeben den eingestellten Stromwert über- oder unterschritten hat, stellt gleichzeitig die Steuervorrichtung 7A einen Phasenabschnitt der zwangsweisen Stromversorgungssteuerung in Bezug auf die Drosselspule 3 so ein, daß mehr Energie innerhalb eines begrenzten Wertes dem Kompressormotor 52 zugeführt wird.
Wie voranstehend geschildert ist es möglich, wenn das Gleichstromversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beispielsweise das Gleichstromversorgungssystem 1, bei der Klimaanlage, das Gleichstromversorgungssystem zum Antrieb des Kompressormotors zu verkleinern, und damit die gesamte Klimaanlage, und das Gleichstromversorgungssystem zum Antrieb des Kompressormotors und die gesamte Klimaanlage leicht auszubilden.
Weiterhin weist bei jeder der Ausführungsformen die Steuervorrichtung die Treiberversorgungseinheit auf. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf den voranstehend geschilderten Aufbau beschränkt, sondern kann auch eine Anordnung einsetzen, bei welcher die Treiberversorgungseinheit außerhalb der Steuervorrichtung vorgesehen ist.
Zwar wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, jedoch wird Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich werden, daß sich voranstehend geschilderte sowie weitere Änderungen bezüglich Ausbildung und Einzelheiten vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.

Claims

Gleichstromversorgungssystem, bestehend aus: einer über eine Drosselspule (3) aus einer Wechselspannungsquelle (2) gespeisten Gleichrichtervorrichtung (5), die ausgangsseitig eine durch einen Kondensator (11) geglättete Spannung bereitstellt, einer Schaltvorrichtung (6), die in geschlossenem Zustand den durch die Drosselspule (3) fließenden Strom zur Wechselspannungsquelle zurückführt, und einer mit der Wechselspannungsquelle (2) verbundenen Nulldurchgangserfassungsvorrichtung (8), die den Nulldurchgang der von der Wechselspannungsquelle abgegebenen Wechselspannung feststellt, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, die die Schaltvorrichtung (6) in jeder Halbwelle der Wechselspannung zweimal in Übereinstimmung mit dem erfassten Ergebnis der Nulldurchgangserfassungsvorrichtung (8) einschaltet, wobei das erste Einschalten für einen ersten vorbestimmten Zeitraum erfolgt und das zweite Einschalten nach Abschluss des ersten Einschaltens erfolgt und in einem vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wird, der kürzer ist als der erste vorbestimmte Zeitraum.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichtervorrichtung (5) und die Schaltvorrichtung (6) in einem Halbleitermodul angeordnet sind, das mit einem mit der Wechselspannungsquelle verbundenen Wechselstromeingangsanschlusspaar versehen ist und einem dem gleichgerichteten Strom ausgebenden Paar von Gleichstromausgangsanschlüssen.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung außerhalb des Halbleitermoduls angeordnet ist und das Halbleitermodul mit einem Steuersignaleingangsanschluss versehen ist zum Eingeben eines Steuersignals zum Steuern eines Antreibens der Schaltvorrichtung (6) von der Steuervorrichtung.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung in dem Halbleitermodul ausgebildet ist.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 4, wobei der Steuersignalausgang der Steuervorrichtung zu der Schaltvorrichtung und die Schaltvorrichtung in dem Halbleitermodul durch einen zwischen dem Steuersignalausgang und der Schaltvorrichtung eingefügten Photokoppler elektrisch isoliert verbunden sind.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Halbleitermodul mit einer Treiberenergieversorgung versehen ist zum Steuern des Einschaltens der Schaltvorrichtung (6).
Gleichstromversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sicherung in einem Pfad enthalten ist, durch den in einem geschlossenen Zustand der Schaltvorrichtung Strom durch die Drosselspule zur Wechselspannungsquelle fließt und die Sicherung zum Trennen der Schaltvorrichtung dient ohne Abschalten von durch die Gleichrichtervorrichtung von der Wechselspannungsquelle fließendem Wechselstrom.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 7, wobei die Sicherung aus mindestens einem Teil des inneren Leiters der Schaltvorrichtung (6) des Halbleitermoduls ausgebildet ist.
Gleichstromversorgungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei ferner eine Hauptsicherung in Serie in einer Leitung der Wechselspannungsenergiequelle eingefügt ist, vor der Schaltvorrichtung und außerhalb des Halbleitermoduls angeordnet und die Hauptsicherung einen Nennstrom hat, der größer ist als der der genannten Sicherung.