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"Getaktetes Netzgerät mit mehreren Ausgängen"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein getaktetes Netzgerät mit einem
Netztransformator und ausgangsseitigen Drosselwicklungen mit mehreren Ausgängen.
Sie findet Anwendung bei der Stromversorgung von Verbrauchern, die an die Spannung
bestimmte Anforderungen stellen.
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Geregelte Netzgeräte sollen nicht nur die Ausgangsspannung in Abhängigkeit
von Belastungsschwankungen konstant halten, sondern auch bei veranderlicher Eingangsspannung
für einen konstanten Ausgangsspannungswert sorgen.
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Allgemein bekannte Netzgeräte bestehen aus einer Schaltung, beispielsweise
mit Doppelweggleichrichtung und Drossel-Kondensator-Siebung, an deren Ausgang die
Spannung abgreifbar ist.
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Für jeden Ausgang des Netzgerätes ist eine Sekundärwicklung auf dem
verwendeten Netztransformator, eine Gleichrichtung und eine Siebung erforderlich.
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Nachteilig bei den bekannten Netzgeräten isz die starke Abhängigkeit
der Ausgangsspannung von der Belastung, besonders bei kleinen Belastungen. Außerdem
kann sich, durch unterschiedliche Belastung bedingt, das Verhältnis der Ausgangsspannung
sehr stark ändern.
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Wenn die Spannung eines Ausganges geregelt wird, wie z.B.
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durch übliche primärseitige
Spannungszeitflächensteuerung
bei getakteten Netzgeräten, kann es vorkommen, daß bei Leerlauf des geregelten Ausganges
die Spannung des ungeregelten Ausganges zusammenbricht oder daß bei Belastung des
geregelten Ausganges und Leerlauf des ungeregelten Ausganges eine Spannungsüberhöhung
auftritt. -Wegen dieser Eigenschaften ist es nicht möglich, auch bei geringen Ansprüchen
an die Konstanz der Ausgangsspannungen, diese Schaltung generell einzusetzen, sondern
nur bei bestimmten Lastbedingungen. Die Grundlast kann z. B. bis zu 20 % vom Nennstrom
betragen. Bei höheren Anforderungen sind bisher für jeden Ausgang getrennte Regler
einzusetzen.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein getaktetes Netzgerät zu
schaffen, bei dem ohne großen Aufwand auf einfache Art eine Regelung bzw. Stabilisierung
der Ausgangsspannungen stattfindet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch ersielt, daß die Drosselwicklungen
für die unterschiedlichen Ausgänge auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind und
gleichsinnig vom Strom durchflossen werden. In vorteilhafter Ausgestaltung sind
die Sekundärwicklungen derart geschaltet, daß die Ausgänge potentialfrei gegeneinander
ausführbar sind.
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Vorteilhaft gemäß dem erfinderischen Netzgerät ist besonders die genaue
Regelung der Ausgangsspannung. Vorteilhaft ist weiterhin, daß beim Einschalten alle
Spannungen an den Ausgängen sofort vorhanden sind, es treten keine Probleme mit
Einschaltsequenzen auf.
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Bei ungleichmäßigen Ausgangsbelastungen ist eine Lastverteilung auf
die einzelnen Ausgänge problematisch. Mit dem erfindungsgemäßen Netzgerät ist es
in vorteilhafter Weise möglich,die ganze Belastung nur auf einen Ausgang zu legen
oder
auch mehrere Ausgänge in Ab]angigkeit von der maximal möglichen Leistung zu belasten.
Die Verteilung der Lasten ist also variabel. Damit ist eine kleinere Dimensionierung
des verwendeten Netzgerätes möglich. Vorteilhaft ist weiter, daß das Prinzip der
gemeinsamen Drosselwicklungen auch bei konventionellen Netzgeräten mit Sinus-Adsteuerung
Anwendung finden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Netzgerätes wird nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Ein getaktetes Netzgerät mit zwei Ausgängen, dessen primärseitige
Regelung nicht dargestilt ist, besteht aus einem Netztransformator mit der Primärwicklung
1 und den beiden gleichartigen Sekundärwicklungen 2 und 3. Denkbar sind natürlich
auch weitere Sekundärwicklungen mit unterschiedlichen Windungszahlen.
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An die Sekundärwicklung 2 schließt sich eine Doppelweggleichrichtung
mit den Diode 4, sowie die Siebung mit der Drossel 6 und dem Kondensator 8 an. Hinter
der Drossel 6 ist ein Istwert für die Regelung abgreifbar. Die Regelung der Spannungs-Zeitfläche
auf der Eingangsseite, bekannt unter der Bezeichnung Impulsbreitenregelung, ist
nicht Gegenstand der Anmeldung. Die Regelung setzt beispielsweise ein, um Lasteinbrüche
auf der Ausgangsseite auszugleichen.
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An die andere Sekundärwicklung 2 schließen sich der Gleichrichter
5, Drossel 7 und Kondensator 9 an. An den beiden Ausgängen sind die Spannungen Ul
und U2 abnehmbar.
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Zur Vereinfachung wird angenommen, daß an den beiden Ausgängen mit
Ul und U2 die gleichen Spannungen vorhanden sein sollen. An dem Ausgang mit der
Spannung U1 ist ein Verbraucher angeschlossen, so daß durch die Anordnung Sekundärwicklung,
Gleichrichter, Drossel ein Strom fließt, der an der Drossel 6 einen Spannungsabfall
hervorruft. Durch die erfindungsgemäße enge Kopplung der beiden Drosseln 6 und 7,
die dadurch erzielt wird, daß beide Drosselwicklungen auf einem gemeinsamen
Eisenkern
angeordnet sind, wird der Spannungsabfall der Drossel 6 auf die Drossel 7 induziert.
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Die Drosselwicklungen 6 und 7 sind so geschaltet, daß sie gleiche
Polarität haben. Damit steht die in der Drossel 7 induzierte Spannung der Spannung
der Wicklung 3 entgegen und läßt U2 am unbelasteten Ausgang ebenso groß erscheinen
wie Ul am belasteten Ausgang. Bei bekannten Netzgeräten erfolgt bei unbelastetem
Ausgang eine Spitzenwertgleichrichtung mit sehr viel höherer Ausgangspannung.
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Da mit dem erfindungsgemäßen getakteten Netzgerät am Ausgang auf konstanten
Wert geregelt wird, muß der Eingang der Schaltung, um Lasteinbrüche wie beispielsweise
Drosselverluste auszugleichen, die Impulsbreite vergrößert werden.
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Die Vergroßerung der Impulsbreite wirkt sich natürlich auch auf den
anderen ungeregelten Ausgang aus. Wenn also der geregelte Ausgang belastet wird,
steigt die Spannung an dem ungeregelten, mitlaufenden Ausgang etwas an.
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Bei Abgriff unterschiedlicher Spannung an den Ausgängen sind auch
unterschiedliche Sekundärwicklungen 2 und 3 erforderlich Die entsprechenden Drosseln
6 und 7 müssen dann das gleiche Windungsverhältnis besitzen. Die Drosseln müssen
natürlich von ihrem Kern her weiterhin für die volle Ausgangsleistung bemessen sein.
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Statt der bisher beschriebenen beiden abgreifbaren Spannungen am Ausgang
können selbstverständlich noch weitere Ausgänge vorhanden sein. Es können auch negative
Gleichrichter eingesetzt werden, um negative Spannungen, bezogen auf Null-Potential,
zu erzielen. Die Sekundärwicklungen können auch derart geschaltet werden, daß die
Ausgänge potentialfrei gegeneinander ausführbar sind.
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Die Verwendung von magnetisch eng gekoppelten Drosseln auf einem gemeinsamen
Eisenkern ist selbstverständlich nicht nur bei rechteckförmiger sondern auch auch
bei sinusförmiger Ansteuerung möglich, wie beispielsweise bei konventionellen Netzgeräten.
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