DE2754846C2 - Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschalteten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungsschaltregler - Google Patents

Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschalteten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungsschaltregler

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschal- jo teten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungsschaluegler zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung oder eicss Gleichstromes aus einer ungeregelten Spannungsqudle, wobei jede Schaltregler-Leistungsstufe ein von einem R-Isbreitenmodulator angesteuertes Halbleiterschaltelement, eine als Energiespeicher zwischem dem Eingang und dem Ausgang des Schaltreglers arbeitende, von einem kontinuierlichen Strom durchflossene Drosselspule aufweist und wobei dem Ausgang eines gemeinsamen Fehlerspannungsverstärkers für die Regelgröße ein dem Strom der Leistungstufe proportionales Signal gegenkoppelnd wirkend zugeführt wird und mit diesem resultierende» Signal der Pulsbreitenmodulator angesteuert wird.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der ESA-Veröffentlichung Proceedings of the Third ESTEC Spacecraft Power Conditioning Seminar held at Noordwijk (ESA SP - 126, Seiten 137 bis 147) unter der Überschrift »Multiple PWM Boost Regulator« von A. Carraro beschrieben. Hierin wird die Sc Stromaufteilung durch eine individuelle unterlagerte Stromregelung in jeder Leistungsstufe erzielt, welches einen relativ großen schaltungstechnischen Aufwand bedeutet Außerdem erfolgt hierbei die Strommessung hinter dem Ausgang der einzelnen Filter, was bei ss dynamischer Belastung zu einer ungleichmäßigen Stromaufteilung führt.
Bei einer anderen aus der DE-OS 19 18 576 bekannten Gleichstromsteueranordnung, welche aus wenigstens zwei Zerhackereinrichtungen besteht, die μ mit einer gemeinsamen Gleichstromquelle verbunden sind, deren Leitfähigkeitszustand zu vorgegebenen Zeitintervallen gesteuert ist, und in Serie mit den Zerhackereinrichtungen angeordneten Induktanzen, ist eine einzige Belastung vorgesehen, durch welche die einzelnen, durch die tnduktanzen fließenden Ströme fließen. Hierbei erfolgt die Stromaufteilung ebenso durch eine individuelle unterlagerte Stromregelung in den einzelnen Leistungsstufen,
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Parallelschaltung mit einfachen Mitteln zu erreichen, mit welcher eine sichere statische und dynamische gleichmäßige Stromaufteilung gewährleistet wird.
Zur Lösung der gestellten Ausgab« sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Subtraktion eines dem Spulenstrom proportionalen Signals vom Ausgangssignal des gemeinsamen Fehlerverstärkers eine Stromaufteilung in den einzelnen Leistungsstufen mit ausreichender Genauigkeit erzielt wird, wobei es unerheblich ist, bei welchem Schaltreglertyp die Schaltungsanordnung angewandt wird. Dadurch, daß das subtrahierte Signa! proportional zum kontinuierlich vorhandenen Spulenstrom ist, der die elektrische Belastung der Schaltreglerelemente bestimmt, wird sichergestellt, daß auch bei dynamischen Betriebsfällen des Schaltregler immer kontrollierte Beiastungsverhältnisse vorliegen, ohne daß in den einzelnen Leistungsstufen eine zusätzliche untedagerte Stromregelung notwendig ist.
Die Schaltungsanordnung ist in allen geschalteten Netzgeräten und in verschiedenen elektronischen Gleichspannungswandlern anwendbar. Insbesondere bei der Realisierung hoher elektrischer Leistungspegel, wenn es technisch schwierig oder unwirtschaftlich wird, die Gesamtleistung in einer einzigen Schaltregler-Leistungsstufe zu verarbeiten und somit ein Parallelschalten von mehreren Schaltregler-Leistungsstufen günstigerist
Ein Ausführungsbeispiel ist folgend beschrieben und durch eine Figur (Schaltungsanordnung und Stromdiagramm) erläutert
Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung für den Parallelbetrieb von zwei Schahregler-Leistungsstufen des »Boost«-Typs an einem gemevieamen Fehlerverstärker FV.
Das hier dargestellte Prinzipschaltbild einer Anordnung von Schaltregler-Leistungsstufen LS\ und LS2 enthält die typischen Schaltungselemente wie Drosselspule Li, L2, Dioden Dt, D2, Leistungsschalter 5t, S2, Pulsbreitenmodulator PBMu PBM2 sowie die Gegenkopplung der proportionalen Spulenströme i'li, Il2 mit Ar-Zt; bzw. k · iL2 zur Steuerspannung Ust· Dabei steuern die daraus resultierenden Signale Us 1 und Us 2 aus (Ust — k ■ iL 1) bzw. (UsT -Ar-Zt 2) die Pulsbreitenmodulatoren PMB] und PBM2 an. Wird bei der Parallelschaltung mehrerer Schaltregler-Leistungsstu· fen LS an gemeinsamen Fehlerverstäirkern FVm jeder Leistungsstufe LS, und LSi eine identische Gegenkopplung k des Spulenslromes k zur gemeinsamen Steuerspannung i/srdes Fehlerverstärkers FVvorgenommen, so erhält jede Leistungsstufe einen definierten Gleichstromanteil des Spulenstromes k 1 bzw. /ti in Abhängigkeit von der Steuerspannung Ust- Die Genauigkeit der Stromaufteilung wird durch die Größe des Faktors ik ■■ k bestimmt, die von der Steuerspannung Ust des Fehlerverstärkers FVsubtrahiert wird.
Die Wirkung der Schaltungsanordnung ist unabhängig von der Frequenz der einzelnen Leistungsstufen. Es ist daher gleichgültig, ob die Stufen bei gleicher Frequenz (in Phase oder im Phasenversatz) oder bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschalteten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungssebaltreg- ϊ ler zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung oder eines Gleichstromes aus einer ungeregelten Spannungsquelle, wobei jede Schaltregler-Leistungsstufe ein von einem Pulsbreitenmodulator angesteuertes Halbleiterschaltelement, eine als m Energiespeicher zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Schaltreglers arbeitende, von einem kontinuierlichen Strom durchflossene Drosselspule aufweist und wobei dem Ausgang eines gemeinsamen Fehlerspannungsverstärkers für die Regelgrö-3e ein dem Strom der Leistungsstufe proportionales Signal gegenkoppelnd wirkend zugeführt wird und mit diesem resultierenden Signal der Pulsbreitenmodulator angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das resultierende Signal (Us\, Usii durch VenE»)iderung des Ausgangssignals (Ust) des Fehlerspannungsverstärkers (FV) um den Betrag des drosselstromproportionalen Signals (k · //.) gebildet wird.
    25
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