DE3025405C2 - Verfahren zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme eines Gleichstromverbrauchers mit parallelgeschaltetem Ladekondensator - Google Patents
Verfahren zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme eines Gleichstromverbrauchers mit parallelgeschaltetem LadekondensatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzielen
einer sinusförmigen Stromabnahme eines aus einem WcchselspannungsniMz über einen Gleichrichter ge
•to speisten Gleichstrnmverbrauchers mit parallelgeschaltetem
Ladekondensator, bei dem cm mit wesentlich
höherer F-'requenz als die Netzfrequenz getasteter Schalter den über eine Induktivität fließenden gleichgerichteten
Wechselstrom schalt *t. Ein derartiges Verfahren ist durch die DE AS 28 25 708 bekannt.
Gleichstromverbraucher, die über einen Gleichrichter
und über einen Ladekondensator zur Glättung direkt am Wechselstromnetz betrieben werden, nehmen aus
dem Netz pulsförmige Ströme auf. Pulsförmige Ströme ergeben jedoch Netzruckwirkungen und verformen die
Kurvenform der Netz-Wechselspannung. Dies kann zum einen zur Störung anderer Verbraucher, beispielsweise
von Rundsteueranlagen führen. Zum anderen lassen einige Anwender bzw. einige nationale Vorschrift
ten nur bestimmte Maximalwerte für den Oberwellengehalt der .Sinusstromaufnahme von elektronischen
Geräten zu. Die Senkung des Oberwellengehaltes kann zwar mit herkömmlichen passiven Bauelementen
erreicht werden, diese Bauelemente sind jedoch voluminös und schwer, so daß ein entsprechendes
Konzept in zahlreichen Anwendungsfällen nicht durchführbar ist*
Aus der DEOS 22 17 023 ist eine Anordnung zum
Verringern von Oberwellen im Netzwechselstrom bei Gleichstromverbrauchern, die aus dem Wechselstrom'
netz gespeist werden, wobei sich z.wischen dem Netzanschluß und dem Verbraucher ein Gleichrichter
und ein Ladekondensator befinden, bekannt. Bei dieser
Anordnung ist jedem Gleichrichterventil eines Vollwellengleichrichiu.i
mindestens ein gesteuertes Ventil antiparallel geschaltet und eine aufwendige Steueranordnung
für diese Ventile vorgesehen.
Aus der DE-OS 28 25 708 ist ein Verfahren zum Verringern "on Oberwellen im Netzwechselstrom bei
Gleichstromverbrauchcrn, die aus dem Wechselstromnetz gespeist werden, bekann', wobei sich zwischen dem
Netzanschluß und dem Verbraucher ein Gleichrichter und ein Ladekondensator befinden.
Bei diesem Verfahren befindet sich zum Erzwingen eines der Gleichrichterspannung im wesentlichen
folgenden Gleichrichterstroms parallel zu der Reihenschaltung des Gleichricruers mit einer Drossel und
parallel zu dem Ladekondensator ein mit wesentlich höherer Frequenz als die Netzfrequenz getasteter
Schalter, der den über die Drossel fließenden Gleichrichterstrom schaltet, wobei die Ausgangsspannung des
Gleichrichters das Tastverhältnis des Schallers bestimmt. Zu diesem Zweck wird an den Eingang des das
Tastverhältnis steuernden Pulsgenerators eine der Ausgangsspannung des Gleichrichters proportionale
Spannung gelegt, wobei diese Spannung die Dauer der Ausgangsimpulse des Pulsgenerators bestimmt. Es wird
also eine Spannung als Führungsgröße benötigt, um mittels eines Regeleingriffs die sinusförmige Stromaufnahme
zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es. ausgehend von einem anderen Verfahrensprinzip ein Verfahren zum Erzielen
einer sinusförmigen Stromaufnahme eines aus einem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter gespeisten
Stromverbrauchers mit parallelgeschaltetem Ladekondensator und eine Schaltungsanordnung zur
Durchführung des Verfahrens vorzusehen, bei dem der technische und wirtschaftliche Aufwand gering gehalten
werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemaß vorgeschlagen,
daß zum Schalten ein Sperrwandler verwendet wird, de- über einen weiteren Gleichrichter den
Ladekondensator beaufschlagt und der in der Weise von einem Steuergenerator gelastet wird, daß sich das
Tastverhältnis über eine Halbpenode der Netzspannung nur unwesentlich ändert und daß die Induktivität
vor jedem Einschaltvorgang des Schalters vollständig entmagnetisiert ist. Dadurch wird c. ermöglicht, daß
dem Speicherkondensator über den Sperrwandler derart F.nergie zugeführt wird, daß der Ladestrom
proportional zur gleichgerichteten Netzspannung ist. wobei der dem Ladekond'nsator zugeführte Ladestrom
im zeitlichen Mittel gleich dem entnommenen Gleichstrom ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dall der Steuergenerator so getaktet wird, daß sich das
Tastverhältnis übei eine Halbperiode der Netzspanrung um weniger als 10%. insbesondere weniger als 5%
finden, daß das Taktverhältnis so gewählt wird, daß das
Verhältnis von am Ladekondensator liegender Gleichspannung zu gleichgerichteter Netzspannung größer
oder gleich dem Verhältnis von Taslzeit zu Pausezeit des Sperrwandlers ist, daß als Taktfrequenz des
Steuergenerators mindestens das 50fache, insbesondere mindestens das lOOfache der Netzfrequenz gewählt
wird und daß das Taktverhältnis so geregelt wird, daß der Mittelwert der am Ladekondv nsalor liegenden
Spannung konstant ist.
Eine Schallungsanordnung zur Durchführung des erfihdungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhafterweise so
ausgeführt, daß eine von einem Wechselspannungsnetz gespeiste Gleichrichlersiiife vorgesehen ist, die einen
Sperrwandier eingangsseitig beaufschlagt, daß de-Sperrwandler
ausgangsseilig über eine weitere Gleichrichterstufe mit einem parallel zum zu speisenden
Gleichstromverbraucher geschalteten Ladekondensator verbunden ist und daß der Sperrwandler mit einem
ihn tastenden Steuergenerator verbunden ist, wobei sich das Tastverhältnis über eine Halbperiode der Netzspannung
nur unwesentlich ändert und die Induktivität des Sperrwandlers vor jedem Einschaltvorgang vollständig
entmagnetisiert ist.
Der Sperrwandler kann als Drosselwandler oder als Sperrsvandler mit Übertrager ausgeführt sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, daß die vom Wechselstromnetz gespeiste Gleichrichterstufe
als Brückengleichrichter ausgeführt ist. daß die gleichgerichtete Netzspannung an eine aus einer Induktivität
und der KoIIektor-Emitter-Strecke eines Transistors
gebildeten Reihenschaltung angelegt ist und daß die Basis des Transistors mit dem Steuei^nerator verbunden
ist, daß parallel zu einer aus Induktivität und KoIIektor-Emitter-Strecke des Transistors gebildete
Reihenschaltung ein Stützkondensator mit im Vergleich zum Ladekondensator geringer Kapazität geschaltet ist.
daß als induktivität eine Drossel oder die Primärseite eines Übertragers vorgesehen ist und daß parallel zu
einer aus der Drossel bzw. aus der Sekundärseite des Übertragers und einem Gleichrichter gebildeten Reihenschaltung
der Ladekondensator geschaltet ist.
Zur Ausgangsspannungsregelung ist es von Vorteil, daß ein mit dem Ausgang des Sperrwandlers und dem
Steuergenerator verbundener, das Taktverhältnis beeinflussender Differenzregler vorgesehen ist und daß der
Differenzregler als PI-Regler ausgeführt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Die F i g. I zeigt Netzteil und Endstufe
eines Ausfuhrungsbeispiels für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäi3en Verfahrens,
wahrend die F i g. 2 den Steuerteil dieses Ausfuhrungsbeispiels zeigt. In der F i g. 3 ist ein weiteres
Ausiührungsbeispiel dargestellt. Die F i g. 4 zeigt graphisch die Bildung des sinusförmigen Eingangsstromes.
In dem in der F i g. 1 gezeigten Ausführun^sbeispiel
ist der Sperrwandler als Drosselwandler ausgeführt. An eine Netzwechselstromquelle 1 ist ein Brückengleichrichter
2 geschaltet, der eine Gleichspannung mit überlagerter doppelter Net/wechsclfrequen/ liefert.
Parallel /um Gleichspannungsanschluß des Brückengleichrichter
2 liegt eine Reihenschaltung einer Störschut/drossel 3 und eines Stüi/kondensators 4.
Parallel zum Stüt/kondensator 4 liegt die Rcihensche1-lung
eines Emitterwider.,tandes 5 mit der Kolleklorbasi·
strecke eines Transistors 6 und mit der Sperrwandlerdrossel 7 als Bestandteil eines Drosselwandlers. Ocr
im Kollektorkreis des Transistors 6 angeordneten Sperrwandlerdrossel 7 ist eine aus einer Diode 8 und
einem l.adekondensator 9 bestehende Reihenschaltung parallel geschaltet, wobei der eine Pol der Diode 8 mil
dem Kollektor des Transistors 6 verbunden isl. Die Basis des Transisturs 6 ist über den Anschlußpunkt 12
mit dem Sleucrteil der Anordnung Verbunden, Der zu versorgende Gleichspannungsverbraucher wird parallel
zum Ladekondensator 9, an dem die Ausgangsspannung {./„ anliegt, geschaltet
Die Anordnung arbeilet wie folgt:
Die am Stützkondensator 4 anliegenden 100 Hz-Halbsinuswellen dienen als Speisespannung des Dros-
solwandlers. Über den Drosselwandler wird dem
Ladekondensator 9 zum Erzielen einer sinusförmigen Stromabnahme des GleichsliOmverbrauchers derart
Energie zugeführt, daß der Ladestrom der am Stützkondensator 4 angelegten Spannung proportional
ist, wobei der Ladestrom im zeitlichen Mittel gleich dem entnommenen Gleichstrom ist. Die Proportionalität
zwischen Ladestrom und angelegter Spannung wird dadurch erreicht, daß sich das Tastverhältnis der an die
Basis des Transistors 6 angelegten Impulse über eine l-lalbperiode der Netzspannung nur unwesentlich
ändert und daß die Sperrwandlcrdrossel 7 vor jedem Wiedereinschalten des Transistors 6 vollständig entmagnetisiert
ist. Die Taktfrequenz sollte mindestens das 50fache, insbesondere mindestens das lOOfache der
Netzfrequenz, beispielsweise 20 oder 25 kHz betragen. Die impulsartigen Ladeströme, welche bei dem mit
hoher Frequenz arbeitenden Drosselwandler auftreten, VVCrdsn VC!" SlÜizkondenSBiOr 4 nhCTpfnnffpn Dip
Störschutzdrossel 3 verhindert, daß von dem Drosselwandler verursachte hochfrequente Störungen ins Netz
gelangen. Der Stützkondensator 4 wird so dimensioniert, daß sich die durch den Transistor 6 fließenden
hochfrequenten Pulsströme gegen die Spannungsversorgung abstützen können und daß aus Störschutzgründen
an ihm keine größere HF-Welligkeit auftritt als in etwa 5 bis 10% des Spitzenwerts der Versorgungsspannung.
Andererseits ist der Slützkondensator 4 so klein zu wählen, daß die an ihm anliegende gleichgerichtete
Netzspannung £///auch bei Minimallast am Beginn einer
Halbsinusschwingung 0 werden kann.
Erfindungsgemäß zerhackt nun der Transistor 6 in im wesentlichen konstanten Tast-Pause-Zeiten die an- und
absteigende gleichgerichtete Halbsinusspannung Un. Wird das Tastverhältnis so gewählt, daß mit
Uy. am Ladekondensator anliegender Ausgangsgleichspannung
Un: am Stützkondensator 4 anliegende gleichgerichtete
Un: am Stützkondensator 4 anliegende gleichgerichtete
Netzspannung
/ι: Tastzeit und
h: Pausezeit
/ι: Tastzeit und
h: Pausezeit
UH
ist, dann entsteht eine sinusförmige Netzstromaufnahme (gemessen vor dem Gleichrichter 2) ohne eine
zusätzliche Steuerung. Der aufgenommene Netzstrom ist in sehr guter Näherung sinusförmig, lediglich im
Nulldurchgang der Spannung entstehen geringfügige, durch die Schweilc-spannung der verwendeten Halbleiterbauelemente
und die Restspannung am Stützkondensator 4 verursachte Abweichungen von der Sinusform.
Wird das Tastverhältnis so eingestellt, daß
Wird das Tastverhältnis so eingestellt, daß
Un
so entstehen starke Verzerrungen des aufgenommenen Netzstroms, da dann die gespeicherte Ladung der
Drossel 7 in Teilzeiten nicht mehr voll entladen wird. Während die bisher bekannten Lösungen, beispielsweise
das aus der DE-OS 28 25 708 bekannte Verfahren, mindestens einen Regeleingriff erfordern, um diese
Netzstromverzerrungen auf die Sinusform zurückzuführen, gelingt es beim erfindungsgemäßen Verfahren diese
Sinusform ohne Regeleingriff zu erhalten und somit apparativen Aufwand zu sparen.
Mittels der graphischen Darstellung der Fig.4 wird
die Bildung des sinusförmigen Eirigangsstroiris verdeul·
licht. Die Kurve 20 zeigt eine Halbsinusschwingung der am Slützkondensator 4 anliegenden gleichgerichteten
Netzspannung Un. Die »Zacken« 21 geben den durch
die Drossel 7 fließenden Strom des Sperrwandlers an, die Umhüllende des durch die Drossel fließenden
Spitzenstroms ist mit 22 bezeichnet. Der mittlerci dem
Netzteil entnommene Eingangsstrom 23 ist der Eingangsspannung Un proportional, eine ins Netz
rückwirkende Stromwelligkeit tritt also nicht auf.
Die Fig. 2 zeigt den zur in der Fig. I gezeigten Endstufe mit Netzteil gehörigen Steuertet!. Die
entsprechenden Klemmen Il bis 16 sind jeweils miteinander verbunden. Da im Steuerteil im wesentlichen
bekannte Schaltelemente zur Anwendung kommen, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet,
nip rigputlirlie Slpiier- und Regelschaltung besteht aus
einem handelsüblichen integrierten Steuer- und Regel-Schaltkreis 26. der über einen Treibertransistor 20, in
dessen Kollektorkreis ein Treibertransformator 21 geschaltet ist, über die Klemme 12 die Basis des
Transistors 6 angesteuert.
Erfindungsgemäß wird eine konstante Regelung der Ausgangsspannung dadurch erreicht, daß die über eine
Sekundärwirkung der Drossel 7 an der Klemme 16 abgenorf üene Sollspannung durch entsprechende
Wahl des mit einem Pol an Masse liegenden Kondensators 22 und der in Serie geschalteten
Verbraucherwiderstiinde 23, 24 und 25 eine große Zeitkonstante erhält. Dadurch wird erreicht, daß über
die Steuerschaltung 26 eine geregelte mittlere Ausgangsspannung gewonnen wird, ohne daß sich bei dieser
Regelung die Sinus-Stromaufnahme in der Kurvenform ändert. Um eine gute Regelung zu erreichen, wird ferner
die Stromaufnahme des Steuer-IC und die Stromaufnahme des Treibertransistors 20 über eine getrennle
Wickelung an der Drossel 7 (Klemme 15) gewonnen. Der Anlauf der Steuerschaltung erfolgt über den
Kaltleiter 27 und über den Widerstand 28. Damit wird der Kondensator 29 beispielsweise innerhalb von
0,6 see. so weit aufgeladen, daß die Trigger-Diode 30
zündet und über den V/iderstand 31 der Steuerschaltung 26 Strom zum Anlauf liefert. Ferner enthält im
Zündmoment der Treibertransistor 20 über den Widerstand 32 Strom. Der Treibertransistor 20 steuert
über den Treibertransformator 21 die Basis des Transistors 6.
Mit einer Schaltung nach den Fi g. 1 und 2 gelingt es,
die Ausgangsspannung Ua bei sinusförmiger Stron.iUifnahme
auf einen konstanten Wert zu regeln, wobei der Speisung aus einem 220 V, 50 Hz-Netz die verbleibende
Hz-Welligkeit der Ausgangsspannung bei U3 300 V
nur wenige Prozente beträgt Die Anlaufzeit de.r Schaltung beträgt in etwa 0,6 see
Die F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Erzielen
einer sinusförmigen Stromaufnahme eines aus einem Wechselspannungsnetz über ein Gleichrichter
gespeisten Gleichstromverbrauchers. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet ebenfalls nach dem Sperrwandlerprinzip,
jedoch ist als Sperrwandler-Induktivität ein Übertrager 40 vorgesehen. Die über einen Brückengleichrichter
47 gleichgerichtete Netzspannung liegt an den Stützkondensatoren 48, 49 an und ist aus einer aus
der Primärseite 50 des Übertragers 40 und der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 41
10
15
20
25
gebildeten Reihenschaltung angelegt. Die Basis des Leistungstransistors 41 ist mit dem Treiberteil 42
verbunden. Der Treiberteil 42 ist einerseits mit dem Steuer- und Regelleil 44 und andererseits mit einem
Anlaufteil 43 verbunden. Die Schaltteile 42, 43 und 44 sind in dem Fachmann geläufigen Weise ausgeführt und
daher nicht im einzelnen beschrieben. Der Sekundärwicklung 51 des Übertrager 40 ist eine aus Gleichrichter
52 und tadekondensator 53 gebildete Reihenschaltung parallel geschaltet. Am Ladekondensätör 53 liegt die
Ausgangsspannung U3 an. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
wird eine sinusförmige Stromaufnahme dadurch erreicht, daß der Steuer- und Regeltcil 44 so
ausgeführt wird, daß an der Basis des Transistors 41 Impulse anliegen, deren Tastverhältnis sich über eine
Halbperiode der Netzspannung nur unwesentlich ändert und daß der Übertrager 40 vor jedem
Einschaltvorgang des Transistors 41 vollständig entmagnetisier! ist; d. h.. daß bei einem Übersetzungsverhältnis
des Sperrwandlerübertragers von 1 das Verhältnis von am Ladekondensator 53 liegender Gleichspannung
U, zu gleichgerichteter Netzspannung Uu größer oder gleich dem Verhältnis von Tastzeit zu Pausezeit des
Sperrwandlers ist.
Entsprechend der Fig.4 ist dann der über eine Periode gemittelte Eingangsstrom 23 der Eingangsspannung
20 proportional, wobei vorausgesetzt ist, daß sich die Eingangsspannung 20 über eine Periode nicht bzw.
nur geringfügig ändert. Steht nun am Eingang des Sperrwandlers eine halbsinusförmige, gleichgerichtete
50 Hz-Spannung an, so ist die Spannungsänderung innerhalb einer Taklperiode des Sperrwandlers bei
einer Sperrwandlerfrequenz von 25 kHz gering, der mittlere Eingangsstrom 23 ist der Eingangsspannung 20
proportional, sofern sich die Einschaltdauer des Sperrwandlers über eine 50 Hz-Periode nicht ändert,
was im stationären Zustand erfüllt ist.
Mit Hilfe einer dem Gleichrichter 47 und damit dem Sperrwandler vorgeschalteten beispielsweise aus Kondensator
25 und Drossel 46 bestehenden Siebschaltung läßt sich erreichen, daß die von den Spitzenströmen des
Sperrwandlers verursachte Rückwirkung auf das Netz sehr klein werden und dem Netz nur der mittlere
Eingangsstrom 23 entnommen wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt der Taktgeber-IC 55 mit einer Frequenz von 25 kHz und einem
Verhältnis von Tastzeit zu Pausezeit von 1:1 die zeitlichen Grenzwerte vor. Der integrierte Schaltkreis
56 dient als Spannungsregler. Er ist als Differenz-PI-Regler
beschältet, wobei der P-Anteil im stationären
Zustand gerade so groß gewählt wird, daß Regelschwingungen gut gedämpft werden. Der I-Anteil besitzt eine
große Zeitkonstante, damit sich im stationären Fall das Taktverhältnis über eine Halbsinusperiode möglichst
wenig ändert, um nur geringe Verzerrungen bei der Sinusstromaufnahme zu bekommen. Die Ausgangsspannung
des Spannungsreglers 56 und die Spannung des frequenzbestimmenden Kondensators 58 werden einem
Komperator 59 zugeführt, so daß sich die Einschaltdauer kontinuierlich variieren läßt Der Transistor 57 dient
als Überstromschutz.
35
40
45
50
60 Die vom Taktgenerator 55, Spannungsregelung 56
und Überstromschutz 57 herkommenden Steuersignale werden im integrierten Schaltkreis 60, der aus 3
NAND-Gattern besteht, die so geschallet sind, daß 2 ineinander greifende Flip-Flops gebildet werden, zu
einem Ausgangssignal verarbeitet und anschließend dem Treiberteil 42 zugeführt.
Im Basiskreis des Leistungstransistors 41 sind vier
Dioden 61, 62, 63 und 69 geschaltet, die bewirken, daß der Transistor 41 im ungesättigten Bereich arbeitet lind
daß im eingeschwungenen Zustand eine negative Basisspannung zur Erhöhung der Betriebssicherheit und
zum rascherem Ausschalten angelegt werden kann. Der nichtgesältigte Betrieb ist notwendig, um eine Beeinflussung
der Einschaltdauer von den Speicherzeiten zu vermeiden. Anderweitig würden wegen der sich über
eine Netz-Periode stark ändernden Kollektorströme sich im gesättigten Betrieb die Speicherzeiten ebenfalls
stark ändern und damit eine sinusförmige Stromaufnahme unmöglich machen.
Die Sättigungsdrossel 70 dient der Einschalten'lastung
des Transistors 41. während der Widerstand 71, die Diode 72 und der Kondensator 73 der Ausschaltentlastung,
dem Schutz gegen den zweiten Durchbruch und der Aufnahme der Str°uenergie des Sperrwandlerübertragers
40 und der Sättigungsdrossel 70 dienen. Zur Verhinderung eines Zurückschwingens der am Kondensator
73 anliegenden Spannung über den Widerstand 71 und die Primärwicklung 50 des Sperrwandlerübertragers
40, die den Übertrager 40 vormagnetisieren würde und somit eine Verzerrung des aufzunehmenden
Stromes zur Folge hätte, ist zwischen dem netzseitigen Anschluß der Primärwicklung 50 und dem Gleichrichter
47 eine weitere Diode 74 geschaltet.
Bei einem gemäß in der Fig. 3 gezeigten Schaltplan hergestellten Ausfiihrungsbeispiels änderte sich die
mittlere stationäre Ausgangsspannung U3 bei einer
Eingangsspannung zwischen 180 V1.;/-und 250 Vcn um
weniger als 1%. Der Wirkungsgrad beträgt bei einer Eingangsspannung von 220 Vcn und einer Ausgangsleistung
von 36 W 76%. Der aufgenommene Strom ist in sehr guter Näherung sinusförmig, lediglich im Nulldurchgang
der Spannung entstehen aufgrund der Schwellenspannungen der Dioden und Transistoren
eine kleine Lücke und ein kleiner Sprung. Durch den Entstörkondensator 45 wird eine Phasenverschiebung
von ungefähr 0,8 ms kapazitiv bewirkt. Die Siebglieder 45 und 46 dämpfen die Grundwelle des Sperrwandlers
von 25 kHz um 55 dB.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzicien einer sinusförmigen Stromabnahme eines aus einem Wechselspinnungsnetz
gespeisten Gleichstromverbrauchers ist nicht auf sinusförmigen Netzstrom beschränkt,
sondern auch für andere Spannungsformen anwendbar. Es kann immer dann angewandt werden, wenn der von
einem Gleichstromverbraucher aufgenommene Strom im zeitlichen Verlauf der gleichgerichteten Spannung
proportional sein soll bzw. wenn der Oberwellenanteil des aufgenommenen Stromes möglichst gering gehalten
werden soll.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Verfahren zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme eines aus ei.iem Wechselspannungsnetz
über einen Gleichrichter gespeisten Gleichstromverbrauchers mit parallelgeschaltetem
Ladekondensator, bei dem ein mit wesentlich höherer Frequenz als die Netzfrequenz getasteter
Schalter den über eine Induktivität fließenden gleichgerichteten Wechselstrom schaltet, d a ■
durch gekennzeichnet, daß zum SchaUen ein Sperrwandler (6, 7) verwendet wird, der über
einen weiteren Gleichrichter (8) den Ladekondensator (9) beaufschlagt und der in der Weise von einem
Steuergenerator (26) getastet wird, daß sich das Tastverhältnis über eine Halbperiode der Netzspannung
nur unwesentlich ändert und daß die Induktivität (7) vor jedem Einschaltvorgang des
Schalters van itändig entmagnetisiert ist.
2. Verfahren nach Ansprach !. dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuergenerator (26) so getaktet wird, daß sich das Tastverhältnis über eine
Halbperiude der Netzspannung um weniger als 10%. insbesondere weniger als 5% ändert.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das TaKtverhältnis so gewählt
wird. «IjIj das Verhältnis von am Ladekondensator
(9) hegender Gleichspannung (7'.,) zu gleichgerichteter
Netzspannung (Cn) großer oder gleich dem Verhältnis \ο Tast/cit zu Pausezeit des Sperrwandk-rs(6.7)ist
4 Verfahren nach wenigsten·» einem der Ansprüche
! bis J. dadurch gekennzeichnet, daß als Taktfrequenz des Steuergenerati rs (26) mindestens
das SOfachc. insbesondere mindestens das lOOfachc
dtrr Neizfrequenz gewählt wird
"> Verfahren räch wenigstens einem der Anspru
ehe I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß d.is
Taktverhältnis so geregelt wird, daß der Mittelwert der am l.adekondensator (9) liegenden Spannung
(IIj) konstant ist.
b. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1
bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem VVechselspannungsneiz (I) gespeiste Gleichrichterstufc
(2) vorgesehen ist. die einen Sperrwandlcr (6, 7) eingangsseitig beaufschlagt, daß der Sperrwandler
(6, 7) ausgangsseitig über eine weitere Gleichnchterstufe
(8) mit einem parallel zum zu speisenden Gleichsiromverbraiicher geschalteten Ladekondensator
(9) verbunden ist und daß der Sperrwandler (6, 7) mit einem ihn tastenden Steuergenerator (26)
verbunden ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6. dadurch g^Kennzeichnet. daß der Sperrwandler (6, 7) als
Drossclwandler ausgeführt ist.
8. Schallungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß als .Sperrwandler induktivität (7) ein Übertrager vorgesehen ist.
9. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die vom Wechselstromhetz gespeiste Gleichrichter^
stufe (2) als BnJckengleichrichlef ausgeführt ist.
10. Schallungsanordnung nach Wenigstens einem
der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,- daß die gleichgerichtete Netzspannung (Uli) an eine aus
einer Induktivität (7) und der Kollekior-Eitiittef-
Strecke eines Transistors (6) gebildeten Reihenschaltung angelegt ist und daß die Basis des
Transistors (6) mit dem Steuergenerator (26) verbunden ist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer aus
Induktivität (7) und Kollektor-Emitter-Strecke des Transistars (6) gebildete Reihenschaltung ein Stützkondensator
(4) mit im Vergleich zum Ladeki ndensator (9) geringer Kapazität geschaltet ist.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivität (7) die
Primärseite eines Übertragers vorgesehen ist.
13. Schaltungsanoidnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivität (7) eine Drossel vorgesehen ist.
14. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zu einer aus der Drossel (7) bzw. aus der Sekundärseite des Übertragers und einem Gleichrichter
(8) gebildeten Reihenschaltung der Ladekondensator (9) geschaltet ist.
15. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem
der Ansprüche 6 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausgangsspannungsregelung ein mit dem
Ausgang des Sperrwandlers (6, 7) und dem Steuergenerator \1b) verbundener, das Taktverhältnis
beeinflussender Differenzregler (56) vorgesehen ist.
Ib Schaltungsanordnung nach Anspruch 15.
dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzregler (56) als PI-Regler ausgeführt ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3025405A DE3025405C2 (de) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Verfahren zum Erzielen einer sinusförmigen Stromaufnahme eines Gleichstromverbrauchers mit parallelgeschaltetem Ladekondensator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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-
1980
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