DE3816536A1 - Verfahren und einrichtung zur regelung eines gleichstromes mit hilfe von parallel geschalteten gleichstromstellern - Google Patents
Verfahren und einrichtung zur regelung eines gleichstromes mit hilfe von parallel geschalteten gleichstromstellernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des einem
Verbraucher zugeführten Gleichstroms mit Hilfe einer mit dem
Verbraucher in Reihe liegenden Parallelschaltung von wenigstens
zwei Gleichstromstellern sowie eine Einrichtung zur Durchführung
eines derartigen Verfahrens.
Bei der Versorgung von Verbrauchern mit einem geregelten Gleich
strom gibt es Fälle, wie z. B. beim Schweißen, Betreiben eines
Lasers oder bei der Kathodenzerstäubung, in denen eine hohe
Stromänderungsgeschwindigkeit bei einer entsprechenden Sollwert
änderung sowie eine geringe Stromschwankungsbreite bei konstantem
Sollwert verlangt wird. Mit den bekannten Verfahren und Einrich
tungen lassen sich diese Forderungen nicht in ausreichendem
Maße erfüllen, da eine hohe Stromänderungsgeschwindigkeit einer
Glättung des Stromes mit Hilfe von Glättungsdrosseln enge Grenzen
setzt und einer Verkleinerung der Stromschwankungsbreite durch
eine Erhöhung der Schaltfrequenz die begrenzte Schaltfrequenz
der für die Gleichstromsteller zur Verfügung stehenden Lei
stungstransistoren entgegensteht. Es ist zwar bekannt, die Fre
quenz durch eine Parallelschaltung von Tiefsetzstellern zu ver
vielfachen, die zeitlich versetzt angesteuert werden. Die hierbei
erforderliche Ansteuerung mit konstanter Frequenz läßt aber
nicht die maximal mögliche Stromänderungsgeschwindigkeit er
reichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einer vorgegebenen
Stromschwankungsbreite eine höhere Stromänderungsgeschwindigkeit
und bei einer vorgegebenen Stromänderungsgeschwindigkeit eine
geringere Stromschwankungsbreite als die bekannten Verfahren
erreichen läßt. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruches 1.
Durch die Parallelschaltung von zwei oder mehr Gleichstromstellern
läßt sich diejenige Frequenz realisieren, die notwendig ist,
um die verlangte Stromschwankungsbreite einhalten zu können.
Da ferner die Gleichstromsteller nacheinander in gleichbleibender
Folge sowie zyklischer Wiederholung mit vorgegebener Taktfre
quenz für eine Schaltzustandsänderung bereit gemacht werden
und bei jedem Takt für den für eine Schaltzustandsänderung
bereitgemachten Gleichstromsteller eine Entscheidung über
eine Beibehaltung oder Änderung seines Schaltzustandes getroffen
wird, lassen sich alle Schaltzustandsänderungen innerhalb eines
einzigen Zyklusses voll ausschöpfen, was Voraussetzung dafür
ist, den Gesamtstrom so zu regeln, daß er mit der größtmöglichen
Stromänderungsgeschwindigkeit bei einer Sollwertänderung dem
Sollwert folgt. Als Gleichstromsteller können, sofern der Anwen
dungsfall dies zuläßt, Tiefsetzsteller verwendet werden.
Sofern die Gleichstromsteller Leistungstransistoren als Schalter
aufweisen, ist bei n parallel geschalteten Gleichstromstellern
der untere Grenzwert der Periodendauer der Taktfrequenz gleich dem
n-ten Teil der Mindesteinschaltdauer der Leistungstransistoren.
Die gewünschte Taktfrequenz läßt sich also mit einer entspre
chenden Anzahl von Gleichstromstellern verwirklichen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Entscheidung
über die Beibehaltung oder Änderung des Schaltzustandes nicht
nur von einer gegebenenfalls vorhandenen Regeldifferenz abhängig
gemacht. Vielmehr werden in die Entscheidung auch die möglichen
Schaltzustandskombinationen bei einer Ausnutzung aller möglichen
Schaltzustandsänderungen während einer vorbestimmten Anzahl
nachfolgender Takte und der daraus resultierende Verlauf des
Gesamtstromes einbezogen.
Unter Berücksichtigung der folgenden möglichen Schaltzustands
kombinationen kann ein modifizierter Sollwert gemäß Anspruch
5 gebildet werden. Bessere Ergebnisse lassen sich jedoch dann
erzielen, wenn man gemäß Anspruch 6 die Auswirkung aller mög
lichen Schaltzustandskombinationen während einer vorbestimmten
Anzahl folgender Takte auf den Verlauf des gesamten Stromes
berechnet und dann denjenigen Schaltzustand für den momentan
für eine Schaltzustandsänderung bereitgemachten Gleichstrom
steller wählt, welcher die beste Übereinstimmung des gesamten
Stromes mit dem Sollwert ergibt.
Die für eine Entscheidung zur Verfügung stehende Zeit ist jedoch
sehr kurz, da sich die angestrebten Taktfrequenzen im Bereich
von einigen 100 kHz beim gegebenen Stand der Technik durchaus
realisieren lassen. Infolgedessen wären die Anforderungen an das
erforderliche Rechengerät sehr groß, wenn die genannten Berech
nungen bei jedem Takt ausgeführt werden würden. Bei einer bevor
zugten Ausführungsform werden deshalb als Tabellen in einem
Speicher abgelegte Werte verwendet, die für die möglichen Schalt
zustandskombinationen anhand normierter Werte der relevanten
Größen zuvor ermittelt worden sind. Es braucht dann bei jeder
Entscheidung nur derjenige Schaltzustand aus dem Speicher abge
rufen zu werden, der bei den vorliegenden Bedingungen hinsicht
lich Regeldifferenz, momentaner Schaltzustandskombination,
Spannung am Verbraucher und Spannung der Gleichstromquelle
zu der geringsten Abweichung des Gesamtstromes vom Sollwert
führt.
Die erfindungsgemäße Regelung kann dazu führen, daß die Ströme
der einzelnen Gleichstromsteller unterschiedliche Größen annehmen,
was allerdings nur dann störend ist, wenn dabei ein Transistor
in die Nähe seiner oberen Stromgrenze kommt. Um zu vermeiden,
daß die obere Stromgrenze überschritten wird, kann man bei
der Entscheidung über den Schaltzustand des betreffenden Gleich
stromstellers die obere Stromgrenze berücksichtigen, also den
zugeordneten Transistor sperren, auch wenn die durch den Sollwert
vorgegebene Stromvergrößerung verlangen würde, daß dieser Transi
stor leitend gemacht oder leitend gehalten wird. Eine andere,
zu einer Symmetrierung führende Möglichkeit besteht darin,
einen Bereich um einen Sollwert des vom Gleichstromsteller
zu führenden Stromes zu definieren und für denjenigen Gleich
stromsteller, dessen Strom außerhalb dieses Bereichs liegt,
nur dann vorsorglich den gesperrten oder den leitenden Schalt
zustand zu wählen, sofern dadurch die Abweichung des Istwertes
vom Sollwert noch innerhalb eines Toleranzbereiches gehalten
werden kann. Man kann jedoch bei der Wahl des Schaltzustandes
auch andere Symmetrierungsbedingungen für die Ströme aller
Gleichstromsteller berücksichtigen.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe löst eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspru
ches 12.
Ein besonderer Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß
ihr ohne Änderung unterschiedliche Schaltungsanordnungen für
die Auswahl des Schaltzustandes zugeordnet werden können. Außer
dem ist die erfindungsgemäße Einrichtung einfach und damit
kostengünstig.
Vorteilhafte Schaltungsanordnungen zur Ermittlung des zu wählen
den Schaltzustandes des augenblicklich für eine Schaltzustands
änderung vorbereiteten Gleichstromstellers sind Gegenstand
der Ansprüche 13 bis 17. Von besonderem Vorteil ist hierbei
die Ausführungsform gemäß den Ansprüchen 15 und 16, da bei
ihr die für eine Entscheidung erforderliche Zeit auch bei hohen
Taktfrequenzen noch deutlich unter der für einen Takt zur Ver
fügung stehenden Zeit liegt, selbst wenn für die einzelnen
Ströme Grenzwerte oder Symmetrierungsbedingungen berücksichtigt
werden müssen.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand von drei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 das unvollständig dargestellte Blockschaltbild eines
dritten Ausführungsbeispiels.
Eine Einrichtung zur Regelung des einem Verbraucher 1, bei
dem es sich beispielsweise um eine Schweißanlage oder die Ent
ladungsstrecke eines Lasers handelt, zugeführten Stromes i a
weist eine Parallelschaltung aus n gleich ausgebildeten Gleich
stromstellern 2 auf, die als Tiefsetzsteller ausgebildet sind
und deren beide Eingänge an eine Gleichspannungsquelle 3 ange
schlossen sind.
Jeder der Gleichstromsteller 2 enthält als Schalter einen Lei
stungstransistor 4, mit dem eine Glättungsdrossel 5 in Reihe
geschaltet ist. Der mit der Glättungsdrossel 5 verbundene Ausgang
aller Gleichstromsteller 2 ist an die zum Verbraucher 1 führende
Leitung angeschlossen. Der andere Ausgang liegt auf Masse,
da auch der eine Pol des Verbrauchers 1 auf Masse liegt. Zwischen
den auf Massepotential liegenden Längszweig jedes Gleichstrom
stellers 2 und die Verbindung zwischen dem Leistungstransistor
4 und der Glättungsdrossel 5 ist eine Diode 6 geschaltet. Jedem
der Leistungstransistoren 4 ist eine Ansteuerschaltung 7 zuge
ordnet, deren beide Ausgänge mit der Basis bzw. mit dem Emitter
des Leistungstransistors 4 verbunden sind.
Die Signale für die Ansteuerschaltungen 7 liefert je ein Flip-
Flop 8. Wie bei den Gleichstromstellern 2 und den Ansteuer
schaltungen 7 sind nur drei dieser Flip-Flop dargestellt, obwohl
mehr als drei vorgesehen sein könnten, was durch die Punktreihen
angedeutet ist.
Der Takteingang der Flip-Flop 8 ist an je einen der Ausgänge
eines Frequenzteilers 9 angeschlossen, der einem Takt
generator 10 nachgeschaltet ist. Der Frequenzteiler 9 erzeugt
aus dem Taktsignal Φ₀ Taktsignale Φ 1 bis Φ n mit zeitlich äqui
distanter Versetzung der positiven Flanken. Diese Taktsignale
Φ₁ bis Φ n liegen an einer entsprechenden Anzahl von Ausgängen
des Frequenzteilers an, so daß die Flip-Flop 8 nacheinander
in gleichbleibender Folge sowie zyklischer Wiederholung ein
Taktsignal erhalten.
Über einen Komparator 11 ist ein D-Eingang jedes Flip-Flop
8 mit einer Summierstelle 12 verbunden, welcher der Istwert
i ist des Gesamtstromes i a und ein modifizierter Sollwert i* soll
des Gesamtstromes zugeführt werden.
Der modifizierte Sollwert i* soll wird an einer zweiten Summier
stelle 13 aus dem Sollwert i soll für den Gesamtstrom und einem
Korrekturwert i korr gebildet werden.
Der Korrekturwert i korr wird aufgrund der folgenden Gleichung
gebildet:
i korr = K₁ · Sz(n-1) + K₂ · Sz(n-2) + . . . + K n-1 · Sz(1) - K·u a
wobei Sz(n-1) den Schaltzustand des zuletzt für eine Schalt
zustandsänderung bereitgemachten Gleichstromstellers Sz(n-2)
den Schaltzustand des davor für eine Schaltzustandsänderung
bereitgemachten Gleichstromstellers usw. angibt und u a die
am Verbraucher anliegende Spannung bedeutet sowie für die Kon
stanten gilt:
Dabei bedeuten T die Periodendauer der Taktfrequenz, u₀ die
Spannung der Gleichspannungsquelle 3 und L a die Induktivität
jeder Glättungsdrossel 5.
Wie Fig. 1 zeigt, werden mittels je einer Multiplizierschaltung
14 die positiven Summanden und mittels einer Multiplizierschal
tung 15 der negative Summand gebildet, aus denen eine dritte
Summierstelle 16 den Korrekturwert i korr bildet. Der Multiplizier
schaltung 15 wird daher die an der Last liegende Spannung u a ,
den Multiplizierschaltungen 14 die Klemmenspannung u₀ der Gleich
spannungsquelle 3 sowie der mit den Konstanten zu multipli
zierende, von der Schaltstellung der Gleichstromsteller 2 ab
hängige Faktor zugeführt. Für diese Faktoren ist ein Schiebe
register 17 vorgesehen, das eine der Zahl der Multiplizier
schaltungen 14 entsprechende Anzahl von Ausgängen hat. Im Takt
der Taktfrequenz Φ₀ werden in dem Schieberegister 17 zyklisch
die an dessen Ausgängen anliegenden Größen Sz(n-1),
Sz(n-2)...Sz(n-1) verschoben. Der erste Abschnitt des Registers,
in dem der Schaltzustand des augenblicklich für eine Schaltzu
standsänderung bereitgemachten Gleichstromstellers gespeichert
ist, ist mit dem Ausgang des Komparators 11 verbunden, damit
gewährleistet ist, daß im Schieberegister 17 stets die tatsäch
lichen Schaltzustände gespeichert sind.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von
demjenigen gemäß Fig. 1 nur durch eine andere Bildung der Signale,
aufgrund deren der Schaltzustand der Gleichstromsteller 102
festgelegt wird. Daher sind die übereinstimmenden Bestandteile
dieser Schaltung mit entsprechenden, jedoch um 100 größeren
Bezugszahlen gekennzeichnet und im folgenden nicht näher im
einzelnen beschrieben, da insoweit auf die Ausführungen zum
ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann. .
Wie Fig. 2 zeigt, ist für den Vergleich des Istwertes i ist
des durch den Verbraucher 101 fließenden Gesamtstromes mit
dem Sollwert i soll eine Summierstelle 119 vorgesehen, deren
die Regeldifferenz Δ i darstellende Ausgangsgröße einem ersten
Analog/Digital-Wandler 120 zugeführt wird. Zwei zusätzlich
vorgesehene Analog/Digital-Wandler 121 wandeln den analogen
Wert der am Verbraucher anliegenden Spannung u a bzw. der Klemmen
spannung u₀ der Gleichspannungsquelle 103 in ein entsprechendes,
digitales Signal um. Alle diese Digitalsignale werden einem
Speicher 122 zugeführt, der außerdem Eingänge für die Signale
eines Dekoders 123 hat, welcher sowohl die Ausgangssignale
des Frequenzteilers 109 als auch die Ausgangssignale Q 1 bis
Q n der Flip-Flop 108 erhält und daraus digitale Signale er
zeugt, welche sowohl den Schaltzustand der einzelnen Gleich
stromsteller 104 repräsentieren als auch eine Gewichtung die
ser Schaltzustände dahingehend aufweisen, welcher der Gleich
stromsteller als nächster eine Schaltzustandsänderung ausfüh
ren kann.
Für jede mögliche Kombination der Schaltzustände der einzelnen
Gleichstromsteller 102 wurden vor einer Ladung des Speichers
122 alle Stromänderungen berechnet, welche sich bei allen mög
lichen Eingangssignalkombinationen des Speichers 122 ergeben,
wenn eine vorgewählte Anzahl von folgenden Takten berücksichtigt
wird. Diesen Berechnungen sind normierte Werte der Ströme und
Spannungen zugrunde gelegt. Aufgrund dieser Berechnungen ist
im Speicher 122 tabellarisch abgelegt, welcher Schaltzustand
des augenblicklich für eine Schaltzustandsänderung vorbereiteten
Gleichstromstellers bei vorgegebenen Werten der Regeldifferenz,
der Eingangsspannung, der Spannung am Verbraucher und der beste
henden Schaltzustandskombination zur geringsten Abweichung
des Istwertes des Gesamtstromes vom Sollwert führt. Man bildet
daher auf Grund der am Speicher 122 anliegenden, digitalen
Werte eine Adresse, unter welcher der bei dieser Werte-Konstel
lation optimale Schaltzustand im Speicher abgelegt ist. Da
nur das zugeordnete Flip-Flop 108 zu diesem Zeitpunkt ein Signal
vom Frequenzteiler 109 erhält, wirkt das Ausgangssignal des
Speichers nur auf dieses Flip-Flop und damit nur auf den zuge
ordneten Gleichstromsteller 102, der je nachdem, welchen Schalt
zustand er bisher eingenommen hat, eine Änderung seines Schalt
zustandes erfährt oder seinen Schaltzustand unverändert bei
behält.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 läßt sich nicht aus
schließen, daß die von den einzelnen Gleichstromstellern 102
zu führenden Ströme die Stromgrenze von deren Leistungstransi
stor 104 erreichen oder gar überschreiten. Man kann zwar, um
ein Überschreiten der Stromgrenze zu vermeiden, bei Erreichen
der Stromgrenze denjenigen Gleichstromsteller 102 sperren,
dessen Strom die Stromgrenze erreicht, indem das D-Signal jedes
Flip-Flop 108 mit je einem digitalen Signal verknüpft wird,
welches das Erreichen der Stromgrenze des jeweiligen Gleichstrom
stellers 102 anzeigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, das sich von dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im wesentlichen durch eine
zusätzliche Symmetrierungsschaltung 224 unterscheidet, wird
statt dessen bei der Entscheidung über den Schaltzustand des
augenblicklich für eine Schaltzustandsänderung vorbereiteten
Gleichstromstellers eine Symmetrierungsvorschrift berücksichtigt.
Die Symmetrierungsvorschrift verlangt im Ausführungsbeispiel,
daß keiner der Ströme der einzelnen Gleichstromsteller von
dem durch die Anzahl dieser Gleichstromsteller dividierten
Mittelwert der Summe dieser Ströme um mehr als einen bestimmten
Betrag abweichen darf. Dies bedeutet, daß derjenige Gleichstrom
steller, dessen Strom die maximal zulässige, positive Abweichung
vom Mittelwert erreicht hat, gesperrt wird, sobald eine Schaltzu
standsänderung möglich ist. Entsprechend erfolgt bei negativer
Abweichung eine Zuschaltung des Gleichstromstellers. Der Symme
trierungsschaltung werden außer der Größe der von den einzelnen
Gleichstromstellern geführten Ströme i a1, i a2 bis i an die Werte
der Klemmenspannung u₀ der Gleichspannungsquelle die am Ver
braucher anliegende Spannung u a und der Sollwert des Gesamt
stromes i soll zugeführt. Aufgrund dieses Sollwerts und der
einzelnen Ströme der Gleichstromsteller kann die Symmetrier
schaltung 224 den Symmetrierwunsch als digitalen Wert bilden,
der zusätzlich dem gegenüber dem Speicher des zweiten Ausführungs
beispieles erweiterten Speicher 222 zugeführt wird. Im übrigen
hat die Schaltungsanordnung des dritten Ausführungsbeispiels
den gleichen Aufbau wie diejenige des zweiten Ausführungsbei
spiels, so daß, abgesehen von der Symmetrierung der Ströme
der Gleichstromsteller, auch die Funktionsweise die gleiche
ist wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch
die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind
als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch
wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht
in den Ansprüchen erwähnt sind.
Claims (17)
1. Verfahren zur Regelung des einem Verbraucher zuge
führten Gleichstromes mit Hilfe einer mit dem Verbraucher in
Reihe liegenden Parallelschaltung von wenigstens zwei Gleichstrom
stellern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromsteller
nacheinander in gleichbleibender Folge sowie zyklischer Wieder
holung mit vorgegebener Taktfrequenz für eine Schaltzustands
änderung bereitgemacht werden und daß bei jedem Takt nur für
den für eine Schaltzustandsänderung bereitgemachten Gleich
stromsteller eine Entscheidung über eine Beibehaltung oder
Änderung seines Schaltzustandes getroffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichstromsteller Leistungstransistoren als Schalter
aufweisen und daß der untere Grenzwert der Periodendauer der
Taktfrequenz bei n Gleichstromstellern gleich dem n-ten Teil
der Mindesteinschaltdauer der Leistungstransistoren ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entscheidung über die Beibehaltung oder Änderung
des Schaltzustandes von der gegebenenfalls vorhandenen Regel
differenz abhängig gemacht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in die Entscheidung über die Beibehaltung
oder Änderung des Schaltzustandes die möglichen Schaltzustands
kombinationen bei einer vorbestimmten Anzahl der folgenden
Takte einbezogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die möglichen Schaltzustandskombinationen bei der vorbe
stimmten Anzahl der nächstfolgenden Takte durch die Bildung
eines modifizierten Sollwertes berücksichtigt werden, der auf
grund eines Vergleichs des Strom-Sollwertes mit einem Korrek
turwert gebildet wird, wobei der Korrekturwert aufgrund der
Gleichung
i korr = K₁ · Sz(n-1) + K₂ · Sz(n-2) + . . . + K n-1 · Sz(1) - K·u a bestimmt wird, in welcher bedeuten:
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswirkung aller möglichen Schaltzustandskombinationen
während einer vorbestimmten Anzahl der folgenden Takte auf
den weiteren Verlauf des Gesamtstromes aufgrund der momentanen
Schaltzustandskombination berechnet wird und derjenige Schalt
zustand für den momentan für eine Schaltzustandsänderung bereit
gemachten Gleichstromsteller gewählt wird, welcher die beste
Übereinstimmung des Gesamtstromes mit seinem Sollwert ergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die aus den Ergebnissen der Berechnungen des Stromes bei
den möglichen neuen Schaltzustandskombinationen bei gegebener
Differenz zwischen Strom-Sollwert und Strom-Istwert sowie mo
mentaner Schaltzustandskombination resultierenden Schaltzustän
de, welche zu der geringsten Abweichung des Istwertes vom Soll
wert des Gesamtstromes führen, als Tabelle in einem Speicher
abgelegt sind und aufgrund einer Adresse, die mit der Soll
wert/Istwert-Differenz und der momentanen Schaltzustandskom
bination gebildet wird, für den momentan für eine Schaltzu
standsänderung bereitgemachten Gleichstromsteller der zu dieser
Adresse gehörende Schaltzustand gewählt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Wahl des Schaltzustandes des momentan für eine
Schaltzustandsänderung bereitgemachten Gleichstromstellers
die am Verbraucher anliegende Spannung und die Klemmenspannung
der Gleichstromquelle bei der Berechnung und der Adressenbil
dung berücksichtigt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Wahl des Schaltzustandes des momentan
für eine Schaltzustandsänderung bereitgemachten Gleichstromstellers
eine obere Stromgrenze für jeden einzelnen Gleichstromsteller
und/oder die Einhaltung einer maximal zulässigen Abweichung
der Ströme aller Gleichstromsteller voneinander oder von einem
Sollwert einbezogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß für einen Wert des vom betreffenden Gleichstromstellers
geführten Stromes, der außerhalb eines ersten Toleranzbereiches
liegt, der Schaltzustand dieses Gleichstromstellers nur dann
so gewählt wird, daß keine weitere Abweichung von der Toleranz
bereichsmitte auftritt, wenn dadurch die Abweichung des Gesamt
stromes vom Sollwert nicht einen vorgegebenen Wert überschreitet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß für einen Wert des vom betreffenden Gleichstromsteller
geführten Stromes, der außerhalb eines Toleranzbereiches liegt,
der größer ist als der erste Toleranzbereich, der Schaltzustand
des betreffenden Gleichstromstellers nur dann so gewählt wird,
daß keine weitere Abweichung von der Toleranzbereichsmitte
auftritt, wenn dadurch die Abweichung des Gesamtstromes vom Soll
wert nicht einen größeren vorgegebenen Wert überschreitet.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß
Anspruch 1 mit einer Parallelschaltung von wenigstens zwei
Gleichstromstellern mit je einem Leistungstransistor, die an
je eine Ansteuerschaltung angeschlossen sind und mit je einer
Drossel in Reihe liegen, wobei der Eingang dieser Parallel
schaltung für den Anschluß an eine Gleichspannungsquelle und
der Ausgang für den Anschluß eines Verbrauchers ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) jede Steuerschaltung (7; 107) an eine logische Schaltung (8; 108) mit einem ersten und zweiten Eingang angeschlossen ist, von denen jeder erste Eingang mit dem Ausgang eines Signalgebers (11 bis 13; 122; 222) verbunden ist, der ein dem zu wählenden Schaltzustand entsprechendes Ausgangssignal erzeugt,
- b) ein Taktsignalgeber (9, 10; 109, 110) mit einer der Anzahl der Gleichstromsteller (2; 102) entsprechenden Anzahl von Signalausgängen vorgesehen ist, an denen je ein Taktsignal (Φ 1, Φ 2, bis Φ n ), anliegt, wobei diese Taktsignale (Φ 1, Φ 2-Φ n ) gegeneinander zeitlich äquidistant versetzt sind.
- c) der zweite Eingang der logischen Schaltungen (8; 108) mit je einem der Ausgänge des Taktsignalgebers (9, 10; 109, 110) verbunden ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Signalgeber (9 bis 13) zwei Summierstellen (12,
13) aufweist, von denen die erste aufgrund des Strom-Sollwertes
(i soll) und eines Strom Korrekturwertes (i korr) einen modifizier
ten Strom-Sollwert (i* soll) und die zweite aufgrund des modifizier
ten Strom-Sollwertes (i soll) und des Istwertes (i ist) des
gesamten Stromes ein Regeldifferenzsignal (Δ i) bildet.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß eine Summierstelle (16) zur Bildung des Strom-Korrektur
wertes (i korr) aufgrund gewichteter Werte, der am Verbraucher
(1) anliegenden Spannung (u a ), der Eingangsspannung (u₀) und
der Schaltzustände der einzelnen Gleichstromsteller (2) vorge
sehen ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Signalgeber einen Speicher (122; 222) mit Eingängen
für die Größe der Regeldifferenz oder des Soll- und Istwertes
der Ströme, die am Verbraucher (101) anliegenden Spannung (u a ),
die Spannung (u₀) der Gleichspannungsquelle (103) und Signale
eines Dekoders (123; 224) aufweist, wobei die Signale des Deko
ders (123; 224) kennzeichnend sind für die Schaltzustände der
Gleichstromsteller (102) und dafür, in welcher Reihenfolge
die Gleichstromsteller (102) letztmals für eine Änderung ihres
Schaltzustandes bereitgemacht worden sind.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet
durch eine Symmetrierschaltung (224), welche den Symmetrierwunsch
als digitale Ausgangsgröße bildet, die zusammen mit den übrigen,
dem Speicher (222) zugeführten digitalen Werten der Bildung
einer Adresse dient, unter welcher der auszuwählende Schaltzu
stand im Speicher (222) abgelegt ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Symmetrierschaltung (224) Eingänge für den
Sollwert (i soll) des Gesamtstromes (i a ), die von den Gleichstrom
stellern (2; 102) geführten Ströme (i a , ia2...i an); die am Ver
braucher (1; 101) anliegende Spannung (u a ), die Spannung (u₀)
der Gleichspannungsquelle (3; 103), die Taktsignale (Φ 1, Φ 2,...Φ n )
des Frequenzteilers (9; 109) sowie die Ausgangssignale (Q 1, Q 2...Q n )
der logischen Schaltungen (8; 108) aufweist, wobei der Symme
trierwunsch auf Grund der an den Eingängen anliegenden Signale
gebildet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883816536 DE3816536A1 (de) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | Verfahren und einrichtung zur regelung eines gleichstromes mit hilfe von parallel geschalteten gleichstromstellern |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883816536 DE3816536A1 (de) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | Verfahren und einrichtung zur regelung eines gleichstromes mit hilfe von parallel geschalteten gleichstromstellern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3816536A1 true DE3816536A1 (de) | 1989-11-23 |
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DE19883816536 Withdrawn DE3816536A1 (de) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | Verfahren und einrichtung zur regelung eines gleichstromes mit hilfe von parallel geschalteten gleichstromstellern |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3816536A1 (de) |
Cited By (4)
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WO2022111894A1 (de) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Gleichspannungswandleranordnung, bordnetz für ein elektrofahrzeug und verfahren zum betreiben einer gleichspannungswandleranordnung |
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1988
- 1988-05-14 DE DE19883816536 patent/DE3816536A1/de not_active Withdrawn
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