DE3109034C2 - - Google Patents

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DE3109034C2
DE3109034C2 DE19813109034 DE3109034A DE3109034C2 DE 3109034 C2 DE3109034 C2 DE 3109034C2 DE 19813109034 DE19813109034 DE 19813109034 DE 3109034 A DE3109034 A DE 3109034A DE 3109034 C2 DE3109034 C2 DE 3109034C2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 angegebenen Sperrumrichter mit Regelung und/oder Begrenzung einer Ausgangsgröße.
Ein derartiger Sperrumrichter ist bereits aus der DE-AS 24 61 654 bekannt.
Da eine galvanisch getrennte Energieübertragung und eine verlustarme Siebung Bauteile mit phasendrehender Wirkung erfordern, kann es bei einem Sperrumrichter der eingangs genannten Art Schwierigkeiten bereiten, bei besonders ho­ hen Anforderungen hinsichtlich kurzer Regelzeiten die er­ forderliche Stabilität zu gewährleisten. Insbesondere stellen eine geringe Toleranz und Welligkeit der Aus­ gangsgröße sowie kurze Regelzeiten nur schwer kombinier­ bare Forderungen dar.
Aus der DE-OS 26 25 036 ist bereits ein geregelter Durch­ flußumrichter mit Transformator und darauf folgendem Tiefpaß bekannt, der im Hinblick auf die vom Tiefpaß be­ dingte Phasenverschiebung mit einem vermaschten Regel­ kreis versehen ist. Dabei ist dem Regelkreis als Hilfs­ regelgröße die Eingangsspannung des Tiefpasses zugeführt. Die Gesamtwirkung entspricht einem proportional differen­ tiellen Regler. Bei leitend gesteuertem Schalttransistor gelangt die durch den Transformator übersetzte Eingangs­ spannung an den Eingang des Tiefpasses. In der Sperrphase liegt am Eingang des Tiefpasses die praktisch vernachläs­ sigbare Schwellenspannung der dann stromführenden Frei­ laufdiode. Hieraus ergibt sich, daß in dem vermaschten Regelkreis in einem Zweig das Integral der Eingangsspan­ nung und in einem weiteren Zweig die Ausgangsspannung des Durchflußumrichters wirksam sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sperrumrichter der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er durch Tastgradänderung an dem im Primärkreis angeordneten Stelltransistor eine stabile Regelung oder Begrenzung auch bei hohen Anforderungen an die Regelgeschwindigkeit gewährleistet. Insbesondere soll die geregelte Ausgangs­ größe in einem weiten Arbeitsbereich konstant gehalten werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe gibt es mehrere Möglichkeiten. Ein erster Lösungsweg gemäß der Erfindung besteht in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Ein zweiter Lösungsweg geht aus dem kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 2 hervor.
Falls der Kondensator am Istwert-Eingang angeschlossen ist, wird die Rechteckspannung dem Kondensator mit einer derartigen Polarität zugeführt, daß die Kondensatorspan­ nung während der Einschaltzeit des Schalttransistors in der Größe zunimmt. Falls der Kondensator am Sollwert- Eingang liegt, wird die Rechteckspannung dem Kondensa­ tor mit einer derartigen Polarität zugeführt, daß die Kondensatorspannung während der Einschaltzeit des Schalt­ transistors in der Größe abnimmt.
Die an der Übertragerwicklung auftretende Rechteckspan­ nung bewirkt am Kondensator eine Dreieckspannung. Diese Dreieckspannung ist an einen der Eingänge des Regelver­ gleichers oder Begrenzers gelegt, wobei sich eine Art Störgrößenaufschaltung ergibt. Da die Rechteckspannung mit einer erheblich geringeren Phasendrehung verbunden ist als die Meßspannung, kann die Regelung in bezug auf die sich aus der Rechteckspannung und der Meßspannung ergebende Eingangsgröße des Regelvergleichers bzw. Be­ grenzers für größere Regelgeschwindigkeit bemessen wer­ den als dies für die Meßgröße allein möglich wäre.
Eine Regelung durch die Meßgröße allein müßte aus Stabi­ litätsgründen relativ langsam sein. In Verbindung mit der aus der Übertragerspannung gewonnenen Dreieckspannung wird die Regelung schneller. Die zusätzliche Feinrege­ lung ermöglicht es, dabei auch besonders großen Anfor­ derungen an die Regelgenauigkeit gerecht zu werden.
Überlegungen im Rahmen der Erfindung haben ferner erge­ ben, daß - da für die Grobregelung eine große Regelge­ schwindigkeit erzielt wird - die bei der Feinregelung wirksame Regelgeschwindigkeit ohne weiteres demgegen­ über langsamer sein kann. In vorteilhafter Weise ge­ währleisten der Frequenzgang des Operationsverstärkers und die Korrekturwirkung der Feinregelung, daß an die­ ser Stelle die Regelung durch die Meßgröße selbst kei­ nerlei Stabilitätsprobleme mit sich bringt. Dadurch, daß der Sollwert nur korrigiert wird, ergibt sich für den Feinregler eine Begrenzung des Regelbereiches und ein besonders günstiges Verhalten bei dynamischen Lastän­ derungen, insbesondere ein vorteilhaftes Einschaltver­ halten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält der Re­ gelvergleicher einen Differenzverstärker mit frequenz­ abhängiger Gegenkopplung.
Diese im Hinblick auf das Regelverhalten vorteilhafte Maßnahme wird dadurch ermöglicht, daß sich für die aus Dreieckspannung und Meßspannung ergebende resultierende Spannung eine ausreichend kleine resultierende Phasendre­ hung ergibt.
In Weiterbildung der Erfindung läßt sich die Genauig­ keit der Meßwerterfassung dadurch weiter erhöhen, daß dem Differenzverstärker einschließlich Gegenkopplung auf seiten des Istwert-Einganges ein Impedanzwandler vorgeschaltet ist.
Zweckmäßigerweise liegt bei Stromregelung der Konden­ sator auf seiten des Istwert-Einganges des Regelver­ gleichers und ist über einen weiteren Widerstand an einen im Laststromkreis liegenden Strommeßwiderstand angeschlossen.
Am Kondensator liegen in diesem Fall sowohl eine Drei­ eckspannung, abgeleitet aus der Rechteckspannung an der Übertragerwicklung als auch eine Spannung, die dem Ausgangsstrom proportional ist.
Dabei ergibt sich eine stabile Regelung des Ausgangs­ stromes in einem weiten Arbeitsbereich. Aufgrund die­ ser Eigenschaft läßt sich der Sperrumrichter besonders vorteilhaft als Speiseschaltung zur Fernspeisung von Einrichtungen der elektrischen Nachrichten-Übertra­ gungstechnik verwenden.
Zweckmäßigerweise liegt bei Spannungsregelung der Kon­ densator auf seiten des Istwert-Einganges des Regelver­ gleichers und ist mit wenigstens einem Teil der Aus­ gangsspannung beaufschlagt.
In Weiterbildung der Erfindung wird der Sperrumrichter derart ausgebildet, daß bei Spannungsregelung der Kon­ densator auf seiten des Sollwert-Einganges des Regel­ vergleichers liegt und daß der Istwert-Eingang des Re­ gelvergleichers mit wenigstens einem Teil der Aus­ gangsspannung beaufschlagt ist.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren darge­ stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 und Fig. 2 jeweils einen Sperrumrich­ ter mit Regelung des Ausgangsstromes und Begrenzung der Ausgangsspannung, wobei der Spannungsbegrenzer und der Stromregler nach Fig. 1 an dieselbe Übertragerwick­ lung angeschlossen sind und nach Fig. 2 an verschiede­ nen Übertragerwicklungen liegen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Sperrumrichter verläuft der sekundärseitige Teil 1 des Leistungskreises von der Minusklemme des Ausganges über die Drossel 19, den Kondensator 17, den Strommeßwiderstand 16, den Kondensator 15 und die Drossel 18 zur Plusklemme des Ausganges.
Die Sekundärwicklung 22 ist über den Gleichrichter 13 an den Kondensator 15, die Sekundärwicklung 23 über die Diode 14 an den Kondensator 17 geführt. Die Dioden 13 und 14 sind so gepolt, daß sie leitend sind, wäh­ rend der Schalttransistor 12 gesperrt ist.
Ist der Spannungsbegrenzer 8 nicht erforderlich, kann die Wicklung 22 mit Diode 13 und Kondensator 15 durch die Brücke b ersetzt werden, die den Strommeßwider­ stand 16 mit der Drossel 18 bzw. dem Lastwiderstand 20 verbindet.
Der Stromregler 5 enthält den Operationsverstärker 51, dessen Ausgang über den Widerstand 50 an den Minusein­ gang geführt ist. Der Verbindungspunkt von Sekundär­ wicklung 23 und Strommeßwiderstand 16 ist über den Widerstand 56 und den dazu in Serie liegenden Konden­ sator 58 an Bezugspotential 0 V geführt. Der Verbin­ dungspunkt zwischen Widerstand 56 und Kondensator 58 ist über den Widerstand 57 an den Minuseingang des des Operationsverstärkers 51 geführt und über den Wi­ derstand 55 mit der Wicklung 23 verbunden.
Das Wicklungsende der Sekundärwicklung 22 ist an Be­ zugspotential 0 V gelegt. Bei der Sekundärwicklung 23 ist der Anfang über den Widerstand 56 und das Ende über den Widerstand 55 an den Kondensator 58 geführt.
Der Spannungsbegrenzer 8 enthält den Operationsver­ stärker 81, dessen Ausgang über den Widerstand 80 an den Minuseingang geführt ist. An der Hilfsspannung U H liegt die Serienschaltung am Widerstand 83 und Z-Diode 84, wobei die Z-Diode an den Pluseingang des Opera­ tionsverstärkers 81 geführt ist.
Das Ende der Wicklung 23 ist über den Widerstand 85 und den dazu in Serie liegenden Kondensator 88 an Be­ zugspotential 0 V geführt. Der Verbindungspunkt zwi­ schen Widerstand 85 und Kondensator 88 ist über den Widerstand 87 an den Minuseingang des Operationsver­ stärkers 81 geführt. Außerdem ist der Verbindungspunkt des Kondensators 15 mit der Drossel 18 über den Wider­ stand 86 und den dazu in Serie liegenden Widerstand 89 an Bezugspotential 0 V geführt, wobei parallel zum Widerstand 81 die Z-Diode 100′ liegt. Der Verbindungs­ punkt der Widerstände 86, 89 ist mit dem spannungsfüh­ renden Anschluß des Kondensators 88 verbunden.
Der Führungsregler 7 enthält den Operationsverstärker 71, dessen Ausgang über den Widerstand 70 an den Mi­ nuseingang geführt ist. Parallel zum Widerstand 70 liegt die Reihenschaltung aus dem Kondensator 72 und dem Widerstand 73. Der Anfang der Wicklung 23 ist über den aus den Widerständen 78 und 79 bestehenden Spannungsteiler an Bezugspotential 0 V geführt. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist über den Wider­ stand 77 an den Minuseingang des Operationsverstärkers 71 gelegt. Der Pluseingang des Operationsverstärkers 71 liegt an der Z-Diode 76, die über den Widerstand 75 an die Hilfsspannung U H gelegt ist.
Bei allen Wicklungen können Anfänge und Enden der Wick­ lungen zugleich miteinander vertauscht werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Sperrumrichter besteht der Leistungskreis primärseitig aus dem Eingangskon­ densator 11 (stellvertretend für den Eingangstiefpaß), aus dem Leistungsschalttransistor 12 und aus dem Spei­ chertransformator 2, dessen Ferritkern einen Luftspalt aufweist. Sekundärseitig sind wegen der Symmetrie und der Spannungsaufteilung zwei Wicklungen 22, 23 mit den Gleichrichtern 13, 14, den Siebkondensatoren 15, 17 und den Siebdrosseln 18, 19 angeordnet. Die sekundären Teilkreise sind über den Strommeßwiderstand 16, der die Kondensatoren 15 und 17 miteinander verbindet, in Reihe geschaltet.
Zur Steuerung des Leistungsschalttransistors 12 ent­ hält die Steuerschaltung 25 in bekannter Weise einen Taktgeber, eine Hilfsspannungsquelle, einen Analog- Digital-Umsetzer und eine Treiberschaltung. Die gal­ vanische Trennung zwischen Ein- und Ausgangskreis, die leistungskreisseitig im Speichertransformator 2 liegt, wird steuerkreisseitig von kleinen Transforma­ toren vorgenommen.
Der zu regelnde Ausgangsgleichstrom erzeugt im Meßwi­ derstand 16 eine Spannung, die über die Widerstände 56, 57 am Operationsverstärker 51 liegt und in ihm mit der am Widerstand 64 liegenden Referenzspannung verglichen wird. Die Referenzspannung wird durch den aus den Widerständen 63 und 64 bestehenden Spannungs­ teiler von der Zenerspannung der Z-Diode 62 abgelei­ tet. Der Meßspannung U m wird eine Dreieckspannung am Kondensator 58 überlagert, die über den Widerstand 55 von der Rechteckwechselspannung an der Wicklung 23 abgeleitet wird.
Über die an der Wicklung 23 liegende Rechteck-Wechsel­ spannung kommt ein Mischeinfluß von Eingangs- und Aus­ gangsspannung auf den Regler. Während der einen Halb­ schwingung der Rechteckwechselspannung ist die Diode 14 gesperrt und die Wechselspannung ist der Eingangs­ spannung proportional. Während der anderen Halbperiode ist die Diode 14 leitend, und die Rechteckwechselspan­ nung unterscheidet sich in der Amplitude nur durch die Schwellenspannung der Diode 14 von der Ausgangsspan­ nung.
Der Widerstand 55 ist so angeschlossen, daß die Meß­ spannung U m durch den Einfluß der Dreieckspannung während der Einschaltzeit des Transistors 12 steigt.
Der Verstärker 51 ist mit einem ohmschen Widerstand 50 zur Gegenkopplung versehen, um eine nicht zu große, aber verzögerungsfreie Verstärkung zu erzielen. Der Ausgang des Verstärkers 51 ist mit der Mitte des aus den Widerständen 52, 54 bestehenden Spannungsteilers verbunden, der von der Hilfsspannung U H gespeist wird. Die Spannung am Widerstand 54, die Regelabweichung, wird dem Analog-Digital-Umsetzer 4, der den Komparator 41 enthält, durch Vergleich mit der Rampenspannung am Kondensator 45 in das Abschaltsignal umgesetzt. Der Kondensator 45 ist über den Widerstand 43 und die zur Entkopplung dienende Diode 42 an die Wicklung 23 ange­ schlossen. Die Dreieckspannung wird über den Transistor 44 während der Sperrzeit des Transistors 12 zu Null gemacht.
Zwischen den Knotenpunkt der Widerstände 55, 56 und des Kondensators 58 einerseits und den Vorwiderstand 57 andererseits wird vorteilhaft ein in der Figur nicht dargestellter weiterer Operationsverstärker als Impedanzwandler geschaltet, damit die Genauigkeit der Meßwerterfassung gesteigert wird.
Der Sperrumrichter arbeitet stabil und relativ schnell. Um die Genauigkeit der Regelgröße "Ausgangsstrom" wei­ ter zu verbessern, ist der Führungsregler 7 mit dem Operationsverstärker 71 vorgesehen.
Die Gegenkopplungsbeschaltung des Operationsverstärkers 71 ist mit dem Widerstand 77, dem Widerstand 70, dem Widerstand 73 und dem Kondensator 72 so gewählt, daß sich bei kleinen Frequenzen eine hohe Verstärkung, für hohe Frequenzen jedoch eine geringe Verstärkung ergibt. Der Ausgangswiderstand 65 ist so bemessen, daß der Operationsverstärker 71 nur eine kleine Verände­ rung der Referenzspannung am Widerstand 64, d. h. die noch notwendige Korrektur, vornehmen kann. Den Ein­ gängen des Operationsverstärkers 71 werden die Span­ nung am Strommeßwiderstand 16 über den aus den Wider­ ständen 78 und 79 bestehenden Spannungsteiler und die Zenerspannung der Z-Diode 76 zugeführt.
Die Wicklung 22 und der Gleichrichter 13 sind nur für höhere Ausgangsspannung U a und/oder für eine Symme­ trierung vorgesehen. Sie können entfallen, ebenso die Drossel 18. In diesem Fall wird der Meßwiderstand 16 über die Brücke b direkt an den Ausgang geführt.
Der Sperrumrichter hat vorzugsweise eine Arbeitsfrequenz oberhalb des Hörbereiches. Er eignet sich insbeson­ dere zur verlustarmen Umwandlung von Batteriespannun­ gen in geregelte Gleichspannungen oder Gleichströme bei weitem Eingangsspannungs- und -lastbereich. Zu­ gleich bewirkt er eine galvanische Trennung von Ein- und Ausgang.
Der Sperrumrichter dient vorzugsweise zum Umrichten einer der üblichen Batteriespannungen, z. B. 20 . . . 33 V, 36 . . . 60 V, 50 . . . 75 V, in eine wesentlich höhere Gleichspannung bei konstantem Gleichstrom, und läßt sich insbesondere zur Fernspeisung von Leitungsver­ stärkern in Kabelübertragungsstrecken vorteilhaft an­ wenden. Bei Leistungen über etwa 20 W hilft die konstante Arbeitsfrequenz an Aufwand sparen. Der Wirkungsgrad ist in einem weiten Lastbereich nahezu konstant.
Der beschriebene Sperrumrichter für konstanten Aus­ gangsstrom arbeitet stabil, obwohl drei phasendrehen­ de Blindwiderstände wirkungsmäßig in Reihe geschaltet sind, nämlich die Querinduktivität des Speichertrans­ formators 2, die Siebkapazität 15, 17 und die Induk­ tivität der Siebdrosseln 18, 19.
Der Sperrumrichter hat insbesondere den Vorteil, daß sich bei sehr gutem Wirkungsgrad trotz der damit zu­ sammenhängenden geringen Dämpfung eine besonders kleine Toleranz des Ausgangsgleichstromes erreichen läßt.
Zur Begrenzung der Leistungsabgabe ist ein Spannungs­ begrenzer 8 für die Ausgangsspannung vorgesehen. Sie besteht aus dem Operationsverstärker 81, der über seinen Ausgang den Stromregler 5 gegebenenfalls ab­ löst und dann den Tastgrad des Schalttransistors 12 bestimmt. Der Sollwert wird durch die Z-Diode 84 über den Widerstand 83 aus der Hilfsspannung +U H gebildet und dem +-Eingang von 81 zugeführt. Dem Istwertteiler aus den Widerständen 86 und 89, die an der Spannung des Kondensators 15, d. h. an der halben Ausgangsspan­ nung liegen, ist an seinem Mittelpunkt eine kleine Dreieckspannung überlagert. Diese wird mit Hilfe des Widerstandes 85 aus der Wicklung 23 am Kondensator 88 gewonnen und steigt während der Einschaltzeit des Tran­ sistors 12 an. Diese Wechselspannungsüberlagerung trägt bei linearer Verstärkungsminderung von Opera­ tionsverstärker 81 durch die Widerstände 80 und 87 zu ei­ ner stabilen, verzögerungsfreien Regelung bei.
Fig. 2 zeigt einen Sperrumrichter, bei dem der Span­ nungsbegrenzer 9 an eine Hilfswicklung 22′ des Über­ tragers 2′ angeschlossen ist. Der sekundäre Teil 1 des Leistungskreises stimmt weitgehend mit der Variante nach Fig. 1 überein, bei der die Brücke b eingelegt ist und die Bauteile 13 und 15 fehlen, allerdings mit der Maßgabe, daß der Wicklungssinn der Sekundärwick­ lung 23 und die Polung des Gleichrichters 14 sowie des Kondensators 17 umgekehrt werden.
Der Stromregler 5 und der Spannungsregler 9 sind aus­ gangsseitig an den Analog/Digitalwandler 4 geführt. Insbesondere sind dabei die Ausgänge zweier Opera­ tionsverstärker mit offenem Kollektorausgang unmittel­ bar parallel geschaltet.
Der Spannungsbegrenzer 9 enthält den Operationsver­ stärker 91, dessen Ausgang über den Widerstand 90 an den Minuseingang geführt ist. Die Steuereinrichtung 25′ liefert eine Hilfsspannung U H . An dieser Hilfs­ spannung U H liegt aus dem Widerstand 98 und der Z-Dio­ de 97 bestehende Serienschaltung. Der Abgriff ist über den Widerstand 101 an den Pluseingang des Operations­ verstärkers 91 geführt, der über den Widerstand 93 an Bezugspotential 0 V liegt. Parallel zum Widerstand 93 liegt der Kondensator 98.
Der Übertrager 2′ hat eine Ausgangswicklung 23 und eine Hilfswicklung 22′. An die Ausgangswicklung 23 sind der Gleichrichter 14 und der Ladekondensator 17 angeschlossen. Der ausgangsseitige Teil 1 des Lei­ stungskreises verläuft von der Plusklemme über die Drossel 19, den Kondensator 17, den Strommeßwiderstand 16 zur Minusklemme.
Die Hilfswicklung 22′ ist so an den Strommeßwider­ stand 16 angeschlossen, daß der Strommeßwiderstand 16 zwischen den beiden Wicklungen 22′ und 23 angeordnet ist. Der Verbindungspunkt zwischen Strommeßwiderstand 16 und Hilfswicklung 22′ ist an einen Eingang des Stromreglers 5 geführt. Der andere Eingang des Strom­ reglers liegt an Bezugspotential 0 V. An dieses Be­ zugspotential 0 V, das am Ausgang der Steuereinrich­ tung 25′ liegt, ist der Verbindungspunkt des Strommeß­ widerstandes 16 mit der Sekundärwicklung 23 angeschlos­ sen.
Der Verbindungspunkt der Drossel 19 mit dem Kondensa­ tor 17 ist über den aus den Widerständen 96 und 99 be­ stehenden Spannungsteiler an Bezugspotential geführt. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist über den Wider­ stand 97 an den Minuseingang des Operationsverstärkers 91 gelegt. Parallel zum Widerstand 99 liegt die zur Spannungsbegrenzung dienende Z-Diode 100.
Die Hilfswicklung 22′ ist mit dem dem Strommeßwider­ stand 16 abgewandten Ende über den Widerstand 95 an den Pluseingang des Operationsverstärkers 91 geführt.
Eine weitere Variante mit einer Konstantstromregelung und Spannungsbegrenzung bei einem Sperrumrichter ist in Fig. 2 dargestellt. Der Leistungskreis entspricht weitgehend dem in Fig. 1 gezeigten, besitzt jedoch sekundärseitig neben der für die Energieübertragung vorgesehenen einzigen Transformatorwicklung 23 eine Hilfswicklung 22′.
Zur Spannungsbegrenzung löst der Operationsverstärker 91 den Stromregler 5 ab und bestimmt über den Analog/ Digitalwandler 4 den Tastgrad des Schalttransistors 12 für konstante Ausgangsspannung. Zur Verbesserung der Stabilität des Regelkreises wird eine kleine Dreieck­ spannung dem Sollwert am +-Eingang des Operationsver­ stärkers 91 überlagert. Diese Dreieckspannung wird aus der Hilfswicklung 22′ über den Widerstand 95 am Konden­ sator 98, der über den Widerstand 101 an der Referenz­ diode 97 angeschlossen ist, gewonnen. Der durch den Widerstandsteiler 96, 99 von der Ausgangsspannung ab­ geleitete Istwert wird über den Widerstand 92 dem Minuseingang des Operationsverstärkers 91 zugeführt. Die lineare Verstärkungsminderung des Operationsver­ stärkers 91 durch die Widerstände 90, 93 führt zum verzögerungsfreien Ansprechen der Spannungsbegrenzung.

Claims (7)

1. Sperrumrichter mit Regelung und/oder Begrenzung einer Ausgangsgröße, mit einem Schalttransistor (12) im Primär­ kreis, einem Übertrager (2, 2′) und mit einer einen Re­ gelvergleicher (5, 8, 9) enthaltenden Anordnung zur Steuerung des Tastgrades beim Schalttransistor (12) in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelvergleicher (5, 8, 9) mit einem seiner Ein­ gänge an einem Kondensator (58, 88, 98) liegt, der über einen Widerstand (55, 85, 95) an eine Wicklung (23, 22′) des Übertragers (2, 2′) geführt ist und daß der dem einen Regelvergleicher (5) zugeführte Sollwert durch einen wei­ teren Regelvergleicher (7) steuerbar ist und daß die bei­ den Regelvergleicher (5, 7) derart bemessen sind, daß der eine eine Grobregelung und der weitere eine Feinregelung bewirkt und daß der weitere Regelvergleicher (7) als Dif­ ferenzverstärker mit derart frequenzabhängiger Gegenkopp­ lung ausgebildet ist, daß sich eine Absenkung der Ver­ stärkung bei hohen Frequenzen ergibt und daß der Soll­ werteingang des ersten Regelvergleichers (5) an einem Ab­ griff eines an einer Referenzspannung angeschlossenen Spannungsteilers (63, 64) liegt und daß der Ausgang des zweiten Regelvergleichers (7) über einen Widerstand (65) an den Abgriff des Spannungsteilers (63, 64) geführt ist.
2. Sperrumrichter mit Regelung und/oder Begrenzung einer Ausgangsgröße mit einem Schalttransistor im Primärkreis, einem Übertrager und mit einer einen Regelvergleicher enthaltenden Anordnung zur Steuerung des Tastgrades beim Schalttransistor in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelvergleicher mit einem seiner Eingänge an einem ohmschen Widerstand liegt, der über eine Induktivi­ tät an eine Wicklung des Übertragers geführt ist und daß der dem einen Regelvergleicher (5) zugeführte Sollwert durch einen weiteren Regelvergleicher (7) steuerbar ist und daß die beiden Regelvergleicher (5, 7) derart bemes­ sen sind, daß der eine eine Grobregelung und der weitere eine Feinregelung bewirkt und daß der weitere Regelver­ gleicher (7) als Differenzverstärker mit derart frequenz­ abhängiger Gegenkopplung ausgebildet ist, daß sich eine Absenkung der Verstärkung bei hohen Frequenzen ergibt und daß der Sollwerteingang des ersten Regelvergleichers (5) an einem Abgriff eines an einer Referenzspannung, insbe­ sondere einer Z-Diode, angeschlossenen Spannungsteilers (63, 64) liegt und daß der Ausgang des zweiten Regelver­ gleichers (7) über einen Widerstand (65) an den Abgriff des Spannungsteilers (63, 64) geführt ist.
3. Sperrumrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelvergleicher einen Differenzverstärker (51, 81, 91) mit frequenzunabhängiger Gegenkopplung (50, 57; 80, 87; 90, 97) enthält.
4. Sperrumrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Differenzverstärker (51, 81, 91) einschließlich Gegenkopplung (50, 57) auf seiten des Istwert-Einganges (-) ein Impedanzwandler vorgeschaltet ist.
5. Sperrumrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stromregelung der Kondensator (58) auf seiten des Istwert-Einganges des Regelvergleichers (5) liegt und über einen weiteren Widerstand (56) an einen im Last­ stromkreis liegenden Strommeßwiderstand (16) angeschlos­ sen ist.
6. Sperrumrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Spannungsregelung der Kondensator (88) auf sei­ ten des Istwert-Einganges des Regelvergleichers (8) liegt und mit wenigstens einem Teil der Ausgangsspannung (U a ) beaufschlagt ist.
7. Sperrumrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Spannungsregelung der Kondensator (98) auf sei­ ten des Sollwert-Einganges des Regelvergleichers (9) liegt und daß der Istwert-Eingang des Regelvergleichers (9) mit wenigstens einem Teil der Ausgangsspannung (U a ) beaufschlagt ist.
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