DE3885857T2

DE3885857T2 - Spannungsschaltregler für wechselstrom.

Info

Publication number: DE3885857T2
Application number: DE3885857T
Authority: DE
Inventors: Thomas Mcguire
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2008-05-17
Also published as: DE3885857D1; JPH01503578A; EP0317609A4; MX166024B; EP0317609A1; CA1284178C; EP0317609B1; US4745352A; WO1988009964A1; KR960007513B1; KR890702104A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Wechselstromspannungsregler und insbesondere Hochleistungsregler mit kontinuierlicher und präziser Spannungsregelung
Der in dieser Anmeldung gegenständliche Regler wurde zuerst einmal so gestaltet, daß er Energie spart und Stromrechnungen reduziert. Der von Kraftversorgungsunternehmen gelieferte Strom wird normalerweise langfristig mit einer Nennspannung, plus oder minus fünf Prozent versehen. Kurzzeitige Abweichungen können bis zu plus oder minus zehn Prozent der Nennspannung betragen.
Die meisten elektrischen Geräte sind so gestaltet, daß sie in einem Bereich von zehn Prozent über der Nennspannung bis zu zwölf bis fünfzehn Prozent unter der Nennspannung arbeiten. Die zusätzliche Toleranz für eine niedrige Spannung ist zur Anpassung von Spannungsabfällen notwendig, die bei dem Aufbau eines Anschlusses zwischen dem Stromversorgungseingang und dem Gerät auftreten.
Wenn die von einem Kraftversorgungsunternehmen bereitgestellte elektrische Leistung an dem Stromversorgungseingang oder an Hauptverteilerstellen in der Verbrauchereinheit genau geregelt wird, so kann die Spannung auf dem Pegel von minus zehn Prozent geregelt werden, um so die verbrauchte Leistung zu reduzieren. Ein Spannungswert von plus sieben oder acht Prozent kann bei Bedarf dazu verwendet werden für eine Sicherheitsspanne zu sorgen. Diese Einstellung kann durch den jeweiligen Verbraucher durchgeführt werden, um besonderen Anforderungen zu genügen.
Durch den Betrieb elektrischer Geräte bei sieben oder acht Prozent unter deren Nennspannung, können viele zusätzliche Vorteile realisiert werden. So gut wie alles läuft kühler und hält länger.
Zur Erzielung des maximalen Nutzens bei der Einsparung von Energie, muß die Regelausrüstung an sich hochleistungsfähig sein. Bei dem gegebenen Wirkungsgrad handelsüblicher Transformatoren und Halbleiterschalter kann durch die vorliegende Erfindung ein Wirkungsgrad von mehr als 99% erzielt werden, was zu einem kostengünstigen Verfahren zur Senkung der Stromrechnungen führt.
Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Verwendungszweck, kann die vorliegende Erfindung auch dazu verwendet werden, die Eingangsleistung an Computersysteme oder andere kritische Geräte dadurch zu konditionieren, daß das Quermodusrauschen reduziert und daß für eine genau geregelte Spannung gesorgt wird. Zusätzlich können bei den richtigen Regelungsverbindungen die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Reglers vertauscht werden. Somit kann die Aufbau des Reglers vertauscht werden. Somit kann der Aufbau des Reglers so modifiziert werden, daß eine Ausgangsspannung erzeugt wird, die höher ist als dessen Eingangsspannung.
Bekannte Verfahren zur Regelung der Wechselstromspannung sind nicht für die vorstehend beschriebene Anwendung der Energieerhaltung geeignet. Ferroresonante und andere Arten magnetisch gesättigter Regler sind zu uneffizient. Elektromechanische Anzapfschaltregler und Drehtransformatorregler sprechen zu langsam an. Phasenregelungs- SCR-Regler liefern für eine allgemeine Verwendung eine zu starke Verzerrung. Elektronische Anzapfschaltregler sprechen zwar schnell an, jedoch ist deren Regelung nicht sehr genau (plus oder minus fünf bis plus oder minus sieben Prozent).
Das U.S. Patent 3.295.053 offenbart einen Spannungsselbstregler der magnetischen Art, bei dem der induktive Fluß verändert wird und wobei die Ausgangsspannung kontinuierlich auf eine Abweichung von einem gewünschten Wert geprüft wird und wobei automatisch zur Beseitigung der Abweichung reagiert wird. Der Regler enthält einen Magnetkern mit mindestens einem Schenkel. Eine Hauptwicklung ist auf dem Schenkel gewickelt und mit einer Wechselstromspannung verbunden, um den Schenkel so mit einem wechselnden Magnetfluß zu versehen. Auf dem Schenkel sind ferner eine Zusatzwicklung und eine Ausgleichswicklung gewickelt. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Ausgleichswicklung zu einem ausgewählten Zeitpunkt kurz zu schließen, so daß die im wesentlichen konstante Ausgangsspannung erhalten bleibt.
Es besteht ein Bedarf nach einem präzisen, effizienten Wechselstromspannungsregler mit geringer Verzerrung. Die vorliegende Erfindung genügt diesen Anforderungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft einen automatischen Wechselstromspannungsregler zum Empfang einer Wechselstrom- Eingangsspannung und zur Erhaltung einer Wechselstromausgangsspannung auf einer vorbestimmten Höhe, mit: einem ersten Eingangsanschluß und einem zweiten Eingangsanschluß, zwischen denen die Eingangsspannung angelegt wird; einem ersten Ausgangsanschluß und einem zweiten Ausgangsanschluß, zwischen denen die Ausgangsspannung erhalten wird; einem Spartransformator mit einer ersten Wicklung und mit einer zweiten Wicklung; und einer Fühlereinrichtung zum Vergleich der Ausgangsspannung mit der vorbestimmten Spannungshöhe, wobei die genannte Fühlereinrichtung ein Signal sendet, um die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und der vorbestimmten Spannungshöhe anzuzeigen; einer Schaltereinrichtung, die mit dem genannten Spartransformator, den genannten Eingangsanschlüssen und den genannten Ausgangsanschlüssen verbunden ist, wobei die genannte Schaltereinrichtung eine erste Position und eine zweite Position aufweist, wobei die genannte Schaltereinrichtung an der ersten Position eine Transformatorfunktion zwischen den genannten Eingangsanschlüssen und den genannten Ausgangsanschlüssen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung in Reihe zwischen den genannten ersten Eingangsanschluß und den genannten ersten Ausgangsanschluß geschaltet ist; und wobei die genannte Schaltereinrichtung an der ersten Position der Schaltereinrichtung die erste Wicklung mit dem genannten zweiten Eingangsanschluß verbindet, wobei die genannte Schaltereinrichtung an der zweiten Position der Schaltereinrichtung die erste Wicklung parallel mit der genannten zweiten Wicklung schaltet, wodurch die Wicklungen des genannten Spartransformators überbrückt werden, so daß keine Transformatorfunktion zwischen den genannten Eingangsanschlüssen und den genannten Ausgangsanschlüssen auftritt.
Wenn sich bei dem bevorzugten Ausführung der gegenständlichen Erfindung die Schalter an Position 1 befinden, ergibt eine Eingangsspannung an den Eingangszuleitungen 12 und 13 an den Ausgangszuleitungen 18 und 20 eine spannungsreduzierte Ausgangsgröße. Wenn sich die Schalter an Position 1 befinden, ergäbe zum Beispiel eine Eingangsgröße von 126 Volt an den Eingangszuleitungen 12 und 13 an den Ausgangszuleitungen eine Ausgangsgröße von 110 Volt. Wenn sich die Schalter an Position 2 befinden, ergibt eine Eingangsgröße von 110 Volt eine Ausgangsgröße von 110 Volt. Bei jeder Eingangsspannung zwischen 126 Volt und 110 Volt, wird die Ausgangsgröße dadurch auf 110 Volt gehalten, daß die Zeitdauer verändert wird, für die sich die Schalter an jeder Position befinden. Die Schalter wechseln zwischen den Positionen 1 und 2 bei einer hohen Frequenz wie etwa 20 KHz. Die Funktionsweise der Schalter wird durch einen Regelkreis (22) geregelt, der die Ausgangsgröße des Spannungsreglers mit einer gewünschten Spannung vergleicht und ein pulsbreitenmoduliertes Steuersignal erzeugt, um die Position der Schalter zu ändern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm des Spannungsschaltreglers für Wechselstrom, der das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein symbolisches Schemadiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 ein Schemadiagramm des Spannungsreglers aus Fig. 2, mit dem Zusatz einen Eingangstransformators zur Vorerhöhung der Eingangsspannung;
Fig. 4 ein symbolisches Schemadiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse vertauscht sind, um einen Aufwärtsspannungsregler zu schaffen;
Fig. 5 ein Schemadiagramm eines Spannungsreglers, der den Spannungsregler aus Fig. 4 umfaßt, mit dem Zusatz eines Eingangstransformators zur Vorreduzierung der Eingangsspannung;
Fig. 6 ein Taktdiagramm, das die Zeitbezüge einiger der wichtigsten Signale darstellt;
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Spannungsreglers.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In bezug auf Fig. 2 ist der erfindungsgegenständliche Spannungsregler in Symbolform dargestellt. Die Eingangsspannung wird an den Regler über die Eingangszuleitungen 12 und 13 angelegt. Der Strompfad durch den Spartransformator 14 wird durch die Position der beiden Schalter bestimmt, die mit den Ziffern 16 und 17 bezeichnet sind. Wenn sich die Schalter gemäß der Darstellung in Fig. 2 an der Position 1 befinden, so ist die Ausgangsspannung an den Zuleitungen 18 und 20 geringer als die Eingangsspannung, und zwar um einen Prozentsatz, der von dem Wicklungsverhältnis des Spartransformators 14 abhängt.
Der Spannungsregler kann auf eine nachstehend beschriebene Art und Weise so eingestellt werden, daß er innerhalb eines vorgegebenen Bereichs eine gewünschte Ausgangsspannung erzeugt. Wiederum in bezug auf Fig. 2 wird als Beispiel angenommen, daß 110 Volt als gewünschte Ausgangsspannung gewählt worden sind und daß das Wicklungsverhältnis so gegeben ist, daß die Ausgangsgröße bei einer Eingangsspannung von 126 Volt 110 Volt beträgt, wenn sich die Schalter 16 und 17 an Position 1 befinden. Wenn sich die Schalter 16 und 17 an Position 2 befinden, so erzeugt eine Eingangsspannung von 110 Volt eine Ausgangsspannung von 110 Volt. Bei einer Eingangsspannung zwischen 126 Volt und 110 Volt, wechseln die Schalter 16 und 17 zwischen Position 1 und Position 2, und zwar so wie es notwendig ist, um für eine Ausgangsgröße von 110 Volt zu sorgen.
Um in den in den Fig. 2-5 dargestellten Reglern eine gewünschte Ausgangsspannung zu erzeugen, regelt der Regelkreis 22 die Dauer, für die sich die Schalter 16 und 17 an jeder Position befinden. Die Schalter des bevorzugten Ausführungsbeispiels werden auf einer hohen Frequenz von normalerweise 20 KHz betrieben.

Beschreibung des Regelkreises

Der Spartransformator 14, die Schalter 16 und 17 und der Regelkreis 22 aus Fig. 2 sind Bestandteile des Reglers gemäß der Darstellung in dem elektrischen Schema aus Fig. 1.
Der Regler umfaßt eine Eingangszuleitung 12 und eine neutrale Eingangszuleitung 13. Die an den Zuleitungen 12 und 13 angelegte Spannung wird durch den Kondensator C1 gefiltert. Die beiden Schalter 16 und 17, die je einen Brückengleichrichter und zwei parallel geschaltete Feldeffekttransistoren (FET) umfassen, werden so betrieben, daß sie die Primärverbindung des Transformators 14 ändern. Der Regelkreis ist so konstruiert, daß die Schalter 16 und 17 nur wechselweise erregt werden können. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden diese Schalter bei 20 KHz ein- und ausgeschaltet, wobei die Schalter für eine Dauer in dem Sperrzustand und dem Durchlaßzustand verbleiben, wie dies zur Erzeugung der gewünschten Ausgangsspannung notwendig ist. Bei einer Eingangsspannung von 110 Volt und einer gewünschten Ausgangsspannung von 110 Volt wird der Schalter 16 aus Fig. 2 konstant aktiviert. Die Schalter befänden sich an der Stellung 2, wie dies in dem Schema aus Fig. 2 dargestellt ist. Bei einer Eingangsspannung von 126 Volt und einer gewünschten Ausgangsspannung von 110 Volt wird der Schalter 17 konstant aktiviert. In der schematischen Darstellung in Fig. 2 befänden sich die Schalter an der Stellung 1. Aus Zwecken der Beschreibung wird hier angenommen, daß die gewünschte Ausgangsspannung 110 Volt beträgt und daß der Regler gemäß der Darstellung in Fig. 2 beschaffen ist, sofern nichts anderes vorgeschrieben ist. Die Ausgangsspannung ist veränderbar, wie dies beschrieben werden wird.
Bei einer Eingangsspannung von 118 Volt und einer gewünschten Ausgangsspannung von 110 Volt, bleibt jeder Schalter für etwa die Hälfte der Zeit in dem Sperrzustand und für etwa die Hälfte der Zeit in dem Durchlaßzustand. Der zwischen die Ausgangszuleitungen 18 und 20 geschaltete Kondensator C2 glättet in Verbindung mit der Streuinduktivität zwischen den beiden Teilen der Transformatorwicklung (in Fig. 2 symbolisch als L dargestellt) die Ausgangsspannung, um so eine Durchschnittsspannung von 110 Volt als unverzerrte Zeichenwelle erzeugen.
Die Ausgangszuleitung 18 ist ferner gleichzeitig mit einem Spannungsfolgekreis 50 verbunden, der die Widerstände R1, R2, R3, R4, den Kondensator C3 und den Verstärker A1 umfaßt. Die Ausgangszuleitung 18 ist mit dem Widerstand R1 verbunden. Die Widerstände R2 und R3 sind parallel zwischen eine 12-Volt- Stromversorgung und die zweite Seite des Widerstands R1 geschaltet. Der Widerstand R4 und der Kondensator C3 sind parallel zwischen die zweite Seite des Widerstands R1 und die Masse geschaltet. Die Widerstände R1, R2, R3 und R4 bilden einen Spannungsteiler, der die Ausgangsspannung von 110 Volt an den Zuleitungen 18 und 20 auf ein Wechselstromsignal von 2,4 Volt mit einer Gleichstromvorspannung von 6 Volt reduziert, wobei das Signal dem nichtumkehrenden Eingang des Verstärkers A1 zugeführt wird.
Der Umkehreingang des Verstärkers A1 wird mit der Ausgabe des Verstärkers A1 gespeist. Die Ausgangsspannung des Verstärkers A1 ist gleich der Spannung, die an dessen nichtumkehrenden Eingang angelegt wird, nur mit einem niederohmigen Zustand. Der Ausgang des Verstärkers A1 (an der Stelle A) liefert ein Wechselstromsignal von 2,4 Volt mit einer Gleichstromvorspannung von 6 Volt an einen unter Vorspannung stehenden Absolutwertkreis, der eine Ausgabe erzeugte, die gleich der Summe der Gleichstromvorspannung und des Absolutwerts oder des Augenblickswerts des Wechselstromsignals war.
Der Absolutwertkreis 52 umfaßt die Verstärker A2 und A3 und die zugeordneten Widerstände, Dioden und den Kondensator, wie dies nachstehend beschrieben ist.
Die Ausgabe des Vergleichers A1 wird über den Widerstand R5 dem Umkehreingang des Vergleichers A3 zugeführt sowie dem nichtumkehrenden Eingang des Vergleichers A2. Der Umkehreingang des Vergleichers A2 wird über den Widerstand R7 durch die Ausgabe des Vergleichers A3 über die in Vorwärtsrichtung betriebene Diode D4 gespeist. Die Diode D1 ist zwischen den Ausgang und den Umkehreingang des Vergleichers A2 geschaltet, um den Vergleicher A2 zur Vermeidung einer Sättigung bei einem negativen Signal an der Stelle A zu klemmen. Wenn das Signal an der Stelle A positiv ist, so ist der Ausgang des Vergleichers A2 positiv und mit dem Ausgang des Absolutwertkreises 52 verbunden.
Ein ähnliche Gruppe von Bauteilen, die Dioden D3 und D4 und der Widerstand R6, regelt den Spannungsausgang des Vergleichers A3. Die Gatterdiode D3 ist zwischen den Ausgang und den Umkehreingang des Vergleichers A3 geschaltet, um den dem Vergleicher A3 zugeführten Fehler zu begrenzen. Die in Vorwartsrichtung betriebene Diode D4 verbindet den positiven Ausgang des Vergleichers A3, wobei dieser Zustand auftritt, wenn das Signal an der Stelle A negativ ist, mit dem Ausgang des Absolutwertkreises 52. Der Widerstand R6 ist zwischen den Umkehreingang des Vergleichers A3 und den Ausgang des Kreises 52 geschaltet. Der Widerstand R26 und der Kondensator C14 sind in Reihe zwischen die Stelle A, den Eingang des Absolutwertkreises und die Masse geschaltet. Der nichtumkehrende Eingang des Vergleichers A3 ist mit dem Übergang zwischen dem Widerstand R26 und dem Kondensator C14 verbunden.
Als Beispiel nehmen wir an, daß die Gleichstromvorspannung an dem Ausgang des Trennverstärkers A1 6 Volt beträgt und daß der Augenblickswert des Wechselstromsignals bei +2 Volt liegt. Die Spannung an dem Eingang des Absolutwertkreises beträgt 6 + 2 = 8 Volt. Die Spannung an dem nichtumkehrenden Eingang des Verstärkers A3 gleicht der 6 Volt Vorspannung. Bei diesen Bedingungen leiten die Dioden D2 und D3, wobei die Dioden D1 und D4 nicht leiten und wobei der Verstärker A2 den Ausgang auf 8 Volt steuert. Jetzt nehmen wir einen Augenblickswert der Wechselstromwelle von -2 Volt an. Dabei gleicht die Spannung an dem nichtumkehrenden Eingang des Verstärkers A3 der 6 Volt Vorspannung. Bei diesen Bedingungen leiten die Dioden D1 und D4, wobei die Dioden D2 und D3 nicht leiten und wobei der Verstärker A3 den Ausgang auf 8 Volt steuert.
Der Absolutwertkreis 52 richtet die Zeichenwelleneingabe gleich, ohne den normalerweise an den Dioden auftretenden Spannungsabfall. Die Ausgabe des Absolutwertkreises 52 wird in den Fehlerverstärker 54 gespeist, der den Verstärker A4, die Widerstände R8, R9, R10 und R11 und die Kondensatoren C4 und C5 umfaßt.
Die Ausgabe des Absolutwertkreises 52 speist durch den Widerstand R8 den Umkehreingang des Verstärkers A4. Der Kondensator C4 und der Widerstand R9 sind in Reihe in der Rückkopplungsschleife zwischen den Ausgang und den Umkehreingang des Verstärkers A4 geschaltet. Diese beiden Bauteile sorgen für Stabilität des Betriebs des geschlossenen Gesamthochverstärkungs-Regelsystems. Der nichtumkehrende Eingang des Verstärkers A4 wird durch das Potentiometer R33 mit einer Gleichstrombezugsspannung gespeist. Das Potentiometer R33 ist in Reihe zwischen die Widerstände R30 und R31 geschaltet, wobei der gesamte Zusammenbau mit einer 12-Volt-Stromversorgung und der Masse verbunden ist. Die Einstellung des Potentiometers R33 bestimmt die Ausgangsspannung des Reglers, die an den Ausgangszuleitungen 18 und 20 begründet ist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zwar angenommen, daß diese Spannung auf 110 Volt eingestellt ist, jedoch kann die gewünschte Ausgangsspannung durch Änderung der Potentiometereinstellung in einem großen Bereich verändert werden.
Der Ausgang des Verstärkers A4 ist durch einen Widerstand R10 mit einer Verbindung zwischen einem geerdeten Kondensator C5 und einem Widerstand R11 verbunden. Die negative Rückkopplungsschleife des Kondensators C4 und des Widerstands R9 in Verbindung mit dem Widerstand R10 und dem Kondensator C5, sorgen für eine Tiefpaßfilterung der Ausgangsgröße des Verstärkers A4 auf eine konstante Gleichstromspannung mit geringfügiger Welligkeit. Die Ausgangsgröße des Verstarkers A4 variiert entgegengesetzt zu dem Unterschied zwischen der Reglerausgangsspannung zwischen den Zuleitungen 18 und 20 und der gewünschten Ausgangsspannung, wie dies durch Einstellung des Potentiometers R33 bestimmt wird. Wenn die Ausgangsspannung des Reglers ansteigt, sinkt die Ausgangsgröße des Verstärkers A4.
Die andere Seite des Widerstands R11 ist mit dem nichtumkehrenden Eingang des Vergleichers A7 verbunden. Der Kondensator C6 befindet sich in der Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang und dem nichtumkehrenden Eingang des Vergleichers A7. Der Umkehreingang des Vergleichers A7 wird durch einen Dreieckswellengenerator 26 gespeist.
Der Dreieckswellengenerator 26 umfaßt zwei Vergleicher A5 und A6, deren Ausgang jeweils mit einem Eingang eines NOR-Glieds G1 bzw. G2 verbunden ist. Die NOR-Glieder G1 und G2 sind miteinander verbunden und bilden eine Art RS-Flipflop. Ein Spannungsteiler, der die Widerstände R12, R13 und R14 umfaßt, ist zwischen eine 12-Volt-Stromversorgung und die Masse geschaltet, um an dem Umkehreingang des Vergleichers A5 eine konstante Gleichstrombezugsspannung von 9 Volt zu schaffen und eine Bezugsspannung von 3 Volt an dem nichtumkehrenden Eingang des Vergleichers A6. Der nichtumkehrende Eingang des Vergleichers A5 und der Umkehreingang des Vergleichers A6 sind zusammenwirkend verbunden, um die an dem geerdeten Kondensator C7 erzeugte Dreieckswelle zu empfangen.
Der Umkehreingang des Vergleichers A5 und der nichtumkehrende Eingang des Vergleichers A6 werden entsprechend durch die geerdeten Kondensatoren C10 und C9 konstant gehalten. Die Ausgangsgrößen der Vergleicher A5 und A6 erscheinen an entsprechenden Zuleitungen 42 und 44, welche je über die entsprechenden Endwiderstande R18 und R19 mit der 12-Volt- Stromversorgung verbunden sind, um für eine ausreichende Speisung der NOR-Glieder G1 und G2 zu sorgen.
Wenn die Dreieckswellenspannung an dem Kondensator C7 die an dem Umkehreingang des Vergleichers A5 errichtete Spannung von 9 Volt überschreitet, so steigt die Ausgangsgröße des Vergleichers A5 an. Die Ausgangsgröße des Glieds G1 geht zurück und der Kondensator C7 beginnt eine Entladung über den Widerstand R15, der über den Ausgang des Glieds G1 mit dem Kondensator C7 verbunden ist. Wenn sich die Spannung an dem Kondensator C7 auf 3 Volt entlädt, so steigt die Ausgangsgröße des Vergleichers A6 an, wodurch bewirkt wird, daß das Flipflop an dessen Ausgangszustand zurückkehrt und den Kondensator C7 wieder über den Widerstand R15 lädt, wodurch der Zyklus der Dreieckswelle vervollständigt wird.
Der Ausgang von Glied G2 ist durch den Widerstand R16 und den Kondensator C8 in Reihe mit dem Umkehreingang des Vergleichers A7 verbunden. Der Widerstand R17 verbindet die an dem Kondensator C7 erzeugte Dreieckswelle mit dem Umkehreingang des Vergleichers A7, dem Pulsbreitenmodulator.
Der Vergleicher A7, der Pulsbreitenmodulator, vergleicht die Ausgangsgröße des Fehlerverstärkers 54 mit der an dem Kondensator C7 erzeugten Dreieckswelle. Die Ausgabe des Pulsbreitenmodulators stellt eine Rechteckwelle dar. Deren Arbeitszyklus wird durch die Ausgangsgröße des Fehlerverstärkers 54 bestimmt. Wenn die Ausgangsspannung des Reglers zu gering ist wird ein weiterer Arbeitszyklus erzeugt. Wenn die Ausgangsspannung des Reglers zu hoch ist wird ein schmalerer Arbeitszyklus erzeugt. Dieses Signal regelt über einen Startkreis 60, die Impulsgeneratoren P1 und P2, die Trenner A10 und A9 und den Ansteuertransformator 28, die Leitfähigkeit der Hauptschalter 16 und 17. Wenn die Ausgangsgröße des Pulsbreitenmodulators hoch ist wird der Schalter 17 eingeschaltet. Wenn die Ausgangsgröße niedrig ist wird der Schalter 16 eingeschaltet.
Die Widerstände R16 und R17 und der Kondensator C7 bringen an jedem Kurvenmaximum und Kurvenminimum der Dreieckswelle eine Spitze an, so daß die Ausgangsgröße des Vergleichers A7 den Zustand bei jedem Zyklus des Dreieckswellengenerators sicher zweimal wechselt, selbst wenn der Fehlerverstärker gesättigt ist. Die ist notwendig, um die Gate-Eingangskapazität der Kondensatoren der Transistoren Q1 bis Q4 alle 50 Mikrosekunden wieder aufzuladen, wie dies beschrieben werden wird, so daß diese Transistoren nicht in einen halbleitenden Zustand absinken. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Bauteile verwendet, die eine Dreieckswellenform mit einer Schwingungsfrequenz von 20 KHz erzeugen.
Die Ausgabe des Vergleichers A7 ist eine Reckteckwelle mit einem veränderten Arbeitszyklus, der von der Rückkopplungsfehlerspannung an dessen nichtumkehrenden Eingang abhängig ist. Wenn die Ausgangsspannung des Dreiecksgenerators 26 niedriger ist als die Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers 24, so ist die Ausgangsgröße des Vergleichers A7 hoch. Die Rechteckwelle wechselt zwischen etwa 0 Volt und etwa 12 Volt. Der Ausgang des Vergleichers A7 ist durch den Endwiderstand R20 mit einer 12-Volt-Stromversorgung verbunden und wird in einen Startkreis 60 gespeist.
Der Startkreis 60 bzw. Starter, der den Vergleicher A8, den Transistor Q5, das Relais K1, die NOR-Glieder G3 und G4, das Flipflop P1, den Transformator T2, die Dioden D5, D6, D7, D8, D9, D10, Z5 und die Widerstände R36, R37, R38, R39, R41, R42, R43, R44, R45, R46, umfaßt, überwacht die 12-Volt-Stromversorgung und versorgt die Schalter 16 und 17 mit geeigneten Steuersignalen. Wenn die Stromversorgungsspannung zu gering ist, ist das Relais K1 gesperrt, wodurch der Schalter 16 ein- und der Schalter 17 ausgeschaltet wird. Wenn die Versorgungsspannung normal ist, ist das Relais K1 eingeschaltet und der Pulsbreitenmodulator regelt die Schalter.
Wenn die Ausgangsgröße der 12-Volt-Stromversorgung geringer ist als 10 Volt, so stellt der Ausgang des Vergleichers A8 ein logisches Hoch dar. Wenn die Ausgangsgröße der 12-Volt-Stromversorgung größer ist als 11 Volt, so stellt der Ausgang des Vergleichers A8 ein logisches Tief dar.
Wenn der Ausgang des Vergleichers A8 ein logisches Tief darstellt, so ist die Stromversorgungsspannung für einen zweckmäßigen Betrieb geeignet und das Relais K1 wird durch den Transistor Q5 erregt. Die Reihenschaltung der Diode D5 und des Widerstands R44, die parallel zu den Spulenanschlüssen des Relais K1 geschaltet sind, sorgen für ein Mittel zur sicheren Dissipation der gespeicherten Energie in der Spule des Relais K1, wenn sich der Transistor Q5 abschaltet, wodurch der Transistor Q5 geschützt wird.
In der vorliegenden Erfindung werden drei Kontaktsätze des Relais K1 verwendet. Der im Normalzustand geschlossene Kontakt des ersten Kontaktsatzes ist über die Widerstände R21 und R22 mit dem Gate-Anschluß der entsprechenden Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Der Ankerkontakt des ersten Kontaktsatzes ist über die Diode D10 mit dem Drain-Anschluß der der Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Zusätzlich ist der Ankerkontakt des ersten Kontaktsatzes über den Strombegrenzungswiderstand R46 mit dem positiven Anschluß des Brückengleichrichters BR3 verbunden, der die Dioden D6, D7, D8 und D9 umfaßt. Der negative Anschluß des Brückengleichrichters BR3 ist mit dem Source-Anschluß der Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Die Wechselstromanschlüsse des Brückengleichrichters BR3 sind mit der Sekundärspule des Transformators T2 verbunden und werden von dieser angetrieben. Die Primärspule des Transformators T2 ist zwischen den Eingangsanschluß 40 des Transformators 14 und die schaltungsgemeinsame Zuleitung 13 geschaltet. Diese Verbindungen schaffen ein Mittel zum Anschalten der Transistoren Q1 und Q2, wenn die 12-Volt-Stromversorgung niedrig und K1 unerregt ist.
Der Ankerkontakt des zweiten Kontaktsatzes des Relais K1 ist über die Widerstände R23 und R24 mit dem Gate-Anschluß der entsprechenden Transistoren Q3 und Q4 verbunden. Der im Normalzustand geschlossene Kontakt des zweiten Kontaktsatzes des Relais K1 ist mit dem Source-Anschluß der Transistoren Q3 und Q4 verbunden. Diese Verbindungen schaffen ein Mittel zur Sperrung der Transistoren Q3 und Q3 gegen einen leitenden Zustand, wenn die 12-Volt-Stromversorgung niedrig und K1 unerregt ist.
Der Ankerkontakt des dritten Kontaktsatzes des Relais K1 ist geerdet. Der im Normalzustand offene Kontakt des dritten Kontaktsatzes ist mit dem ersten Eingangsanschluß des NOR-Glieds G3 verbunden. Der erste Eingangsanschluß des NOR-Glieds G3 ist zusätzlich über den Endwiderstand R45 mit der 12-Volt- Stromversorgung verbunden. Der zweite Eingangsanschluß des NOR-Glieds G3 und zusätzlich der J-Eingangsanschluß des Flipflops F1 sind mit dem Ausgangsanschluß des Vergleichers A8 verbunden und werden von diesem angesteuert. Der K-Eingangsanschluß des Flipflops F1 ist mit dem Ausgangsanschluß des NOR-Glieds G3 verbunden und wird von diesem angesteuert. Die R- und S-Eingangsanschlüsse des Flipflops F1 sind geerdet. Der Takteingangsanschluß des Flipflops F1 und zusätzlich der erste Eingangsanschluß des NOR-Glieds G4 sind mit dem Pulsbreitenmodulatorsignal an dem Ausgangsanschluß des Vergleichers A7 verbunden und werden von diesem angesteuert. Der Q-Ausgangsanschluß des Flipflops F1 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß des NOR-Glieds G4 verbunden und steuert diesen an. Der Ausgang des NOR-Glieds G4 ist mit den monostabilen Impulsgeneratoren P1 und P2 verbunden und steuert diese an. Diese Verbindungen schaffen ein Mittel zum ordnungsgemäßen Übergang der Regelung der Schalter 16 und 17 zwischen der durch die ersten beiden Kontaktsätze des Relais K1 bereitgestellten Regelung und der durch den Pulsbreitenmodulator bereitgestellten Regelung. Das Relais K1 regelt die Ansteuerung der Schalter 16 und 17 während dem Systemanlauf und den Perioden niedriger Stromversorgungsspannung. Der Pulsbreitenmodulator regelt die Ansteuerung der Schalter 16 und 17 im normalen Betrieb.
Die Periodendauer der Impulsgeneratoren ist P1 und P2 ist entsprechend durch C12, R34 und C11, R35, auf 2 Mikrosekunden eingestellt.
Die Ausgänge der Impulsgeneratoren P1 und P2 sind jeweils durch entsprechende Wechselrichter A10 und A9 mit entgegengesetzten Seiten der Primärwicklung 30 des Impulstransformators 28 verbunden. Wenn einer der Impulsgeneratoren P1 oder P2 aktiviert wird, so erzeugt dieser Impulsgenerator einen positiven Spannungsimpuls von 2 Mikrosekunden. Die Ausgänge der Impulsgeneratoren P1 und P2 befinden sich immer auf Erdspannung. Wenn sich beide Ausgangsgrößen der Impulsgeneratoren P1 und P2 auf null befinden, so betragen die Ausgangsgrößen beider Wechselrichter A10 und A9 12 Volt, wodurch an der Primärwicklung 30 ein Potentialgefälle von null erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt fließt kein Strom durch den Impulstransformator 28. Wenn einer der Impulsgeneratoren, beispielsweise P2, einen positiven Spannungsimpuls von 2 Mikrosekunden abgibt, so geht die Ausgangsgröße des zugeordneten Wechselrichters, hier A9, zurück und induziert an der Primärwicklung 30 einen negativen Spannungsimpuls.
Der Impulstransformator 28 hat zwei Sekundärwicklungen 32 und 34. Jede der beiden Sekundärwicklungen 32 und 34 ist mit ähnlichen Schaltkreisen verbunden, um die Erregung der Schalter 16 bzw. 17 zu regeln. Ein positiver Spannungsimpuls an dem Anlaßanschluß der Sekundärwicklung 32 lädt die Eingangskapazität der Transistoren Q1 und Q2 und schaltet die Transistoren ein. Die Zenerdiode Z2 begrenzt die Steuerspannung. Die Transistoren bleiben solange an, bis ein negativer Spannungsimpuls an dem Anlaßanschluß der Sekundärwicklung 32 mit ausreichender Amplitude, welche die Zenerdiode Z1 leitfähig macht, die Eingangskapazität der Transistoren entlädt und die Transistoren abschaltet.
Die Sekundärwicklung 34 betreibt die Transistoren Q3 und Q4 auf ähnliche Weise, mit der Ausnahme, daß die Wicklungspolarität in bezug auf die Sekundärwicklung 32 umgekehrt ist. Somit schaltet ein Primärimpuls mit beliebiger Polarität immer einen Schalter ein und einen Schalter aus.
Der Anlaßanschluß der Sekundärwicklung 32 ist durch die Zenerdiode Z1 und die Transistoren R21 und R22 mit den entsprechenden Gates der Feldeffekttransistoren Q1 und Q2 verbunden. Die Zenerdiode Z2 ist von der Kathode der Zenerdiode Z1 mit den Source-Anschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Der Endanschluß der Sekundärwicklung 32 ist mit den Source-Anschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Die Source-Anschlüsse der Transistoren Q1 und Q2 sind auch mit dem negativen Anschluß des Brückengleichrichters BR1 verbunden, während die Drain-Anschlüsse der Transistoren Q1 und Q2 mit dem positiven Anschluß des Brückengleichrichters BR1 verbunden sind. Ein Wechselstromanschluß des Gleichrichters BR1 ist mit der Zuleitung 40 des Transformators 14 verbunden. Der andere Wechselstromanschluß ist mit der Zuleitung 38 verbunden, die über den Induktor 40 mit dem Transformator 14 verbunden ist.
Die Sekundärwicklung 34 des Transformators 28 ist mit dem Schalter 17 auf sehr ähnliche Weise zu der Verbindung der Sekundärwicklung zu dem Schalter 16 verbunden, nur mit entgegengesetzter Polarität. Der Endanschluß der Sekundärwicklung 34 ist durch die Zenerdiode Z3 und die Widerstände R23 und R24 mit den entsprechenden Gate-Anschlüssen der Feldeffekttransistoren Q3 und Q4 verbunden. Die Zenerdiode Z4 ist von der Kathode der Zenerdiode Z3 mit den Source-Anschlüssen der Transistoren Q3 und Q4 und dem Anlaßanschluß der Sekundärwicklung 34 verbunden. Die Source-Anschlüsse der Transistoren Q3 und Q4 sind mit dem positiven Anschluß des Brückengleichrichters BR2 verbunden.
Die Polaritäten der Sekundärwicklungen 32 und 34 sind so, daß ein durch die Primärwicklung 30 vorgegebener Impuls nur einen Schaltersatz anschaltet, entweder die Transistoren Q1 und Q2 oder die Transistoren Q3 und Q4. Wenn die Transistoren Q1 und Q2 angeschaltet sind gleicht die Ausgangsspannung an den Zuleitungen 18 und 20 der Eingangsspannung an den Zuleitungen 12 und 13. Wenn die Transistoren Q3 und Q4 angeschaltet sind bewirkt eine Transformation in dem Transformator 14, daß die Ausgangsspannung niedriger ist als die Eingangsspannung. Die Erregung der Transistoren Q1 und Q2 gleicht dem Zustand des Schalters 16 an der Stellung 2, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, während eine Erregung der Transistoren Q3 und Q4 den Effekt des Schalters 17 an der Stellung 1 bewirkt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Fig. 6 zeigt den Zeitbezug einiger der wichtigsten Signale des Reglers. Der Verlauf 1 zeigt das Fehlersignal bei A7-5, die Dreieckswelle überlagernd, mit Spitzen Spitzen bei A7-4. Der Verlauf 2 zeigt die Ausgangsgröße des Pulsbreitenmodulators bei A7-2. Die Ausgangsgröße ist hoch, wenn das Fehlersignal positiver ist als die Dreieckswelle. Die Verläufe 3 und 4 zeigen die Ausgangsgrößen der Impulsgeneratoren P1 und P2. P1 erzeugt einen Impuls, wenn die Ausgangsgröße des Pulsbreitenmodulators ansteigt. P2 erzeugt einen Impuls, wenn die Ausgangsgröße des Pulsbreitenmodulators fällt. Die Verläufe 5 und 6 zeigen die Ansteuersignale für die Hauptschalter. Ein hohes Signal schaltet einen Schalter ein und ein niedriges Signal schaltet ihn ab. Ein Impuls bei P1 lädt die Gates von Q1 und Q2 und schaltet diese ein und entlädt das Gate von Q3 und Q4 und schaltet diese ab. Ein Impuls bei P2 lädt die Gates von Q3 und Q4 und schaltet diese ein und entlädt das Gate von Q1 und Q2 und schaltet diese ab.
Das Zeitintervall t1 stellt eine Zeit der nominalen Eingangsspannung dar. Der Arbeitszyklus beträgt etwa 50%. Während t2 steigt die Wechselstromspannung an und bewirkt, daß das Fehlersignal fällt. Dies führt zu einem höheren Arbeitszyklus für Q3 und Q4 und zu einem geringeren für Q1 und Q2. Der Fehlerverstärker ist während t3 gesättigt, jedoch bewirken die Spitzen der Dreieckswelle, daß der Pulsbreitenmodulator weiter arbeitet und daß die FET-Gates geladen bleiben. Während dem Intervall t4 fällt die Wechselstromspannung. Die Wechselstromspannung ist während t5 niedrig, was zu einem höheren Arbeitszyklus für Q1 und Q2 und einem geringeren Zyklus für Q3 und Q4 führt.
Die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Erfindung verwendeten Bauteile sind in der folgenden Aufstellung angegeben. Der Fachmann erkennt, daß die hier beschriebene spezifische Ausführung auf Ausgangsleistungshöhen von weniger als 2 kVA beschränkt ist. Ferner erkennt der Fachmann, daß die maximale Ausgangsleistungshöhe durch die Verwendung der geeigneten Halbleiterschalter und Steuereinrichtungen auf jede vorteilhaften Höhe erhöht werden kann.
Der vorstehend beschriebene Spannungsregler kann eine geregelte Ausgangsspannung erzeugen, die immer gleich oder niedriger als die Eingangsspannung ist. Durch Abänderung des Reglers gemäß der Darstellung in Fig. 4, ist die Ausgangsspannung immer größer oder gleich der Eingangsspannung. Eine weitere Abänderung gemäß der Fig. 3 oder 5 ermöglicht es- daß sich die Ausgangsspannung über und unter die Höhe der Eingangsspannung verändern kann.
Zur Regelung einer Eingangsspannung, die sowohl über als auch unter die Höhe der gewünschten Ausgangsspannung variiert, wird der Spannungsregler aus Fig. 2 mit dem Aufwärtstransformator 24 aus Fig. 3 kombiniert. Der Aufwärtstransformator 24 erhöht die Eingangsspannung auf einen Zwischenwert, der immer größer oder gleich der gewünschten Ausgangsspannung ist. Der Spannungsregler aus Fig. 2 reduziert die Zwischenspannung dann auf die vorstehend beschriebene Art und Weise auf die gewünschte Ausgangsspannung.
Der in der Fig. 4 dargestellte Spannungsregler ist identisch zu dem Regler aus Fig. 2, mit der Ausnahme, daß die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse vertauscht worden sind. Das Regelungssystem ist mit dem Ausgang wie bei dem Regler aus Fig. 2 verbunden. Es funktioniert auf ähnliche Weise wie der Spannungsregler aus Fig. 2, mit der Ausnahme, daß der Regler aus Fig. 4 eine Ausgangsspannung erzeugt, die größer oder gleich deren Eingangsspannung ist.
Der Spannungsregler aus Fig. 5 entspricht dem Spannungsregler aus Fig. 3. Der Aufwärtstransformator aus Fig. 3 wird durch einen Abwärtstransformator 48 ersetzt. Die Abwärtsspannungsreglereinheit wird durch die Aufwärts- Spannungsreglereinheit aus Fig. 4 ersetzt. Ebenso wie der Spannungsregler aus Fig. 3 dient dieser Regler für Anwendungen mit einer Eingangsspannung, die sich über und unter der gewünschten Ausgangsspannung bewegt. Ob die Ausführung aus Fig. 3 gegenüber der Ausführung aus Fig. 5 bevorzugt wird oder anders herum, hängt von der Beziehung der gewünschten Ausgangsspannung zu dem Bereich der Eingangsspannung ab. Beide Ausführungsarten können so angepaßt werden, daß sie jeden gewünschten Bereich abdecken, doch bestimmen die vorstehenden Faktoren, welche Ausführungsart wirtschaftlicher ist.

Claims

1. Automatischer Wechselstromspannungsregler zum Empfang einer Wechselstrom-Eingangsspannung und zur Erhaltung einer Wechselstromausgangsspannung auf einer festgelegten Höhe, mit: einem ersten Eingangsanschluß (12) und einem zweiten Eingangsanschluß (13), zwischen denen die Eingangsspannung angelegt wird; einem ersten Ausgangsanschluß (18) und einem zweiten Ausgangsanschluß (20), zwischen denen die Ausgangsspannung erhalten wird; einem Spartransformator (14) mit einer ersten Wicklung und mit einer zweiten Wicklung; und einer Fühlereinrichtung (54) zum Vergleich der Ausgangsspannung mit der festgelegten Spannungshöhe, wobei die genannte Fühlereinrichtung (54) ein Signal sendet, um die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und der festgelegten Spannungshöhe anzuzeigen; einer Schaltereinrichtung (16, 17), die mit dem genannten Spartransformator (14), den genannten Eingangsanschlüssen (12, 13) und den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) verbunden ist, wobei die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) eine erste Position und eine zweite Position aufweist, wobei die genannte Schaltereinrichtung an der ersten Position eine Transformatorfunktion zwischen den genannten Eingangsanschlüssen (12, 13) und den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung in Reihe zwischen den genannten ersten Eingangsanschluß (12) und den genannten ersten Ausgangsanschluß (18) geschaltet ist; und wobei die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) an der ersten Position der Schaltereinrichtung (16, 17) die erste Wicklung mit dem genannten zweiten Eingangsanschluß (13) verbindet, wobei die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) an der zweiten Position der Schaltereinrichtung (16, 17) die erste Wicklung parallel mit der genannten zweiten Wicklung schaltet, wodurch die Wicklungen des genannten Spartransformators (14) überbrückt werden, so daß keine Transformatorfunktion zwischen den genannten Eingangsanschlüssen (12, 13) und den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) auftritt.

2. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung (A7) zum Empfang des genannten Signals und zur wechselnden Betätigung der genannten Schaltereinrichtung (16, 17) als Reaktion auf das genannte Signal, um so die genannte Ausgangsspannung auf der genannten festgelegten Höhe zu erhalten.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Eingangsanschluß (13) mit dem genannten zweiten Ausgangsanschluß (20) verbunden ist.

4. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem genannten Spartransformator (14) erzeugte Ausgangsleistung gleich der Eingangsspannung ist, wenn sich die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) an der zweiten Position befindet.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem genannten Spartransformator (14) erzeugte Ausgangsleistung geringer als die Eingangsspannung ist, wenn sich die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) an der ersten Position befindet.

6. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem genannten Spartransformator (14) erzeugte Ausgangsleistung höher ist als die Eingangsspannung, wenn sich die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) an der ersten Position befindet.

7. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegte Spannungshöhe durch eine Bedienungsperson verändert werden kann.

8. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfaßt, wobei der genannte erste Schalter zwischen die erste Wicklung und die zweite Wicklung geschaltet ist, wobei der genannte zweite Schalter zwischen den genannten Spartransformator (14) und die genannten zweiten Anschlüsse (13, 20) geschaltet ist, wobei der genannte erste Schalter und der genannte zweite Schalter so angeordnet sind, daß sie wechselweise erregt werden.

9. Regler nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen mit dem genannten Spartransformator (14) verbundenen Induktor, wobei bei wechselweiser Erregung des genannten ersten Schalters und des genannten zweiten Schalters, der genannte Induktor an den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) eine Spannung erzeugt, die einem Wert entspricht, der zwischen der Spannungshöhe liegt, die bei Erregung des genannten ersten Schalters erzeugt wird und der Spannungshöhe, die bei Erregung des genannten zweiten Schalters erzeugt wird.

10. Regler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Aufwärtstransformator (24), der Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse aufweist, wobei die Eingangsspannung an den Eingangsanschlüssen des genannten Aufwärtstransformators angelegt wird, wobei die Ausgangsanschlüsse des genannten Aufwärtstransformators mit den Eingangsanschlüssen (12, 13) des genannten Spartransformators (14) verbunden sind.

11. Regler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Abwärtstransformator (48) mit Eingangsanschlüssen und mit Ausgangsanschlüssen, wobei die Eingangsspannung an den Eingangsanschlüssen dem genannten Abwärtstransformators angelegt wird, wobei die Ausgangsanschlüsse des genannten Abwärtstransformators mit den Eingangsanschlüssen (12, 13) des genannten Spartransformators (14) verbunden sind.

12. Regler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Aufwärtstransformator mit Eingangsanschlüssen und mit Ausgangsanschlüssen, wobei die Eingangsanschlüsse des genannten Aufwärtstransformators mit den Ausgangsanschlüssen (18, 20) des genannten Spartransformators verbunden sind, wobei die Ausgangsspannung des Reglers an den Ausgangsanschlüssen des Aufwärtstransformators erhalten wird.

13. Regler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Abwärtstransformator mit Eingangsanschlüssen und mit Ausgangsanschlüssen, wobei die Eingangsanschlüsse des Abwärtstransformators mit den Ausgangsanschlüssen (18, 20) des genannten Spartransformators verbunden sind, wobei die Ausgangsspannung des Reglers an den Ausgangsanschlüssen des Abwärtstransformators erhalten wird.

14. Regler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Eingangsspannung eine gegebene Frequenz aufweist und wobei die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) die Verbindung der genannten Eingangsanschlüsse (12, 13) und der genannten Ausgangsanschlüsse (18, 20) mit einer Frequenz wechselt, die höher ist als die Frequenz der Eingangsspannung.

15. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten Transformator mit Eingangsanschlüssen und mit Ausgangsanschlüssen, wobei eine Eingangsspannung des zweiten Transformators zwischen den Eingangsanschlüssen des genannten zweiten Transformators angelegt wird, wobei die genannten Ausgangsanschlüsse mit den Eingangsanschlüssen (12, 13) des genannten Spartransformators verbunden sind.

16. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Starter (60), der mit den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) und der genannten Schaltereinrichtung (16, 17) verbunden ist, wobei der genannte Starter (60) die Spannungsleistung der genannten Stromversorgung überwacht und wenn die Spannungsleistung der Stromversorgung geringer ist als der gegenwärtige Wert, so überlagert der genannte Starter (60) die Signale der genannten Fühlereinrichtung (54) und sendet Signale zu der genannten Schaltereinrichtung (16, 17), wobei die genannte Schaltereinrichtung (16, 17) so gerichtet wird, daß sie die genannten Eingangsanschlüsse (12, 13) unmittelbar mit den genannten Ausgangsanschlüssen (18, 20) verbindet.

17. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wellengenerator (26), der eine Wellenform mit einer Frequenz erzeugt, die höher ist als die Frequenz der Eingangsspannung, wobei die genannte Wellenform eine Spannungshöhe aufweist, die durch die festgelegte Ausgangshöhe bestimmt wird; und gekennzeichnet durch einen Vergleicher (A7), der die Wellenform mit der Ausgangsspannung vergleicht, wobei der Vergleicher (A7) die geeigneten Signale zu der genannten Schaltereinrichtung (16, 17) sendet, um so die Schaltereinrichtung (16, 17) so zu richten, daß sie als Reaktion auf die von dem genannten Vergleicher (A7) gesendeten Signale zwischen der genannten ersten Position und der genannten zweiten Position wechselt.

18. Regler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Wellenformgenerator (26) eine Wellenform mit einer höheren Frequenz als 119 Hertz erzeugt.

19. Regler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Wellenformgenerator (26) eine ungefähr dreiecksförmige Wellenform erzeugt.