DE3545770C2 - - Google Patents

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DE3545770C2 DE19853545770 DE3545770A DE3545770C2 DE 3545770 C2 DE3545770 C2 DE 3545770C2 DE 19853545770 DE19853545770 DE 19853545770 DE 3545770 A DE3545770 A DE 3545770A DE 3545770 C2 DE3545770 C2 DE 3545770C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Anordnung ist durch die US 37 61 797 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement accordingly the preamble of claim 1. Such an arrangement is by the US 37 61 797 known.

Bei konventionellen Schaltungsanordnungen zur Erstellung einer varia­ bel einstellbaren, oberschwingungsfreien Gleichspannung aus einer Wechselspannung durch einen netzgeführten Stromrichter und einen diesem nachgeschalteten passiven Tiefpaßfilter, wie z. B. einer sol­ chen nach der FR-B-15 90 167, läßt sich eine hohe Regelgenauigkeit wegen des damit verbundenen hohen Filteraufwands grundsätzlich nur mit entsprechend geringer Regeldynamik erzielen und umgekehrt.In conventional circuit arrangements for creating a varia adjustable, harmonic-free DC voltage from a AC voltage through a mains-operated converter and a this downstream passive low-pass filter, such as. B. a sol Chen according to FR-B-15 90 167, a high control accuracy can be because of the associated high filter effort basically only achieve with correspondingly low control dynamics and vice versa.

Z. B. bei einer Stromversorgung von Magneten für Teilchenbeschleuniger ist jedoch sowohl eine hohe Regeldynamik als auch eine hohe Regel­ genauigkeit der oberschwingungsfreien Verbraucherspannung nötig. Eine derartige Spannung ist in ihrem gewünschten zeitlichen Verlauf in Fig. 5 gezeigt. Die Änderung der Polarität soll dabei im Millisekundenbereich erfolgen.For example, in the case of a power supply for magnets for particle accelerators, both high control dynamics and high control accuracy of the harmonic-free consumer voltage are required. Such a voltage is shown in its desired temporal course in FIG. 5. The change in polarity should take place in the millisecond range.

In der EP-A1-01 34 505 ist eine diesen Anforderungen gerecht werdende digital geregelte Stromversorgung mit hohem Wirkungsgrad, hoher Zu­ verlässigkeit und guter Regeldynamik beschrieben, die aus mehreren Schaltverstärkerstufen besteht, deren Ausgangsspannungen gleiche Polarität besitzen. Die Stufen sind zur Summierung der Ausgangsspannungen über eine Diodenkaskade in Reihe geschaltet und können zur Regelung der so erzeugten Gleichspannung außerdem unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden. Die Ausgangsspannungen der Mehrzahl der Stufen sind gleich, die der übrigen Stufen sind binär gewichtet. Die Gleichspannung ist im gesamten Spannungsbereich regelbar. Die Genauigkeit bzw. die Dynamik der Regelung hängen dabei vom Quanti­ sierungsgrad der erzeugten Gleichspannung bzw. von der Abtastfre­ quenz ab, sie können jedoch hoch angesetzt werden. Allerdings ist der schaltungstechnische Aufwand sehr groß, und die Ansteuerung der Schaltverstärkerstufen auf hohem Potential ist in vielen Fällen nachteilig.EP-A1-01 34 505 describes one that meets these requirements digitally controlled power supply with high efficiency, high closing reliability and good control dynamics are described, which consist of several There are switching amplifier stages whose output voltages have the same polarity have. The levels are for summing the output voltages connected in series via a diode cascade and can be used for Regulation of the DC voltage thus generated is also independent of one another can be switched on and off. The output voltages of the majority the levels are the same, those of the other levels are binary weighted. The DC voltage can be regulated across the entire voltage range. The The accuracy or the dynamics of the control depend on the quanti Degree of generation of the generated DC voltage or of the sampling frequency  quenz, but they can be set high. However the circuitry outlay is very great, and the switching amplifier stages are driven at high potential in many cases disadvantageous.

In der DE-A1-18 16 530 ist eine analoggeregelte Stromversorgung mit hohem Wirkungsgrad angegeben, die aus mehreren Verstärkerstufen besteht, deren Ausgangsspannungen ebenfalls die gleiche Polarität besitzen. Die Stufen sind zur Summierung der Ausgangsspannungen über eine Transistorkaskade in Reihe geschaltet. Zur Erzeugung der für die Stromversorgung benötigten Gleichspannung werden die Transistoren so gesteuert, daß mehrere direkt hintereinandergeschaltete Ver­ stärkerstufen (einschließlich der Stufe mit dem niedrigsten Potential) eingeschaltet werden, wobei zur Regelung der Spannung für die Stromversorgung der Transistor der Stufe mit dem jeweils höchsten Potential als Großsignalverstärker arbeitet, während die übrigen eingeschalteten Stufen mit jeweils durchgeschaltetem Transistor die maximale Ausgangsspannung abgeben. Auch hier stört der hohe schal­ tungstechnische Aufwand und in vielen Fällen die Ansteuerung der Transistoren auf hohem Potential.DE-A1-18 16 530 includes an analog-regulated power supply specified high efficiency, which consists of several amplifier stages, whose output voltages also have the same polarity. The stages are about to sum the output voltages a transistor cascade connected in series. To generate the for The DC voltage required for the power supply will be the transistors controlled so that several directly connected Ver power levels (including the level with the lowest potential) are turned on, used to regulate the voltage for the Power supply to the transistor with the highest level Potential works as a large signal amplifier while the rest switched on stages with the transistor switched on Deliver maximum output voltage. The high scarf is also a nuisance here technical effort and in many cases the control of High potential transistors.

Aus der eingangs genannten US 37 61 797, insbesondere Fig. 3, ist eine Stromversorgung bekannt, die einen gesteuerten Stromrichter und einen Aktivfilter aufweist. Dieser Aktivfilter besteht aus zwei Line­ arverstärkern, die über einen induktiven Übertrager mit dem Strom­ richter in Serie geschaltet sind. Dabei dient aber nur die eine Linearverstärkerstufe dazu, den "Rippel" (also den Wechselanteil) des vom Stromrichter erzeugten Gleichstroms "aktiv" zu kompensie­ ren, während die andere Linearverstärkerstufe lediglich eine gleich­ strombedingte Sättigung des Übertragers verhindern soll.From US 37 61 797 mentioned in the introduction, in particular FIG. 3, a power supply is known which has a controlled power converter and an active filter. This active filter consists of two line ar amplifiers, which are connected in series with the power converter via an inductive transformer. However, only one linear amplifier stage is used to "actively" compensate for the "ripple" (ie the alternating component) of the direct current generated by the converter, while the other linear amplifier stage is only intended to prevent the transformer from being saturated by the same current.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit geringem schaltungstechnischen Aufwand bei hoher Regelgenauigkeit und bei gleichzeitig hoher Regeldynamik eine oberschwingungsfreie Spannung wechselnder Polarität erzeugt, die außerdem sehr genau einer vorgegebenen Führungsgröße folgt. The invention has for its object a circuit arrangement of Specify the type mentioned, the low circuitry Effort with high control accuracy and high control dynamics at the same time generates a harmonic-free voltage of alternating polarity, which also very precisely follows a given command variable.  

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by those characterized in claim 1 Features solved.

Vorteilhaft fällt bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung der schaltungstechnisch geringe Aufwand ins Gewicht. Anstelle mehrerer Schaltstufen wird ein einfacher Stromrichter eingesetzt. Dieser Strom­ richter liefert eine der Regeldynamik und der Regelgenauigkeit bei Stromversorgungsanlagen für Magnete bei Teilchenbeschleunigern ge­ nügende Ausgangsspannung ud, die einen Gleichanteil d und einen Wechselanteil u∼ aufweist. Mit dem angegebenen Aktivfilter ist es auf eine einfache Weise möglich, den Wechselanteil u∼ zu kompensieren. Dazu werden nur wenige Schaltstufen benötigt, zumal nur halb soviele Stufen mit umschaltbarer Ausgangsspannungspolarität erforderlich sind als Stufen mit nicht umschaltbarer Ausgangsspannungspolarität.In the circuit arrangement according to the invention, the low circuit complexity is advantageous. A simple converter is used instead of several switching stages. This converter delivers one of the control dynamics and the control accuracy in power supply systems for magnets in particle accelerators ge sufficient output voltage u d , which has a constant component d and an alternating component u ∼ . With the specified active filter, it is easily possible to compensate for the alternating component u ∼ . Only a few switching stages are required, especially since only half as many stages with switchable output voltage polarity are required as stages with non-switchable output voltage polarity.

In den Schaltstufen mit induktiver Einkopplung werden Gleichspannungssignale mit wechselnder Polarität erzeugt, die in den Hauptstromkreis der Stromversorgung eingekoppelt werden, wo sie sich zu einer Wechselspannung uG summieren. Je nachdem, ob die Verstärkerstufen als Schaltverstärker oder als Großsignalverstärker bzw. als Schaltverstärker in Reihe mit einem Linearverstärker arbeiten, wird die Spannung uG entweder in quantisierter oder in analoger Form erzeugt. Die Spannung uG entspricht dabei bis auf das Vorzeichen der im Stromrichter erzeugten und der Gleichspannung überlagerten Wechsel­ spannung u∼ und hebt diese daher in ihrer Wirkung auf, wobei bei der quan­ tisierten Form der Spannung uG grundsätzlich eine allerdings sehr kleine durch den Quantisierungsfehler hervorgerufene Abweichung des Istwerts der oberschwingungsfreien Gleichspannung vom Sollwert verbleibt.In the switching stages with inductive coupling, DC signals with alternating polarity are generated, which are coupled into the main circuit of the power supply, where they add up to an AC voltage u G. Depending on whether the amplifier stages operate as a switching amplifier or as a large signal amplifier or as a switching amplifier in series with a linear amplifier, the voltage u G is generated either in quantized or in analog form. The voltage u G corresponds to the sign of the alternating voltage u ∼ generated in the converter and superimposed on the DC voltage and therefore eliminates this in its effect, whereby in the quantized form of the voltage u G basically a very small one caused by the quantization error Deviation of the actual value of the harmonic-free DC voltage from the setpoint remains.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims featured.

Erfolgt die Einkopplung der Ausgangssignale der Schaltstufen über einen induktiven Übertrager, ist die Ansteuerung der Verstärkerstufen auf niedrigem Potential gewährleistet. Eine direkte Einspeisung der Ausgangssignale der Schaltstufenverstärker hat zwar den Nachteil einer Ansteuerung auf hohem Potential, läßt aber eine höhere Regeldynamik zu.If the output signals of the switching stages are coupled in via a inductive transformer, is the control of the amplifier stages guaranteed low potential. A direct feed of the output signals the switching stage amplifier has the disadvantage of control  at high potential, but allows higher control dynamics.

Ist der Aktivfilter rückspeisefähig, ist eine Rückspeisung der Energie bei einer Spannungsumkehr am Verbraucher über den Stromrichter und den Filter möglich.If the active filter is capable of being regenerated, the energy is fed back a voltage reversal at the consumer via the converter and the Filters possible.

Den hier angeführten und im folgenden näher erläuterten Anordnungen zur Erzeugung einer Wechselspannung uG sind Anordnungen äquivalent, die eine Gleichspannung uG erzeugen. Der zeitliche Verlauf der Spannung uG ist in jedem Fall so gewählt, daß die Summe aus den Spannungen ud, u∼ und uG eine geregelte Gleichspannung d2 ergibt, die entweder höher ist als die Spannung ud (bei gleicher Polarität der Spannungen ud und uG) oder niedriger (bei entgegengesetzter Polarität der Spannungen ud und uG).The arrangements for generating an alternating voltage u G, which are listed here and explained in more detail below, are equivalent to arrangements which generate a direct voltage u G. The time course of the voltage u G is chosen in any case so that the sum of the voltages u d , u ∼ and u G results in a regulated DC voltage d2 , which is either higher than the voltage u d (with the same polarity of the voltages u d and u G ) or lower (with opposite polarity of the voltages u d and u G ).

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigenPreferred embodiments of the invention are described below the drawing explained. Show it

Fig. 1 den Leistungsteil einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reihenschaltung eines netzgeführten Stromrichters und eines Schaltstufenverstärkers, Fig. 1 shows the performance of part of a preferred embodiment of the series circuit of the invention of a line-commutated converter and a switching stage amplifier,

Fig. 2 den Leistungsteil einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines in Reihe geschalteten Schaltstufenverstärkers mit Stufen gleicher Ausgangsspannung, Fig. 2 shows the performance of part of another advantageous embodiment of a series-connected switching stage amplifier stages with the same output voltage,

Fig. 3 den Leistungsteil einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines in Reihe geschalteten Schaltstufenverstärkers mit Stufen mit binär gewichteten Ausgangsspannungen, Fig. 3 shows the performance of part of a further advantageous embodiment of a series-connected switching stages amplifier stages with binary-weighted output voltages,

Fig. 4 den Leistungsteil einer vorteilhaften Ausgestaltung eines direkt mit dem Stromrichter in Reihe geschalteten Schaltstufenverstärkers und Fig. 4 shows the power section of an advantageous embodiment of a switching stage amplifier connected in series with the converter and

Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Verbraucherspannung. Fig. 5 shows the time course of the consumer voltage.

Fig. 1 zeigt den Leistungsteil einer erfindungsgemäßen Stromversorgung, die aus einer Reihenschaltung eines konventionell netzgeführten Stromrichters 1 und eines Schaltstufenverstärkers 2A besteht. Die Anordnung ist über Verbindungsleitungen 4-6 mit einer Last 8 verbunden, die z. B. aus einem ohmschen Widerstand 81 und einer Induktivität 82 gebildet ist. Fig. 1 shows the performance of part of a power supply according to the invention consists of 2 A of a series circuit of a conventional line-commutated converter 1 and a switching stage amplifier. The arrangement is connected via connecting lines 4-6 to a load 8 , which, for. B. is formed from an ohmic resistor 81 and an inductor 82 .

Der Stromrichter 1 besteht in bekannter Weise aus dreiphasigen Netztransformatoren 11, 12, zwei gesteuerten Dreiphasen-Brückenschaltungen 21, 22 und einem nachgeschalteten Tiefpaßfilter aus Drosselspulen 31, 32 und einem Kondensator 33.The converter 1 consists in a known manner of three-phase mains transformers 11, 12 , two controlled three-phase bridge circuits 21, 22 and a downstream low-pass filter made of choke coils 31, 32 and a capacitor 33 .

Der als Aktivfilter wirkende Schaltstufenverstärker 2A besteht aus mehreren induktiven Übertragern mit mehreren in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen 41 . . . 47 und Primärwicklungen 51, 52, . . . 57, an die jeweils eine Verstärkerstufe 61, 62 . . . 67 angeschlossen ist. Die Verstärkerstufen 61, 62 . . . 67 sind jeweils aus vier gesteuerten Stromrichterventilen 611-614, 621-624, . . . 671-674 und vier Dioden 615-618, 625-628, . . . 675-678 gebildet. Eingangsseitig sind die Verstärkerstufen jeweils an eine Gleichspannungsquelle 71, 72, . . . 77 angeschlossen.The switching stage amplifier 2 A, which acts as an active filter, consists of several inductive transformers with several secondary windings 41 connected in series . . . 47 and primary windings 51, 52 ,. . . 57 , to each of which an amplifier stage 61, 62. . . 67 is connected. The amplifier stages 61, 62. . . 67 are each made up of four controlled converter valves 611-614 , 621-624,. . . 671-674 and four diodes 615-618, 625-628,. . . 675-678 . On the input side, the amplifier stages are each connected to a DC voltage source 71, 72,. . . 77 connected.

Der Stromrichter 1 erzeugt eine Gleichspannung ud mit einem Gleichanteil d, dem eine Wechselspannung u∼ überlagert ist.The converter 1 generates a DC voltage u d with a DC component d on which an AC voltage u ∼ is superimposed.

Zum Ausgleich der Wechselspannung u∼ erzeugen die Verstärkerstufen 61, 62, . . . 67 Gleichspannungssignale wechselnder Polarität u1, u2, . . . u7, die über die induktiven Übertrager galvanisch getrennt in den Hauptstromkreis der Stromversorgung eingespeist werden und sich dort zu einer Wechselspannung uG summieren, die je nach Betriebsart der Verstärkerstufen entweder quantisiert oder analog ist.To compensate for the AC voltage u ∼ , the amplifier stages 61, 62,. . . 67 DC signals of alternating polarity u 1 , u 2 ,. . . u 7 , which are fed into the main circuit of the power supply in an electrically isolated manner via the inductive transformers and add up there to an alternating voltage u G , which, depending on the operating mode of the amplifier stages, is either quantized or analog.

Die Spannung uG entspricht dabei bis auf das Vorzeichen der Wechselspannung u∼ und hebt diese daher in ihrer Wirkung auf, sofern nicht ein allerdings sehr geringer Fehler infolge der Quantisierung durch die Schaltstufen verbleibt. Die Zahl bzw. die Kombination der eingeschalteten Stufen sowie das Vorzeichen ihrer Ausgangsspannungen hängen dabei vom Momentanwert der Spannung u∼ ab. Ist die Spannung uG quantisiert, verbleibt grundsätzlich eine durch den Quantisierungsfehler hervorgerufene geringe Abweichung des Istwerts der Spannung d 2 vom Sollwert. Um den Quantisierungsfehler infolge der endlichen Zahl der Schaltstufen 61. . .67 auszugleichen, liefert ein in Fig. 1 nicht gezeigter, an sich bekannter, ebenfalls in Reihe mit den Schaltstufenverstärkern geschalteter Linearverstärker Ausgangssignale uV, die der Spannung uG zugefügt werden, so daß schließlich die oberschwingungsfreie gewünschte Spannung d 2 erstellt wird.The voltage u G corresponds to the sign of the alternating voltage u ∼ and therefore cancels its effect, unless a very small error remains due to the quantization by the switching stages. The number or combination of the stages switched on and the sign of their output voltages depend on the instantaneous value of the voltage u∼. If the voltage u G is quantized, there is basically a slight deviation of the actual value of the voltage d 2 from the setpoint value, which is caused by the quantization error. To the quantization error due to the finite number of switching stages 61.. .67 , provides a linear amplifier, not shown in FIG. 1, known per se , also connected in series with the switching stage amplifiers, output signals u V which are added to the voltage u G , so that the desired harmonic-free voltage d 2 is finally created.

Die Verstärkerstufen können wahlweise als Schaltverstärker, Linearverstärker oder als Großsignalverstärker betrieben werden. Dabei ergibt sich beispielsweise für die Verstärkerstufe 61, die stellvertretend für die übrigen Stufen genannt sei:
u1 = 0, wenn alle vier Stromrichterventile 611-614 sperren u1≦λτ0, wenn die Stromrichterventile 611, 612 leiten und 613, 614 sperren u1≦ωτ0, wenn die Stromrichterventile 613, 614 leiten und 611, 612 sperren.The amplifier stages can be operated either as switching amplifiers, linear amplifiers or as large signal amplifiers. This results, for example, for amplifier stage 61 , which is representative of the other stages:
u 1 = 0 if all four converter valves 611-614 block u 1 ≦ λτ0 if the converter valves 611, 612 conduct and 613, 614 block u 1 ≦ ωτ0 if the converter valves 613, 614 conduct and 611, 612 block.

Es gelten dabei folgende Randbedingungen:
u1(t) = 0, +û1, -û1 für den Schaltverstärkerbetrieb
-û1≦ωτu1(t)≦ωτû1 für den Linearverstärkerbetrieb
-û1u1(t)u1 für den Großsignalverstärkerbetrieb.The following boundary conditions apply:
u 1 (t) = 0, + û 1 , -û 1 for switching amplifier operation
-û 1 ≦ ωτu 1 (t) ≦ ωτû 1 for linear amplifier operation
-û 1 u 1 (t) u 1 for large signal amplifier operation.

Die Dioden 615-618 leiten den Ausgangsstrom i1 der Verstärkerstufe 61 in den Zeiten ab, in denen die Spannung u1 und der Strom i1 unterschiedliche Vorzeichen haben, und zwar die Dioden 615, 616 für den Fall u1≦λτ0, i1≦ωτ0 und die Dioden 617, 618 für den Fall u1≦ωτ0, i1≦λτ0.The diodes 615-618 derive the output current i 1 from the amplifier stage 61 at times when the voltage u 1 and the current i 1 have different signs, namely the diodes 615, 616 for the case u 1 ≦ λτ0, i 1 ≦ ωτ0 and the diodes 617, 618 for the case u 1 ≦ ωτ0, i 1 ≦ λτ0.

Fig. 2 zeigt den Leistungsteil einer weiteren Ausführungsform 2B entsprechend dem Schaltstufenverstärker 2A der Fig. 1. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht darin, daß zum einen die Sekundärwicklungen 41, 42 . . . 47 des Schaltstufenverstärkers 2A nach der Fig. 1 durch eine gemeinsame Wicklung 40 im Schaltstufenverstärker 2B zusammengefaßt worden sind und daß zum anderen im Schaltstufenverstärker 2B die Eingänge der Verstärkerstufen parallel an eine gemeinsame Gleichspannungsquelle 70 angeschlossen sind. Der Ausgangsspannungsbereich ist in diesem Falle mit -ûu1, u2 . . . u7û für alle Stufen gleich. Fig. 2 shows the performance of part of another embodiment B 2 according to the shift-stage amplifier 2A of Fig. 1. The difference between the two embodiments is that, firstly, the secondary windings 41, 42. . . 47 of the switching stage amplifier 2 A have been grouped together by a common coil 40 in the switching stage amplifier 2 B of FIG. 1 and that for the other 2 B inputs of the amplifier stages are connected in parallel to a common DC voltage source 70 in the switching stage amplifier. The output voltage range in this case is -ûu 1 , u 2 . . . u 7 û the same for all levels.

Fig. 3 zeigt den Leistungsteil einer weiteren Ausgestaltungsform 2C entsprechend dem Schaltstufenverstärker 2A der Fig. 1. Der Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Versorgungsgleichspannungsquellen 71, 72, 73 der Verstärkerstufen 61, 62, 63 im Schaltstufenverstärker 2C binär gewichtet sind und damit auch die maximalen Ausgangsspannungen û1, û2, û3 der Verstärkerstufen. Fig. 3 shows the performance of part of a further embodiment 2 C according to the shift-stage amplifier 2A of Fig. 1. The difference between these two embodiments is that the DC supply voltage sources 71, 72, 73 of amplifier stages 61, 62, 63 in the switching stage amplifier 2 C binary are weighted and thus also the maximum output voltages û 1 , û 2 , û 3 of the amplifier stages.

In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung für einen gleichspannungsseitig mit dem (nicht gezeigten) Stromrichter 1 in Reihe geschalteten als Aktivfilter wirkenden Schaltstufenverstärker 2D gezeigt. Bei diesem sind die einzelnen Schaltstufen 61, 62 . . . 67 ausgangsseitig direkt in Reihe in den Gleichstromkreis des Stromrichters 1 gelegt. Die Ausgänge der einzelnen Schaltstufen 61, 62 . . . 67, die hier aus einer Gleichspannungsquelle 71, 72 . . . 77 mit nachgeschaltetem Schaltelement 619, 629 . . . 679 aufgebaut sind, werden dabei für den Fall, daß das jeweilige Schaltelement nicht eingeschaltet ist, durch Dioden 91, 92 . . . 97 überbrückt.In Fig. 4 a circuit arrangement is connected in series to a DC voltage side (not shown) to the power converter 1 as an active filter acting switching stage amplifier shown D 2. In this case, the individual switching stages 61, 62. . . 67 on the output side directly in series in the DC circuit of converter 1 . The outputs of the individual switching stages 61, 62. . . 67 , which here comes from a DC voltage source 71, 72. . . 77 with downstream switching element 619, 629. . . 679 are constructed by diodes 91, 92 in the event that the respective switching element is not switched on . . . 97 bridges.

Weiterhin können z. B. die Ausführungsformen 2A und 2C bzw. 2B und 2C der erfindungsgemäßen Schaltstufenverstärker miteinander kombiniert werden, wobei die Versorgungsspannungen der Stufen im Schaltstufenverstärker 2C sinnvollerweise U/2, U/4, U/8 . . . betragen (U ist die gemeinsame Versorgungsspannung der Stufen im Schaltstufenverstärker 2B).Furthermore, for. B. the embodiments 2 A and 2 C or 2 B and 2 C of the switching stage amplifier according to the invention can be combined with one another, the supply voltages of the stages in the switching stage amplifier 2 C meaningfully U / 2, U / 4, U / 8. . . amount (U is the common supply voltage of the stages in the switching stage amplifier 2 B).

Allgemein kann zur Verbesserung der Regelgenauigkeit a) die Stufe mit der kleinsten Ausgangsspannung als Linear- oder Großsignalverstärker oder b) jede Stufe als Großsignalverstärker betrieben werden.In general, the level can be improved with a) to improve the control accuracy the smallest output voltage as a linear or large signal amplifier or b) each stage can be operated as a large signal amplifier.

Statt der Linearverstärkerstufe kann mit gleicher Wirkung auch ein Chopper eingesetzt werden.Instead of the linear amplifier stage, a chopper can also have the same effect be used.

Claims (12)

1. Schaltungsanordnung zur Erstellung einer variabel einstellbaren, oberschwingungsfreien Gleichspannung aus einer Wechselspannung durch einen gesteuerten Stromrichter und einem diesem nachgeschalteten Filter, welcher als gleichspannungsseitig dem Stromrichter in Serie geschalteter Aktivfilter ausgebildet ist, der eine oder mehrere in Serie geschaltete Linearverstärkerstufen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivfilter zusätzlich mindestens einen Schaltstufenver­ stärker (2A, 2B, 2C, 2D) mit mehreren unabhängig voneinander an­ steuerbaren Schaltstufen (61 . . . 67) enthält. 1.Circuit arrangement for creating a variably adjustable, harmonic-free direct voltage from an alternating voltage by means of a controlled converter and a filter connected downstream thereof, which filter is designed as an active filter connected in series on the DC voltage side, which contains one or more series-connected linear amplifier stages, characterized in that the active filter additionally contains at least one switching stage amplifier ( 2 A, 2 B, 2 C, 2 D) with several independently controllable switching stages ( 61 ... 67 ). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen (61 . . . 67) über einen induktiven Übertrager (41, 51; 42, 52 . . . 47, 57) mit dem Stromrichter (1) in Serie geschaltet sind.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching stages ( 61 ... 67 ) via an inductive transformer ( 41, 51; 42, 52 ... 47, 57 ) with the converter ( 1 ) are connected in series. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertrager stromrichterseitig eine gemeinsame Wicklung (40) aufweisen. 3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the transformers on the converter side have a common winding ( 40 ). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen (61 . . . 67) der Schaltstufenverstärker (2A, 2B, 2C, 2D) ausgangsseitig direkt miteinander in Reihe geschaltet und jeweils mit einer in Stromflußrichtung gepolten Diode (91 . . . 97) überbrückt sind. 4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching stages ( 61 ... 67 ) of the switching stage amplifier ( 2 A, 2 B, 2 C, 2 D) are connected directly in series with one another on the output side and in each case with a diode polarized in the direction of current flow ( 91 ... 97 ) are bridged. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Schaltstufenverstärker (2A, 2B, 2C, 2D) bipolar ausgebildet sind und eine quantisiert oder analog verlaufende Kurvenform aufweisen.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the output signals of the switching stage amplifier ( 2 A, 2 B, 2 C, 2 D) are bipolar and have a quantized or analog curve shape. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Schaltstufenverstärker (2A, 2B, 2C, 2D) unipolar mit gleichem oder mit entgegengesetztem Vorzeichen zu den Ausgangssignalen oder analog verlaufende Kurvenform aufweisen.6. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 4, characterized in that the output signals of the switching stage amplifier ( 2 A, 2 B, 2 C, 2 D) have unipolar with the same or opposite sign to the output signals or analog curve shape. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen (61 . . . 67) eines Schaltstufenverstärkers (2A, 2B, 2C, 2D) unabhängig voneinander ein-, aus- und in ihrer Ausgangspolarität umschaltbar sind. 7. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the switching stages ( 61 ... 67 ) of a switching stage amplifier ( 2 A, 2 B, 2 C, 2 D) independently of one another on, off and in their output polarity are switchable. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schaltstufen (61 . . . 67) in ihrer Versorgungsspannung gleich oder binär gewichtet sind.8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the individual switching stages ( 61 ... 67 ) are equal or binary weighted in their supply voltage. 9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Schaltstufen (61 . . . 67) in ihrer Versorgungsspannung gleich und die übrigen Schaltstufen (61 . . . 67) binär gewichtet sind. 9. Circuit arrangement according to claims 1 to 8, characterized in that the majority of the switching stages ( 61 ... 67 ) in their supply voltage are the same and the other switching stages ( 61 ... 67 ) are binary weighted. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen (61 . . . 67) mit gleichgewichteter Versorgungsspannung an eine gemeinsame Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.10. Circuit arrangement according to one of claims 8 or 9, characterized in that the switching stages ( 61 ... 67 ) are connected to a common DC voltage source with an equally weighted supply voltage. 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivfilter rückspeisefähig ist.11. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized, that the active filter is regenerative. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverstärkerstufen durch Chopper ersetzt werden.12. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized, that the linear amplifier stages are replaced by choppers.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529215C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Twelve-phase step-down autotransformer converter

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903066A (en) * 1996-10-29 1999-05-11 Texas A & M University System Active interphase reactor for 12-pulse rectifier
DE102007060330B4 (en) * 2007-12-14 2012-02-09 Gsi Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung Gmbh Power supply for generating temporally specifiable, controlled and regulated current waveforms and method
AT512488A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-15 Schneider Electric Power Drives Gmbh RECTIFIER CIRCUIT WITH THROTTLE

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6516380A (en) * 1965-12-15 1967-06-16
FR1590167A (en) * 1968-09-27 1970-04-13
DE1816530A1 (en) * 1968-12-17 1970-06-25 Telefunken Patent High efficiency amplifier circuit
GB1369602A (en) * 1970-12-08 1974-10-09 Brentford Electric Ltd Electrical circuits that include ripple filters
CH666147A5 (en) * 1983-09-08 1988-06-30 Bbc Brown Boveri & Cie HIGH VOLTAGE DC SUPPLY WITH OVERCURRENT PROTECTION.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529215C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Twelve-phase step-down autotransformer converter

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