DE3636346A1 - Schaltungsanordnung zur energieversorgung einer last - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Energieversorgung einer Last mit einem induktiven Element, dem periodisch Energie aus einer unipolaren Spannungsquelle zugeführt wird, einem Gleichrichter, über den Energie aus dem induktiven Element an die Last abgege­ ben wird, sowie einem Gleichspannungs-Energiespeicher, aus dem über eine taktende Schaltvorrichtung und das induktive Element die Last gespeist werden kann.

Bei vielen elektrischen Geräten, wie z. B. Bohrmaschinen, Radiorecordern, Videokameras, Autostaubsaugern, Rasier­ apparaten usw., besteht die Forderung, diese Geräte sowohl aus einem Versorgungsspannungsnetz als auch unabhängig davon aus einem Energiespeicher, z. B. einer Batterie oder einem wiederaufladbaren Akkumulator, betreiben zu können. Dem kann dadurch entsprochen werden, daß die Geräte unmittelbar mit dem Energiespeicher verbunden sind und mit der von ihm gelieferten Gleichspannung betrieben werden. In anderen Fällen wird für die elektrischen Geräte jedoch eine höhere als die zur Verfügung stehende Gleichspannung des Energiespeichers benötigt. Dies kann z. B. bei einem elektronisch kommutierten Elektromotor der Fall sein. Um einem solchen Motor eine höhere Gleichspannung zuzufüh­ ren, könnte ein Energiespeicher vorgesehen werden, der diese höhere Gleichspannung abgibt. Derartige Energiespei­ cher sind jedoch, insbesondere in Form einer Batterie oder eines Akkumulators, aufwendig und kostspielig und auch in bezug auf ihr Gewicht und ihre Größe unvorteilhaft.

Aus der US-PS 45 64 767 ist ein Energieversorgungssystem bekannt, das eine ununterbrochene Gleichspannungsversor­ gung einer Last auch bei zeitweiligem Ausfall der Netz­ spannung sicherstellen soll. Es enthält einen Trans­ formator mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundär­ wicklung. Der ersten der beiden Primärwicklungen wird über einen Hochspannungs-Leistungsschalter periodisch eine Gleichspannung zugeführt, die mittels eines Brückengleich­ richters aus einem Wechselspannungsnetz gewonnen wird. Die dadurch in der Sekundärwicklung induzierte Spannung wird gleichgerichtet und der Last zugeführt.

Die Schaltungsanordnung nach der US-PS 45 64 767 enthält weiterhin eine Batterie, die über einen Niederspannungs- Leistungsschalter mit der zweiten Primärwicklung verbunden ist. Beim Ausfall des Wechselspannungsnetzes wird anstelle des Hochspannungs-Leistungsschalters der Niederspannungs- Leistungsschalter in gleicher Weise betätigt, so daß die Last aus der Batterie gespeist wird. Zum Aufladen der Batterie ist eine getrennte Batterielade-Anordnung vorge­ sehen. Zwar wird mit diesem Energievesorgungssystem der eingangs genannte Energiespeicher zur Abgabe einer höheren Gleichspannung vermieden, doch entsteht durch die Batterielade-Anordnung, den umfangreichen Transformator und die damit verbundenen Schaltungsteile ein erhöhter Schaltungsaufwand, der höhere Kosten, höheres Gewicht und höheren Platzbedarf verursacht und deshalb für kleine, leichte und preiswerte Geräte nicht vertretbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit möglichst geringem Aufwand die Speisung einer Last wahlweise aus einem wiederaufladbaren Akkumu­ lator oder einer anderen (Gleichspannungs-) Quelle sowie das Wiederaufladen des Akkumulators gestattet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Speisung der Last sowohl aus dem Gleichspannungs-Energiespeicher als auch aus der Spannungsquelle über eine einzige Wicklung des induktiven Elementes erfolgt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die gattungsgemäße Schaltungsanordnung dadurch vereinfacht, d. h. kleiner und leichter gemacht werden kann, daß ihre einzelnen Bauteile möglichst für mehrere Funktionen ausge­ nutzt werden, und zwar insbesondere die Bauteile, die den meisten Platz bzw. das meiste Gewicht beanspruchen und/oder die meisten Kosten verursachen. Das bedeutet, daß insbesondere das induktive Element möglichst klein und einfach ausgeführt sein muß, was erfindungsgemäß dadurch erreichbar wird, daß alle Energiezufuhren über dieses eine induktive Element erfolgen. Es kann dazu in Form eines Spartransformators, bestehend aus einer Induktivität mit einer Wicklung mit mehreren Anzapfungen, ausgeführt sein, wenn eine galvanische Trennung zwischen der Spannungsquelle und der Last bzw. dem Energiespeicher nicht erforderlich ist.

Wird eine galvanische Trennung zwischen der Spannungs­ quelle und der Last bzw. dem Energiespeicher benötigt, kann das induktive Element durch einen Übertrager gebildet werden, dessen Primärseite mit der Spannungsquelle und dessen Sekundärseite mit der Last und dem Gleichspan­ nungs-Energiespeicher so verbunden ist, daß die Speisung der Last aus dem Gleichspannungs-Energiespeicher durch die taktende Schaltvorrichtung über wenigstens einen Teil der Wicklung der Sekundärseite erfolgt, über die die Last aus der Spannungsquelle gespeist wird. Dabei umfaßt der Über­ trager lediglich zwei Wicklungen, wobei die der Wicklung der Sekundärseite zugeordnete Induktivität drei Funktionen erfüllt, nämlich die Speisung der Last und des Energie­ speichers sowie die Aufnahme und Übertragung von Energie aus dem Energiespeicher in die Last.

Wird die Energie aus der Spannungsquelle mit kurzer Periodendauer zugeführt, beispielsweise über eine mit hoher Frequenz geschaltete zweite taktende Schaltvorrich­ tung, und wird entsprechend die (erste) taktende Schalt­ vorrichtung mit hoher Frequenz geschaltet, kann für das induktive Element eine kompakte Bauform erzielt werden.

Obwohl grundsätzlich unterschiedliche Arten von Energie­ speichern einsetzbar sind, wird wegen seiner hohen Energiedichte und kompakten Bauform vorteilhaft ein wiederaufladbarer Akkumulator verwendet.

Die taktenden Schaltvorrichtungen werden bevorzugt durch elektronische Schalter, beispielsweise Thyristoren, bi­ polare oder Feldeffekt-Transistoren gebildet. Diese ermög­ lichen präzise steuerbare Schaltvorgänge auch bei hohen Frequenzen und haben eine kompakte Bauform und lange Lebensdauer.

Die unipolare Spannungsquelle kann eine geglättete oder eine ungeglättete Gleichspannung liefern, wie sie beispielsweise aus einem Gleichspannungsgenerator oder aus einem Wechselstromnetz mit Gleichrichtung und gegebenen­ falls Siebung erhalten wird. Da an die Gleichförmigkeit der von der Spannungsquelle gelieferten Spannung keine hohen Anforderungen gestellt werden, kann auch hier der Schaltungsaufwand gering gehalten werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuer­ schaltung vorgesehen, die sowohl die periodische Energie­ zufuhr zum induktiven Element als auch den Energiefluß über die taktende Schaltvorrichtung in Abhängigkeit vom Ladezustand des Gleichspannungs-Energiespeichers steuert. Diese Steuerschaltung umfaßt beispielsweise eine Oszilla­ toranordnung, die ein entsprechendes periodisches Signal erzeugt, das den taktenden Schaltvorrichtungen zugeleitet wird.

Vorzugsweise übt die Steuerschaltung weiterhin auch die Funktion aus, die Zufuhr von Energie zum Energiespeicher und/oder zur Last auf eine vorbestimmte Größe oder auf einen vorbestimmten zeitlichen Verlauf zu steuern. Das wird dadurch erreicht, daß die Zeitintervalle, in denen die Schaltvorrichtungen leiten bzw. sperren, auf vorbe­ stimmte Werte bzw. zeitliche Verläufe eingestellt werden. Es werden somit die Umschaltfrequenzen der Schaltvor­ richtungen gemäß dem erwünschten Energiefluß bestimmt. Die Steuerschaltung arbeitet als Leistungssteller, der beispielsweise die Drehzahl eines als Last eingesetzten Motors oder die Helligkeit einer als Last verwendeten Lampe steuert. Die Steuerschaltung kann dazu auch in einen Regelkreis eingebunden sein, wobei ihr Meßwerte, beispielsweise über den Ladezustand des Energiespeichers oder den Energieverbrauch der Last, zugeführt werden.

Der Energiespeicher kann von der übrigen Schaltungs­ anordnung getrennt angeordnet und wahlweise von ihr lösbar oder mit ihr verbindbar sein. Wird z. B. die Last durch ein elektrisches Gerät gebildet, in dessen Gehäuse die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Energieversorgung mit untergebracht ist, kann der Energiespeicher in Form eines wiederaufladbaren Akkumulators entweder fest im Gerät angeordnet, in einem gesonderten Batteriefach unter­ gebracht oder außerhalb des Gerätes aufgestellt sein.

Werden durch die periodische Energiezufuhr Störungen in der Last hervorgerufen, beispielsweise in einem Radio­ recorder oder anderen Geräten der Unterhaltungselektronik, kann eine an sich bekannte Siebschaltung zwischen dem Gleichrichter und der Last angeordnet sein, wie z. B. eine zur Last parallel geschaltete Kapazität. Je nach Grad der erforderlichen Glättung können auch kompliziertere Sieb­ schaltungen, beispielsweise auch Halbleiter-Spannungs­ regler, eingesetzt werden.

Die der Last parallel geschaltete Kapazität kann aus einer Reihenschaltung von Kondensatoren bestehen. Es kann dann beispielsweise ein Potentialbezugspunkt mit der Verbindung zweier Kondensatoren verbunden werden, wodurch ein Anschluß der Last eine positive und der andere Anschluß der Last eine negative Spannung gegenüber diesem Potentialbezugspunkt aufweisen kann. Dadurch können mehrere und auch negative Ausgangsspannungen erzeugt werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines Sperrwandler- Schaltnetzteiles zur Erläuterung von dessen Arbeitsweise,

Fig. 2 zwei Diagramme mit zeitlichen Verläufen von in der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Strömen,

Fig. 3 bis 10 einige Ausführungsbeispiele für eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zeigt die wesentlichen Elemente eines Sperrwandler-Schaltnetzteiles, das über zwei Netzklemmen 1 mit einem Versorgungsspannungsnetz ver­ bunden ist, das eine Wechselspannung von beispielsweise 220 V liefert. Diese Wechselspannung wird in einem Brückengleichrichter 2 von üblicher Bauart gleichge­ richtet, und mit der so erzeugten Gleichspannung wird ein Speicherkondensator 3 auf eine Spannung ui aufgeladen. Auf diese Weise bilden das Versorgungsspannungsnetz, der Brückengleichrichter 2 und der Speicherkondensator 3 eine unipolare Spannungsquelle, wobei Brückengleichrichter 2 und Speicherkondensator 3 eine (zweite) Gleichrichterstufe bilden.

Parallel zum Speicherkondensator 3 ist weiterhin eine Reihenschaltung aus einer ersten Induktivität 4 und einer (zweiten) Schaltvorrichtung 5 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die Schaltvorrichtung 5 als bipolarer Transistor ausgebildet. Sein Basisanschluß 6 ist mit einer nicht dargestellten Steuerschaltung verbunden, die den Transis­ tor 5 abwechselnd periodisch in den leitenden und in den gesperrten Zustand schaltet. Die Periodendauer eines aus einer leitenden und einer gesperrten Phase bestehenden Schaltzyklus beträgt T, wobei sich der Transistor zu Beginn eines Schaltzyklus während einer Zeitdauer DT im leitenden Zustand und anschließend während der Zeitdauer (1-D)T im gesperrten Zustand befindet.

Die erste Induktivität 4 ist mit einer zweiten Indukti­ vität 7 in der Art eines Übertragers gekoppelt, der ein Übersetzungsverhältnis, d. h. ein Windungszahlenverhältnis zwischen den beiden Induktivitäten, von ü : 1 aufweist. Der Wicklungssinn der beiden Induktivitäten 4, 7 ist in bekannter Weise durch je einen Punkt an je einem Anschluß der Induktivitäten gekennzeichnet.

Die zweite Induktivität 7 ist mit einem (ersten) Gleich­ richter 8 und einer Last 9 zu einem Stromkreis zusammen­ geschaltet. Dabei ist der Gleichrichter 8 durch eine ein­ fache (Halbleiter-) Diode und die Last 9 durch einen ein­ fachen ohmschen Widerstand dargestellt. Parallel zur Last 9 ist eine eine Siebschaltung bildende Kapazität, im vorliegenden Fall ein einfacher Kondensator 10, angeord­ net.

Die Kondensatoren 3, 10 sind derart dimensioniert, daß Sie im Betrieb der Schaltungsanordnung eine im wesentlichen konstante Spannung führen. Am Kondensator 10 ist diese Spannung mit u 0 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit zwei Stromverläufen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Fig. 2a) zeigt den zeitlichen Verlauf des mit i 1 bezeichneten Stromes durch die erste Induktivität 4. Wenn zu Beginn des Zeitintervalls T der Transistor 5 leitend wird, fließt durch die erste Induktivität 4 ein Strom i 1, der wegen der an der ersten Induktivität 4 liegenden Span­ nung ui linear rampenförmig ansteigt. Nach Ablauf des Zeitintervalls DT hat dieser Strom einen Wert i 1max. Der Transistor 5 wird nun in den gesperrten Zustand umgeschal­ tet und bleibt in diesem während des folgenden Zeitinter­ valles (1-D)T. Die in dem durch die erste und zweite Induktivität 4, 7 gebildeten Übertrager 11 durch den Strom i 1 gespeicherte Energie ruft nun in der zweiten Induktivi­ tät 7 einen Strom i 2 hervor, der mit einem Wert i 2max zu Beginn des Zeitintervalls (1-D)T beginnt und linear rampenförmig abfällt, da sich während dieser Zeit die Diode 8 im leitenden Zustand befindet und somit parallel zur zweiten Induktivität 7 die konstante Spannung u 0 liegt, auf die der Kondensator 10 aufgeladen ist. Während dieses Zeitintervalls wird somit die im Übertrager 11 gespeicherte Energie in den Kondensator 10 weitergegeben; sie fließt während der gesamten Zeitdauer T auch in die Last 9. Am Ende des Zeitintervalls (1-D)T beginnt ein neuer, gleicher Schaltzyklus. Der Strom i 2 durch die zweite Induktivität 7 ist in Fig. 2b) dargestellt; das Verhältnis der Stromwerte i 1max und i 2 max zueinander wird durch das Übertragungsverhältnis ü des Übertragers 11 bestimmt.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung, wobei Schaltungselemente, die denen in Fig. 1 entsprechen, hier und in allen weiteren Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Zur Vereinfachung ist in den Fig. 3 bis 10 nur jeweils die zweite Induktivität 7 mit zugehöriger Beschaltung darge­ stellt; der Schaltungsteil aus Brückengleichrichter 2, Speicherkondensator 3, erster Induktivität 4 und Transis­ tor 5 ist für alle Anordnungen nach Fig. 3 bis 10 identisch.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 weist die zweite Induktivität 7 eine Anzapfung 20 auf, die mit dem Pluspol eines Energiespeichers 21 verbunden ist, der durch einen wiederaufladbaren Akkumulator gebildet wird. Dessen Minus­ pol ist mit dem Emitteranschluß eines Transistors 22, der eine (erste) Schaltvorrichtung bildet, und mit einem Anschluß eines einstellbaren Ladewiderstandes 23 verbun­ den. Der zweite Anschluß des Ladewiderstandes 23 ist über eine Ladediode 24 mit einem Verbindungspunkt eines Anschlusses der zweiten Induktivität 7, der Anode der Diode 8 und des Kollektoranschlusses des Transistors 22 verbunden. Die Ladediode 24 ist derart gepolt, daß vom Akkumulator 21 über die zweite Induktivität 7 und den Ladewiderstand 23 kein Entladestrom fließen kann.

Die Speisung der Last 9 aus dem Versorgungsspannungsnetz erfolgt bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wie bereits zu Fig. 1 beschrieben. Der Transistor 22 ist in diesem Betriebszustand dauernd gesperrt. Während des Zeit­ intervalls DT führt die Anzapfung 20 der zweiten Indukti­ vität 7 eine gegenüber der Katode der Ladediode 24 posi­ tive Spannung. Die Anordnung der Anzapfung 20 an der zwei­ ten Induktivität 7 ist derart gewählt, daß diese Spannung um einen bestimmten Betrag größer ist als die Spannung am Akkumulator 21. Durch die Ladediode 24 und den Ladewider­ stand 23 fließt dann ein Aufladestrom, dessen Größe durch den Ladewiderstand einstellbar ist und durch den dem Akkumulator 21 Energie zugeführt wird. Der Ladewider­ stand 23 ist beispielsweise als Transistor ausgebildet, um den Ladestrom in einfacher Weise zu steuern.

Im Zeitintervall (1-D)T kehrt sich die Spannung an der zweiten Induktivität 7 um. Die Ladediode ist dann gesperrt, und es fließt kein Ladestrom in den Akkumula­ tor 20. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird somit abwechselnd Energie an den Akkumulator 21 und an die Last 9 geliefert.

Der mit N bezeichnete Teil der zweiten Induktivität 7 in Fig. 3 kann je nach der von der zweiten Induktivität 7 gelieferten Spannung und der Spannung des Akkumulators 21 sowie der von der Last 9 benötigten Spannung u 0 verschie­ den groß gewählt werden und auch ganz entfallen, so daß keine gesonderte Anzapfung 20 benötigt wird. Dies gilt ebenfalls für die Schaltungsanordnungen nach Fig. 4 und 7, nicht jedoch für die übrigen Schaltungsanordnungen.

Die Schaltung nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen der­ jenigen nach Fig. 3, wobei lediglich eine durch ein Umpolen des Akkumulators 21 bedingte Abänderung vorgenom­ men ist. Diese besteht darin, daß jetzt der Minuspol des Akkumulators 21 mit der Anzapfung 20 verbunden ist, wäh­ rend der Pluspol des Akkumulators 21 mit dem Kollektoran­ schluß des Transistors 22 und der Katode der Ladediode 24 verbunden ist. Die im übrigen unveränderte Anordnung aus Transistor 22, Ladewiderstand 23 und Ladediode 24 ist mit ihrem emitterseitigem Verbindungspunkt (bezüglich des Transistors 22) mit dem von der Diode 8 abgekehrten Anschluß der zweiten Induktivität 7 verbunden. Im übrigen ist die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung mit der­ jenigen nach Fig. 3 identisch.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 6 eine Ab­ wandlung desselben, die einen ähnlichen Unterschied wie zwischen Fig. 3 und 4 aufweisen. In Fig. 5 ist der Pluspol des Akkumulators 21 mit der Anzapfung 20 und der Minuspol mit dem Emitteranschluß des Transistors 22 und der Anode der Ladediode 24 verbunden. Während der Kollektoranschluß des Transistors 22 mit dem der Diode 8 zugekehrten Anschluß der zweiten Induktivität 7 verbunden ist, führt die Reihenschaltung aus Ladewiderstand 23 und Ladediode 24 zum anderen Anschluß der zweiten Induktivität 7. In Fig. 6 ist dagegen die Polarität des Akkumulators 21 und die Anordnung des Transistors 22 einerseits sowie des Lade­ widerstands 23 und der Ladediode 24 andererseits vertauscht.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 fließt im Zeit­ intervall DT weder durch die Diode 8 noch durch die Lade­ diode 24 ein Strom, während im Zeitintervall (1-D)T sowohl in die Last 9 und den Kondensator 10 als auch in den Akkumulator 21 Energie abgegeben wird. Die Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 entspricht derjenigen nach Fig. 5, wobei lediglich die Polarität des Akkumula­ tors 21 vertauscht ist.

Da bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 5 und 6 im Zeitintervall (1-D)T auch nach Abklemmen der Last 9 noch der Ladestrom in den Akkumulator 21 fließt, ist hier die Gefahr geringer, daß im Leerlauf der Schaltungs­ anordnungen an ihren Ausgängen hohe Spannungsspitzen auftreten.

Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Schaltungs­ anordnung nach Fig. 4, bei der der Akkumulator 21 mit dem von der Diode 8 abgekehrten Anschluß der zweiten Indukti­ vität 7 und der Kollektor des Transistors 22 mit der Katode der Ladediode 24 mit der Anzapfung 20 verbunden ist. Für die Funktion dieser Schaltungsanordnung gilt das zu den Fig. 3 und 4 Gesagte.

Fig. 8 bis 10 zeigen Schaltungsanordnungen, bei denen die Spannung u 0 für die Last 9 lediglich über einem Teil der zweiten Induktivität 7 abgegriffen wird. Im übrigen ist die Schaltungsanordnung nach Fig. 8 mit derjenigen nach Fig. 5, Fig. 9 mit Fig. 4 und Fig. 10 mit Fig. 6 in Aufbau und Funktionsweise identisch.

Zur Speisung der Last 9 aus dem Akkumulator 21 wird zunächst der Ladewiderstand 23 hochohmig geschaltet, so daß hierüber kein oder nur ein vernachlässigbar kleiner Strom fließen kann. Stattdessen wird nun der Transistor 22 abwechselnd periodisch in den leitenden und in den nicht­ leitenden Zustand geschaltet. Dazu dient vorzugsweise dieselbe Steuerung, die den Transistor 5 im Netzbetrieb schaltet. Sie ist derart ausgelegt, daß jeweils nur einer der beiden Transistoren geschaltet wird.

Wenn in Fig. 3 in einem ersten Zeitintervall eines Schalt­ zyklus des Transistors 22 dieser in den leitenden Zustand versetzt wird, fließt über die Anzapfung 20, den der Diode 8 zugekehrten Teil der zweiten Induktivität 7 und den Transistor 22 ein durch die konstante Spannung des Akkumulators 21 linear ansteigender Strom. Der zweiten Induktivität 7 wird dadurch Energie zugeführt. Am Übergang zwischen dem ersten und einem zweiten Schaltintervall sperrt der Transistor 22, bis er zu Beginn des nächsten Schaltzyklus wieder in den leitenden Zustand geschaltet wird. Die in der zweiten Induktivität gespeicherte Energie fließt im zweiten Zeitintervall über die Diode 8 der Last 9 und dem Kondensator 10 zu. Die Lage der Anzap­ fung 20 bestimmt auch in dieser Betriebsart zusammen mit dem zeitlichen Verhältnis von sperrendem zu leitendem Zustand des Transistors 22 das Verhältnis zwischen der Batteriespannung des Akkumulators 21 und der Spannung u 0 an der Last.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnungen nach Fig. 4 bis 10 ist mit derjenigen nach Fig. 3 im wesentlichen identisch. In jeder dieser Schaltungsanordnungen bilden der Transistor 22, der Akkumulator 21 und ein Teil der zweiten Induktivität 7 einen Stromkreis, durch den während des ersten Zeitintervalles aus dem Akkumulator 21 Energie in die zweite Induktivität 7 gespeist wird. Diese Energie wird jeweils im zweiten Zeitintervall über die Diode 8 der Last 9 und dem Kondensator 10 zugeführt. Während sich jedoch bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 4 bis 6 der Laststromkreis unmittelbar zur zweiten Induktivität 7 schließt, führt er bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 7 bis 10 über den Akkumulator 21. Dies hat bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 7 und 8 zur Folge, daß der Akkumulator 21 während der gesamten Zeitdauer einen Strom durch die zweite Induktivität 7, die Diode 8 und die Last 9 treibt. Durch einen zusätzlichen, beispielsweise mit einem Anschluß des Akkumulators 21 verbundenen Schal­ ter, der nur während des Betriebes der Schaltungsanordnung leitend ist, kann eine Entladung des Akkumulators verhin­ dert werden. Bei den Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 9 und 10 wird eine solche Entladung durch die Diode 8 ver­ hindert. Dafür wird im zweiten Zeitintervall bei sperren­ dem Transistor 22 ein Teil der in der zweiten Induktivi­ tät 7 gespeicherten Energie in den Akkumulator 21 zurück­ geführt.

Bei allen beschriebenen Schaltungsanordnungen besteht zwischen dem Versorgungsspannungsnetz und der Last 9 eine galvanische Trennung. Sofern auf diese verzichtet werden kann, können die erste und die zweite Induktivität 4, 7 ebensogut zu einem Spartransformator zusammengefaßt werden. Andererseits kann bei bestehender galvanischer Trennung ein Potentialbezugspunkt in dem mit der zweiten Induktivität 7 verbundenen Stromkreis an beliebiger Stelle gewählt werden. Beispielsweise kann ein Anschluß der Last geerdet werden; es kann aber auch anstelle des Kondensa­ tors 10 eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren verwen­ det werden, deren Verbindung als Potentialbezugspunkt dient.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Energieversorgung einer Last mit einem induktiven Element, dem periodisch Energie aus einer unipolaren Spannungsquelle zugeführt wird, einem Gleichrichter, über den Energie aus dem induktiven Element an die Last abgegeben wird, sowie einem Gleichspannungs- Energiespeicher, aus dem über eine taktende Schaltvorrich­ tung und das induktive Element die Last gespeist werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Last (9) sowohl aus dem Gleichspannungs-Energiespeicher (21) als auch aus der Spannungsquelle (1, 2, 3) über eine einzige Wicklung des induktiven Elementes erfolgt (4, 7).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Element (4, 7) durch einen Übertrager gebildet ist, dessen Primär­ seite (4) mit der Spannungsquelle (1, 2, 3) und dessen Sekundärseite (7) mit der Last (9) und dem Gleichspan­ nungs-Energiespeicher (21) so verbunden ist, daß die Speisung der Last (9) aus dem Gleichspannungs- Energiespeicher (21) durch die taktende Schaltvorrich­ tung (22) über wenigstens einen Teil der Wicklung der Sekundärseite (7) erfolgt, über die die Last (9) aus der Spannungsquelle (1, 2, 3) gespeist wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung, die sowohl die periodische Energiezufuhr zum induktiven Element (4, 7) als auch den Energiefluß über die taktende Schaltvorrich­ tung (22) in Abhängigkeit vom Ladezustand des Gleichspan­ nungs-Energiespeichers (21) steuert.