DE202016101440U1 - Ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz - Google Patents

Ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz Download PDF

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Abstract

Ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz, das aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Dreiphasen-DC-Netzteilen (100) besteht und jedes Dreiphasen-DC-Netzteil (100) aufweisend: einen Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10), der an eine externe Wechselstromquelle (200) angeschlossen ist, um die von dieser Wechselstromquelle (200) versorgte Wechselspannung durch Erhöhung der Spannung, Frequenzfilterung und Gleichrichten in eine Gleichspannung umzuwandeln; einen isolierten Transformator (20), der mit dem Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10) elektrisch leitend verbunden ist, um nicht nur die vom Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10) umgewandelte Gleichspannung zu stabilisieren, sondern auch den Spannungspegel der Gleichspannung anzupassen, um eine Gleichspannung durch Vollweggleichrichtung zu erzeugen; einen Buck-Schaltstromkreis (30), der mit einem isolierten Transformator (20) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Buck-Schaltstromkreis (30) dafür dient, den vom isolierten Transformator (20) ausgegebenen Spannungspegel der Gleichspannung stabil zu modulieren, wobei der Buck-Schaltstromkreis (30) einen ersten MOS-Transistorschalter (31), einen zweiten MOS-Transistorschalter (32) und einen dritten MOS-Transistorschalter (33) aufweist, wobei der erste MOS-Transistorschalter (31), der zweite MOS- Transistorschalter (32) und der dritte MOS-Transistorschalter (33) parallel geschaltet sind, und wobei die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters (31), des zweiten MOS-Transistorschalters (32) und des dritten MOS-Transistorschalters (33) jeweils zwischen 110 kHz und 150 kHz beträgt; und einen Phasenfolge-Regelkreis (40), der mit dem ersten MOS-Transistorschalter (31), dem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und dem dritten MOS-Transistorschalter (33) des Buck-Schaltstromkreises (30) elektrisch leitend verbunden ist, um eine Steuerung der Phasenverschiebung zwischen dem ersten MOS-Transistorschalter (31), dem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und dem dritten MOS-Transistorschalter (33) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrphasen-DC-Netzteil mit einem ersten MOS-Transistorschalter (31), einem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und einem dritten MOS-Transistorschalter (33) parallel geschaltet und zwar sich gegeneinander phasenverschiebbar ist, um jeweils die Frequenz von 110 kHz bis 150 kHz auszugeben, so dass die gesamte Schaltungsfrequenz dieses Mehrphasen-DC-Netzteils biz 1 MHz erreichbar ist.

Description

  • Gebiet des Gebrauchsmusters
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft ein DC-Netzteil und insbesondere ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz.
  • Relevanter Stand der Technik
  • Mit der kontinuierlichen Entwicklung der elektronischen Technologie und Durchbrüche sind die Anwendungsbereiche der DC-Netzteile zunehmend weit verbreitet. Um den Anforderungen der heutigen elektronischen Geräte zu entsprechen, müssen die Anforderungen für die Schaltungsfrequenz des DC-Netzteils auch weiterhin verbessert werden. Im Allgemein, je höher die Schaltungsfrequenz ist, desto stabiler der Wellenform eines DC-Netzteil-Ausgangsstroms. Jedoch kann ein herkömmlich bekanntes DC-Netzteil normalerweise eine Stromabgabe höher Schaltungsfrequenz nicht herstellen. Zum Teil von DC-Netzteilen, die eine Stromabgabe höher Schaltungsfrequenz herstellen können, haben immer eine hohe Welligkeit, langsame Reaktion und andere Mängel zur Folge.
  • Beschreibung
  • Angesichts der obigen technischen Nachteile besteht eine Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters darin, ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz zu schaffen, das mit einer Vielzahl von Dreiphasen-DC-Netzteilen parallel geschaltet ist und zwar mittels der Wechselrichter Technik durch einen ersten MOS-Transistorschalter, einen zweiten MOS-Transistorschalter und einen dritten MOS-Transistorschalter des jeweiligen Dreiphasen-DC-Netzteils parallel schaltbar und phasenverschiebbar ist, so dass diese MOS-Transistorschalter jeweils eine Frequenz von 110 kHz bis 150 kHz ausgeben kann, damit die Schaltungsfrequenz dieses Mehrphasen-DC-Netzteils bis 1 MHz erreichbar ist. Vorteilhaft ist ferner, dass ein neuerungsgemässes Mehrphasen-DC-Netzteil mit einer niedrigen Welligkeit hat, über die Fähigkeit zur schnellen Reaktion verfügt und zwar den EMI-Vorschriften der elektromagnetischen Störbeeinflussung entspricht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterausbildungen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster wird besser verstanden mit Bezug auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
  • 1 ein Blockschaltbild eines Mehrphasen-DC-Netzteils mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz des vorliegenden Gebrauchsmusters;
  • Ausführliche Beschreibung des Gebrauchsmusters
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Mehrphasen-DC-Netzteils mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz des vorliegenden Gebrauchsmusters, das aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Dreiphasen-DC-Netzteilen 100 besteht, wobei jedes Dreiphasen- DC-Netzteil 100 einen Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10, einen isolierten Transformator 20, einen Buck-Schaltstromkreis 30, und einen Phasenfolge-Regelkreis 40 aufweist
  • Der Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10 ist an eine externe Wechselstromquelle 200 anschliessbar, um die von dieser Wechselstromquelle 200 versorgte Wechselspannung durch Erhöhung der Spannung, Frequenzfilterung und Gleichrichten in eine Gleichspannung umzuwandeln.
  • Der isolierte Transformator 20 ist mit dem o.g. Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10 elektrisch leitend verbindbar, um nicht nur die vom Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10 umgewandelte Gleichspannung zu stabilisieren, sondern auch den Spannungspegel der Gleichspannung anzupassen, um eine Gleichspannung durch Vollweggleichrichtung zu erzeugen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der isolierte Transformator 20 eine Primärseite 21 und eine Sekundärseite 22, wobei der isolierte Transformator 20 mittels der Primärseite 21 mit dem Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10 elektrisch leitend verbunden ist.
  • Der Buck-Schaltstromkreis 30 ist mit der Sekundärseite 22 des isoliertenr Transformators 20 elektrisch leitend verbunden, wobei der Buck-Schaltstromkreis 30 eine Gleichrichterfilterschaltung 34 aufweist, um den vom isoliertenTransformator 20 ausgegebenen Spannungspegel der Gleichspannung zu modulieren. Ausserdem weist der Buck- Schaltstromkreis 30 einen ersten MOS-Transistorschalter 31, einen zweiten MOS-Transistorschalter 32 und einen dritten MOS-Transistorschalter 33 auf, wobei der erste MOS-Transistorschalter 31, der zweite MOS-Transistorschalter 32 und der dritte MOS-Transistorschalter 33 parallel geschaltet und zwar mit einer Gleichrichterfilterschaltung 34 elektrisch leitend verbunden sind. Desweiteren liegt die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters 31, des zweiten MOS-Transistorschalters 32 und des dritten MOS-Transistorschalters 33 jeweils zwischen 110 kHz und 150 kHz. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste MOS-Transistorschalter 31, der zweite MOS-Transistorschalter 32 und der dritte MOS-Transistorschalter 33 jeweils als ein Feldeffekttransistor mit Metalloxid-Halbleiter (MOS-Feldeffekttransistor) ausgebildet und zwar liegt die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters 31, des zweiten MOS-Transistorschalters 32 und des dritten MOS-Transistorschalters 33 jeweils 112 kHz. Ausserdem dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters lediglich zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck einer Einschränkung der Erfindung.
  • Der Phasenfolge-Regelkreis 40 ist mit dem ersten MOS-Transistorschalter 31, dem zweiten MOS-Transistorschalter 32 und dem dritten MOS-Transistorschalter 33 des Buck- Schaltstromkreises 30 elektrisch leitend verbunden, um eine Steuerung der Phasenverschiebung zwischen dem ersten MOS-Transistorschalter 31, dem zweiten MOS-Transistorschalter 32 und dem drittem MOS-Transistorschalter 33 zu ermöglichen.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eines Mehrphasen-DC-Netzteils des vorliegenden Gebrauchsmmusters, wie aus 1 ersichtlich, ist es aus drei Stück Dreiphasen-DC-Netzteile 100 besteht und zwar zueinander parallel geschaltet, welche derart ausgebildet sind, dass die Erzeugung der Ausgangsfrequenz durch Phasenverschiebung gegeneinander durch einen Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis 10, einen isolierten Transformator 20 und einen Phasenfolge-Regelkreis 40 zur Stererung von erstem MOS-Transistorschalter 31, zweitem MOS-Transistorschalter 32 und dritten MOS-Transistorschalter 33 des Buck-Schaltstromkreises 30 (insgesamt neun Phasen) ermöglicht, damit die gesamte Ausgangsfrequenz eines Mehrphasen-DC-Netzteils mit den gesamten Überlagerungsfrequenzen einer Vielzahl von Transistorschaltern summierbar sind. Da die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters 31, des zweiten MOS-Transistorschalters 32 und des dritten MOS-Transistorschalters 33 usw. neun Phasen-Transistorschalters des Buck-Schaltstromkreises 30 jeweils 112 kHz beträgt, ist die gesamte Ausgangsfrequenz eines Mehrphasen-DC-Netzteils bis 1008 kHz erreichbar, so dass die von einem Mehrphasen-DC-Netzteil ausgegebene Schaltungsfrequenz bis 1 MHz erreichbar.
  • Besonders erwähnenswert ist, dass bei mehreren Ausgaben einer Vielzahl von Stromversorgungsgeräten jede Schaltungsfrequenz jeweils mit eigener besten Frequenz arbeitet und sich nicht gegenseitig beeinflusst, dass die Ausgangssummenleistung eines gesamten Mehrphasen-DC-Netzteils der Akkumulation des von jeder Schaltungsfrequenz ausgegebenen Maximalwertes der Welligkeit entspricht. Da die Frequenz der gesamten Welligkeit sich abhängig von Frequenzwechsel jeweiliger Schaltungsfrequenz eine Differenzfrequenz o. dgl. Frequenzkomponent veränderbar ist, wird die Wechselrichter Technik hierfür angewandt, damit die von unterschiedlicher Schaltungsfrequenz ausgegebene Welligkeit während der stabilen Bearbeitung der Mehrwege-Schaltungsfrequenz unter schwerer Belastung vorteilhaft ausgeglichen werden kann, um die gesamte Welligkeit des gesamten Stromkreises zu reduzieren..
  • Wie vorstehend beschrieben, ist ein neuerungsgemässes Mehrphasen-DC-Netzteil mit einer Vielzahl von Transistorschaltern parallel schaltbar und zwar sich gegeneinander phasenverschiebbar, um jeweils die Frequenz von 110 kHz bis 150 kHz auszugeben, so dass die gesamte Schaltungsfrequenz dieses Mehrphasen-DC-Netzteils biz 1 MHz erreichbar ist. Vorteilhaft ist ferner, dass ein neuerungsgemässes Mehrphasen-DC-Netzteil mit einer niedrigen Welligkeit hat und über die Fähigkeit zur schnellen Reaktion verfügt. Da die Ausgangsfrequenz der jeweiligen Transistorschalter niedriger als 150 kHz ist, deswegen kann das neuerungsgemässe Mehrphasen-DC-Netzteil die EMI-Vorschriften einhalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis
    20
    isolierter Transformator
    21
    Primärseite
    22
    Sekundärseite
    30
    Buck-Schaltstromkreis
    31
    der erste MOS-Transistorschalter
    32
    der zweite MOS-Transistorschalter
    33
    der dritte MOS-Transistorschalter
    34
    Gleichrichterfilterschaltung
    40
    Phasenfolge-Regelkreis
    100
    Dreiphasen-DC-Netzteil
    200
    Wechselstromquelle

Claims (5)

  1. Ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz, das aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Dreiphasen-DC-Netzteilen (100) besteht und jedes Dreiphasen-DC-Netzteil (100) aufweisend: einen Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10), der an eine externe Wechselstromquelle (200) angeschlossen ist, um die von dieser Wechselstromquelle (200) versorgte Wechselspannung durch Erhöhung der Spannung, Frequenzfilterung und Gleichrichten in eine Gleichspannung umzuwandeln; einen isolierten Transformator (20), der mit dem Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10) elektrisch leitend verbunden ist, um nicht nur die vom Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10) umgewandelte Gleichspannung zu stabilisieren, sondern auch den Spannungspegel der Gleichspannung anzupassen, um eine Gleichspannung durch Vollweggleichrichtung zu erzeugen; einen Buck-Schaltstromkreis (30), der mit einem isolierten Transformator (20) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Buck-Schaltstromkreis (30) dafür dient, den vom isolierten Transformator (20) ausgegebenen Spannungspegel der Gleichspannung stabil zu modulieren, wobei der Buck-Schaltstromkreis (30) einen ersten MOS-Transistorschalter (31), einen zweiten MOS-Transistorschalter (32) und einen dritten MOS-Transistorschalter (33) aufweist, wobei der erste MOS-Transistorschalter (31), der zweite MOS- Transistorschalter (32) und der dritte MOS-Transistorschalter (33) parallel geschaltet sind, und wobei die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters (31), des zweiten MOS-Transistorschalters (32) und des dritten MOS-Transistorschalters (33) jeweils zwischen 110 kHz und 150 kHz beträgt; und einen Phasenfolge-Regelkreis (40), der mit dem ersten MOS-Transistorschalter (31), dem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und dem dritten MOS-Transistorschalter (33) des Buck-Schaltstromkreises (30) elektrisch leitend verbunden ist, um eine Steuerung der Phasenverschiebung zwischen dem ersten MOS-Transistorschalter (31), dem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und dem dritten MOS-Transistorschalter (33) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrphasen-DC-Netzteil mit einem ersten MOS-Transistorschalter (31), einem zweiten MOS-Transistorschalter (32) und einem dritten MOS-Transistorschalter (33) parallel geschaltet und zwar sich gegeneinander phasenverschiebbar ist, um jeweils die Frequenz von 110 kHz bis 150 kHz auszugeben, so dass die gesamte Schaltungsfrequenz dieses Mehrphasen-DC-Netzteils biz 1 MHz erreichbar ist.
  2. Ein Mehrphasen-DC-Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierte Transformator (20) eine Primärseite (21) und eine Sekundärseite (22) aufweist, wobei die Primärseite (21) mit dem Boost-Leistungsfaktor-Eichstromkreis (10) elektrisch leitend verbunden ist und die Sekundärseite (22) mit dem Buck-Schaltstromkreis (30) elektrisch leitend verbunden ist.
  3. Ein Mehrphasen-DC-Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Buck-Schaltstromkreis (30) eine Gleichrichterfilterschaltung (34) aufweist, damit der Buck-Schaltstromkreis (30) durch die Gleichrichterfilterschaltung (34) mit dem isolierten Stromkreis elektrisch leitend verbindbar ist.
  4. Ein Mehrphasen-DC-Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste MOS-Transistorschalter (31), der zweite MOS-Transistorschalter (32) und der dritte MOS-Transistorschalter (33) jeweils als ein Feldeffekttransistor mit Metalloxid-Halbleiter (MOS-Feldeffekttransistor) ausgebildet ist.
  5. Ein Mehrphasen-DC-Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrphasen-DC-Netzteil aus drei Stück Dreiphasen-DC-Netzteile (100) zueinander parallel geschaltet ist, wobei der Buck-Schaltstromkreis (10) des jeweiligen Dreiphasen-DC-Netzteils einen ersten MOS-Transistorschalter (31), einen zweiten MOS-Transistorschalter (32) und einen dritten MOS-Transistorschalter (33) aufweist, und wobei die Ausgangsfrequenz des ersten MOS-Transistorschalters (31), des zweiten MOS-Transistorschalters (32) und des dritte MOS-Transistorschalters (33) jeweils 112 kHz beträgt.
DE202016101440.9U 2016-01-29 2016-03-16 Ein Mehrphasen-DC-Netzteil mit programmierbarer Schaltfrequenz bis 1 MHz Active DE202016101440U1 (de)

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