DE3150398A1 - Eigensichere stromversorgungseinrichtung mit einem im primaerkreis eines transformators angeordneten steuerbaren halbleiter - Google Patents
Eigensichere stromversorgungseinrichtung mit einem im primaerkreis eines transformators angeordneten steuerbaren halbleiterInfo
- Publication number
- DE3150398A1 DE3150398A1 DE19813150398 DE3150398A DE3150398A1 DE 3150398 A1 DE3150398 A1 DE 3150398A1 DE 19813150398 DE19813150398 DE 19813150398 DE 3150398 A DE3150398 A DE 3150398A DE 3150398 A1 DE3150398 A1 DE 3150398A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- voltage
- output
- transformer
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/33507—Conversion 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
- H02M3/33523—Conversion 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT *"* Unser Zeichen
Berlin und München VPA 81 P 3791 DE
Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten
steuerbaren Halbleiter
Die Erfindung betrifft eine eigensichere Stromversorgungseinrichtung
mit folgenden Merkmalen:
a) ein Gleichrichter zur Umwandlung eines netzseitigen Wechselstromes in einen Gleichstrom;
b) ein durch einen Taktgenerator steuerbarer Halbleiter
zur periodischen Unterbrechung des Gleichstromes;
c) ein Transformator, in Reihe mit dessen Primärwicklung der steuerbare Halbleiter liegt und dessen Sekundärwicklung
den Ausgang speist;
d) ein Regler zur sekundärseitigen Begrenzung des Ausgangs,
stromes und
e) ein in Abhängigkeit von Grenzwerten steuerbarer Kurzschließer.
Eine Stromversorgungseinrichtung dieser Art ist durch die BE-A-28 43 093 bekannt geworden. Sie weist eine
mehrfach redundante Strom- und Spannungsbegrenzung auf und erfüllt trotz Anwendung von steuerbaren Halbleitern
zur Strombegrenzung die erhöhten Sicherheitsanforderungen der Kategorie "iaV nach der Europanorm EN 50020. Jedoch
arbeitet die bekannte Stromversorgungseinrichtung mit einer verhältnismäßig großen Verlustleistung, die zu
einer unerwünschten Erwärmung des Gerätes führt, Ferner
bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die theoretischen ßne.nzen für eigensichere Ströme und Spannungen annähernd
zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst vollständige Ausnutzung der theoretischen Grenzen der
Et 3 Sho / 15.12.1-981
VPA 81 P 3791 DE Eigensicherheit bei geringer Verlustleistung und schaltungstechnisch
einfachem Aufbau zu erreichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer eigensicheren Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten
Art durch folgende weitere Merkmale gelöst f
f) dem Kurzschließer ist eine Drossel vorgeschaltet und
g) der Drossel ist ein Spannungsbegrenzer nachgeschaltet. Die Drossel begrenzt im Kurzschlußfall die Geschwingigkeit
des· Stromanstieges, so daß sich ein die Eigensicherhe.it
gefährdender Strom in der.Zeit vom Eintritt des Kurzschlusses bis zum Wirksamwerden des Kurzschließers nicht
ausbilden kann. Die unvermeidlichen Verzögerungen, die
z. B. mit der Erfassung eines Stromanstieges und ihrer Umsetzung in einen Steuerbefehl für den Kurzschließer,
z. B.einen Thyristor, verbunden sind, können sich somit nicht gefahrbringend auswirken. Die andererseits an
der Drossel entstehenden Spannungsspitzen lassen sich durch spannungsbegrenzende Mittel verschiedener Art
beseitigen. Z. B. eignen sich hierfür Zenerdioden oder auch ein Kondensator geeigneter Kapazität, die verhältnismäßig
gering sein kann. Von einer allgemeinen Leistungsbegrenzung der Stromversorgungseinrichtung kann nun
abgesehen werden, weil die Drossel in Verbindung mit dem Spannungsbegrenzer die kritischen transienten Vorgänge
bei Eintritt eines Kurzschlusses sicher beherrscht.
Durch eine Weiterbildung der Stromversorgungseinrichtung kann diese auch an den Betrieb mit kapazitiver Belastung
angepaßt werden. Die Schwierigkeit bei dieser Betriebsart besteht darin, daß im Augenblick des Anschlusses
einer Kapazität an die eigensichere Stromversorgungseinrichtung ein Strom fließt, der nur durch die Leitungsimpedanzen
begrenzt ist. Arbeitet aber die Überstromabschaltung unverzögert, so wird das Gerät abgeschaltet,
1^ * VPA 81 P 3791 DE und der kapazitive Verbraucher kann nicht in Betrieb
genommen werden, obwohl ein Dauerbetrieb möglich wäre. Eine Abhilfe läßt sich dadurch erreichen, daß der sekundärseitige
Strombegrenzungsregler einen Einsatzpunkt erhält, der vor dem Ansprechen des Kurzschließers liegt. Eine
zusätzliche Sicherheit bezüglich der Eigensicherheit kann durch eine rückläufige Strom-Spannungs-Kennlinie
des Strombegrenzungsreglers erreicht werden. Hierunter ist ein Verhalten zu verstehen, bei dem ausgehend von
einem Grenzwert des Stromes und der Spannung bei zunehmender Belastung Strom und Spannung sinken,.
In Verbindung mit der rückläufigen Strom-Spannungs-Kennlinie
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, auf der Sekundärseite des Transformators Verzögerungsglieder
für einen zeitlich verzögerten Anstieg des Stromes und/oder der Spannung nach Aufhebung eines Kurzschlusses am'Ausgang
vorzusehen. Diese Maßnahme ist.auch für sich anwendbar, um die Eigensicherheit zu steigern. Sie führt jedoch
zu einem besonders günstigen Verhalten der Stromversorgungseinrichtung zusammen mit der vorstehend erläuterten
rückläufigen Strom-Spannungs-Kennlinie.
Auf der Primärseite des Transformators kann ein Strommeßglied angeordnet und mit dem Taktgeber des steuerbaren
Halbleiters im Sinne einer Strombegrenzung oder Abschaltung bei dem Auftreten eines sekundärseitigen
Kurzschlusses verbunden sein. Wird der Ausgang kurzgeschlossen, so spricht der im Sekundärteil angeordnete
Kurzschließer an, während gleichzeitig der Spannungsregler bestrebt ist, der Spannungsabsenkung entgegenzuwirken.
Dies ist mit einem Ansteigen der Verlustleistung verbunden. Das Strommeßglied sorgt für die Abschaltung
der Stromversorgungseinrichtung und schützt dadurch die Bauelemente.
VPA 81 P 3791 DE Werden eigensichere Stromversorgungseinrichtungen der
vorstehend betrachteten Art an ihrer Ausgangsseite mit einem Regler zur Strombegrenzung ausgestattet, so bereitet
die Spannungsregelung bei hohen Genauigkeitsansprüchen Probleme, die bisher durch den Einsatz von zwei Spannungsreglern
gelöst wurden. Dies führt aber zu einem hohen Aufwand an Bauelementen und zu dem Entstehen zusätzlicher
Verluste. Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß dem Spannungsregler
in Abhängigkeit von dem Arbeiten des Stromreglers wahlweise ein am Eingang oder am Ausgang des Stromreglers
auftretendes Signal zuführbar ist und hierzu dem Spannungsregler ein Regelumschalter vorgeschaltet ist, der beim
Einsetzen der Strombegrenzung von dem Ausgangssignal auf das Eingangssignal des Stromreglers umschaltet und
dadurch ein Ansteigen der Spannung vor dem Strombegrenzungsregler aufgrund des Eingriffs des Spannungsreglers
verhindert.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades kann noch dadurch beigetragen werden, daß der Spannungsregler durch ausgangsse.itige
Signale beeinflußt ist und auf den Primärkreis des Transformators einwirkt. Somit umfaßt die Regelschleife
praktisch die gesamte Stromversorgungseinrichtung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsb.eispieles näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Stromversorgungseinrichtung nach
der Erfindung schematisch in einem Blockschaltbild.
Die Fig. 2 zeigt eine rückläufige Strom-Spannungskennlie, während die Fig. 3 Beispiele für einen zeitlich verzögerten
Strom- und Spannungsanstieg zeigt, der allein oder in Verbindung mit der rückläufigen Kennlinie anwendbar
ist.
- T ' VPA 81 P 3791 DE Die Fig. 4A und 4B stellen gemeinsam ein vollständiges
Schaltbild einer Stromversorgungseinrichtung nach der Erfindung dar.
Nach dem Prinzipschaltbild gemäß der Fig. 1 besitzt die Stromversorgungseinrichtung/eingangsseitig einen Gleichrichter
2, der den aus dem Netz entnommenen Wechselstrom gleichrichtet. Dieser Gleichstrom wird durch einen
steuerbaren Halbleiter.3, z. B. einen Thyristor oder
Transistor, periodisch unterbrochen und der Primärwicklung h eines Transformators 5 zugeführt. Der in der Sekundärwicklung
6 des Transformators 5 induzierte, von der Netzseite galvanisch getrennte Wechselstrom wird wiederum
in einem Gleichrichter 7 gleichgerichtet und unter Zwischenschaltung eines Kurzschließers 10 und eines Strombegrenzungsreglers
11 an einem Ausgang 12 bereitgestellt. Der Kurzschließer wird durch ein Strommeßglied 13 beeinflußt
und weist eine vorgeschaltete Drossel 14 auf. Als eigentliches kurzschließendes Element kann z.B. ein Thyristor
dienen. Der Strombegrenzungsregler 11 wird von einem weiteren Strommeßglied 15 beeinflußt und ist so ausgebildet,
daß sich an dem Ausgang 12 eine rückläufige Strom-Spannungs-Kennlinie ergibt. Ein Spannungsregler 16 wirkt
vom Ausgang 12 auf den steuerbaren Halbleiter 3 auf der- Primärseite des Transformators 5 zurück. Um auch
im Steuerkreis eine galvanische Trennung zu erzielen, wird das Regelsignal einem Taktgenerator 18 nicht direkt,
sondern durch einen Optokoppler 17 zugeführt.
Dem Spannungsregler 16 ist ein Regelumschalter 20 vorgeschaltet, an dessen Eingänge sowohl ein am Ausgang 12
anliegendes Spannungssignal als auch ein weiteres am Eingang des Strombegrenzungsreglers 11 vorhandenes Spannungssignal
angelegt sind. Sobald der Strombegrenzungsregler Ί1 den Strom begrenzt, schaltet der Regelumschalter
von dem Ausgangssignal auf das Eingangssignal des Strombegrenzungsreglers 11 um.
- 2 VPA 81' P 3791 DE
Im Primärteil der Stromversorgungseinrichtung ist zwischen den steuerbaren Halbleiter 3 und den Taktgenerator 18
noch ein überstromschalter 21 eingefügt, d^r durch ein
Strommeßglied 22 beaufschlagbar ist. Sobald der am Eingang durch das Strommeßglied 22 feststellbare Strom
einen Grenzwert überschreitet, was insbesondere beim Ansprechen des Kurzschließers 10 der Fall sein wird,
legt der überstromschalter 21 durch Sperrung des steuerbaren Halbleiters 3 die Energieübertragung still.
Aus der Fig. 2 ist das Verhalten des Strombegrenzungsregles· 11 näher zu ersehen. Hierzu ist in einem Diagramm
die Spannung über dem Strom aufgetragen. Wie man erkennt, ist die Spannung bis zu einem Grenzwert des Stromes
etwa konstant. Dieser mit 25 bezeichnete Betriebspunkt entspricht der größten Leistungsabgabe der Stromversorgungseinrichtung.
Er liegt z. B. bei 12 Volt und "1,5 Ampere und ist damit höher als bei den bisher üblichen
eigensicheren Stromversorgungseinrichtungen. Wird die Belastung ausgehend von dem Betriebspunkt 25 gesteigert,
so sinkt die Spannung bis zu dem Betriebspunkt 26 ab, wobei der Strom praktisch unverändert bleibt. Eine noch
weitere Belastung hat ein Absinken von Strom und Spannung entlang der Geraden 27 bis zu einem unteren Betriebspunkt
30 zur Folge, der in der Größenordnung von Milliampere liegen kann. Die Kennlinie gemäß der Fig. 2 wird ·
bei zunehmender Belastung unverzögert durchlaufen, während in umgekehrter Richtung Strom und Spannung verzögert
ansteigen.
In der Fig. 3 ist dieses Verhalten des Stromreglers 11
bei Kurzschluß anhand eines Diagrammes veranschaulicht, in dem Strom und Spannung über der Zeit aufgetragen
sind. Ausgehend von einem Betriebspunkt 33 sinken Strom und Spannung bei Eintritt, eines Kurzschlusses im Zeitpunkt t.
VPA 81 P 3791 DE auf den Wert O und verbleiben dort bis zum Zeitpunkt t..,
in dem der Kurzschluß wieder aufgehoben wird. Strom und Spannung steigen dann allmählich wieder an und erreichen
im Zeitpunkt t„ den ursprünglichen Wert in dem Betriebspunkt
31. Als Charakteristik der Wiederkehr von Strom und Spannung ist in der Fig. 3 eine lineare Zunahme
dargestellt. Es kann auch eine andere Charakteristik vorgesehen sein, sofern sie nur die Bedingung erfüllt,
daß der Anstieg von Strom und Spannung, vom Wert 0 bis
•10 zum Endwert sich über einen gewissen Zeitraum erstreckt. Ein im Kurzschlußfall fließender minimaler Reststrom
ist in der Fig. 3 vernachlässigt.
Weitere Einzelheiten der Stromversorgungseinrichtung
werden anhand der Fig. 4A und AB erläutert, die zusammenhängend
ein vollständiges Schaltbild darstellen.Ausgehend von den netzseitigen Anschlußpunkten u und ν
wird die Netzspannung, z. B. 220 Volt Wechselspannung, durch einen aus Dioden gebildeten Gleichrichter V1 gleichgerichtet
und mittels der Kondensatoren C1 und C13 geglättet. Diese Gleichspannung wird mittels eines Leistungs-Feldeffekt-Transistors
V6, der dem steuerbaren Halbleiter 3 in Fig. 1 entspricht, periodisch an die Primärwicklung des Transformators T angelegt. Die Taktfrequenz
dieses Vorganges wird in einem Steueroszillator erzeugt. Dieser erhält eine Hilfsspannung über Kondensatoren
C14 und C15 sowie einen Gleichrichter V2.
Der Steueroszillator umfaßt einen Sechsfach-Schmitt-Trigger
V1A, Kondensatoren C5, C6 und C18, Dioden V12, V15 und
V16 sowie die Widerstände R7, R8 und RII. Das Tastverhältnis
des Steuerosz'illators ist beeinflußbar über den Optokoppler V19.sowie über die Widerstände RIO und RII. Diese
Elemente beeinflussen die Entladung eines Kondensators C6, dessen periodische Aufladung über eine Diode V16 zusammen
mit einer aus einer Kapazität CT8 und einem Widerstand. R8 gebildeten Nadelimpulsschaltung,erfolgt.
" " "' 315039a
_ g _ <O/ VPA 81 P 3791 DE
Der Transistor V6 ist in eine Strombegrenzungsschaltung einbezogen, zu der die Widerstände R3, RA, R5, R6 sowie
die Kondensatoren C3 und C2 und die Halbleiter V9, V10,
VII, V12, V45 und V14 gehören. Die Schaltung arbeitet
in der Weise, daß beim überschreiten eines bestimmten
Spannungsabfalles an dem Widerstand"R3 der Transistor V9 leitend wird und der Transistor V6 über den Schmitt-Trigger
VH und die Diode V12 gesperrt wird. Hierdurch wird der Strom auf einen bestimmten Wert begrenzt, z. B. 0,6
Ampere. Dauert diese Strombegrenzung langer als ein vorbestimmter Zeitraum, z. B. 0,3 Sekunden, so wird
der Kondensator C2 über den Widerstand R6 und die Diode V11 so weit aufgeladen, daß der Transistor V9 dauernd
leitend wird, wodurch die Stromversorgung endgültig abgeschaltet wird. Um die Stromversorgungseinrichtung
wieder in Betrieb nehmen zu können, ist es erforderlich, die Netzspannung abzuschalten und die Entladung des
Kondensators C2 abzuwarten. Nach einer gewissen Zeit, z. B.-10 Sekunden,·läßt sich die Stromversorgungseinrichtung
wieder in Betrieb nehmen. Dem Benutzer wird der Abschaltvorgang durch Leuchtsignale veranschaulicht.
Einerseits erlischt nämlich eine am Ausgang angeordnete Leuchtdiode V38, während die eingangsseitige Leuchtdiode
V5 mit verminderter Helligkeit leuchtet..
Der vorstehend beschriebene Schaltungsteil der Stromversorgungseinrichtung
gehört zum Primärteil und ist abgesehen von der Leuchtdiode V38 in der Fig. 4a dargestellt.
Diese enthält auch die Sekundärwicklung des Transformators T sowie die Schaltungspunkte 40 bis 44,
mit denen in der Fig. 4B der Sekundärkreis beginnt. Zunächst wird die in der Sekundärwicklung des Transformators
T induzierte Spannung über die Diode V20 gleichgerichtet und mittels des Kondensators C7, der Drossel D
und des Kondensators C9 geglättet. Die folgenden Bauelemente dienen der Spannungs- und Stromregelung sowie der
3150393.
^* VPA 81 P 3791 DE
Überwachung. Für die Regelung ist eine Referenzspannungsquelle vorgesehen, die aus den Elementen V23, V2A, V25
und V26 sowie den Widerständen R1A, R15 und R19 gebildet
ist.
Die Ausgangsspannung +U der Stromversorgungseinrichtung
wird über Widerstände R13, R17 und R26 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers V21 angelegt.
Diese drei Widerstände teilen die Ausgangsspannung im Verhältnis 1:2. Ist die sich dann ergebende Spannung
ebenso groß wie. die Spannung der Referenzspannungsquelle,
so befindet sich der mit dem Kondensator C8 als Integrierer geschaltete Operationsverstärker V21 im Gleichgewicht.
Wird die Ausgangsspannung größer, so integriert der Regler die Spannungsabweichung und sein Ausgang wird
stärker positiv, über den Optokoppler VI9 wird in der
beschriebenen Weise das Tastverhältnis des Steueroszillators ' verringert, wodurch die Ausgangsspannung so lange kleiner
wird, bis die beiden Eingangsspannungen an dem Operationsverstärker V21 wieder gleich sind. Bei zu kleiner Ausgangsspannung
verhält sich die Regelung umgekehrt, d. h., das Tastverhältnis wird vergrößert.
Überschreitet im Fehlerfall die Ausgangsspannung den
Sollwert um einen bestimmten Betrag, d. h., beträgt
diese z. B. 13,5 Volt statt der Nennspannung von 12 Volt, so veranlaßt der Operationsverstärker V3A, dem über
den aus den Widerständen R28, R29 und R30 gebildeten Spannungsteiler ein Steuersignal zugeführt wird, die
30* Zündung eines Thyristors V27 über die Diode V37 und
den Transistor V32. Hierdurch .wird die Ausgangsspannung
■kurzgeschlossen. Da zugleich der Primärstrom des Transformators T {Fig. AA) stark ansteigt, tritt die primärseitige
Strombegrenzung in Tätigkeit und schaltet die Stromversorgungseinrichtung ab. A^s zusätzlicher Schutz
gegen Überspannungen ist die Z-Diode VA1 vorhanden,
- \ij VPA 81 P 3791 DE
die z. B. so bemessen sein kann, daß sie bei einer Spannung von 15 Volt anspricht.
Die Strombegrenzungsregelung umfaßt einen. Meßwiderstand R27 sowie einen Spannungsteiler aus den Widerständen
R23, R25 und R36 und einen Operationsverstärker·V29.
Durch diesen wird ein weiterer Leistungs-Feldeffekt-Transistor V39 gesteuert, der den Ausgangsstrom beeinflußt.
Als. Grenzwert des Stromes kann bei der beschriebenen Stromversorgungseinrichtung ein Wert von 1,5 Ampere
eingestellt werden. Die bereits erläuterte rückläufige Kennlinie wird durch die Bauelemente V2Q, V39, R39 und
R27 erreicht. Die Widerstände R23, R25 und R36 sorgen
mit den Dioden V42 und VA3 dafür, daß die Strom-Spannungs-Kennlinie
ab halber Ausgangsspannung rückläufig ist.
Im Kurzschlußfall wird der Kondensator CI9 durch die
Dioden VA2 und V43 rasch entladen. Bei der Aufhebung
des Kurzschlusses lädt er sich langsam über den Widerstand R36 auf. Damit wird der Strombegrenzungswert langsam
von etwa 80 Milliampere auf 1,5 Ampere hochgeregelt, wie dies bereits beschrieben wurde. Die rückläufige
Kennlinie der Stromversorgungseinrichtung erhöht nicht nur die Eigensicherheit, sondern verringert auch die
im Kurzschlußfall von dem Transistor V39 abzuführende Verlustleistung. Außerdem wird der Betrieb von nichtohmschen
Verbrauchern ermöglicht, die im Einschaltaugenblick ihren Innenwiderstand erheblich ändern, z. B„ Glühlampen
oder Laser.
Wird beim Versagen des Strombegrenzungsreglers der zulässige Strom von 1,5 Ampere überschritten und erreicht
etwa einen Wert von 1,7 Ampere., so veranlaßt der Operationsverstärker V31 über den Transistor V30 und die
Z-Diode V46 die Zündung des Thyristors V27, was zum sofortigen Kurzschließen der Ausgangsspannung führt.
Wesentlich ist hierbei die Begrenzung des Stromanstieges durch die Drossel D, was Vorteile in mehrfacher Hinsicht
Al··
VPA 81 P 3791 DE
bietet. Bei einem direkten Kurzschluß des Ausgangs der Stromversorgungseinrichtung wird gleichfalls der Thyristor
V27 gezündet, wobei wiederum die Drossel D den Stromanstieg begrenzt. Die unvermeidliche Verzögerung,
die sich aus der Bereitstellung des Zündbefehls und dem Zündverzug des Thyristors V27 zusammensetzt, bleibt
daher ohne Einfluß auf die Eigensicherheit.
Bei plötzlichen Stromänderungen, d. h. insbesondere bei Aufhebung eines Kurzschlusses am Ausgang, entstehen
an der Drossel D Spannungsspitzen. Diese werden durch den Kondensator C9 beseitigt. Da hierfür eine relativ
kleine Kapazität ausreicht, wird die Eigensicherheit nicht gefährdet. Andererseits erlaubt die Drossel D
den Einsatz eines relativ großen Siebkondensators C7 und trägt zusammen mit dem Kondensator C8 zur Siebung
bei.
Als zusätzliche Eigenschaft verfügt die beschriebene Stromversorgungseinrichtung über eine Unterspannungsauslösung,
die bei einem Absinken der normalen Ausgangsspannung von 12 Volt auf ca. 10,5 Volt anspricht. Hierzu
gehören der Spannungsteiler aus den Widerständen R28, R29 und R30 sowie der Operationsverstärker V35 und die
Diode V36 und der Transistor V32. Der Widerstand R33 und der Kondensator C12 sorgen für eine gewünschte Verzögerung
der Abschaltung. Diese erfolgt wiederum über den Thyristor V27.
6 Ansprüche
4 Figuren
4 Figuren
Leerseite
Claims (6)
- - >2 - VPA 81 P 3791 DEPatentansprüche1 .jEigensichere Stromversorgungseinrichtung (1) mit folgenden Merkmalen:a) ein Gleichrichter (2) zur Umwandlung eines netzseitigenWechselstromes in einen Gleichstrom;b) ein durch einen Taktgenerator (18) steuerbarer HaIbleiter. (3) zur periodischen Unterbrechung des Gleichstromes ;c) ein Transformator (5), in Reihe mit dessen Primärwicklung (4) der steuerbare Halbleiter (3) liegt und dessen Sekundärwicklung (6) den Ausgang (12) speist;d) ein Regler (11) zur sekundärseitigen Begrenzung des Ausgangsstromes;e) ein in Abhängigkeit von Grenzwerten steuerbarer Kurzschließer (10) ,gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:f) dem Kurzschließer (10) ist eine Drossel (14) vorgeschaltetundg) der Drossel (14) ist ein Spannungsbegrenzer.(19) nachgeschaltet.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der sekundärseitige Strombegrenzungsregler (11) eine rückläufige Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist._. is/. V VPA 81 P 3791 DE
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ^, daß auf der Sekundärseite des Transformators (T) Verzögerungsg-lieder :{C:T9, ^ R36) einen zeitlich verzögerten Anstieg des Stromes und/oder der Spannung nach Aufhebung eines Kurzschlusses am Ausgang (+U) vorgesehen sind.
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeic h^n e t , daß auf der Primärseitei-des Transformators (T) ein Strommeßglied (R3) angeordnet und dieses mit dem Taktgeber (V14) des steuerbaren Halb- ■ leiters (V6) im Sinne einer Strombegrenzung oder Abschaltung bei dem Auftreten eines sekundärseitigen Kurzschlusses verbunden ist.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem Spannungsregler(16) in Abhängigkeit von dem Arbeiten des Strombegrenzungsreglers (11) wahlweise ein am Eingang oder am Ausgang des Strombegrenzungsreglers (11) auftretendes Signal zuführbar ist und hierzu dem Spannungsregler (16) ein Regelumschalter (20) vorgeschaltet ist, der beim Einsetzen der Strombegrenzung von dem Ausgangssignal auf das Eingangssignal des Stromreglers umschaltet.
- 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Spannungsregler (16) durch ausgangsseitige Signale beeinflußt ist und auf den Primärkreis des Transformators (5) einwirkt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3150398A DE3150398C2 (de) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter |
DE8282730137T DE3269707D1 (en) | 1981-12-16 | 1982-11-18 | Intrinsic safety power supply with a controlled semiconductor disposed in the primary circuit of a transformer |
EP82730137A EP0082105B1 (de) | 1981-12-16 | 1982-11-18 | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter |
YU02738/82A YU273882A (en) | 1981-12-16 | 1982-12-10 | Arrangement for feeding with current, with autonomous protection by a semiconductor controlled component positioned into the primary transformer circuit |
AU91490/82A AU562774B2 (en) | 1981-12-16 | 1982-12-14 | Safe current supply device |
ZA829241A ZA829241B (en) | 1981-12-16 | 1982-12-15 | Intrinsically safe current supply device with a controlable semiconductor arranged in the primary circuit of a transformer |
US06/794,962 US4646219A (en) | 1981-12-16 | 1985-11-04 | Intrinsically safe power supply with a current regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3150398A DE3150398C2 (de) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3150398A1 true DE3150398A1 (de) | 1983-06-23 |
DE3150398C2 DE3150398C2 (de) | 1985-08-29 |
Family
ID=6149189
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3150398A Expired DE3150398C2 (de) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter |
DE8282730137T Expired DE3269707D1 (en) | 1981-12-16 | 1982-11-18 | Intrinsic safety power supply with a controlled semiconductor disposed in the primary circuit of a transformer |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8282730137T Expired DE3269707D1 (en) | 1981-12-16 | 1982-11-18 | Intrinsic safety power supply with a controlled semiconductor disposed in the primary circuit of a transformer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4646219A (de) |
EP (1) | EP0082105B1 (de) |
AU (1) | AU562774B2 (de) |
DE (2) | DE3150398C2 (de) |
YU (1) | YU273882A (de) |
ZA (1) | ZA829241B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4121634A1 (de) * | 1990-08-09 | 1992-02-13 | Promos Electronic Gmbh | Netzgeraet fuer eigensichere stromkreise |
DE102016102097A1 (de) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Domino Laser Gmbh | Schaltnetzteil mit einer sicherheitsgerichteten Abschaltung |
DE102014011717B4 (de) | 2014-08-06 | 2021-11-18 | Abb Schweiz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur eigensicheren, redundanten Stromversorgung von Feldgeräten |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2570898B1 (fr) * | 1984-09-21 | 1989-05-05 | Veeco Instr Inc | Circuit de commande d'alimentation commutee regulee |
DE3525942A1 (de) * | 1985-07-17 | 1987-01-29 | Siemens Ag | Schaltnetzgeraet |
CA1287103C (en) * | 1986-04-22 | 1991-07-30 | Jim Pinard | Cmos latch-up recovery circuit |
US4866585A (en) * | 1988-06-08 | 1989-09-12 | Das Pawan K | AC to DC solid state power supply using high frequency pulsed power switching |
CA2105041C (en) * | 1993-08-27 | 1997-06-03 | Ivan Meszlenyi | Current controlled oscillator |
DE69421083T2 (de) * | 1994-11-17 | 2000-03-16 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Schutzschaltung und Verfahren für Leistungstransistor sowie diese verwendender Spannungsregler |
DE19530927C2 (de) * | 1995-08-23 | 2002-11-07 | Huber Signalbau Muenchen | Anpaßschaltung für ein elektronisches Bauteil oder eine Baugruppe |
CA2277686A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-14 | Milltronics Ltd. | An intrinsically safe universal switching power supply |
DE19933039A1 (de) * | 1999-07-15 | 2001-01-18 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Erzeugung eines Regelsignals für einen Gleichspannungswandler |
US7190090B2 (en) * | 2003-07-09 | 2007-03-13 | The Boeing Company | Redundant power distribution system |
EP1669831A1 (de) * | 2004-12-03 | 2006-06-14 | Dialog Semiconductor GmbH | Ausgangsstufe eines Spannungsreglers mit Niederspannungs-MOS-Transistoren |
US8063504B2 (en) * | 2007-05-07 | 2011-11-22 | Analogix Semiconductor, Inc. | Systems and methods for powering circuits for a communications interface |
KR101537534B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2015-07-17 | 주식회사 동부하이텍 | 전류 감지 회로 |
CN101567549B (zh) * | 2009-03-03 | 2012-07-04 | 四川神坤装备股份有限公司 | 直流安全栅 |
EP2458702B1 (de) * | 2010-11-29 | 2019-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Eigensicherer Gleichspannungswandler |
CN103117529B (zh) * | 2013-03-13 | 2014-12-03 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 矿井本安型便携式探测机器人本体驱动装置 |
DE102013113648A1 (de) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Weidmüller Interface GmbH & Co. KG | Stromversorgungseinrichtung und Verfahren zum Begrenzen eines Ausgangsstroms einer Stromversorgungseinrichtung |
US9713217B2 (en) | 2015-03-25 | 2017-07-18 | Bayco Products, Inc. | Duty cycle brightness control for lighting device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2843093A1 (de) * | 1978-09-29 | 1980-04-03 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung fuer eine eigensichere stromversorgungseinrichtung |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3371262A (en) * | 1965-12-22 | 1968-02-27 | Army Usa | Protection circuits for transistorized regulator circuitry |
US3445751A (en) * | 1966-11-25 | 1969-05-20 | Rca Corp | Current limiting voltage regulator |
US3515974A (en) * | 1968-05-22 | 1970-06-02 | Automatic Elect Lab | Dc to dc power supply with isolated control circuit |
US3743887A (en) * | 1972-03-24 | 1973-07-03 | Itt | Power supply for an electronic pabx |
US3982173A (en) * | 1974-04-10 | 1976-09-21 | Hughes Aircraft Company | AC-DC voltage regulator |
US4013938A (en) * | 1974-12-24 | 1977-03-22 | General Electric Company | Power supply system for providing uninterrupted output power |
FR2298898A1 (fr) * | 1975-01-24 | 1976-08-20 | Modeles Francais Sa | Convertisseur de tension continue/continue |
US4017781A (en) * | 1975-07-30 | 1977-04-12 | Garching Instrumente Gesellschaft Zur Industriellen Nutzung Von Forschungsergebnissen M.B.H. | D.C. voltage converter |
US4037271A (en) * | 1976-12-03 | 1977-07-19 | Boschert Associates | Switching regulator power supply |
US4124884A (en) * | 1977-03-07 | 1978-11-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | DC to DC converter with regulated input impedance |
US4130862A (en) * | 1978-02-01 | 1978-12-19 | Apple Computer, Inc. | DC Power supply |
US4389702A (en) * | 1980-08-20 | 1983-06-21 | International Rectifier Corporation | Switching power supply circuit having constant output for a wide range of input voltage |
-
1981
- 1981-12-16 DE DE3150398A patent/DE3150398C2/de not_active Expired
-
1982
- 1982-11-18 DE DE8282730137T patent/DE3269707D1/de not_active Expired
- 1982-11-18 EP EP82730137A patent/EP0082105B1/de not_active Expired
- 1982-12-10 YU YU02738/82A patent/YU273882A/xx unknown
- 1982-12-14 AU AU91490/82A patent/AU562774B2/en not_active Ceased
- 1982-12-15 ZA ZA829241A patent/ZA829241B/xx unknown
-
1985
- 1985-11-04 US US06/794,962 patent/US4646219A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2843093A1 (de) * | 1978-09-29 | 1980-04-03 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung fuer eine eigensichere stromversorgungseinrichtung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4121634A1 (de) * | 1990-08-09 | 1992-02-13 | Promos Electronic Gmbh | Netzgeraet fuer eigensichere stromkreise |
DE102014011717B4 (de) | 2014-08-06 | 2021-11-18 | Abb Schweiz Ag | Verfahren und Vorrichtung zur eigensicheren, redundanten Stromversorgung von Feldgeräten |
DE102016102097A1 (de) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Domino Laser Gmbh | Schaltnetzteil mit einer sicherheitsgerichteten Abschaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU562774B2 (en) | 1987-06-18 |
YU273882A (en) | 1985-04-30 |
EP0082105B1 (de) | 1986-03-05 |
DE3150398C2 (de) | 1985-08-29 |
DE3269707D1 (en) | 1986-04-10 |
AU9149082A (en) | 1983-06-23 |
EP0082105A1 (de) | 1983-06-22 |
US4646219A (en) | 1987-02-24 |
ZA829241B (en) | 1983-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0082105B1 (de) | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter | |
DE2513005C3 (de) | Netzgerät zur Transformation einer ungeregelten, pulsierenden Eingangsspannung in eine stabilisierte Gleichspannung | |
DE4019829A1 (de) | Wechselstrom-leistungssteuervorrichtung mit kurzschluss- und ueberlastungsschutz | |
DE3245112A1 (de) | Netzgeraet | |
DE2524367A1 (de) | Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse | |
DE2758227C3 (de) | dv/dt-Schutzschaltungsanordnung für einen GTO-Thyristor | |
DE2753869C2 (de) | Meßwertgeber | |
DE3525942C2 (de) | ||
DE3917062C2 (de) | ||
DE2445032C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Einschaltspannung für den Steuerteil eines Mittelfrequenz-Umrichters | |
EP1340302B1 (de) | Verfahren zum schutz mindestens eines verbrauchers vor überspannungen und eine vorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
DE3530638A1 (de) | Schaltungsanordnung zum starten und betrieb von gasentladungslampen | |
DE2804694A1 (de) | Getaktetes netzgeraet | |
DE3221831A1 (de) | Thyristor-anordnung | |
DE2348524C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Minderung des Einschaltstromstoßes | |
DE3322278C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Stromversorgungsgerätes | |
DE4019592A1 (de) | Vorrichtung zur wechselstrom-einschaltbegrenzung | |
DE10101988A1 (de) | Verfahren zum Schutz mindestens eines Verbrauchers vor Überspannungen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2726534C2 (de) | Umrichterschaltung | |
DE3028589C2 (de) | Geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil | |
DE3325032C2 (de) | Schaltnetzteil zur Erzeugung mindestens einer galvanisch vom Netz getrennten Ausgangsgleichspannung | |
DE1936912C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Abschaltung von Netzgeräten beim Anschalten an zu hohe Netzspannungen | |
DE3109087C2 (de) | Fernspeiseeinrichtung | |
DE2819895A1 (de) | Selbstgesteuerter gegentaktwechselrichter | |
DE910448C (de) | Einrichtung zum Schutz von steuerbaren Gas- oder Dampfentladungsgefaessen gegen UEberbeanspruchungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |