DE2809138A1 - Stromversorgungseinrichtung - Google Patents
StromversorgungseinrichtungInfo
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Description
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
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Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsull
WESTERN ELECTRIC COMPANY
Incorporated
NEW YORK N.Y. 1oo38 /USA Spiscopo 1
Stromvers orgung s e inri chtung.
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinriehtungs
die durch eine Stromquelle mit instabilder Spannung versorgt wird? mit einer Eingangseinrichtung zum Anschluss
an eine Stromquelle, mit einer Ausgangseinrichtung und mit einer Schalteinrichtung zur Modulation eines Signals
zwischen der Eingangs- und der Ausgangseinrichtung„
In Fernsprechanlagen ist es häufig erforderlich^ dass
eine Stromversorgungsquelle an einer amtsentfernten Stelle eingesetzt wird= In vielen Fällen steht dann an diesen
Stellen eine Netzwechselspannung oder eine Ortsbatterie
nicht zur Verfügung. Demgemäss muss elektrische Leistung
vom Vermittlungsamt zur amtsentfernten Stelle übertragen werden. In einigen Anv/endungsfällen kann die Leistung zur
Speisung der Stromversorgungseinrichtung oder des Spannungswandlers an der amtsentfernten Stelle über ein Kabel
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München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Oipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat.
Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen DipWng. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
geliefert werden, das im Vermittlungsamt an eine Versorgungsspannung
angeschaltet ist. Die Länge des Kabels ändert sich entsprechend der Lage des Vermittlungsamtes
mit Bezug auf die Stromversorgungseinrichtung an der amtsentfernten Stelle. Es ist für manche Fälle nicht
ungewöhnlich, dass sich die Länge des Kabels vom Vermittlungsamt zu einer amtsentfernten Stelle zwischen einigen
Kilometern bis zu mehr als 5o km ändert.
Aufgrund der elektrischen Eigenschaften von Koaxialkabeln ' hat die über das Kabel zum Wandler gelieferte elektrische
Leistung die Eigenschaften einer Konstantstromquelle. Da die Länge des Kabels beträchtlich schwanken kann, kann
die Spannung am Wandlereingang sich beträchtlich ändern, da die Höhe der Spannung am amtsentfernten Ende des Kabels
eine Funktion der Kabellänge ist. Dabei ist es nicht ungewöhnlich, dass die an den Eingang eines Wandlers an einer
amtsentfernten Stelle angelegte Spannung um den Faktor zwei gegenüber der Eingangsspannung an einer anderen
- amtsentfernten Stelle abweicht. Aufgrund der relativ grossen Änderungen der Eingangsspannung ist es in vielen
Fällen nicht zweckmässig, einen üblichen Gleichspannungswandler
für eine Anwendung der beschriebenen Art zu verwenden. Bei den meisten Anwendungsfällen für Gleich-,
spannungswandler ist ein Wandler mit geregelter Ausgangsspannung erforderlich, während die Eingangsspannung als
verhältnismässig konstant angenommen wird.
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Da übliche Wandler so ausgelegt sinds dass sie mit einer
verhältnismässig konstanten Eingangsspannung betrieben werdenj können Abweichungen der Eingangsspannung von dem
gewählten Wert aufgrund stark schwankender Kabellängen zu nachteiligen Einflüssen auf den Wirkungsgrad und die
Regeleigenschaften eines üblichen Wandlers führen..
In Fig. 1 ist die Anschaltung eines typischen konventionellen Wandlersj, der an einer entfernten Stelle benutzt wird
und durch eine Konstantspannungsquelle gespeist xirirdp an
ein Koaxialkabel dargestellt» Ein Kabel C variabler Länge verbindet eine Spannungsquelle Vr in einem Vermittlungsamt
mit einem Gleichspannungswandler an einer amtsentfernten Stelle«, Da die Länge des Kabels sich ändern kannp ist
©in variabler Widerstand R dargestellt;, dessen Gross®
eine Punktion der Kabellänge isto Die Schaltung enthält
einen Widerstand R , der bei höherer 9 aufgrund kleinerer
Kabellänge an den Wandler angelegter Spannung Energie in Wärme umwandelt.
Aufgrund der Betriebseigenschaften konventioneller Wandler der obenbeschriebenen Art sind die Regeleigenschaften und
der Wirkungsgrad einer solchen Speiseanordnung schlecht, da wegen der Schwankungen in der Länge des Kabels bei
unterschiedlichen Anwendungsfällen es durchaus vorkommen
kann, dass die Eingangsspannung um den Faktor zwei bei
unterschiedlichen Einsatzorten verschieden ist» Wegen
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(ο
dieser Schwankungen der Eingangsspannung aufgrund von
Änderungen der Kabellänge muss der Wandler so ausgelegt sein, dass er über einen grossen Bereich von Eingangsspannungen in der Grössenordnung von zwei regeln kann.
Darüber hinaus bewirkt bei kurzen Kabeln die erhöhte Eingangsspannung eine Belastung für die Bauteile des
Wandlers.
Eine bekannte Lösung dieses Problems unterschiedlicher Kabellängen besteht in der Verwendung eines Reihenwiderstandes,
beispielsweise des Widerstandes R gemäss Fig. 1, und in gewissen Fällen werden Parallelregler am Eingang
des Wandlers benutzt. Eine solche Anordnung verbessert zwar die Regeleigenschaften des Wandlers, es werden aber bei
kleineren Kabellängen grössere Leistungen in Wärme umgesetzt. Dadurch wird der Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst.
Der Parallelregler muss so ausgelegt sein, dass er in einem grossen Bereich von Spannungen arbeitet und grosse Leistungen
verkraften kann.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen. Zur Lösung geht die Erfindung aus
von einer Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur
Regelung der Spannung an der Eingangseinrichtung, wobei die Regeleinrichtung folgende Bauteile aufweist:
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Eine Fühl einrichtung;, die auf die Höhe der an die Eingangs·=
einrichtung angekoppelten Spannung anspricht °9 eine Bezugseinrichtung zur Bereitstellung einer Bezugsspannung j
einen Komparator, der auf die Ausgangs signale der Fühl-=
einrichtung und der Bezugseinrichtung anspricht und in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal erzeugt5
eine Treibschaltung, die auf das Ausgangssignal des
Komparators anspricht und das Tastverhältnis der Sehalteinrichtung
steuert, derart, dass die Höhe der Spannung an
der Eingangseinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal
des Komparators geregelt wird»
Ein Wandler nach den Grundgedanken der Erfindung kann demgemäss von einer Konstantstromquelle mit einem weiten
Bereich von Spannungen gespeist werden^ beispielsweise von einem Koaxialkabel„ Die an den Wandler durch ein
Koaxialkabel gelieferte Eingangsspannung wird überwacht und durch einen Komparator mit einer Bezugsspannung
verglichen. Das Ausgangssignal des Komparators steuert
die Aufladung eines Zeitkondensators s der das Tastverhältnis der Schalteinrichtung des Wandlers bestimmt;, um die
Wandlereingangsspannung durch Regelung der Wandlerein= gangsimpedanz zu regelen«
Durch Regelung der Eingangsimpedanz und demgemäss der
Eingangsspannung kann der Wandler über ein Kabel unter=
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schiedlicher Länge gespeist werden, wobei der Strom
konstant ist, die Spannung aber mit der Kabellänge sich ändert, ohne dass der Wrikungsgrad des Wandlers nachteilig
beeinflusst wird. Die zusätzliche Regelschaltung steuert das Tastverhältnis der Schalteinrichtung des Wandlers, um
die Eingangsimpedanz des Wandlers zu regeln. Dadurch wird für die durch das Kabel gebildete Stromquelle eine konstante
Last geschaffen und im Ergebnis die Eingangsspannung unabhängig von der Länge des Kabels auf einen geregelten Wert
gebracht.
Die folgenden Gleichungen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Wandler bekannt sind, definieren das Eingangs- und
Ausgangsansprechen eines Eintaktwandlers.
T Ti r T + Φ
Voufc - 1InV · off on . (2)
η on
Darin bedeuten
€ = Wirkungsgrad der Schaltung T] = Transformator-Übersetzungsverhältnis
T = Einschaltzeit des Schalters T ff = Ausschaltzeit des Schalters.
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-g-
Bei einem Wandler, der durch eine Konstantstromquelle
gespeist wird, werden die Eingangsspannung Vin und die
Ausgangsspannung VQU^. durch die Eingangs impedanz des
Wandlers bestimmt. Die Eingangsimpedanz wird durch das Schaltertastverhältnis gegeben. Die Eingangsimpedanz des
Wandlers ist der bestimmende Faktor im Gegensatz zu einem Wandler, der durch eine Konstantspannungsquelle gespeist
wird.
Ein konventioneller Wandler ist so ausgelegt, dass er mit einer verhältnismässig konstanten Eingangsspannung arbeitet.
Wie eine Prüfung der obigen Gleichungen zeigt, stehen sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsspannung eines konventionellen
Wandlers in Beziehung zum Verhältnis zwischen der Einschalt- und Ausschaltzeit des Schalters, wenn der
Eingangsstrom I. konstant ist. Wie Gleichung (2) zeigt, wird, wenn die Lastimpedanz R- ansteigt, was durch
n + T if) definierte Tastverhältnis in einem konventionellen
Wandler durch eine Spannungsregelschleife verringert, um die Ausgangsspannung V . zu regeln. Gleichung
(1) zeigt, dass, wenn der Eingangsstrom I. konstant ist, die Änderung des Tastverhältnisses in einem konventionellen
Wandler zwecks Regelung der Ausgangsspannung bewirkt, dass
die Eingangsspannung V. proportional zum Ansteigen des Lastwiderstandes R. grosser wird. Ein konventioneller
Wandler, der durch einen konstanten Eingangsstrom gespeist wird, spricht auf eine Verringerung des Tastverhältnisses
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mit einer Zunahme der Eingangsspannung V. an. Änderungen
der Eingangs- und Ausgangsspannung aufgrund der Regelschaltung
eines konventionellen Wandlers sind den zur Regelung der Ausgangsspannung erforderlichen Änderungen genau
entgegengesetzt.
Der hier beschriebene Wandler nach den Grundgedanken der Erfindung steuert das Tastverhältnis zur Regelung der
Eingangsimpedanz. Da die Speisequelle eine Konstantstromquelle
ist, wird die Einfiangsspannung entsprechend geregelt. Das heisst, der Wandler kann mit gutem Wirkungsgrad ohne
überschüssige Verluste unabhängig von der Länge des Kabels betrieben v/erden, über das er seine Eingangsleistung
empfängt.
Die Regelung des Ausgangssignals des Wandlers, das an eine nachgeschaltete Last gegeben wird, kann durch Verwendung
eines an den Wandlerausgang angeschalteten Parallelreglers
verbessert werden. Da die Eingangsimpedanz des Wandlers geregelt wird, wird die durch das Kabel dargestellte
Stromquelle nicht durch die Impedanz des Parallelreglers oder der Last beeinflusst, sondern nur durch die konstante
Eingangsimpedanz des Wandlers.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1Λ
Fig. 1 das Blockschaltbild eines konventionellen Wandlers, der auf bekannte Weise an ein Kabel variabler Länge angeschaltet ist;
Fig. 1 das Blockschaltbild eines konventionellen Wandlers, der auf bekannte Weise an ein Kabel variabler Länge angeschaltet ist;
Fig. 2 das Blockschaltbild eines Wandlers nach der Erfindung, der an ein Kabel variabler Länge
angeschaltet ist;
Fig. 3 das Schaltbild eines Gleichspannungswandlers nach der Erfindung, der über ein Kabel variabler
Länge gespeist werden kann.
In Fig. 2 ist ein Gleichspannungswandler 1oo dargestellt, der nach den Prinzipien der Erfindung arbeitet. Der Wandler
ist so ausgelegt, dass er von einer Konstantstromquelle gespeist werden kann und weist demgemäss eine geregelte
Eingangsimpedanz zur Erzielung einer geregelten Eingangsspannung auf. Der Wandler ist an ein Kabel C variabler
Länge angeschlossen, das als Konstantstrom-Speisequelle dient und einen konstanten Strom I an den Eingang des
Gleichspannungswandlers liefert. Die variable Impedanz R
stellt zur Erläuterung die variable Impedanz des Kabels aufgrund der sich ändernden Kabellänge dar. Da der Wandler
eine geregelte Eingangsimpedanz besitzt, wird die Eingangsspannung eine Konstantspannung, wodurch der Wirkungsgrad
und die Regelgenauigkeit des Wandlers verbessert vrerden.
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- Tq -
Das Schaltbild eines Wandlers nach der Erfindung ist in
Fig. 3 dargestellt. Die durch das Kabel gebildete Speisequelle wird durch die Konstanstromquelle 1o angegeben.
Es wird angenommen, dass die Quelle 1o einen grossen
Spannungsbereich hat, wie das für Koaxialkabel unterschiedlicher Länge gelten würde. Der Konstantstrom wird
an die EingangsanSchlüsse 8 und 9 des Wandlers angelegt,
wenn der einpolige Schalter 11 geschlossen ist. Der hier beschriebene Gleichspannungswandler ist ein Eintaktwandler
mit einem Transformator 2o, der eine Primärwicklung 21-22, eine Rückkopplungswicklung 23-24 und eine Sekundärwicklung
25-26 aufweist. Die Ausgangsanschlüsse 6 und 7 verbinden
die Sekundärwicklung 25-26 mit einer Last 52.
Das Anlegen einer Spannung an die Primärwicklung wird durch einen Schalttransistor 17 gesteuert. Wie nachfolgend noch erläutert
wird, wird das Tastverhältnis des Schalttransistors 17 so gesteuert, daß die an den Wandler für einen vorbestimmten
Regelwert angelegte Eingangsspannung unabhängig von der Kabellänge
gehalten wird. Ein Komparator 40 vergleicht einen Teil der Eingangsspannung mit einer vorgegebenen Bezugsspannung
und erzeugt Steuersignale, die das Tastverhältnis des Schalttransistors 17 steuern, um die Eingangsimpedanz und demgemäß
die Eingangsspannung des Wandlers zu regeln. Die Erfindung
läßt sich am besten an Hand einer Beschreibung der Arbeitsweise dieses Gleichspannungswandlers verstehen.
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Der Betrieb des Wandlers wird eingeleitet, wenn die Konstantstromquelle
10 durch Schließen des einpoligen Schalters 11 an den Schaltungseingang angeschlossen wird» Der Wandler ist
so ausgelegt, daß die erwartete kleinste Eingangsspannung bei
vorgegebener größter Kabellänge ausreicht, um Schwingungen im Wandler einzuleiten Der Eingangsstrom lädt einen Kondensator
15 auf, der über die Eingangsanschlüsse 8 und 9 gelegt ist. Die Ladespannung dieses Kondensators erreicht dann einen Wert,
der ausreicht, um einen Sperrstrom über eine Zenerdiode 12
und einen Varistor 14 fließen zu lassen. Es wird dann ein Kondensator 16 durch einen Strom aufgeladen, der über einen
Weg mit der Zenerdiode 12, dem Widerstand 13 und dem Varistor
14 fließt. Die obere Elektrode des Kondensators 13 sammelt
positive Ladung an und erreicht ggf. einen Spannungswert, der ausreicht, um den Schalttransitor 17 in Durchlaßrichtung vorzuspannen.
Der Schalttransitor 17 beginnt zu leiten, seine Kollektorspannung nimmt ab und die im Kondensator 15 gespeicherte
Spannung wird an die Primärwicklung 21-22 des Wandlertransformators 20 angelegt. Danach wird die Eigenschwingung durch
eine Rückkopplungsschaltung aufrechterhalten, die in dem durch
die strichpunktierte Linie 5 umgrenzten Bereich enthalten ist und nachfolgend beschrieben wird.
Die Spannung über der Primärwicklung 21-22 wird magnetisch auf die Rückkopplungswicklung 22-24 gekoppelt. Dadurch wird
eine Rückkopplung induziert, die den Schalttransistor 17 in
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Richtung auf die Sättigung treibt. Die über der Wicklung 23-24 erzeugte Spannung liefert ein Basistreibsignal über den Widerstand
18, den Transistor 19, die Diode 27 und den Widerstand 28 an die Basis des Schalttransistors 17. Diese Spannung über
der Rückkopplungswicklung 23-24 erreicht schnell den Rechteckwellen-Spitzenwert.
Während dieser Zeit wird eine Ladung im Kondensator 29 angesammelt, die den Transistor 17 leitend hält.
Der Kondensator 29 wird von der Rückkopplungswicklung 23-24 über den Widerstand 18, den Widerstand 30 und den Varistor
14 aufgeladen. Dieser Stronuireis hat eine wesentlich größere
Zeitkonstante als die der oben beschriebenen RC-Schaltung mit dem Widerstand 18 und dem Kondensator 16.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannung der Wicklung 23-24 die Rechteckwellen-Spitzenspannung erreicht hat, ist der
Schalttransistor 17 an den Rand seines Sättigungsbereiches getrieben worden. Eine Diode 53 verhindert, daß der Transistor
17 zu weit in die Sättigung gelangt. Die positive Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 29 und dem Widerstand
30 nimmt exponentiell zu. Der auf Grund dieser positiven Spannung über den Widerstand 31» den Transistor 32 und den
Widerstand 33 fließende Strom nimmt ebenfalls exponentiell zu. Der Transistor 32 wird durch eine Spannung vorgespannt,
die "am Verbindungspunkt der Widerstände 34 und 35 erzeugt wird, welche in Reihe liegen und gemeinsam parallel zur Rückkopplungswicklung
23-24 geschaltet sind. Die Vorspannung be-
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grenzt den maximalen Strom über die Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors 32. Nach Erreichen dieses maximalen Stroms arbeitet der Transistor 32 als Konstantstromsenke» Die positive Spannung nimmt jedoch weiter zu und der gelieferte Strom
steigt ebenfalls weiter an. Der den vorbestimmten Maximalstrom über den Transistor 32 übersteigende Strom fließt in die
Basis des Transistors 36 und hält diesen leitende
Wenn der Transistor 32 maximal leitet, fließt also der überschüssige
Strom zur Basis des Transistors 36. Dieser Strom
wird durch den Transistor 36 verstärkt und führt zu einem Kollektorstrom, der vom Basisstrom des Schalttransistors 17
abgezweigt wird. Dadurch wird das Ausschalten des Schalttransistors 17 eingeleitet. Wenn die Stromleitung über den Transistor
17 abnimmt, erzeugt die in der Primärwicklung 21-22 gespeicherte Energie eine umgekehrte Spannung, die auf die
Rückkopplungswicklung 23-24 gekoppelt wird0 Die Rückkopplungswirkung schaltet dann den Transistor 17 schnell aus. Nach
Ausschalten des Transistors 17 sperrt die in der Wicklung 23-24 erzeugte umgekehrte Spannung den Transistor 36 schnell
und bewirkt, daß ein Strom über die Diode 55 und eine Leitung 90 fließt. Dieser Strom spannt den Transistor 17 in Sperrrichtung
vor und fließt weiter über die Diode 55 auf Grund des Induktionseffektes der Reihenschaltung, die die Induktivität
der Wicklung 23-24, den Kondensator 29 und den Widerstand 30 enthält. Dieser Induktionseffekt, der den Transistor
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17 nicht leitend hält, dauert an, bis die Magnetisierung des Transformatorkerns auf Null abgeklungen ist.
Wie die obige Erläuterung zeigt, weist die Basistreibschaltung des Schalttransistors 17 zwei getrennte Zeitsteuerungsschaltungen
auf. Die erste Schaltung ist eine RC-Reihenschaltung mit den Widerständen 18, 30 und dem Kondensator 29. Diese
Schaltung steuert die Einschaltzeit. Die zweite Schaltung ist eine LCR-Reihenschaltung mit den Widerständen 18, 30, dem
Kondensator 29 und der Induktivität der Wicklung 23-24. Diese Schaltung steuert die Schwingfrequenz des Wandlers. Die Verwendung
des Transistors 36 zur Ausschaltung des Schalttransistors 17 ermöglicht eine Steuerung der Einschaltzeit des
Transistors 17 unabhängig von ß-£nderungen des Transistors 17.
Wie oben erläutert, wird das Tastverhältnis des Schalttransistors 17 gesteuert, um die Eingangsimpedanz und damit für
eine Konstantstromquelle die der Wandlerschaltung zugeführte Eingangsspannung zu regeln. Diese Steuerung des Tastverhältnisses
wird durch eine Steuerung der Ladung des Zeitsteuerungskondensators 29 in der Basistreibschaltung des Schalttransistors
17 erreicht. Eine primäre Steuerung dieser Ladung wird durch den Transistor 19 erzielt, der auf das Ausgangssignal
eines Komparators 40 anspricht.
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- Tg -
Die Eingangsspannung des Wandlers wird durch den Komparator
40 überwacht. Ein Spannungsteiler mit den Widerständen 46 und 47 fühlt die Eingangsspannung ab. Ein Teil dieser Spannung
am Verbindungspunkt der Widerstände 46 und 47 wird an einen Eingang 41 des Komparators 40 angelegt. Am anderen Eingang
42 des Komparators 40 liegt eine Bezugsspannung. Diese Bezugsspannung wird von der Eingangsspannung über einen Spannungsteiler
mit den Widerständen 50, 38 und 39 abgeleitet. Parallel zu den Widerständen 38 und 39 liegt eine Zenerdiode
37, und ein Teil dieser konstanten Spannung wird durch einen Schleifer des Widerstandes 38 abgegriffen und an den Eingang
42 des Komparators 40 angelegt.
Eine Fehlerspannung proportional der Abweichung der Eingangsspannung von ihrem geregelten Wert wird am Ausgang 43 des
Komparators 40 erzeugt. Diese Fehlerspannung gelangt zur
Basis des Transistors 19. Der Transistor 19 spricht auf die Fehlerausgangsspannung an und steuert zeitlich den Basistreibstrom
für den Schalttransistor 17, um die Eingangsspannung
des Wandlers zu regeln. Diese Zeitsteuerung wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß eine variable Klemmspannung
über die Reihensc'haltung des Widerstandes 30, des Zeitsteuerungskondensators
29 und des Varistors 40 gelegt wird. Die Größe dieser Klemmspannung steuert die Ladung des Zeit-Steuerungskondensators
29. Wenn beispielsweise die Eingangsspannung des Wandlers anzusteigen beginnt, so wird die über
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-teder Wicklung 23-24 erzeugte Rechteckwellen-Spitzenspannung proportional zunehmen. Bei einem konventionellen Wandler würde
dies dazu führen, daß der Zeitsteuerungskondensator 29 sich schneller auflädt, wodurch wiederum der Transistor 36 veranlasst
wird, früher zu leiten, so daß die Einschaltzeit des Schalttransistors 17 verkürzt wird. Eine Prüfung der oben angegebenen
Gleichung (2) zeigt, daß, wenn die Einschaltzeit T mit Bezug auf die Periode abnimmt, die Eingangsspannung
für eine Konstantstromquelle ansteigt. Dieses Ansteigen addiert sich rückkoppelnd über den Basistreibstrom eines konventionellen
Konverters zum Ansteigen der anfänglichen Eingangs spannung.
Die durch den Komparator 40 erzeugte Fehlerspannung wird benutzt, um diesem Rückkopplungseffekt entgegenzuwirken. Bei
dem vorliegenden Beispiel bewirkt die vom Komparator 40 erzeugte Fehlerspannung, daß das Einschaltintervall des Transistors
19 mit Bezug auf die Periode vergrößert wird. Die abnehmende Impedanz des Transistors 19 verringert wiederum den
Ladestrom für den Zeitsteuerungskondensator 29 und wirkt dem ursprünglichen Ansteigen der Eingangsspannung entgegen. Das
beschriebene Beispiel zeigt, daß die Fehlerausgangsspannung
des Komparators 40 die Leitfähigkeit des Transistors 19 steuert. Dadurch wird wiederum der Ladestrom für die Zeitsteuerungsschaltung
mit dem Varistor 14, dem Kondensator 29
009837/0716
und dem Widerstand 30 gesteuert, um die an den Wandler angelegte
Eingangsspannung durch Steuerung des Tastverhältnisses des Schalttransistors 17 zu regelno Die obige Beschreibung
zeigt, daß die Regelung der Eingangsspannung des Wandlers
außerdem einer Abnahme der Eingangsspannung dadurch entgegenwirkt,
daß die Einschaltzeit oder das Tastverhältnis des Schalttransistors 17 verringert wird.
Die über der Sekundärwicklung 25-26 erzeugte Spannung ist eine Rechteckspannung, die durch zwei Gleichrichterdioden
44 und 45 gleichgerichtet wird0 Die gleichgerichtete Spannung
gelangt an eine Filterspule 48 und einen Kondensator 49. Da Spannungsänderungen auf Grund von Laständerungen auftreten
können, ist ein Parallelregler an die Ausgangsanschlüsse angeschaltet. Dieser Parallelregler arbeitet als
konstante Last für den Wandlerausgang und regelt die Aus·=
gangsspannung genau. Diese Regelfunktion des .Parallelreglers für die Ausgangsspannung trägt positiv zur Regelung der Eingangsspannung
bei und stellt eine konstante Ausgangsspannung an der Last 52 sicher.
Die obige Erläuterung läßt erkennen, daß durch Regelung der
Eingangsspannung des Wandlers sehr hohe Wirkungsgrade trotz großer Änderungen der Länge des Kabels, das den Wandler speist,
erreicht werden können.
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Claims (3)
1) .,Stromversorgungseinrichtung, die durch eine Strom=
quelle mit instabiler Spannung versorgt wirdp mit einer Eingangseinrichtung (Figo 3s 8, 9) zum
Anschluss an eine Stromquelle,
mit einer Ausgangseinrichtung (β,, 7 )
und mit einer Schalteinrichtung (17) zur Modulation eines Signals zwischen der Eingangs= und der Ausgangseinrichtung,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Regelung der Spannung an der
Singangseinrichtung (8, 9)s wobei die Regeleinrichtung
folgende Bauteile aufweist%
Sine Fühleinrichtung (41, 46, 47) 9 die auf die Höhe der
an die Eingangseinrichtung angekoppelten Spannung anspricht; eine Bezugseinrichtung (37 9 38) zur Bereitstellung einer
Bezugsspannung?
einen Komparator (4o)s der auf die Ausgangssignale der
Fühleinrichtung und der Bezugseinrichtung anspricht und
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München: R. Kramor Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Oipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat.
Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr.jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
ORIGINAL INSPECTED
in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal erzeugt;
eine Treibschaltung (19, 27, 28, 29, 3o, 23, 24), die auf das Ausgangssignal des Komparators (4o) anspricht
imd das Tastverhältnis der Schalteinrichtung (17) steuert, derart, dass die Höhe der Spannung an der
Eingangseinrichtung geregelt v/ird.
2) Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Treibschaltung eine Zeitsteuerungsschaltung (23,
24, 3o, 29) und eine Ladegeschwindigkeits-Steuerschaltung
(19* 28, 27) aufweist5 die die Ladegeschv/indigkeit der
Zeitsteuerungsschaltung steuert. 5 und dass die Ladegesehwindigkeits-Steuerschaltung
auf das Ausgangssignal des Komparator-s (4o) anspricht.
3) Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet 9
dass eine regenerative Rückkopplungseinrichtung (23, 24) vorgesehen ist, die einen Ladestrom an die Zeitsteuerungsschaltung
liefert, und dass die Ladegschwindigkeits-Steuerschaltung
eine parallel zur Zeitsteuerungsschaltung liegende Klemmeinrichtung (19) variabler Impedanz aufweist«
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/775,175 US4124884A (en) | 1977-03-07 | 1977-03-07 | DC to DC converter with regulated input impedance |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2809138A1 true DE2809138A1 (de) | 1978-09-14 |
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---|---|---|---|
DE19782809138 Withdrawn DE2809138A1 (de) | 1977-03-07 | 1978-03-03 | Stromversorgungseinrichtung |
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US (1) | US4124884A (de) |
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