DE202005018980U1 - Passive Stromfilterschaltung - Google Patents

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Abstract

Passive Stromfilterschaltung, um den Eingangs-Leistungsfaktor einer Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung zu verbessern, um die harmonische Komponente der Strom- bzw. Spannungsversorgung zu reduzieren und um den Wirkungsgrad des elektrischen Stromversorgungssystems zu verbessern mit:
einem Gleichrichter (15);
zwei Filterkondensatoren (C5, C6), die mit den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters (15) in Reihe geschaltet sind;
einer Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (16), die zwischen die Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters (15) und die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) geschaltet ist und die Anschaltzeit zeitlich verschiebt, während der der Strom von den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters (15) die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) auflädt; und
einer Spannungsversorgungsschaltung (27) mit einem Leistungsfaktorausgleich, welche eine unabhängige Spulenwicklung (N2) aufweist, die leitend mit einem Hauptspannungstransformator (19) der Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung verbunden ist und für die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (16) eine Nenn-Ausgleichsspannung bereit stellt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte passive Stromfilterschaltung, insbesondere eine Stromversorgungsschaltung, die für die Ausgleichsschaltung eine Nennspannung entsprechend ihren Anforderungen bereitstellen kann.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Mit dem Fortschritt in Wissenschaft und Technologie sind die Menschen immer mehr abhängig von elektrischer Energie, ja elektrische Energie stellt eine unverzichtbare Ressource für das moderne Leben dar. Zuvor waren die Menschen zufrieden, solange keine Knappheit an elektrischer Energie bestand. Aufgrund des steigenden Lebensstandards und Fortschritten der wissenschaftlich-technologischen Industrie ist jedoch eine Stromversorgung von hoher Qualität das gemeinsame Ziel von sämtlichen Ländern geworden. In vielen Ländern hat sich die herkömmliche Industrie in eine Hochtechnologie-Industrie und Industrie mit hoher Wertschöpfung weiter entwickelt, was insbesondere bedeutet, dass zahlreiche Präzisionsgeräte extensiv eingesetzt werden; deshalb haben sich auch die Anforderungen an die elektrische Energie geändert und außer der Tatsache, dass die Nutzer immer größere Strommengen einkaufen, schenken die Nutzer auch der Qualität der Stromversorgung große Beachtung. Was die Strommenge anbelangt, so stellt die Errichtung einer großen Anzahl von Kraftwerken nicht den einzigen Weg dar, um das Energieproblem zu lösen; größere Beachtung des Leistungsfaktors (Power Factor) oder des Wirkungsgrads von verschiedenen elektrischen Geräten stellt ebenfalls eine wirkungsvolle Vorgehensweise dar. Augenblicklich verwenden die meisten elektrischen Geräte unmittelbar oder mittelbar einen Gleichstrom; aufgrund der Generatorsysteme und der Notwendigkeit einer Weiterleitung des Stroms stellen Kraftwerke jedoch einen Wechselstrom bereit. Deshalb müssen die Nutzer einen Wechselstrom mit Hilfe eines Wechselstrom-/Gleichstrom-Wandlers in einen Gleichstrom transformieren. Aufgrund eines kostengünstigen und einfachen Aufbaus ist der am häufigsten verwendete Wechselstrom-/Gleichstrom-Wandler der Diodenbrücken-Gleichrichter, der nur vier Dioden erfordert. Die 2 zeigt die Spannungs-/Strom-Signalformen des Diodenbrücken-Gleichrichters. Dieser Schaltungstyp hat den Nachteil, dass harmonische Komponenten des Eingangsstroms und eine Phasendifferenz zwischen der Eingangsspannung und dem Eingangsstrom auftreten; deshalb wird der Leistungsfaktor herabgesetzt und gibt es eine erhebliche Verzerrung zwischen der Signalform der Ausgangsspannung und der Signalform des Eingangsstroms, was zu einer Instabilität des Stromversorgungssystems oder sogar zu einer Unterbrechung der Stromversorgung führen wird. Aufgrund der Eigenschaften der internen Impedanz bzw. Geräteimpedanz sind die Leistungsfaktoren von vielen elektrischen Geräten ziemlich klein; Nutzer fordern jedoch Strom mit immer besserer Qualität; deshalb wird die Verbesserung des Leistungsfaktors von Stromversorgungen eine wichtige Aufgabe, so dass sich die Technologie auf Stromfilterschaltungen für Stromversorgungen fokussiert.
  • Die Hauptfunktion einer Strom- bzw. Spannungsfilterspannung besteht darin, Spannung und Strom in eine gleiche Phase zu bringen, um zu bewirken, dass eine Last wie ein Widerstand wirkt, um die harmonische Komponente eines Eingangsstroms zu reduzieren, wobei die vorgenannte Funktion mit zahlreichen Schaltungsdesigns realisiert werden kann, die in passive Stromfilterschaltungen und aktive Stromfilterschaltungen unterteilt werden können. Wegen ihres einfachen Ausbaus und ihrer geringen Kosten setzt die Industrie für gewöhnlich die passive Stromfilterschaltung ein. Die passive Stromfilterschaltung besteht hauptsächlich aus passiven Bauelementen, wie beispielsweise Kapazitäten und Induktivitäten, die dazu verwendet werden, um das Voreilen oder Nacheilen der Stromphase zeitlich zu versetzen und um die harmonische Komponente eines Stroms zu reduzieren. Wenn die Anforderungen an den Leistungsfaktor nicht so hoch sind, ist die Induktivität, die aus einer Mehrzahl von über einen Luftspalt zu einander beabstandeten Silizium-Stahl-Blechen gebildet ist, mit dem Eingangsanschluss in Reihe geschaltet oder wirkt die Induktivität mit einer Kapazität zusammen, um einen Tiefpassfilter vom LC-Typ oder vom π-Typ auszubilden. Je tiefer die verwendete Frequenz jedoch ist, desto größer ist die Induktivität, die benötigt wird; falls beispielsweise die ATX-Stromversorgung eines PCs eine passive Filterschaltung ist, ist diese oftmals groß und schwer und ist der bestmögliche Leistungsfaktor maximal etwa 70 %. Somit ist der passive Stromfilter für strenge Anforderungen an den Leistungsfaktor nicht geeignet.
  • Um den vergleichsweise schlechten Leistungsfaktor der passiven Stromfilterschaltung zu verbessern, verwenden herkömmliche Lösungsansätze eine Ausgleichsschaltung (Compensating Circuit), die zu der ursprünglichen passiven Stromfilterschaltung hinzu gefügt ist. Wie in der 1 gezeigt, umfasst die herkömmliche Stromfilterschaltung: eine Überlastschutz-Schaltung 11, eine Spitzenstrom-Begrenzungsschaltung 12, eine erste Filterschaltung 13, eine Leistungsfaktor-Regelschaltung 14, einen Gleichrichter 15, eine Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16, eine zweite Filterschaltung 17, eine Stromquellen-Treiberschaltung 18, einen Haupt-Spannungstransformator 19, einen Ausgangsgleichrichter 20, eine Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21, eine Notstromversorgungsschaltung 22 und Ausgangsfilterschaltungen 23, 24, 25. Die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 besteht aus zwei Dioden D4, D5, die in Reihe geschaltet sind, sowie einem Kondensator C8. Die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 benötigt eine Spannungsversorgung, um für den Kondensator C8 eine Nennspannung bereitzustellen, um die Filterkondensatoren C5, C6 voraufzuladen und um einen Ausgleichs- bzw. Abgleicheffekt zu erzielen; deshalb überbrückt die Notstromversorgungsschaltung 22 zusätzlich zu ihrer Funktion, dass diese als Notstromquelle dient und einen Steuer-IC 211 mit Strom versorgt, eine Schleife von der Kathode ihrer Diode D6, um die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 mit Energie zu versorgen, so dass die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 den Kondensator C8 aufladen kann, wodurch das Ziel eines Ausgleichs bzw. Abgleichs des Leistungsfaktors erzielt wird und der Ausgangs-Leistungsfaktor verbessert wird. Die Leistungsfaktor-Ausgangsschaltung 16 kann jedoch über die Versorgungsspannung, die von der Notstromversorgungsschaltung 22 zu der Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 durch Überbrückung bereit gestellt wird, nur eine unveränderliche Nennspannung bereitstellen; außerdem wird der Steuer-IC 211 der Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21, der für gewöhnlich eine spezifizierte Spannung erfordert, die nicht beliebig geändert werden kann, wegen der Überbrückung der Notstromversorgungsschaltung 22 gestört; somit kann bei der Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21 eine Fehlfunktion auftreten und kann das Ausgangssignal der Stromversorgung instabil werden.
  • Daraus kann man schließen, dass die passive Stromfilterschaltung die Nachteile einer Geräuschentwicklung, von Schwingungen bei der Arbeitsfrequenz und eines niedrigen Wirkungsgrads bei der Energiewandlung, insbesondere Spannungswandlung, hat und dass die mit einer herkömmlichen Ausgleichsschaltung versehene passive Stromfilterschaltung das Problem hat, dass der abgegebene Strom bzw. die abgegebene Spannung instabil ist. Deshalb besteht dennoch Raum, um die passive Stromfilterschaltung zu verbessern, trotz ihres umfangreichen Einsatzes.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte passive Stromfilterschaltung bereitzustellen, bei der die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung ihre Versorgungsspannung nicht durch Überbrücken der Notstromversorgungsschaltung erhält, sondern bei der die Spannungsversorgungsschaltung ausgelegt ist, um für die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung eine Spannung entsprechend den Anforderungen an die Spannung der Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung bereitzustellen, um das Problem einer instabilen Strom- bzw. Spannungsabgabe zu beheben, die daher resultiert, dass die Nennspannung durch Überbrücken der Notstromversorgungsschaltung erzielt wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer mehrstufigen Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung, die mit der im Zusammenhang mit der zu lösenden Hauptaufgabe genannten Spannungsversorgungsschaltung zusammen wirkt, um den Leistungsfaktor einer Stromversorgung zu verbessern, so dass diese elektrische Normen erfüllt und mit ihr Herstellungskosten eingespart werden können.
  • Um die vorgenannten Aufgaben zu lösen, ist erfindungsgemäß eine Spulenwicklung N2 vorgesehen, die mit einer Diode D3 und einem Kondensator C7 zusammenwirkt, um eine Spannungsversorgungsschaltung 27 mit einem Leistungsfaktorausgleich auszubilden, wie in der 3 gezeigt. Die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich kann für die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 eine Nenn-Ausgleichsspannung bereitstellen, und zwar in Entsprechung zu dem Typ der Ausgleichsschaltung, um das Problem einer instabilen Strom- bzw. Spannungsausgabe zu beheben, das daher resultiert, dass herkömmlich die Nennspannung durch Überbrücken der Notstromversorgungsschaltung 22 erhalten wird.
  • Außerdem wirkt die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich mit einer mehrstufigen Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 26 zusammen, so dass die passive Stromfilterschaltung die Filterkondensatoren C5, C6 während unterschiedlicher Phasen voraufladen kann, so dass das Voreilen oder Nacheilen der Stromphase zeitlich versetzt werden kann, wobei dieses Problem durch die herkömmliche passive Stromfilterschaltung nicht gelöst werden kann.
  • Figurenübersicht
  • 1 ist ein Schaltschema, das den Aufbau einer herkömmlichen Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung zeigt.
  • 2 ist eine Kurve, welche die Spannungs-/Strom-Signalformen einer herkömmlichen passiven Stromfilterschaltung zeigt.
  • 3 ist ein Schaltschema, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Schaltschema, das den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Kurve, welche die Spannungs-/Strom-Signalformen gemäß der vorliegenden Erfindung nach einer Leistungsfaktor-Regelung zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Die 3 zeigt den Aufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die verbesserte passive Stromfilterschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst hauptsächlich: die Überlastschutzschaltung 11, die Spitzenstrom-Begrenzungsschaltung 12, die erste Filterschaltung 13, die Leistungsfaktor-Regelschaltung 14, den Gleichrichter 15, die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16, die zweite Filterschaltung 17, die Stromquellen-Treiberschaltung 18, den Hauptspannungstransformator 19, den Ausgangsgleichrichter 20, die Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21, die Notstromversorgungsschaltung 22, die Ausgangsfilterschaltungen 23, 24, 25 und eine Spannungsversorgungsschaltung 27 mit einem Leistungsfaktorausgleich. Die Leistungsfaktor-Regelschaltung 14 ist eine Spulenwicklung und dafür zuständig, um für den Effekt einer harmonischen Schwingung für die beiden Filterkondensatoren C5, C6 der zweiten Filterschaltung 17 zu sorgen, um die Stromphase zeitlich vorzuschieben. Die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit einem Leistungsfaktorausgleich besteht aus einer Spulenwicklung N2, die leitend mit der Primärseite des Hauptspannungstransformators 19, zwei Dioden D3, D5 und einem Kondensator C7 verbunden ist, die leitend mit der Spulenwicklung N2 verbunden sind. Die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich stellt der Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 eine Nennspannung bereit und die Wicklungsanzahl der Spulenwicklungen N2 kann in Entsprechung zu der Nennspannung eingestellt werden, die von der Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 benötigt wird, so dass die von der Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich abgegebene Spannung die Anforderungen der Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 erfüllen kann. Dabei wird die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich nicht von der Notstromversorgungsschaltung 22 überbrückt sondern durch eine unabhängige Schleife; deshalb wird weder die Fehlfunktion der Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21, die von dem Überbrücken der Notstromversorgungsschaltung 22 und der Störung des Steuer-ICs 211 herrührt, noch die instabile Spannungsausgabe auftreten.
  • Die 4 zeigt den Aufbau gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die verbesserte passive Stromfilterschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst im Wesentlichen: die Überlastschutzschaltung 11, die Spitzenstrom-Begrenzungsschaltung 12, die erste Filterschaltung 13, die Leistungsfaktor-Regelschaltung 14, den Gleichrichter 15, eine mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 26, die zweite Filterschaltung 17, die Stromquellen-Treiberschaltung 18, den Hauptspannungstransformator 19, den Ausgangsgleichrichter 20, die Stromquellen-Rückkopplungsschaltung 21, die Notstromversorgungsschaltung 22, die Ausgangsfilterschaltungen 23, 24, 25 und die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit einem Leistungsfaktorausgleich. Die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich stellt für die mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 26 eine Nenn-Ausgleichsspannung bereit. Die mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 26 ist leitend mit dem Gleichrichter 15 verbunden, der Wechselstrom-Eingangsanschlüsse und Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse aufweist, und lädt die Filterkondensatoren C5, C6 zu unterschiedlichen Phasen im Voraus auf. Die mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 26 umfasst mehrere Unterausgleichsschleifen, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Unterausgleichsschleifen aus einer Diode D4, D5, D6, D7, einem Kondensator C8, C9, C10, C11 und einer Zenerdiode Z01, Z02 und Z03 bestehen.
  • Wie in der 4 gezeigt, stellt die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich eine Versorgungsspannung VCC bereit, um die Kondensatoren C8, C9, C10, C11 über die Diode D5 während der oberen Halbwelle aufzuladen; der Kondensator C8 wird auf die volle Spannung VCC aufgeladen; der mit der Zenerdiode Z01 verbundene Kondensator C9 wird auf 3/4 der Spannung VCC aufgeladen; der mit der Zenerdiode Z02 verbundene Kondensator C10 wird auf 2/4 der Spannung VCC aufgeladen; der mit der Zenerdiode Z03 verbundene Kondensator C11 auf 1/4 der Spannung VCC aufgeladen, wobei die Spannungsversorgungsschaltung 27 mit Leistungsfaktorausgleich, die Kondensatoren C8, C9, C10, C11 und die Zenerdioden Z01, Z02, Z03 in Entsprechung zu den Werten der Ausgleichsspannungen bzw. Abgleichspannungen eingestellt bzw. gewählt werden können. Es wird nun Bezug genommen auf die 5. Wenn das Spannungssignal A plus die Spannung des voraufgeladenen Kondensators C8 größer ist als die Spannung der Filterkondensatoren C5, C6, lädt der Kondensator C8 die Filterkondensatoren C5, C6 über die Diode D5 im Voraus auf, wie in dem Stromsignal 33 der verlängerten Anschaltperiode gezeigt. (Weil der Kondensator C8 auf die volle Spannung VCC aufgeladen wird, wird dieser zunächst entladen.) Dann, wenn das Spannungssignal A erneut um 3/4 der Spannung VCC der Spannung des voraufgeladenen Kondensators C9 ansteigt und diese größer ist als die Spannung der Filterkondensatoren C5, C6, lädt der Kondensator C9 die Filterkondensatoren C5, C6 über die Diode D6 im Voraus auf, wie für das Stromsignal 32 der vorgeschobenen Anschalt-Periode gezeigt. Dann, wenn das Spannungssignal A erneut ansteigt, lädt der Kondensator C10 die Filterkondensatoren C5, C6 im Voraus auf, wie in dem Stromsignal 31 der verlängerten Anschalt-Periode gezeigt, und falls dies erforderlich ist, kann die Anzahl der Phasen weiter vergrößert werden. Wenn das Spannungssignal A selbst schließlich die Anschlussspannung der Filterkondensatoren C5, C6 erreicht, tritt der Hauptschleifenstrom 30 in Erscheinung und beginnt damit, die Filterkondensatoren C5, C6 über die Leistungsfaktor-Regelschaltung 14 und den Gleichrichter 15 aufzuladen. Deshalb kann die passive Stromfilterschaltung gemäß der für die vorliegende Erfindung offenbarten Technologie sequentiell abgeglichen werden und somit werden die Ziele erfüllt, dass elektrische Normen erfüllt sind und Herstellungskosten verringert werden können.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Diese sollen jedoch nicht den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung beschränken, vielmehr sollen sämtliche Modifikationen und Variationen von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung mit umfasst sein, wie dieser in den beigefügten Schutzansprüchen festgelegt ist, solange diese nicht von dem allgemeinen Lösungsgedanken der vorliegenden Erfindung abweichen.
  • Zusammenfassend offenbart die vorliegende Erfindung eine verbesserte passive Stromfilterschaltung, bei der für die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung 16 eine Nenn-Ausgleichsspannung bereit gestellt wird, um das Problem einer instabilen Strom- bzw. Spannungsausgabe zu beheben, das daher resultiert, dass herkömmlich die Nennspannung durch Überbrücken der Notstromversorgungsschaltung 22 erhalten wird. Außerdem wir erfindungsgemäß eine Schaltung dazu verwendet, um zwei Filterkondensatoren C5, C6, voraufzuladen, die mit den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen eines Gleichrichters 15 verbunden sind, um das Voreilen oder Nacheilen der Stromphase zeitlich zu versetzen, welches Problem herkömmliche passive Stromfilterschaltungen nicht beheben können, so dass auf diese Weise der Leistungsfaktor verbessert werden kann.

Claims (8)

  1. Passive Stromfilterschaltung, um den Eingangs-Leistungsfaktor einer Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung zu verbessern, um die harmonische Komponente der Strom- bzw. Spannungsversorgung zu reduzieren und um den Wirkungsgrad des elektrischen Stromversorgungssystems zu verbessern mit: einem Gleichrichter (15); zwei Filterkondensatoren (C5, C6), die mit den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters (15) in Reihe geschaltet sind; einer Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (16), die zwischen die Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters (15) und die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) geschaltet ist und die Anschaltzeit zeitlich verschiebt, während der der Strom von den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters (15) die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) auflädt; und einer Spannungsversorgungsschaltung (27) mit einem Leistungsfaktorausgleich, welche eine unabhängige Spulenwicklung (N2) aufweist, die leitend mit einem Hauptspannungstransformator (19) der Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung verbunden ist und für die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (16) eine Nenn-Ausgleichsspannung bereit stellt.
  2. Passive Stromfilterschaltung nach Anspruch 1, bei der die zweite Spulenwicklung (N2) leitend mit der Primärseite des Hauptspannungstransformators (19) verbunden ist.
  3. Passive Stromfilterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Spannungsversorgungsschaltung (27) mit Leistungsfaktorausgleich aus der Spulenwicklung (N2), Dioden (D3, D5) und einem Kondensator (C7) besteht.
  4. Passive Stromfilterschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (16) eine mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (26) ist.
  5. Passive Stromfilterschaltung nach Anspruch 4, bei der die mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (26) zwischen die Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters (15) und die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) geschaltet ist und die von der mehrstufigen Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (26) benötigte Nenn-Ausgleichsspannung von der Spannungsversorgungsschaltung (27) mit Leistungsfaktorausgleich erhält und die Anschaltzeit zeitlich vorschiebt, während der der Strom von den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) auflädt.
  6. Passive Stromfilterschaltung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die mehrstufige Leistungsfaktor-Ausgleichsschaltung (26) außerdem zumindest eine Unterausgleichsschleife umfasst.
  7. Passive Stromfilterschaltung nach Anspruch 6, bei der die Unterausgleichsschleife aus einer Diode (D4, D5, D6, D7), einem Kondensator (C8, C9, C10, C11) und einer Zenerdiode (Z01, Z02, Z03) besteht.
  8. Passive Stromfilterschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der durch das umgekehrte bzw. entgegen gerichtete Anschalten der Diode (D4, D5, D6, D7) der von dem Gleichrichter (15) ausgegebene Strom den Kondensator in Entsprechung zu der Nennspannung der Zenerdiode (Z01, Z02, Z03) und der Nenn-Ausgleichsspannung auflädt; wobei dann, wenn die Spannung des Kondensators (C8, C9, C10, C11) eine zweite Nennspannung erreicht, der Strom der Anschaltzeit, der während des Vorgangs auftritt, bei dem der Kondensator (C8, C9, C10, C11) die beiden Filterkondensatoren (C5, C6) über die Diode (D4, D5, D6, D7) und Zenerdiode (Z01, Z02, Z03) auflädt.
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DE (1) DE202005018980U1 (de)
TW (1) TW200633338A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103856039A (zh) * 2014-03-27 2014-06-11 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 一种电车供电线网电源转换装置及电源驱动系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948306B2 (en) * 2009-03-09 2011-05-24 Xerox Corporation Active power filter method and apparatus
JP2016226245A (ja) * 2015-06-04 2016-12-28 日東工業株式会社 車両用充電装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960016605B1 (ko) * 1992-11-20 1996-12-16 마쯔시다 덴꼬 가부시끼가이샤 전원 공급 장치
ES2150072T3 (es) * 1995-05-26 2000-11-16 At & T Corp Control del factor de potencia en rectificadores conmutados.
TW344161B (en) * 1997-08-11 1998-11-01 Delta Electronic Inc UPS system and its charge control method
KR100575665B1 (ko) * 2003-09-25 2006-05-03 엘지전자 주식회사 마이크로웨이브 조명장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103856039A (zh) * 2014-03-27 2014-06-11 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 一种电车供电线网电源转换装置及电源驱动系统

Also Published As

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