DE2818067A1

DE2818067A1 - Energieversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE2818067A1
Application number: DE19782818067
Authority: DE
Inventors: Robert Bewes Molyneux-Berry
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE2818067C2; US4274132A; GB1596444A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung und insbesondere eine Einrichtung, bei der eine Stromquelle zur Energieversorgung einer Last, beispielsweise einer Radio-Senderöhre, erforderlich ist, die zuweilen mit einer größeren Energie versorgt werden muß, als sie normalerweise von der Quelle gezogen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Einrichtung zu verbessern.

Eine erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung, bei der eine Stromquelle so geschaltet ist, daß eine Last versorgt werden kann, umfaßt Vorratsspeicher, deren Anordnung so gewählt ist, daß sie über eine Ladesteuerschaltung von der Quelle aufgeladen werden können und die Last über eine Entladesteuerschaltung versorgt werden kann; ein Prozessor ist so programmiert und derartig angeordnet, daß er den Zustand der Stromquelle überwacht, um festzustellen, ob sie zu den Vorratsspeiehern Leistung liefern kann, und daß er die Ladesteuerschaltung so steuert, daß sie optimal auflädt, und die Entladesteuerschaltung zur Zuführung von Leistung zur Last so steuert, wie es notwendig und mit dem Ladezustand aller Vorratsspeicher und mit dem Leistungsvermögen der Stromquelle verträglich ist.

Gewöhnlich wird eine Last, beispielsweise eine Radio-Senderöhre, gewählt, deren Leistungsbedarf zuweilen die Nennleistung der Quelle übersteigen kann.

Falls zusätzlich zur Last die Stromquelle so geschaltet ist, daß sie Zusatzeinrichtungen mit Energie versorgen muß, steuert der Prozessor vorzugsweise den Betrieb einer Zusatzeinrichtung (beispielsweise eines Kühlgebläsemotors) und schaltet diese ab, wenn die zu dieser Einrichtung zugeführte Leistung für die Last benötigt wird und es die Umstände erlauben.

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Der Prozessor regelt vorzugsweise die Ladesteuerschaltung derart, daß der Last Leistung in Impulsform zugeführt wird oder daß der Leistungspegel der zur Last geführten Leistung in Impulsform vergrößert wird. In diesem zuletzt erwähnten JPalle kann der Prozessor in Abhängigkeit von den Aufgaben, die von der Last erfüllt werden sollen, den Wert der Energie in einem Puls und/oder einer Impulswiederholungs-Rate und/oder -charakteristik steuern und kann aufgrund des Ladungszustands der Speicher-Kondensatoreinrichtung und des Vermögens der Stromquelle gemäß einer VorzugsOrdnung und in Vereinbarung mit der verfügbaren Leistung die Aufgaben, die von der Last ausgeführt werden sollen, beschränken, verzögern oder in der Aufeinanderfolge ordnen.

Vorzugsweise umfaßt die Entladesteuerschaltung eine Rücklauf-Inverterschaltung, die wenigstens ein induktives Element besitzt, das so verbunden ist, daß es von der Vorratsspeichereinrichtung durch einen Schalter dann geladen wird, wenn der Schalter direkt oder indirekt unter der Steuerung des Prozessors geschlossen wird; das induktive Element ist so angeordnet, daß die Ladung im induktiven Element zur Last übertragen wird, wenn der Schalter unter der Steuerung, direkt oder indirekt, des Prozessors geöffnet wird.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Rücklauf-Inverterschaltung entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 28 14 706.0 ausgebildet.

Vorzugsweise ist der Prozessor so angeordnet, daß er den Schalter oder die Schalter in der Rücklauf-Inverterschaltung auf einen an die Last angelegten Energieimpuls folgend schließt und die Tätigkeit des Rücklauf-Inverters wird, um den Vorratsspeicher auf Impuls-auf-Impuls-Basis wieder aufzufüllen, eingeleitet.

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Im allgemeinen ist die Last mit einer Zwischen-Speicheranlage ausgestattet, von der im Bedarfsfall die Last Energie zieht und die durch die Entladesteuerschaltung geladen wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Pig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm der Entladesteuerschaltung 6 nach Jig. 1;

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm der Ladesteuerschaltung 4 nach I¹Xg. 1; und

I¹Xg. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Entladesteuerschaltung 6 nach S¹Xg.1.

Nach I¹Xg. 1 läßt sich eine Haupt stromquelle 1 erkennen, die zur Zuführung von Energie zu einer Last 2, beispielsweise einer Senderöhre, erforderlich ist, die zeitweilig mit größerer Energie versorgt xirerden muß, als sie von der Quelle 1 gezogen werden kann. Beispielsweise kann es erforderlich sein, daß der Last Impulse oder eine Folge von Impulsen zugeführt wird bzw. werden, deren Energiepegel individuell größer als derjenige Pegel ist, der normalerweise von der Quelle 1 gezogen werden kann.

Die Stromquelle 1 muß in diesem Beispiel Energie auch einer Zusatzausrüstung wie beispielsweise Kühlgebläsen zuführen, die gemeinsam durch den Block 3 dargestellt sind.

Zur Versorgung der Last 2 ist die Quelle 1 so angeschlossen, daß sie über eine Ladesteuerschaltung 4- einen Speicherkondensator 5 lädt, während die Last so angeschlossen ist, daß sie Energie vom Speicherkondensator 5 über eine Entladesteuer-

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schaltung 6 zieht. Ein weiterer Speicherkondensator, wie er bei 7 schematisch mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, kann in seiner Wirkung als temporärer Speicher für die Last 2 vorgesehen sein.

Zur Steuerung des Systems ist ein Zentralprozessor 8 vorgesehen. Der Prozessor 8 ist so angeschlossen, daß er die Entladesteuerschaltung 6 steuert, um die Art der Energie, die der Last zugeführt wird, zu bestimmen. Wenn sie gepulst werden soll, steuert der Prozessor 8 den Energiebetrag pro Impuls und die Impulswiederholungsrate und -charakteristik. Die Last kann mit einem Einzelimpuls oder mit einem Bündel von Impulsen gepulst werden. Unter Kontrolle durch den Prozessor 8 können diese Kriterien in flexibler Weise variiert werden. Der Prozessor 8 ist auch so geschaltet, daß er die Ladungsrate der Lade st euer schaltung 4- und die Betriebsweise der Zusatzausrüstungen 3 steuert. Der Prozessor 8 ist auch so angeschlossen, daß er den Zustand der Stromquelle 1 (beispielsweise ihre Temperatur) überwacht und erfaßt, in welcher Höhe andere Anforderungen (beispielsweise durch die Zusatzgeräte) an sie herangetragen werden; weiterhin überwacht er den Spannungspegel an dem Speicherkondensator 5·

Der zentrale Prozessor 8 steuert die Ladesteuerschaltung 4 so, daß der Speicherkondensator 5 mit der maximalen Geschwindigkeit wieder aufgeladen wird, die in der Praxis mit dem Zustand der Stromquelle 1 und mit anderen Anforderungen, die beispielsweise durch die Zusatzgeräte 3 an die Stromquelle 1 gestellt werden, vereinbar ist, und daß er auf eine Maximalspannung wieder aufgeladen wird, über die hinaus ein weiteres Aufladen nicht wünschenswert erscheint.

Normalerweise läuft das System in "Bereitschafts"-Betrieb oder im "Niedrigleistungs"-Betrieb, bei dem die zur Last 2 zugeführte Leistung kleiner als die Netzleistung ist, . .

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die von der Stromquelle 1 verfügbar ist. Im Falle einer Senderöhre entspricht dies dem normalen Betriebszustand. Während das System in dieser Betriebsweise arbeitet, wird die Ladung im Speicherkondensator 5 dann, wenn es notwendig ist, durch Überschußleistung wieder aufgefüllt.

Indem der zentrale Prozessor 8 den Spannungspegel am Speicherkondensator 5 erfaßt, berechnet er die verfügbare, gespeicherte Energie. Weiterhin berechnet der zentrale Prozessor 8 die Geschwindigkeit, mit der der Speicherkondensator 5 wieder aufgeladen werden kann, wobei auf die Nutzleistung, die von der Stromquelle 1 verfügbar ist, wie sie durch den überwachten Zustand der Stromquelle 1 bestimmt xvird, und auf das Ausmaß der anderen Anforderungen auf die Stromquelle Rücksicht genommen wird.

Der zentrale Prozessor 8 gibt auch an die Last 2 Anweisungen, zur Ausführung von einer Aufgabe oder Aufgaben, für die Hochleistung erforderlich ist, mit Hochleistung oder in impulsartiger Betriebsweise zu arbeiten. Die Entladesteuerschaltung 6 wird durch den zentralen Prozessor 8 auch so programmiert, daß sie die notwendige Energie für die Last 2 verfügbar macht, wobei zuerst berechnet wurde, ob die notwendige Energie im Speicherkondensator 5 oder von der Hauptstromquelle 1 oder von beiden verfügbar ist.

In dem Augenblick, in dem der zentrale Prozessor 8 errechnet, daß in ungenügendem Maße Energie für die erforderliche Aufgabe oder die erforderlichen Aufgaben unmittelbar zur Verfügung steht, vermag der Prozessor die Aufgaben gemäß einer zweckmäßigen Prioritätsordnung so zu beschränken, verzögern oder in der Aufeinanderfolge zu ordnen, daß diese Aufgaben mit der verfügbaren Energie ausgeführt werden können.

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Falls eine Aufgabe von hoher Priorität dann dringend "benötigt wird, wenn die unmittelbar verfügbare Energie zur Ausführung dieser Aufgabe nicht ausreichend groß ist, bewirkt der zentrale Prozessor 8 zeitweilig, daß bestimmte Zusatzgeräte der Zusatzgeräte 3 (beispielsweise Gebläsemotoren) abgeschaltet werden; auf diese Weise ist von der Quelle 1 mehr Energie für die Last 2 oder zum Wiederauffüllen des Speicherkondensators rasch verfügbar.

Der Speicherkondensator 5 kann von jedem konventionellen Bautyp einschließlich einem Elektrolyt-Kondensator sein. Seine angenäherte Kapazität C muß bekannt sein, damit sein Energieinhalt berechnet werden kann. Wenn man mit einer maximalen Ladespannung von Y^ rechnet, und wenn die Entladesteuerschaltung 6 nutzbar Energie herausziehen kann, bis diese Spannung auf einen etwas tieferen Pegel V^₂ abgefallen ist, ist die verfügbare Energie, die gespeichert werden kann, ge-

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geben durch -^ (V^ - V^₂ )^c · ^Is"k beispielsweise Y^ = 2V_G2, dann sind drei Viertel der maximalen Bruttospeicherenergie (= -g OYq* ) zur unmittelbaren Verwendung verfügbar.

Es gibt eine Reihe von Bauformen, welche die Entladesteuerschaltung 6 einnehmen kann. Eine Ausführungsform ist in Fig.2 wiedergegeben.

Wie sich aus Fig. 2 erkennen läßt, liegt im Primärkreis eines Transformators 11 der Speicherkondensator 5 in Reihe mit einem elektronischen Schalter 9 und einem Stromüberwachungswiderstand 10, so daß bei Schließung des Schalters 9 (d.h. wenn er leitfähig gemacht wird) die Ladung im Kondensator 5 an die Primärwicklung 12 des Transformators 11 gelegt wird.

Die Sekundärwicklung 13 des Transformators 11 liegt über der Last" 2 in Reihe mit einem Gleichrichter 14. In diesem Falle ist ein Zwischen-Speicherkondensator 7 vorgesehen, der

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hier mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. Der Kondensator 7 liegt über der Last 2 in Reihe mit einem Stromüberwachungswiderstand 15«

Unter Vernachlässigung der Stromüberwachungswiderstände 10 und 15 stellt die Schaltungskonfiguration nach Fig. 2, so wie sie bis jetzt beschrieben wurde, eine an sich bekannte Rücklauf-Inverterschaltung dar. Bei geschlossenem Schalter 9 wird bei Betrieb die Ladung im Speicherkondensator 5 bxl die Primärwicklung 12 angelegt. Die ÜPolungjdes Transformators 11 ist so ausgelegt, daß die Spannung an seiner Sekundärwicklung 13 den Gleichrichter 14 umgekehrt bzw. sperrend vorspannt, was den Stromfluß des Sekundärstroms verhindert. In der Primärwicklung 12 baut sich Strom mit einer Geschwindigkeit auf, die von ihrem Induktivitätswert abhängt, bis der Schalter 9 geöffnet (d.h. nichtleitfähig gemacht) wird. Die in der Primärwicklung 12 gespeicherte Energie geht auf die Sekundärwicklung 13 über; nun leitet der Gleichrichter 14 so, daß die Energie zum Zwischen-Speicherkondensator 7 und zur Last 2 übertragen wird.

Der Schalter 9 wird durch eine Direktsteuerschaltung 16 gesteuert, die mit dem zentralen Prozessor 8 verbunden ist. Die Direktsteuerschaltung überwacht auch den durch den Überwachungswiderstand 10 laufenden Primärstrom (I .)» den durch den Überwachungswiderstand 15 fließenden Laststrom (I_loa(i) und die Spannung CV"_sec) an der Last 2.

Wenn der Schalter 9 durch die Direkt st euer se haltung 16 unter dem Befehl des zentralen Prozessors geschlossen wird, wächst der Primärstrom.von einem Anfangswert (in diesem Falle gewöhnlich Mull)/etwa nach der Formel an:

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Der Schalter 9 "bleibt geschlossen, bis die Direktsteuerschaltung 16 ermittelt, daß der Primärstrom I_pri einen bestimmten gewünschten Wert erreicht hat. Daraufhin öffnet die Direktsteuerschaltung 16 den Schalter 9₅ um den Erimärstrom zu unterbrechen. In diesem Augenblick ist die gespeicherte Energie der Primärwicklung 12 gleich

Durch Induktion wird diese Energie zur Sekundärwicklung 13 überführt, und bewirkt das Fließen des Sekundäretroms I_sec· Die Größe dieses zuletzt erwähnten Stroms hängt vom Windungsverhältnis des Transformators 11 ab. Der Strom I und die von der Primärwicklung transformierte Energie werden gemeinsam zur Versorgung der Last oder zur Auffrischung der beim Kondensator 7 gespeicherten Ladung verwendet. Wenn die elektromotorische Rückkraft ein Abklingen des Sekundärstroms I___

verursacht hat, ist der Energieübertragungszyklus abgeschlossen und das System ist elektrisch gesehen wieder im Ruhezustand. Der Gleichrichter 14 hindert den Kondensator 7 daran, in den Transformator sich zurückzuentladen*

In der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird der Kondensator 7 auf einen Pegel vorgeladen, der es ermöglicht, daß die Last 2 auf die Befehle des zentralen Prozessors 8 für einen Impuls oder Zyklus korrekt reagiert. Unmittelbar auf diesen Impuls oder diesen Zyklus folgend wird der Kondensator 7 durch Schließen des Schalters 9 und Einleiten eines Rücklauf-Invertervorgangs wieder aufgeladen, um für den nächsten Impuls oder Zyklus für eine korrekte Reaktion bereit zu sein. Falls bei einer mittleren Dauerbelastung aufeinanderfolgende Impulse oder Zyklen gleich sind und wiederholt aufeinanderfolgen, wird die Spannung V an der Last von der Direktsteuerschaltung 16 dafür verwendet, den Wert einzustellen, bei dem der Primärstrom I . unter Verwendung konventioneller

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Gegenkopplungstechniken unterbrochen wird, wobei dies mit der Ausnahme geschieht, daß das quadratische Gesetz, welches für die Energiespeicherung in Induktivitäten gilt (Energie = -i- L (I .) ), beim Vergleich des von der Spannung V (und einer Referenzspannung) abgeleiteten verstärkten Fehlersignals mit dem von X . abgeleiteten Spannungssignals in Betracht gezogen wird, um den korrekten Moment der Stromunterbrechung zu bestimmen.

Dieser Rückkopplungstyp leidet jedoch an der bekannten Einschränkung, daß die Schleifenverstärkung mit der Frequenz abnehmen und bei der Hälfte der Impulswiederholungsfrequenz des Invertersystems auf Eins reduziert werden muß, um Eigenschwingungen zu vermeiden; er kann keine ausreichende Stabilität liefern, wenn die Lastleistung im wesentlichen impulszugartig oder von Zyklus zu Zyklus variiert.

Zur Überwindung dieser Einschränkung werden im folgenden zwei andere Methoden beschrieben, die separat oder in Kombination verwendet werden können.

Die einfachste dieser zwei Möglichkeiten besteht darin, den zentralen Prozessor 8 zu veranlassen, die Direktsteuerschaltung 16 mit dem geschätzten Energiebedarf der Last 2, die selbst unter der Kontrolle des Prozessors 8 steht, zu programmieren. Die Direktsteuerschaltung 16 unterbricht den Erimärstrom I_ür;j bei einer Höhe, die zur Versorgung dieses Energiebedarfs berechnet wurde. Damit steht ein System mit offenem Regelkreis bereit, das nicht zu Schwierigkeiten mit Rückkopplungsinstabilitäten führt, jedoch zufälligen oder fortschreitenden Fehlern unterworfen ist, welche durch Integration über eine Anzahl von Impulsen oder Zyklen bewirken können, daß die V_._ sich zu einem unzulässigen Wert ver-

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schieben kann. Da jedoch diese Verschiebung in langsamem Zustand gehalten werden kann, wobei dafür gesorgt werden

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muß, daß die Bewertungsschaltungen von angemessener Genauigkeit sind, können die Verschiebung korrigiert und stabilisiert werden, indem das oben beschriebene konventionelle Rückkopplungs-System angewendet wird, das als Vervollständigung des Energie-Bewertungssystems dient.

Die zweite der beiden Möglichkeiten, auf die oben Bezug genommen wurde, besteht darin, daß die Direktsteuerschaltung 16 die Ladung, die aus dem Zwischen-Speicherkondensator 7 bei jedem Zyklus oder Impuls gezogen wird, mißt und sie so genau wie möglich ersetzt , wobei eine Verschiebung aufgrund kumulativer Fehler durch das konventionelle Rückkopplungssystem, wie es oben beschrieben wurde, korrigiert wird. Die aus dem Kondensator 7 herausgezogene Ladung wird durch Integrieren der Spannung am Stromüberwachungswiderstand 15 bestimmt.

Wegen der notwendigen Berechnungen in bezug auf das quadratische Gesetz sollte in der Eraxis die Direktsteuerschaltung 16 einige der Funktionen eines einfachen Taschenrechners durchführen können, um bei variierendem Strom X ^- maximale Meßgenauigkeit aufrechterhalten zu können.

In !ig. 3 ist eine für die Ladesteuerschaltung 4- nach Fig. 1 mögliche Ausführungsform wiedergegeben. Über einen Filter 17 wird Energie von der Hauptstromquelle 1 an einen Wechselstromregler 18 angelegt, der von einer Direktsteuerschaltung 19 gesteuert wird. Die Direktsteuerschaltung 19 ist an den zentralen Erozessor 8 angeschlossen. Auch ist die Direktsteuerschaltung 19 so angeschlossen, daß sie die von der Hauptstromquelle 1 verfügbare Energie überwacht.

Das Ausgangssignal des Wechselstromreglers 18 wird über einen Transformator 19'und einen Gleichrichter 20 an den Speicherkondensator 5 angelegt. Die Direktsteuerschaltung 19 ist so

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geschaltet, daß sie die Ladung des Speicherkondensators 5 überxiiacht und Trigger- und Steuersignale geeigneter Wellenformen erzeugt, die dem Wechselstromregler 18 zugeführt werden, der Triacs (Doppelweg-Thyristoren) enthält. Die Direktsteuerschaltung 19 enthält auch einen einfachen Rückkopplungs-Verstärker, der den Wechselstrom, der zum Speicherkondensator 5 läuft, mißt und die Triac-Triggersignale so einstellt, daß dieser Strom auf einem gewünschten Wert gehalten wird. Eine Bückführung der Spannung Yq am Speicherkondensator 5 wird zur Verhinderung eines schädlichen Spannungsstoß beim ersten Einschalten verwendet und weiterhin dazu verwendet, dann, wenn die Ladung am Speicherkondensator 5 einen gewünschten Maximalpegel erreicht hat, ein weiteres Aufladen des Speicherkondensators 5 zu verhindern.

Die Direktsteuerschaltung 19 überwacht den Ausgangsstrom der Hauptstromquelle 1 vermittels eines Stromwandlers 21, der benachbart dem Ausgang der Quelle 1 wiedergegeben ist. Falls die Stromquelle entfernt gelegen ist, kann der Stromwandler 21 irgendwo innerhalb des Weges zwischen der Quelle 1 und dem Regler 18 angeordnet sein; ist er jedoch jenseits des Versorgungspunkts für die Zusatzeinrichtungen 3 beispielsweise bei 21' angeordnet, ist irgendeine Eingangsgröße (beispielsweise Mikroschalter) von ausgewählten Zusatzgeräten der Zusatzeinrichtungen 5 (beispielsweise vom thermostatisch gesteuerten Gebläse) notwendig, damit die Direktsteuerschaitung 19 jede zusätzlich verfügbare Eingangsleistung ausnützen kann.

Die Funktionsweise des Rückkopplungsverstärkers in der Direktsteuerschaitung 19 besteht darin, den Pegel des erfaßten Ausgangsstroms durch Einstellung der Aufladegeschwindigkeit des Speicherkondensators 5 auf den als maximal berechneten Wert zu halten. Im Falle sowohl einer als auch mehrerer Aufgaben dringender Priorität arbeitet der zentrale Prozessor 8 so, daß durch zeitweiliges Abschalten unwesentlicher Zusatzgeräte

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der Zusatzeiurichtungen 3 der Stromfluß in den Speicherkondensa__tor 5 gesteigert wird und damit zur Wiederauffüllung der Ladung im Speicherkondensator 5 mehr Strom freigemacht wird; zusätzlich kann der zentrale Prozessor 8 die Direktsteuerschaltung 19 so instruieren, daß sie zeitweilig die Hauptstromquelle 1 durch Anheben der Referenzspannung, gegen die der Strom verglichen wird, überbelastet. Wie "bereits schon erwähnt wurde, wird der Zustand ("beispielsweise die Temperatur) der Quelle 1 durch den zentralen Prozessor 8 überwacht; damit kann er entscheiden, ob eine derartige Überbelastung der Quelle 1 zulässig oder nicht zulässig ist.

Der zentrale Prozessor 8 empfängt vom Stromwandler 21 oder 21· über die Direktsteuerschaltung 19 Information, welche die Geschwindigkeit der Wiederaufladung der Ladung im Speicherkondensator 5 betrifft. Der zentrale Prozessor 8 berechnet ebenfalls die verfügbare, in 0 gespeicherte Energie, unter Verwendung der !Formel

Energie =

wobei 0 die bekannte Kapazität des Kondensators 5»

V_G die gemessene Spannung am Kondensator 5 zu irgendeiner Zeit, und

Yq₂ die bekannte Minimalspannung sind, bei der der Entladeregler 4 vom Kondensator 5 wirksam nutzbare Energie herausziehen kann.

Aus der oben angegebenen Information und aus der Kenntnis der maximal verfügbaren Energie, die im Kondensator 5» wenn er völlig auf die Spannung V™ geladen ist, gespeichert werden kann, kann der zentrale Prozessor 8 die gesamte verfügbare Energie zu jedem angemessenen Zeitpunkt in der nahen Zukunft berechnen und diesen Energiewert mit den geschätzten Werten vergleichen, die zur Ausführung von Aufgaben hoher Leistung auf Befehl des Zentralprozessors 8 von der Last 2

benötigt werden.

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Der zentrale Prozessor 8 kann derartige Aufgaben auswählen, abändern oder auflisten, so daß sie mit Sicherheit innerhalb der Grenzen zulässiger Energie ausgeführt werden können.

Der zentrale Prozessor 8 steuert die Last 2 durch Befehle,

zur Durchführung von Aufgaben oder zur Energiebewahrung speziell mit Hochleistung, Niedrigleistung oder im Bereitschaftsbetrieb zu arbeiten. Der zentrale Prozessor 8 programmiert auch die Entladesteuerschaltung 6 so, daß sie für jeden Aufgabentyp der Last 2 den korrekten Energiebetrag zur Verfugung stellt.

Der zentrale Prozessor 8 kann dort, wo ein großer Prozessor für andere Aufgaben in einem größeren Gesamtsystem bereitgestellt ist, einen Teil dieses großen Prozessors bilden.

In S¹Ig. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform wiedergegeben. Die strichpunktierte Verbindung 22 stellt eine alternative Maßnahme zur Steuerung der an den Speicherkondensator 5 angelegten Ladung dar. Dies wird durch eine Verbindung direkt von der DirektSteuerschaltung 19 zur Gleichrichterschaltung 20 repräsentiert, wobei die Gleichrichterschaltung 20 aus Silizium-Steuergleichrichtern so zusammengesetzt ist, daß die Funktionen von Steuerung und Gleichrichtung kombiniert sind. In diesem Falle würde der Wechselstromregler 18 entfallen.

Weiterhin kann als weitere abgeänderte Ausführungsform in Verbindung mit der Entladesteuerschaltung, die in Fig. 2 wiedergegeben ist, diese gemäß der deutschen Patentanmeldung P 28 14 706.0 angeordnet werden; diese wird in Fig. 4-wiedergegeben.

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Aus Fig. 4- läßt sich erkennen, daß der Sekundär- und Ladekreis des Inverters identisch mit dem in Pig· 2 gezeigten ist. Anstelle des Einzelschalters 9 wird jedoch eine Vielzahl η von Schaltern 9„j 9-κ 9„ bereitgestellt, wobei

jeder als Transistorschalter vorliegt und jeder mit seinem Emitter/Eollektor-Weg in Reihe mit einem entsprechenden induktiven Element 28 , 28^ 28_n über dem Speicherkondensator 5 liegt. Die Basiselektrode jedes Transistors 9_o}

9-, 9 ist mit einer entsprechenden Triggerleitung 27 ,

27-J₃ 27_n von der Direkt st euer schaltung 16 so verbunden,

daß bei Bedarf irgendeiner oder alle der Transistoren 9_aj

9-ij 9_n in den leitfähigen Zustand getriggert werden kann

bzw. können.

Jedes induktive Element 28 . 28·^ 28^₁ ist über einen ent-

sprechenden Gleichrichter 29 , 29-u 29„ in Brücke über

die Primärwicklung 12 des Transformators 11 geschaltet. Die Gleichrichter 29_a, 29-^ 29_n sind so in Sperrichtung vorgespannt, daß dann, wenn die entsprechenden Transistoren 9_e»

9-u 9_n leiten, sich in jedem der entsprechenden induktiven

Elemente 28 , 28_K 28„ ein Strom aufbaut.

a D η

Bei Betrieb der Schaltung nach Pig, 4 wird dann, wenn irgendeiner der Transistoren 9_a» 9-J₃ 9_n durch einen an seine entsprechende Triggerleitung 27_a, 27^ 27_n angelegten Treiberimpuls zum Leiten veranlaßt wird, die SpannungV über dem Kondensator 5 an sein entsprechendes induktives Element 28 ,

28-J₃ 28_n angelegt; aufgrund der Sperrvorspannung der Dioden

29 , 29-J₃ 29_n baut sich in den entsprechenden induktiven

Elementen 28„, 28^ 28,. ein Strom auf. Beim Ende des Trei-

berimpulses wird die in dem entsprechenden induktiven Element 28_&, 2&k 28_n gespeicherte Energie über seinen entsprechenden Gleichrichter 29_a, 29_b 29_n zur Primärwicklung 12 des

Transformators 11 übertragen. Der restliche Teil der Schaltung nach Fig. 4 arbeitet so, wie es bereits in bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde.

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Es sei hervorgehoben, daß mit dem in Fig. 4 gezeigten Inverter durch Hinzufügen von Transistorstufen wie beispielsweise 9 j 9-u 9„ das Leistungsvermögen gesteigert werden

kann, ohne daß Stromaufteilungsprobleme sich ergeben, da während des Energieaufladezyklus der induktiven Elemente wie beispielsweise 28 , 28, 28 jeder Kreis von seinen Nachbarkreisen isoliert ist. Zusätzlich ist die Leistungshöhe flexibel, da man wahlweise irgendwelche oder alle der

Transistorstufen 9 » 9-u 9_n so abschalten kann, daß die

Leistung reduziert wird. In diesem letzten Falle stellen

die Gleichrichter 29„, 29-u 29„ die Isolierung zwischen

den Stufen sicher.

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Claims

Patentansprüche

1..Energieversorgungseinrichtung mit einer zur Versorgung einer Last angeschlossenen Stromquelle und mit einer von der Quelle aufladbaren Vorratsspeichereinrichtung zur Versorgung der 'Last, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorratsspeichereinrichtung (5) über eine Ladesteuerschaltung (4-) von der Quelle (1) geladen wird und die Last (2) über eine Entladesteuerschaltung (6) versorgt, und daß beide Steuerschaltungen von einem Prozessor (8) gesteuert werden, der den Zustand der Stromquelle (1) überwacht, um ihre Leistungsfähigkeit für die Bereitstellung von Energie zur Vorratsspeiehereinrichtung (5) festzustellen, der die Ladesteuerschaltung (4) so steuert, daß eine optimale Aufladung der Vorratsspeichereinrichtung erreicht wird, und der die Entladesteuerschaltung (6) so steuert, daß sie dann, wenn es erforderlich ist und mit dem Ladezustand der Vorratsspeichereinrichtung (5) und der Leistungsfähigkeit der Stromquelle (1) sich vereinbaren läßt, der Last (2) Energie zuführt.

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD 8 MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE ! TEL. (089) 22 42 II. TELEX OS - 29672 PATMF

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2. Einrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Last gewählt wird, deren Energiebedarf zuweilen die Nennleistung der Quelle übersteigt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Last eine Radio-Senderöhre umfaßt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromquelle zusätzlich zur Last zur Energieversorgung von Zusatzeinrichtungen angeschlossen ist, und daß der Prozessor den Betrieb eines Zusatzgerätes steuert und dieses, falls es die Umstände erlauben, abschaltet, wenn die zum Zusatzgerät geführte Energie für die Last erforderlich ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Prozessor die Ladesteuerschaltung auf derartige Weise steuert, daß Energie zur Last in Impulsform zugeführt wird oder der Energiepegel der zur Last geführten Energie in Impulsform gesteigert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor den Betrag der Energie in einem Impuls und/oder der Impulswiederholungsrate und/oder -charakteristik in Abhängigkeit von den Aufgaben, die von der Last ausgeführt werden sollen,/und auf der Basis des Ladungszustands der Vorratsspeichereinrichtung und des Leistungsvermögens der Stromquelle und in Einklang mit einer

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Vor zugs Ordnung und falls/sich mit der verfügbaren Energie vereinbaren läßt, die Aufgaben, die von der Last ausgeführt werden sollen, beschränkt, verzögert oder in der Aufeinanderfolge ordnet.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Entladesteuerschaltung eine Rücklauf-Inverterschaltung umfaßt, die wenigstens ein

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induktives Element enthält, welches so verbunden ist, daß es von der Vorratsspeichereinrichtung durch einen Schalter mit Energie aufgeladen wird, wenn der Schalter direkt oder indirekt unter Steuerung des Prozessors geschlossen ist, und das so angeordnet ist, daß die Energieaufladung im induktiven Element dann, wenn der Schalter unter direkter oder indirekter Steuerung des Prozessors geöffnet ist, zur Last übergeführt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor den oder die Schalter in der Rücklauf -Inverterschaltung auf einen Energieimpuls folgend schließt, der an die Last angelegt ist, und daß die Tätigkeit des Rücklauf -Inverters zur Wiederauffüllung der Vorratsspeichereinrichtung auf Impuls-zu-Impuls-Basis eingeleitet ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Last mit einer Zwischenspeichereinrichtung ausgestattet ist, von der bei Bedarf die Last Energie herauszieht und die durch die Entladesteuerschaltung geladen wird.

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