DE4014302A1 - Variable DC supply for two pole appts. - has parallel sources with short circuit switches and series decoupling diodes allowing adjustment in stages - Google Patents

Variable DC supply for two pole appts. - has parallel sources with short circuit switches and series decoupling diodes allowing adjustment in stages

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Abstract

The arrangement supplies a two-pole load (5) with a load-independent d.c. adjustable in stages. A group of switchable sources (6) is connected to the load. Each source contains a load-independent d.c. source (7) with a short circuit switch (8) which is closed when the source is switched off. Each source has a series decoupling diode (9). The source circuits, including diodes, are connected in parallel with the load. Each source has a fixed associated current value. The switches are switched on and off in a combination giving the closest match to the current to be applied to the load. USE/ADVANTAGE - Use of common current source types considerably reduces costs of development and implementation. Spark erosion, plasma-support chemical vapour deposition, excitation of solid state lasers or pulsed welding.

Description

In zahlreichen Anwendungen der modernen Technik stellt sich in wachsendem Maße die Aufgabe, im Rahmen von technischen Prozes­ sen elektrische Verbraucherzweipole mit dynamisch eingeprägtem und dennoch rasch veränderbarem Gleichstrom zu versorgen. Insbesondere bei der Materialbearbeitung handelt es sich bei diesen Verbraucherzweipolen in der Regel um Entladungsstrecken.In numerous applications of modern technology increasingly the task in the context of technical processes electrical consumer bipoles with dynamically impressed and yet supply quickly changeable direct current. Especially when it comes to material processing these consumer bipoles usually around discharge routes.

Lediglich als Beispiele für derartige technische Prozesse seien die Werkstoffbearbeitung mittels Funkenerosion, die Beschichtung von Werkstoffen mit plasmaunterstützter CVD, das Trockenätzen von Oberflächen mit Niederdruck-Plasmen, das Wolfram-Schutzgas- und das Metall-Schutzgasschweißen sowie die Werkstoffbearbeitung mit Hilfe von Festkörperlasern genannt.These are only examples of such technical processes material processing by means of spark erosion, the coating of materials with plasma-assisted CVD, dry etching of surfaces with low-pressure plasmas, the tungsten protective gas and gas-shielded metal welding and material processing called with the help of solid-state lasers.

Der Stand der Technik soll anhand eines Beispiels beschrieben werden, nämlich an einer Stromquelle zur Speisung der Blitzlam­ pen eines optisch gepumpten Festkörperlasers.The prior art is to be described using an example be, namely at a power source to supply the Blitzlam pen of an optically pumped solid-state laser.

Eine derartige Stromquelle wird üblicherweise als potentialver­ bindender Gleichstrom-Tiefsetzsteller (1) gemäß der Darstellung in Fig. 1 ausgeführt.Such a current source is usually designed as a potential-binding DC step-down converter ( 1 ) as shown in FIG. 1.

Wird in dieser Anordnung der elektronische Schalter (2), der in Fig. 1 beispielhaft als bipolarer npn-Transistor ausgeführt ist, durchgeschaltet, so legt sich die Eingangsspannung U₀ an die Serien­ schaltung aus den als Verbraucherzweipol (5) fungierenden Blitzlam­ pen und der Speicherdrossel (4). Dies hat zur Folge, daß ein durch die Speicherdrossel (4) fließender Strom iL<0 durch die Spannung uF=U₀ "getrieben" wird. Wird nach Ablauf von dessen Einschaltinter­ vall der elektronische Schalter (2) wieder gesperrt, so muß der Strom iL<0 durch die Speicherdrossel (4) stetig weiterfließen. Demnach übernimmt nun die Freilaufdiode (3) diesen Strom und die Spannung uF an dieser Diode nimmt den Wert Null an. Der arithmeti­ sche Mittelwert des durch die Speicherdrossel (4) - und damit auch durch den Verbraucherzweipol (5) - fließenden Stromes iL=iA wird dadurch auf die gewünschte Höhe gebracht, daß der arithmetische Mit­ telwert der Spannung uF auf den hierzu erforderlichen Wert einge­ stellt wird. Dies geschieht über die sogenannte relative Einschalt­ dauer des elektronischen Schalters (2), d. h. über das Verhältnis der Dauer von dessen Einschaltintervall zur Summe der Dauern von dessen Einschaltintervall und dessen Ausschaltintervall.If in this arrangement the electronic switch ( 2 ), which is shown in FIG. 1 as a bipolar npn transistor, is switched through, the input voltage U₀ is applied to the series circuit from the two -pole ( 5 ) flash lamps and the storage inductor ( 4 ). The consequence of this is that a current i L <0 flowing through the storage inductor ( 4 ) is "driven" by the voltage u F = U₀. If the electronic switch ( 2 ) is blocked again after its switch-on interval, the current i L <0 must continue to flow through the storage inductor ( 4 ). Accordingly, the freewheeling diode ( 3 ) now takes over this current and the voltage u F across this diode assumes the value zero. The arithmetic mean value of the current flowing through the storage inductor ( 4 ) - and thus also through the consumer dipole ( 5 ) - current i L = i A is brought to the desired level in that the arithmetic mean value of the voltage u F to that required Value is set. This takes place via the so-called relative switch-on duration of the electronic switch ( 2 ), ie via the ratio of the duration of its switch-on interval to the sum of the durations of its switch-on interval and its switch-off interval.

An eine Stromquelle für einen der eingangs erwähnten Anwendungsfälle wird nun sehr häufig die Anforderung gestellt, daß bei einer sprung­ haften Änderung des Sollwertes für deren Ausgangsstrom sich dieser schnellstmöglich auf seinen neuen Wert einstellt, um z. B. eine soge­ nannte "Pulsbarkeit" dieses Stromes zu ermöglichen. Gleichzeitig wird aber meist noch gefordert, daß die Schwankungsbreite des Ausgangs­ stromes bei konstantem Sollwert möglichst gering ist.To a power source for one of the applications mentioned above is now very often the requirement that a jump change the setpoint for their output current sets to its new value as quickly as possible, e.g. B. a so-called called "pulsability" to enable this current. At the same time but mostly still required that the fluctuation range of the output current is as low as possible with a constant setpoint.

Wird bei dem in Fig. 1 dargestellten potentialverbindenden Gleich­ strom-Tiefsetzsteller (1) im Hinblick auf eine schnelle Änderung des Stromes bei einem Sollwertsprung für diesen die Induktivität der Speicherdrossel (4) nur sehr klein bemessen, so ist eine geringe Schwankungsbreite des Ausgangsstromes iA nur über eine entsprechend hohe Schaltfrequenz des elektronischen Schalters (2) zu erreichen. Angesichts der Eigenschaften der verwendeten leistungselektronischen Schaltelemente sind dieser Schaltfrequenz aber nach oben hin sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus technischen Gründen deutliche Gren­ zen gesetzt.In the case of the potential-connecting DC step-down converter ( 1 ) shown in FIG. 1, the inductance of the storage inductor ( 4 ) is only very small in view of a rapid change in the current when there is a change in the setpoint value, so there is a small fluctuation range in the output current i A can only be achieved with a correspondingly high switching frequency of the electronic switch ( 2 ). In view of the properties of the power electronic switching elements used, this switching frequency has significant upper limits both for economic and technical reasons.

Wird dagegen bei dem in Fig. 1 dargestellten potentialverbindenden Gleichstrom-Tiefsetzsteller die Induktivität der Speicherdrossel (4) so groß dimensioniert, daß bei technisch und wirtschaftlich noch sinnvollen Schaltfrequenzen des elektronischen Schalters (2) die gewünschte, geringe Schwankungsbreite des Ausgangsstromes eingehal­ ten werden kann, so sind mit dieser Schaltungsanordnung nur noch bescheidene Stromänderungsgeschwindigkeiten zu erreichen, welche den erwähnten, hohen Anforderungen bei weitem nicht genügen. If, on the other hand, the inductance of the storage choke ( 4 ) is dimensioned so large in the potential-connecting DC step-down converter shown in FIG. 1 that the desired, low fluctuation range of the output current can be maintained at switching frequencies of the electronic switch ( 2 ) that are still technically and economically viable, With this circuit arrangement, only modest current change speeds can be achieved which by no means meet the high requirements mentioned.

In den weitaus meisten der eingangs genannten Anwendungsfälle ist jedoch eine völlig stetige Verstellbarkeit des Stromes durch den Verbraucherzweipol (5) gar nicht erforderlich. Es genügt viel­ mehr, den Strom durch den Verbraucherzweipol (5) hinreichend fein­ stufig, z. B. in 63 solcher Stufen, einstellen zu können. Diese Tatsache macht sich die vorliegende Erfindung zunutze.In the vast majority of the applications mentioned at the outset, however, a completely constant adjustability of the current through the consumer dipole ( 5 ) is not necessary at all. It is much more sufficient to pass the current through the consumer dipole ( 5 ) sufficiently fine, z. B. in 63 such levels. The present invention takes advantage of this fact.

Wesentliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind sogenannte ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (6). Solche sind gemäß der Darstellung in Fig. 2 derart aufgebaut, daß parallel zu einer eingeprägten Gleichstromquelle (7) ein Schalter (8), im folgenden Kurzschlußschalter genannt, angeordnet ist, über welchen der Strom der eingeprägten Gleichstromquelle (7) fließen kann, wenn dieser Kurzschlußschalter (8) geschlossen ist. Ist der Kurz­ schlußschalter (8) geöffnet, so befindet sich die ein- und aus­ schaltbare Gleichstromquelle (6) in ihrem eingeschalteten Zustand, und sie befindet sich in ihrem ausgeschalteten Zustand, wenn die­ ser Kurzschlußschalter (8) geschlossen ist.Essential components of the device according to the invention are so-called switchable and switchable direct current sources ( 6 ). Such are constructed as shown in Fig. 2 such that a switch ( 8 ), hereinafter referred to as short-circuit switch, is arranged in parallel with an impressed direct current source ( 7 ), via which the current of the impressed direct current source ( 7 ) can flow if it is Short circuit switch ( 8 ) is closed. If the short-circuit switch ( 8 ) is open, the on and off switchable direct current source ( 6 ) is in its switched-on state, and it is in its switched-off state when the water short-circuit switch ( 8 ) is closed.

Der erste Schlüsselgedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, den genannten Verbraucherzweipol (5) über eine Gruppe von n (n ganzzahlig und größer als 1) solcher ein- und ausschaltbarer Gleich­ stromquellen (6) zu versorgen, die in ihrem Aufbau gleichartig sind, sich in der Größe ihres Stromes aber unterscheiden können. Dabei ist in Reihe zu jeder dieser ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) jeweils eine Diode (9), im folgenden Entkoppeldiode genannt, ein­ gefügt, damit sich die einzelnen, ein- und ausschaltbaren Gleichstrom­ quellen nicht gegenseitig beeinflussen. Die so entstandenen Anordnun­ gen sind gemäß der Darstellung in Fig. 3 parallel zum Verbraucherzwei­ pol (5) geschaltet. Die einzelnen Entkoppeldioden (9) sind dabei je­ weils so gepolt, daß der Strom der zugehörigen ein- und ausschaltba­ ren Gleichstromquelle (6) über den Verbraucherzweipol (5) fließen kann, wenn sich diese ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle in ihrem eingeschalteten Zustand befindet. Jede der so verschalteten n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) weist einen festen, der betreffenden ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle eindeutig zu­ geordneten Wert des in ihrer Gleichstromquelle (7) eingeprägten Stromes auf. The first key concept of the present invention is to supply said consumer dipole ( 5 ) via a group of n (n integer and greater than 1) of such direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off and which are of similar construction but can differ in the size of their current. In each case, a diode ( 9 ), hereinafter called a decoupling diode, is added to each of these direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off, so that the individual direct current sources that can be switched on and off do not influence one another. The resulting Anordnun gene are connected in parallel to the consumer two pole ( 5 ) as shown in Fig. 3. The individual decoupling diodes ( 9 ) are each polarized so that the current of the associated switchable and switchable direct current source ( 6 ) can flow through the consumer dipole ( 5 ) when this switchable and switchable direct current source is in its switched on state. Each of the n switched-on and switched-off direct current sources ( 6 ) thus connected has a fixed value of the current impressed in its direct current source ( 7 ) that is uniquely assigned to the relevant switched on and off switchable direct current source.

Der zweite Schlüsselgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Schaltzustände der n ein- und ausschaltbaren Gleichstrom­ quellen (6) jeweils so eingestellt werden, daß der durch den Ver­ braucherzweipol (5) fließende Strom, im folgenden Verbraucher­ strom genannt, einem hierfür vorgegebenen Sollwert bestmöglich nahekommt, nämlich so nahe, wie dies angesichts der bei der be­ schriebenen Anordnung grundsätzlich gegebenen Stufung des Ist­ werts des Verbraucherstromes ausführbar ist.The second key concept of the invention is that the switching states of the n on and off switchable direct current sources ( 6 ) are each set so that the current flowing through the consumer pole ( 5 ), hereinafter referred to as current, best possible setpoint for this purpose comes close, namely as close as is feasible given the grading of the actual value of the consumer current given the arrangement described.

Zur näheren Erläuterung soll erneut Fig. 3 herangezogen werden. Im Ruhezustand (wenn der Verbraucherstrom iA also den Wert Null aufweist) befinden sich dort alle n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen 6 in ihrem ausgeschalteten Zustand. Wird anschließend ein Teilensemble der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen durch ein Öffnen der Kurzschlußschalter (8) dieses Teilensembles eingeschaltet, so fließt über den Ver­ braucherzweipol (5) ein Gesamtstrom iA, der sich aus der Summe der in den Gleichstromquellen (7) der jetzt eingeschalteten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) eingeprägten Ströme ergibt.For further explanation, FIG. 3 is to be used again. In the idle state (if the consumer current i A therefore has the value zero), all n direct current sources 6 which can be switched on and off are in their switched off state. If a sub-ensemble of the n switchable and deactivatable DC sources is then switched on by opening the short-circuit switch ( 8 ) of this sub-assembly, a total current i A flows through the consumer branch terminal ( 5 ), which is the sum of the DC sources ( 7 ) in the now switched on and off direct current sources ( 6 ) results in impressed currents.

Wird im Anschluß daran eine Situation herbeigeführt, in wel­ cher ein anderes Teilensemble der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen 6 eingeschaltet wird und die dann verblei­ benden ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) ausge­ schaltet sind, so nimmt der Strom iA durch den Verbraucherzwei­ pol (5) jenen Wert an, der sich aus der Summe der Einzelströme der nunmehr im eingeschalteten Zustand befindlichen ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) ergibt.If a situation is subsequently brought about in which another part ensemble of the n switchable and switchable direct current sources 6 is switched on and the then remaining switchable and switchable direct current sources ( 6 ) are switched off, the current i A through the consumer takes two pole ( 5 ) that value which results from the sum of the individual currents of the direct current sources ( 6 ) which can now be switched on and off.

Die Kurzschlußschalter (8) können mit Hilfe von leistungselektro­ nischen Bauelementen, wie z. B. Bipolar-Transistoren, MOS-Feld­ effekttransistoren, IGBTs (Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren) oder FCDs (Field-Controlled-Dioden) realisiert werden. Derartige Bauelemente erfordern meist die Einhaltung gewisser Mindestinter­ valle sowohl für ihren eingeschalteten als auch für ihren ausge­ schalteten Zustand. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist es be­ sonders vorteilhaft, wenn eine Änderung der Schaltzustände der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) ausschließlich zu einheitlichen, in äquidistanten Abständen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten vorgenommen wird.The short circuit switch ( 8 ) can with the help of power electronic components such. B. bipolar transistors, MOS field effect transistors, IGBTs (insulated gate bipolar transistors) or FCDs (field-controlled diodes) can be realized. Such components usually require compliance with certain minimum intervals both for their switched on and for their switched off state. To meet these requirements, it is particularly advantageous if a change in the switching states of the n direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off is carried out exclusively at uniform times which follow one another at equidistant intervals.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird dazu der für die jeweilige ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) vorliegende Zustands­ wunsch ZW zunächst auf den Eingang eines D-Flipflops (10) ge­ führt und erst mit der steigenden Flanke des für alle n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) einheitlichen Taktes Φ an den Ausgang dieses D-Flipflops (10) übernommen. Abhängig vom logischen Zustand am Ausgang des D-Flipflops (10) wird der in Fig. 4 beispielhaft als bipolarer npn-Transistor ausgeführte Kurzschluß­ schalter (8) dann über eine Ansteuerschaltung (11) entweder in den leitenden oder in den sperrenden Zustand versetzt.According to the illustration in FIG. 4, the status request ZW present for the respective DC source ( 6 ) that can be switched on and off is first routed to the input of a D flip-flop ( 10 ) and only with the rising edge of the for all n and switchable direct current sources ( 6 ) of uniform clock Φ at the output of this D flip-flop ( 10 ). Depending on the logic state at the output of the D flip-flop ( 10 ), the short-circuit switch ( 8 ), which is exemplified in FIG. 4 as a bipolar npn transistor, is then put into a conductive or a blocking state via a control circuit ( 11 ).

Durch diese Vorgehensweise wird zum einen sichergestellt, daß für den Kurzschlußschalter 8 stets ein Mindest-Einschaltin­ tervall von einer vollen Taktperiodendauer des Taktes Φ und ein ebenso langes Mindest-Ausschaltintervall eingehalten werden. Zum anderen erhält man insgesamt eine sehr hohe Störsicherheit, weil auf die Entscheidung über neue Schalthandlungen nur weitgehend beruhigte Signale Einfluß nehmen, da die letzte im Gesamtsystem erfolgte Umschaltung um mindestens eine volle Taktperiodendauer des Taktes Φ zurückliegt.This procedure ensures, on the one hand, that a minimum switch-on interval of a full cycle period of the clock ein and an equally long minimum switch-off interval are always observed for the short-circuit switch 8 . On the other hand, overall there is a very high level of interference immunity because only largely calmed signals influence the decision about new switching operations, since the last switchover in the overall system was at least one full cycle period of the cycle Φ.

In einer ihrer Ausbildungen sieht die vorliegende Erfindung gemäß der Darstellung in Fig. 5 vor, daß die Gleichstromquellen (7) der darin enthaltenen n ein- und ausschaltbaren Gleichstrom­ quellen (6) jeweils in Form potentialverbindender, aus einer Gleichspannungsquelle gespeister Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) ausgeführt sind. Der arithmetische Mittelwert des Ausgangsstromes eines solchen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (12) wird dabei jeweils auf einen fest vorgegebenen, konstanten Wert eingeregelt. Dabei ist die Induktivität der Speicherdrossel (15) dieses Gleichstrom- Tiefsetzstellers (12) so groß bemessen, daß der Verlauf des Aus­ gangsstromes des Gleichstrom-Tiefsetzstellers ein hierfür vorge­ gebenes Toleranzband nicht verläßt.In one of its forms, the present invention provides, as shown in FIG. 5, that the direct current sources ( 7 ) of the n direct current sources that can be switched on and off ( 6 ) are each in the form of potential-connecting direct current step-down converters ( 12 ) are executed. The arithmetic mean of the output current of such a DC step-down converter ( 12 ) is adjusted to a fixed, constant value. The inductance of the storage choke ( 15 ) of this DC step-down converter ( 12 ) is dimensioned so large that the course of the output current from the DC step-down converter does not leave a pre-given tolerance band.

Ein Beispiel für eine mit einem solchen Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) ausgeführte ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle ist in Fig. 5 dargestellt. Dort wird der Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) eingangsseitig von der Gleichspannungsquelle (13) mit der Spannung U₀ versorgt.An example of a direct current source that can be switched on and off with such a direct current step-down converter ( 12 ) is shown in FIG. 5. There, the DC step-down converter ( 12 ) is supplied on the input side by the DC voltage source ( 13 ) with the voltage U).

Der Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) selbst besteht aus dem elektronischen Schalter (14), der in Fig. 5 beispielhaft als bipolarer npn-Transistor ausgeführt ist, aus der Speicherdros­ sel (15) sowie aus der Freilaufdiode (16), welche derart angeord­ net ist, daß ein durch die Speicherdrossel (15) fließender Strom iL<0 dann über diese Freilaufdiode (16) fließt, wenn der elektro­ nische Schalter (14) geöffnet ist. Das Funktionsprinzip eines solchen Gleichstrom-Tiefsetzstellers wurde bereits weiter oben ausführlich erläutert.The DC step-down converter ( 12 ) itself consists of the electronic switch ( 14 ), which is designed in Fig. 5 as an example as a bipolar npn transistor, from the Speicherdros sel ( 15 ) and from the free-wheeling diode ( 16 ), which is arranged in such a way is that a current flowing through the storage inductor ( 15 ) i L <0 then flows through this freewheeling diode ( 16 ) when the electronic switch ( 14 ) is open. The principle of operation of such a DC step-down converter has already been explained in detail above.

Die soeben beschriebene Anordnung wird durch den parallel zu ihrem Ausgang liegenden Kurzschlußschalter (8) zur ein- und aus­ schaltbaren Gleichstromquelle ergänzt.The arrangement just described is supplemented by the short-circuit switch ( 8 ), which is parallel to its output, for switching the direct current source on and off.

Ist im Anschluß an ein Öffnen dieses Kurzschlußschalters (8) der Verbraucherzweipol (5) nicht oder noch nicht ausreichend leitfähig, so steigt die Spannung an diesem Verbraucherzweipol (5) sowie am Kurzschlußschalter (8) auf so hohe Werte an, daß entweder dieser Kurzschlußschalter (8), der üblicherweise als Halbleiterschalter ausgeführt ist, zerstört wird oder daß es zu unerwünschten äußeren Überschlägen am Verbraucherzweipol (5) kommt. Wegen dieser Problematik ist es angebracht, die Spannung am Kurzschlußschalter (8) und damit auch am Verbraucherzweipol (5) auf einen Wert zu limitieren, der größer ist als die zum Zünden des Verbraucherzweipols (5) erforderliche Spannung aber kleiner ist als die am Kurzschlußschalter (8) maximal zulässige Spannung und auch kleiner ist, als jene Grenzspannung, bei der es am Ver­ braucherzweipol (5) zu schädlichen äußeren Überschlägen kommt.If, after opening this short-circuit switch ( 8 ), the consumer two-pole ( 5 ) is not or not yet sufficiently conductive, the voltage at this consumer two-pole ( 5 ) and at the short-circuit switch ( 8 ) increases to such high values that either this short-circuit switch ( 8 ), which is usually designed as a semiconductor switch, is destroyed or that there are undesired external flashovers at the consumer branch terminal ( 5 ). Because of this problem, it is advisable to limit the voltage at the short-circuit switch ( 8 ) and thus also at the consumer dipole ( 5 ) to a value that is greater than the voltage required to ignite the consumer dipole ( 5 ) but less than that at the short-circuit switch ( 8 ) maximum permissible voltage and is also lower than that limit voltage at which there are harmful external arcing at the consumer branch terminal ( 5 ).

Eine derartige Limitierung der Spannung am Kurzschlußschalter (8) kann in ihrer einfachsten Ausführung durch eine Zenerdiode (17) erfolgen, welche entsprechend der Darstellung in Fig. 6 parallel zu diesem Kurzschlußschalter (8) gelegt wird. Sie ist dabei so ge­ polt, daß der Strom iL durch die Speicherdrossel (15) erst dann über die Zenerdiode (17) fließt, wenn die Spannung am Kurz­ schlußschalter über deren Durchbruchspannung Uz angestiegen ist. In diesem Fall begrenzt die Zenerdiode (17) die Spannung am Kurz­ schlußschalter auf den Wert ihrer Durchbruchspannung Uz.Such a limitation of the voltage at the short-circuit switch ( 8 ) can be carried out in its simplest form by a zener diode ( 17 ) which, as shown in FIG. 6, is placed in parallel with this short-circuit switch ( 8 ). It is polarized so that the current i L through the storage inductor ( 15 ) only flows through the Zener diode ( 17 ) when the voltage at the short-circuit switch has risen above its breakdown voltage U z . In this case, the Zener diode ( 17 ) limits the voltage at the short circuit switch to the value of its breakdown voltage U z .

Da die dabei auftretenden, hohen Verluste in der Zenerdiode (17) meist nicht toleriert werden können, ist es schließlich noch zweckmäßig, diese Zenerdiode 17 gemäß der Darstellung in Fig. 7 durch ein Spannungsbegrenzungsnetzwerk ohne prinzipbedingte Ver­ luste (18), bei welchem die ihm zugeführte Energie wieder in die Gleichspannungsquelle (13) zurückgespeist wird, zu ersetzen. Bei­ spiele hierzu sind in der Deutschen Patentoffenlegungsschrift DE 35 38 494 A1 aufgeführt.Since the resulting high losses in the Zener diode ( 17 ) can usually not be tolerated, it is finally still expedient, this Zener diode 17 as shown in Fig. 7 through a voltage limiting network without principle-related losses ( 18 ), in which the him supplied energy is fed back into the DC voltage source ( 13 ) to replace. Examples of games are listed in German Patent Application DE 35 38 494 A1.

In einer weiteren Ausführung sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die in der vorstehend beschriebenen Ausbildung enthaltenen, potentialverbindenden Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) entfernt werden und für jeden dieser Gleichstrom-Tiefsetzsteller ersatz­ weise ein potentialtrennender Gleichstromsteller oder aber eine gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstellern und Umrich­ tern zusammengesetzte Schaltungskombination eingefügt wird. Dazu müssen die ersatzweise eingefügten Anordnungen jeweils von ihrem Prinzip her einen Ausgangsstrom aufbringen können, der dynamisch eingeprägt, in seinem Verlauf also weitgehend zeitunabhängig ist.In a further embodiment, the present invention provides that the potential-connecting DC step-down converters ( 12 ) contained in the above-described configuration are removed and, for each of these DC step-down converters, a potential-isolating DC current controller or a functionally similar one, consisting of DC controllers and converter, is replaced tern composite circuit combination is inserted. For this purpose, the arrangements inserted as replacements must each be able to apply an output current that is dynamically impressed, so its course is largely independent of time.

Als Ausführungsbeispiel für einen derartigen, potentialtrennenden Gleichstromsteller, welcher von seinem Prinzip her einen dynamisch eingeprägten Ausgangsstrom aufbringen kann, zeigt Fig. 8 einen be­ kannten potentialtrennenden Eintaktdurchflußwandler. Wird in dieser Anordnung der bipolare npn-Transistor (19) durchgeschaltet, so legt sich die Eingangsspannung U₀ an die Primärwicklung I des dort skiz­ zierten Dreiwicklungstransformators (20). Damit erscheint an dessen Ausgangswicklung II die SpannungAs an embodiment of such a potential-isolating DC power controller, which can apply a dynamically impressed output current from its principle, Fig. 8 shows a known potential-isolating single-ended flow converter. If the bipolar npn transistor ( 19 ) is switched through in this arrangement, the input voltage U₀ is applied to the primary winding I of the three-winding transformer ( 20 ) outlined there. The voltage appears at its output winding II

was zur Folge hat, daß ein durch die Speicherdrossel (15) fließender Strom iL<0 seinen Weg über die Ausgangswicklung II des Dreiwicklungstransformators (20) und die dieser nachgeschaltete Flußdiode (21) nimmt, dabei also durch die Spannungwhich has the consequence that a current i L <0 flowing through the storage inductor ( 15 ) takes its way via the output winding II of the three-winding transformer ( 20 ) and the flux diode ( 21 ) connected downstream thereof, that is to say by the voltage

"getrieben" wird. Während dieser Zeit führt die Rückspeisewicklung III des Dreiwicklungs­ transformators (20) infolge der dabei sperrenden Entmagnetisie­ rungsdiode (22) keinen Strom.is "driven". During this time, the regenerative winding III of the three-winding transformer ( 20 ) due to the blocking demagnetizing diode ( 22 ) leads no current.

Wird nach Ablauf von dessen Einschaltintervall der Transistor (19) wieder gesperrt, muß die Magnetisierungsdurchflutung des Dreiwick­ lungstransformators (20) alleine von dessen Rückspeisewicklung III aufgebracht werden. Infolgedessen stellt sich ein Strom iIII<0 ein, der über die Entmagnetisierungsdiode (22) gegen die Eingangs­ spannung U₀ anläuft und somit abklingt. In diesem Zustand liegt an der Ausgangswicklung II des Dreiwicklungstransformators (20) also die SpannungIf the transistor ( 19 ) is blocked again after the switch-on interval has expired, the magnetization flow through the three-winding transformer ( 20 ) must be applied solely by its regenerative winding III. As a result, a current i III <0, which starts up via the demagnetizing diode ( 22 ) against the input voltage Uannung and thus subsides. In this state, the voltage is therefore at the output winding II of the three-winding transformer ( 20 )

Dies hat zur Folge, daß die Flußdiode (21) sperrt und ein positi­ ver Strom iL durch die Speicherdrossel (15) von der Freilaufdiode (23) geführt wird. Insgesamt wird für den Mittelwert des Stromes iL durch die Speicherdrossel (15) dadurch die gewünschte Höhe her­ beigeführt, daß für den arithmetischen Mittelwert der "treibenden" Spannung uF der dazu erforderliche Wert eingestellt wird. Letzteres geschieht über die sogenannte relative Einschaltdauer des bipola­ ren npn-Transistors (19), d. h. über das Verhältnis von dessen Ein­ schaltintervall zur Summe von dessen Ein- und dessen Ausschalt­ intervall.This has the consequence that the flux diode ( 21 ) blocks and a positive current i L through the storage inductor ( 15 ) of the free-wheeling diode ( 23 ) is performed. Overall, the desired level is introduced for the mean value of the current i L through the storage choke ( 15 ) by setting the value required for the arithmetic mean value of the "driving" voltage u F. The latter happens via the so-called relative duty cycle of the bipola ren npn transistor ( 19 ), ie the ratio of its on interval to the sum of its on and off interval.

Nachteilig kann bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel die Tatsache sein, daß der Kurzschlußschalter (8), welcher den be­ schriebenen Eintakt-Durchflußwandler zu einer ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquelle ergänzt, in dessen Ausgangskreis angeord­ net sein muß. Infolgedessen bedarf dieser Kurzschlußschalter (8) nämlich einer potentialfreien Ansteuerung und muß gegebenenfalls für sehr hohe Spannungen oder für sehr hohe Ströme bemessen werden.A disadvantage of the last described embodiment may be the fact that the short-circuit switch ( 8 ), which supplements the described single-ended flow converter to form a direct current source that can be switched on and off, must be arranged in the output circuit. As a result, this short-circuit switch ( 8 ) requires a potential-free control and may have to be dimensioned for very high voltages or for very high currents.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht daher vor, daß dann, wenn in der zuletzt beschriebenen Ausbildung der Erfindung die zuvor enthaltenen, potentialverbindenden Gleichstrom-Tiefsetz­ steller (12) entfernt und für jeden dieser Gleichstrom-Tiefsetz­ steller (12) ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstromstel­ ler oder eine gleichartig funktionierende, potentialtrennende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern gebildete Schaltungskombination eingefügt wird, vorzugsweise solche Gleichstromsteller oder gleichar­ tig funktionierende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern gebildete Schaltungskombinationen Verwendung finden, deren zugehörige Speicher­ drossel (15) nicht nur in deren Ausgangskreis, sondern, alternativ hierzu, auch in deren Eingangskreis angeordnet werden kann. Dies macht es nämlich möglich, sowohl die Speicherdrossel (15) als auch den Kurzschlußschalter (8) in den Eingangskreis solcher potentialtrennender, gleichartig funktionierender, aus Gleichstrom­ stellern und Umrichtern gebildeter Schaltungskombinationen zu verle­ gen. Diese Verlegung muß derart erfolgen, daß bei einem Schließen des in den Eingangskreis verlegten Kurzschlußschalters der Aus­ gangsstrom des potentialtrennenden Gleichstromstellers oder der poten­ tialtrennenden, gleichartig funktionierenden, aus Gleichstromstellern und Umrichtern gebildeten Schaltungskombination zu Null wird, wäh­ rend dieser Ausgangsstrom beim Öffnen des in den Eingangskreis ver­ legten Kurzschlußschalters einen Wert annimmt, der bestimmt wird durch den Strom, der die in den Eingangskreis verlegte Speicher­ drossel durchfließt und durch das Übersetzungsverhältnis jenes Über­ tragers, der in dem potentialtrennenden Gleichstromsteller oder der potentialtrennenden, gleichartig funktionierenden, aus Gleich­ stromstellern und Umrichtern gebildeten Schaltungskombination die genannte Potentialtrennung bewirkt.A further embodiment of the invention therefore provides that if, in the last-described embodiment of the invention, the potential-connecting DC step-down converter ( 12 ) previously contained and for each of these DC step-down switches ( 12 ) is replaced, a potential-separating DC converter or a similarly functioning, potential-isolating circuit combination formed from DC choppers and converters is inserted, preferably such DC choppers or functionally functioning circuit combinations formed from DC choppers and converters are used, the associated storage choke ( 15 ) of which is not only in their output circuit, but, alternatively, can also be arranged in the input circuit. This makes it possible to lay both the storage choke ( 15 ) and the short-circuit switch ( 8 ) in the input circuit of such potential-isolating, identically functioning circuit combinations and converters formed from direct current switches and converters. This relocation must be such that when the in the input circuit short-circuit switch, the output current of the potential-isolating DC chopper or the potential-isolating, identically functioning circuit combination formed from DC choppers and inverters becomes zero, while this output current assumes a value when the short-circuit switch laid in the input circuit is opened, which is determined by the current that flows through the choke installed in the input circuit and through the transmission ratio of that transformer, which functions in the isolating DC regulator or the isolating, identically functioning, a us DC circuit and converters formed circuit combination causes the potential isolation mentioned.

Ein Beispiel für eine derartige, potentialtrennende, wie ein potentialtrennender Gleichstromsteller funktionierende, aus Gleich­ stromstellern und Umrichtern gebildete Schaltungskombination ist in Fig. 9 dargestellt. Dort ist zunächst ein Gleichstrom-Tief­ setzsteller, dessen Speicherdrossel überbrückt und anschließend entfernt wurde, an eine speisende Gleichspannungsquelle mit der Spannung U₀ angeschlossen. An den Ausgang des dieserart modifi­ zierten Gleichstrom-Tiefsetzstellers (24) ist ein Brückenwechsel­ richter (25) mit Ausgangstransformator (26) angeschlossen, wel­ chem wiederum ein ungesteuerter Brückengleichrichter (27) nachge­ schaltet ist. In den Ausgangskreis dieses Brückengleichrichters (27) ist schließlich die Speicherdrossel (15) eingefügt, welche die Induktivität L aufweist. Parallel zum Ausgang dieser gesam­ ten Anordnung ist schließlich der Kurzschlußschalter (8) ange­ schlossen. Die hier vorliegende Reihenschaltung aus dem Brücken­ wechselrichter (25) mit Ausgangstransformator (26) und dem Brückengleichrichter (27) hat die Funktion eines sogenannten Gleichstromtransformators, der einen Energiefluß allerdings nur vom Wechselrichter zum Gleichrichter hin zuläßt. Vorteil­ haft an dieser Anordnung ist die dabei gegebene Potentialtrennung; nachteilig in der bereits beschriebenen Weise kann aber die Tat­ sache sein, daß der Kurzschlußschalter (8) im Ausgangskreis ange­ ordnet ist. Es ist daher zweckmäßig, in dieser Anordnung zunächst die Speicherdrossel (15) durch den Gleichstromtransformator hin­ durch auf dessen Eingangsseite und damit, gemäß der Darstellung in Fig. 10, in den Ausgangskreis des Gleichstrom-Tiefsetzstellers (24) und auf diese Weise in den Eingangskreis der Gesamtanordnung zu schieben. Wenn sich dadurch das von außen gesehene Gesamtver­ halten dieser Anordnung nicht verändern soll, muß diese Speicher­ drossel (28) im Eingangskreis der Gesamtanordnung eine Indukti­ vität der GrößeAn example of such a potential-isolating circuit combination, which functions as a potential-isolating direct current regulator and is formed from direct current regulators and converters, is shown in FIG. 9. There is initially a DC step-down converter, whose storage choke has been bridged and then removed, connected to a DC voltage source with the voltage U₀. At the output of this modifi ed DC step-down converter ( 24 ), a bridge changer ( 25 ) with output transformer ( 26 ) is connected, which in turn is connected to an uncontrolled bridge rectifier ( 27 ). Finally, the storage choke ( 15 ), which has the inductance L, is inserted into the output circuit of this bridge rectifier ( 27 ). Parallel to the output of this entire arrangement, the short-circuit switch ( 8 ) is finally closed. The series circuit here consisting of the bridge inverter ( 25 ) with output transformer ( 26 ) and the bridge rectifier ( 27 ) has the function of a so-called DC transformer, which, however, only allows energy flow from the inverter to the rectifier. The advantage of this arrangement is the potential separation given; disadvantageous in the manner already described, but the fact may be that the short-circuit switch ( 8 ) in the output circuit is arranged. It is therefore expedient in this arrangement to first store the storage choke ( 15 ) through the DC transformer through on its input side and thus, as shown in FIG. 10, into the output circuit of the DC step-down converter ( 24 ) and in this way into the input circuit to push the overall arrangement. If this means that the overall view seen from the outside should not change this arrangement, this memory choke ( 28 ) in the input circuit of the overall arrangement must have an inductance of size

aufweisen. Mit dem Durchschieben dieser ursprünglich im Ausgangskreis der Gesamtschaltung gelegenen Speicherdrossel in den Eingangskreis der Gesamtanordnung ist damit auch die Voraussetzung dafür gegeben, daß der im Ausgangskreis der Gesamtanordnung befindliche Kurzschlußschalter (8) entfernt und durch einen Kurzschlußschalter (29) ersetzt werden kann, der ge­ mäß der Darstellung in Fig. 11 parallel zum Ausgang des Gleichstrom- Tiefsetzstellers (24) und auf diese Weise in den Eingangskreis der Gesamtanordnung eingefügt ist. Durch diesen, nunmehr dem Ausgang des Gleichstrom-Tiefsetzstellers (24) parallel geschalteten Kurz­ schlußschalter (29) wird der ursprünglich parallel zum Ausgang der Gesamtschaltung eingefügte Kurzschlußschalter (8) in seiner erfindungsgemäßen Wirkung voll ersetzt.exhibit. By pushing this storage choke originally located in the output circuit of the overall circuit into the input circuit of the overall arrangement, the prerequisite is also given for the short-circuit switch ( 8 ) located in the output circuit of the overall arrangement to be removed and replaced by a short-circuit switch ( 29 ) which corresponds to GE shown in FIG. 11 is inserted parallel to the output of the DC step-down converter (24) and in this manner in the input circuit of the overall arrangement. By this, now the output of the DC step-down converter ( 24 ) short-circuit switch ( 29 ) connected in parallel, the short-circuit switch ( 8 ) originally inserted parallel to the output of the overall circuit is fully replaced in its effect according to the invention.

Zur Festlegung der in den einzelnen Gleichstromquellen (7) der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) der erfindungsge­ mäßen Einrichtung jeweils eingeprägten Ströme sieht eine Ausbil­ dung der Erfindung vor, daß diese Ströme derart eingestellt wer­ den, daß ein zu erwartender Verlauf des Sollwertes für den Ver­ braucherstrom durch den mit diesen Werten tatsächlich einstell­ baren Verlauf des Verbraucherstromes innerhalb eines vorgege­ benen Toleranzbandes angenähert werden kann.To define the currents impressed in the individual DC sources ( 7 ) of the n switchable and deactivatable DC sources ( 6 ) of the device according to the invention, one embodiment of the invention provides that these currents are set in such a way that the expected course of the setpoint for the consumer flow can be approximated within a predetermined tolerance band by the course of the consumer flow that can actually be set with these values.

In vielen Anwendungsfällen ist der zu erwartende Verlauf des Soll­ werts für den Verbraucherstrom bereits bei der Konzipierung der in Rede stehenden Einrichtung genau bekannt. Dann ist es angezeigt, so­ wohl die Anzahl n der ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) als auch die Größe der in ihren Gleichstromquellen (7) eingepräg­ ten Gleichströme auf diesen bekannten Verlauf abzustimmen.In many applications, the expected course of the setpoint for the consumer current is already known when the device in question is designed. Then it is appropriate to match the number n of direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off as well as the size of the direct currents impressed in their direct current sources ( 7 ) to match this known profile.

Ein Beispiel für einen derartigen, im voraus bekannten Verlauf des Verbraucherstromsollwerts iA,soll zeigt Fig. 12. Dort werden für den Verbraucherstrom nur die Werte I₁, I₂ und I₃ sowie der Wert Null kommandiert. Eine auf diesen Verlauf abgestimmte erfindungs­ gemäße Einrichtung kann beispielsweise aus drei ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquellen (6) bestehen, wobei in der Gleichstrom­ quelle (7) der ersten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (6) der Strom I₁, in der Gleichstromquelle (7) der zweiten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (6) der Strom I₂-I₁ und schließ­ lich in der Gleichstromquelle (7) der dritten ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquelle (6) der Strom I₃-I₂ eingeprägt ist. Be­ finden sich alle drei ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) im eingeschalteten Zustand, so beträgt der VerbraucherstromAn example of such a previously known course of the consumer current setpoint i A is shown in FIG. 12. There, only the values I₁, I₂ and I₃ and the value zero are commanded for the consumer current. An on this history fiction, agreed-date means may, for example, one of three-and-off cash direct current sources (6), said source in the direct current (7) of the first switched on and off DC power source (6) of the current I₁, in the DC power source (7 ) the second on and off switchable direct current source ( 6 ) the current I₂-I₁ and finally Lich in the direct current source ( 7 ) of the third on and off switchable direct current source ( 6 ) the current I₃-I₂ is impressed. If all three direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off are in the switched-on state, the consumer current is

iA = (I₃ - I₂) + (I₂ - I₁) + I₁ = I₃.i A = (I₃ - I₂) + (I₂ - I₁) + I₁ = I₃.

Befinden sich die erste und die zweite ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) im eingeschalteten Zustand, die dritte da­ gegen im ausgeschalteten Zustand, so fließt ein StromIf the first and the second direct current source ( 6 ) which can be switched on and off are in the switched-on state and the third, on the other hand, are in the switched-off state, a current flows

iA = (I₂-I₁) + I₁ = I₂i A = (I₂-I₁) + I₁ = I₂

durch den Verbraucherzweipol (5). Ist schließlich allein die erste ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) eingeschaltet, so hat der Verbraucherstrom den Wertthrough the consumer bipolar ( 5 ). If the first direct current source ( 6 ) that can be switched on and off is finally switched on, the consumer current has the value

iA = I₁.i A = I₁.

Eine geeignete Wahl der Schaltzustände der drei ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquellen (6) erlaubt es also, für den Verbraucher­ strom iA den gewünschten Verlauf gemäß Fig. 12 einzustellen. A suitable choice of the switching states of the three direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off makes it possible to set the desired profile according to FIG. 12 for the consumer current i A.

In vielen weiteren Anwendungen ist jedoch bei der Konzipierung der erfindungsgemäßen Einrichtung hinsichtlich des zu erwarten­ den Verlaufs des Sollwertes für den Verbraucherstrom iA lediglich der maximal geforderte Verbraucherstrom IAmax und der Betrag der maximal tolerierbaren Abweichung |ΔIA| des Verbraucherstroms von diesem Sollwert bekannt. Dann ist es erforderlich, die erfindungs­ gemäße Einrichtung so zu konzipieren, daß für den Verbraucherstrom iA der gesamte Wertebereich zwischen Null und IAmax in äquidi­ stanten Stufen der Höhe I₀ durchfahren werden kann. Die Stufenhöhe I₀ ist dabei höchstens doppelt so groß wie der Betrag der maximal erlaubten Abweichung |ΔIA| des Verbraucherstromes iA von seinem Sollwert zu wählen.In many other applications, however, when designing the device according to the invention with regard to the expected course of the setpoint for the consumer current i A, only the maximum required consumer current I Amax and the amount of the maximum tolerable deviation | ΔI A | of the consumer current known from this setpoint. Then it is necessary to design the device according to the Invention such that the entire value range between zero and I Amax can be traversed in equidistant stages of height I₀ for the consumer current i A. The step height I₀ is at most twice the amount of the maximum permitted deviation | ΔI A | of the consumer current i A from its setpoint.

Für den soeben beschriebenen Fall sieht eine Ausbildung der Erfin­ dung vor, daß die in der erfindungsgemäßen Einrichtung enthaltene Gruppe von n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) zu­ nächst in eine Anzahl von m Teilgruppen unterteilt ist, wobei m ganzzahlige Werte zwischen 1 und n annehmen kann (1≦m≦n). Jede dieser m Teilgruppen enthält jeweils kν (1≦ν≦m) ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (6), wobeiIn the case just described, an embodiment of the invention provides that the group of n direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off in the device according to the invention is first divided into a number of m subgroups, m being integer values between 1 and n can assume (1 ≦ m ≦ n). Each of these m subgroups contains k ν (1 ≦ ν ≦ m) direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off, whereby

gelten muß, da insgesamt n ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (6) vorhanden sind.Must apply, since there are a total of n direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off.

Die Teilgruppen sind ihrerseits wiederum dadurch gekennzeichnet, daß die in den einzelnen Gleichstromquellen (7) der kν ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquellen (6) der Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν jeweils eingeprägten Ströme alle denselben Wert Iν aufweisen.The subgroups are in turn characterized in that the currents impressed in the individual direct current sources ( 7 ) of the k ν on and off switchable direct current sources ( 6 ) of the subgroup with the atomic number ν all have the same value I ν .

Die Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν=1 enthält also jene k₁ ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6), in deren einzelnen Gleich­ stromquellen (7) jeweils ein Strom der Größe I₁ eingeprägt ist. I₁ ist dabei der kleinste Wert der insgesamt m verschiedenen Wer­ te der in den Gleichstromquellen (7) der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) eingeprägten Ströme. The subgroup with the atomic number ν = 1 thus contains those k 1 switchable and switchable direct current sources ( 6 ), in the individual direct current sources ( 7 ) of which a current of size I 1 is impressed. I 1 is the smallest value of the total m different values of the currents impressed in the direct current sources ( 7 ) of the n direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off.

In den anderen m - 1 Gruppen mit der Ordnungszahl ν (2≦ν≦m) ist in jeder der Gleichstromquellen (7) ihrer jeweils kν ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) jeweils ein Gleichstrom der Größe Iν eingeprägt, wobei Iν der BeziehungIn the other m - 1 groups with the ordinal number ν (2 ≦ ν ≦ m) in each of the direct current sources (7) turn their respective k ν and off DC power sources (6) each comprise a direct current of the magnitude I ν is impressed, where I ν the relationship

gehorcht.obey.

Die zuletzt beschriebene Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrich­ tung soll im folgenden anhand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Zum einfacheren Verständnis wird in jedem dieser drei Beispiele ein Maximalwert des geforderten Verbraucherstromes von IAmax=504 A sowie ein maximal zulässiger Betrag der Abweichung des Verbraucherstromes von dessen Sollwert von |ΔIA| = 4 A vorausgesetzt. Jedes der Ausführungsbeispiele muß daher so konzipiert sein, daß der Verbraucherstrom iA in 63 Stufen von jeweils 8 A zwischen den Werten 0 A und 504 A einstellbar ist.The last-described configuration of the device according to the invention is to be explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments. For easier understanding, in each of these three examples a maximum value of the required consumer current of I Amax = 504 A and a maximum permissible amount of the deviation of the consumer current from its setpoint of | ΔI A | = 4 A required. Each of the exemplary embodiments must therefore be designed in such a way that the consumer current i A can be set in 63 steps of 8 A each between the values 0 A and 504 A.

Im ersten Ausführungsbeispiel besteht die erfindungsgemäße Einrich­ tung aus n=63 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6), die alle gleich beschaffen sind. Dies bedeutet, daß die Gruppe der 63 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) sich nicht weiter in Teilgruppen aufgliedert. Dies kann mathematisch dadurch ausge­ drückt werden, daß die aus n=63 ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6) gebildete Gruppe in m=1 Teilgruppen unterteilt ist. Dann giltIn the first embodiment, the device according to the invention consists of n = 63 direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off, and which are all of the same type. This means that the group of 63 direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off is no longer divided into subgroups. This can be expressed mathematically by the fact that the group formed from n = 63 direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off is divided into m = 1 subgroups. Then applies

was bedeutet, daß die Teilgruppe mit der Ordnungszahl 1 hier aus 63 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) besteht. Der Strom, der in den einzelnen Gleichstromquellen (7) der 63 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen eingeprägt ist, muß dann jeweils den Wert I₁=8 A aufweisen. which means that the subgroup with atomic number 1 here consists of 63 direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off. The current, which is impressed in the individual direct current sources ( 7 ) of the 63 direct current sources that can be switched on and off, must then each have the value I 1 = 8 A.

Besonders vorteilhaft bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Tat­ sache, daß für eine Änderung des Verbraucherstroms iA entweder nur ein Einschalten von ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) oder nur ein Ausschalten von ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6) erfolgen muß.Particularly advantageous in this embodiment is the fact thing is that for a change of the load current i A is either only one switching of switched on and off DC power sources (6) or only a turning off switched on and off DC power sources must be carried out (6).

Es kann also nie der Fall auftreten, daß gleichzeitig bestimmte ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (6) eingeschaltet und andere ausgeschaltet werden müssen. Dies hat zur Folge, daß sich etwaige Unterschiede im Schaltverhalten der Kurzschlußschalter (8) der ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) nicht durch ein störendes Über- oder Unterschwingen im Verlauf des Verbraucher­ stromes iA bemerkbar machen.It can therefore never occur that certain direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off have to be switched on and others have to be switched off at the same time. The consequence of this is that any differences in the switching behavior of the short-circuit switch ( 8 ) of the direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off are not noticeable by a disturbing overshoot or undershoot in the course of the consumer current i A.

Hingegen kann sich bei diesem Ausführungsbeispiel die recht hohe Anzahl der benötigten ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) als störend erweisen.On the other hand, in this exemplary embodiment the quite high number of direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off can prove to be disruptive.

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Einrichtung aus n=6 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) aufge­ baut, die alle eine unterschiedliche Größe haben. Dies bedeutet, daß die Gruppe der sechs ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) in m=6 Teilgruppen gegliedert ist, die jeweils eine ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) enthalten. Somit giltIn the second embodiment, the device according to the invention is built up of n = 6 direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off, all of which have a different size. This means that the group of the six direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off is divided into m = 6 subgroups, each of which contains a direct current source ( 6 ) that can be switched on and off. Thus applies

k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = k₅ = k₆ =1k₁ = k₂ = k₃ = k₄ = k₅ = k₆ = 1

undand

Die erste Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν=1 enthält jene ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6), in deren Gleichstrom­ quelle (7) ein Strom der Größe I₁=8 A eingeprägt ist. Für die anderen fünf Teilgruppen erhält man mit der Beziehung (I): The first sub-group with the atomic number ν = 1 contains the DC source ( 6 ) which can be switched on and off and in whose DC source ( 7 ) a current of the magnitude I 1 = 8 A is impressed. For the other five subgroups, the relationship (I) gives:

für die in der zweiten Teilgruppe enthaltene Gleichstromquelle (7),for the direct current source ( 7 ) contained in the second subgroup,

für die in der dritten Teilgruppe enthaltene Gleichstromquelle (7),for the direct current source ( 7 ) contained in the third subgroup,

für die in der vierten Teilgruppe enthaltene Gleichstromquelle (7),for the direct current source ( 7 ) contained in the fourth subgroup,

für die in der fünften Teilgruppe enthaltene Gleichstromquelle (7) und schließlichfor the direct current source ( 7 ) contained in the fifth subgroup and finally

für die in der sechsten Teilgruppe enthaltene Gleichstromquelle 7.for the direct current source 7 contained in the sixth subgroup.

Trotz der erfreulichen Tatsache, daß die zuletzt beschriebene Aus­ führung der Erfindung bei vorgegebener Stufenhöhe I₀ und vorgegebenem Maximalstrom IAmax mit der kleinstmöglichen Anzahl an ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) auskommt, kann sich in man­ chen Anwendungen der folgende Sachverhalt als störend erweisen: Bedingt durch etwaige Unterschiede im Schaltverhalten der Kurz­ schlußschalter kann der Verlauf des Stromes iA beim Übergang auf einen neuen Wert ein nennenswertes Über- oder Unterschwingen aufweisen. Soll in der vorstehend beschriebenen Anordnung der Strom iA zum Beispiel von 248 A auf 256 A vergrößert werden, so müssen dazu die in den Teilgruppen eins bis fünf enthaltenen ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) ausgeschaltet und gleich­ zeitig die ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) in Teil­ gruppe sechs eingeschaltet werden. Erfolgt dieses Einschalten z. B. infolge der Speicherzeit des für den betreffenden Kurzschlußschalter (8) eingesetzten leistungselektronischen Schaltelements aber ver­ zögert zum Ausschalten der übrigen ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6), so tritt für die Dauer dieser Verzögerung am Aus­ gang der Anordnung ein Einbruch im Verlauf des Ausgangsstromes auf den Wert Null auf. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Induktivität des Verbraucherzweipols (5) eine so hohe Änderungsgeschwindigkeit des Stromes iA zuläßt, daß der Wert Null innerhalb dieser Speicher­ zeit auch voll erreicht wird.Despite the gratifying fact that the last-described implementation of the invention with a given step height I₀ and a given maximum current I Amax manages with the smallest possible number of DC current sources ( 6 ) that can be switched on and off, the following facts can prove to be annoying in some applications: Due to any differences in the switching behavior of the short-circuit switch, the course of the current i A when transitioning to a new value may have a significant overshoot or undershoot. If, in the arrangement described above, the current i A is to be increased, for example, from 248 A to 256 A, the DC current sources ( 6 ) which can be switched on and off in subgroups one to five must be switched off and at the same time the DC current source which can be switched on and off ( 6 ) be switched on in subgroup six. Is this switching on z. B. due to the storage time of the power electronic switching element used for the relevant short-circuit switch ( 8 ) but ver delays to turn off the other DC sources that can be turned on and off ( 6 ), then a break-in occurs during the course of the arrangement for the duration of this delay Output current to zero. The prerequisite here is that the inductance of the consumer dipole ( 5 ) permits such a high rate of change of the current i A that the value zero is also fully reached within this storage time.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Einrich­ tung aus n=14 ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) aufgebaut, die in m=2 Teilgruppen gegliedert sind. Beide Teil­ gruppen enthalten jeweils sieben ein- und ausschaltbare Gleichstrom­ quellen (6), es ist also k₁=k₂=7.In the third exemplary embodiment, the device according to the invention is constructed from n = 14 direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off and which are divided into m = 2 subgroups. Both sub-groups each contain seven DC sources that can be switched on and off ( 6 ), so it is k₁ = k₂ = 7.

Somit giltThus applies

Die erste Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν=1 enthält jene ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6), in deren Gleich­ stromquelle (7) jeweils ein Strom der Größe I₁=8 A eingeprägt ist. Für den Wert der in den Gleichstromquellen (7) der Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν=2 eingeprägten Ströme liefert die Be­ ziehung (I):The first subgroup with the atomic number ν = 1 contains those direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off and in whose direct current source ( 7 ) a current of the magnitude I 1 = 8 A is impressed. The relationship (I) provides for the value of the currents impressed in the direct current sources ( 7 ) of the subgroup with the atomic number ν = 2:

Das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, daß dort die infolge eines unterschiedlichen Schaltverhaltens der Kurzschlußschalter (8) der einzelnen ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6) bei dynamischen Vorgängen auftretenden Abweichun­ gen des Verbraucherstromes iA von dessen Sollwert wesentlich ge­ ringer sind als beim davor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Während beim zweiten Ausführungsbeispiel diese Abweichungen im un­ günstigsten Fall eine Größe von 256 A besitzen, weisen sie beim zuletzt beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel höchstens noch den Wert 64 A auf.The last-described exemplary embodiment has the advantage that there, due to a different switching behavior of the short-circuit switches ( 8 ) of the individual direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off, during dynamic processes, deviations of the consumer current i A from its setpoint are significantly lower than in the second embodiment described above. While in the second exemplary embodiment these deviations have a size of 256 A in the most unfavorable case, in the third exemplary embodiment described last they have a maximum value of 64 A.

Außerdem besitzt das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel den bedeutsamen Vorzug, daß dort nur zwei verschiedene Typen von ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) eingesetzt werden. Diese Vereinheitlichung der ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) bei einer gleichzeitig noch relativ bescheidenen Gesamtzahl an ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) verringert den Aufwand so­ wohl bei der Entwicklung als auch bei der Realisierung der erfindungs­ gemäßen Einrichtung ganz erheblich.In addition, the last-described exemplary embodiment has the significant advantage that only two different types of direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off are used there. This standardization of the DC sources ( 6 ) that can be switched on and off ( 6 ) with a relatively modest total number of DC sources ( 6 ) that can be switched on and off ( 6 ) significantly reduces the effort both in the development and in the implementation of the device according to the invention.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Versorgung eines Verbraucherzweipols (5) mit einem eingeprägten, jedoch in einer Anzahl von Stufen einstellbaren Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet,
daß an diesen Verbraucherzweipol (5) eine Gruppe von n (n = 2, 3, . . .) ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) angeschlossen ist und
daß die n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) jeweils derart aufgebaut sind, daß parallel zu einer ein­ geprägten Gleichstromquelle (7) ein Schalter (8), im fol­ genden Kurzschlußschalter genannt, angeordnet ist, über welchen der Strom der eingeprägten Gleichstromquelle (7) fließen kann, wenn dieser Kurzschlußschalter (8) geschlos­ sen ist und daß eine derartige ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) sich damit in ihrem eingeschalteten Zu­ stand befindet, wenn ihr Kurzschlußschalter (8) geöffnet ist, wogegen sie sich in ihrem ausgeschalteten Zustand befindet, wenn ihr Kurzschlußschalter (8) geschlossen ist und dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe zu jeder dieser n ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6) jeweils eine Diode (9), im folgenden Ent­ koppeldiode genannt, geschaltet ist und
daß die so entstehenden n Reihenschaltungen aus jeweils einer ein- und ausschaltbaren Gleichstromquelle (6) und einer Ent­ koppeldiode (9) parallel zum Verbraucherzweipol (5) geschal­ tet sind und
daß die einzelnen Entkoppeldioden (9) jeweils so gepolt sind, daß der Strom der zugehörigen ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquelle (6) über den Verbraucherzweipol (5) fließen kann, wenn sich diese ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle (6) in ihrem eingeschalteten Zustand befindet und
daß jede dieser n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) einen festen, der betreffenden ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquelle eindeutig zugeordneten Wert des in ihrer Gleich­ stromquelle (7) eingeprägten Stromes aufweist und
daß die Schaltzustände dieser n ein- und ausschaltbaren Gleich­ stromquellen (6) jeweils so eingestellt werden, daß der ins­ gesamt durch den Verbraucherzweipol (5) fließende Strom, im folgenden Verbraucherstrom genannt, einem hierfür vorgegebenen Sollwert bestmöglich nahekommt, nämlich so nahe, wie dies ange­ sichts der bei der beschriebenen Anordnung prinzipiell gegebe­ nen Stufung des Istwertes des Verbraucherstromes ausführbar ist.
1. A device for supplying a consumer bipole ( 5 ) with an impressed direct current which can be set in a number of stages, characterized in that
that a group of n (n = 2, 3,...) that can be switched on and off DC current sources ( 6 ) is connected to this consumer pole ( 5 ) and
that the n on and off switchable DC sources ( 6 ) are each constructed such that a switch ( 8 ), hereinafter referred to as short-circuit switch, is arranged in parallel with an embossed DC source ( 7 ), via which the current of the impressed DC source ( 7 ) can flow when this short-circuit switch ( 8 ) is closed and that such a DC source ( 6 ) that can be switched on and off is thus in its switched on state when its short-circuit switch ( 8 ) is open, whereas it is in its switched-off state if your short-circuit switch ( 8 ) is closed and characterized by
that in series with each of these n on and off direct current sources ( 6 ) each have a diode ( 9 ), hereinafter referred to as coupling diode, is connected and
that the resulting n series connections, each of which can be switched on and off a direct current source ( 6 ) and a decoupling diode ( 9 ), are connected in parallel with the load pole ( 5 ) and
that the individual decoupling diodes ( 9 ) are each poled so that the current of the associated switchable and off switchable direct current source ( 6 ) can flow through the consumer dipole ( 5 ) when this switchable on and off switchable direct current source ( 6 ) in its switched on state located and
that each of these n direct current sources ( 6 ) that can be switched on and off has a fixed value, clearly assigned to the relevant direct current source that can be switched on and off, of the current impressed in its direct current source ( 7 ) and
be that the switching states of power sources of these n switched on and off DC (6) are each set such that the the total current flowing through the Verbraucherzweipol (5) Power, hereinafter referred to load current, close to a for this predetermined nominal value as possible, namely as close as In view of the principle given in the arrangement described, the actual value of the consumer current can be executed.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Schaltzustände der n ein- und ausschalt­ baren Gleichstromquellen (6) ausschließlich zu einheitlichen, in äquidistanten Abständen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten vorgenommen wird.2. Device according to claim 1, characterized in that a change in the switching states of the n on and off switchable direct current sources ( 6 ) is carried out only at uniform, at equidistant intervals consecutive times. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichstromquelle (7) der dort enthaltenen n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) jeweils aus einem poten­ tialverbindenden, aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) bestehen und
daß der arithmetische Mittelwert des Ausgangsstromes eines solchen Gleichstrom-Tiefsetzstellers (12) über die Vorgabe der relati­ ven Einschaltdauer des dort enthaltenen elektronischen Schal­ ters (14) jeweils auf einen fest vorgegebenen, konstanten Wert eingeregelt wird und
daß die Induktivität der Speicherdrossel (15) eines solchen Gleich­ strom-Tiefsetzstellers (12) jeweils so groß bemessen ist, daß der Verlauf seines Ausgangsstromes ein hierfür vorgegebenes Toleranzband nicht verläßt.
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in
that the direct current source ( 7 ) of the n on and off switchable direct current sources ( 6 ) each consist of a potential-connecting, fed from a direct voltage source DC step-down converter ( 12 ) and
that the arithmetic mean value of the output current of such a DC step-down converter ( 12 ) is adjusted to a fixed, constant value by specifying the duty ratio of the electronic switch ( 14 ) contained therein and
that the inductance of the storage choke ( 15 ) of such a DC step-down converter ( 12 ) is dimensioned so large that the course of its output current does not leave a predetermined tolerance band.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der dort enthaltene Gleichstrom-Tiefsetzsteller (12) entfernt und statt dessen ersatzweise ein potentialtrennender Gleich­ stromsteller oder eine gleichartig funktionierende, aus Gleich­ stromstellern und Umrichtern zusammengesetzte Schaltungskombi­ nation eingefügt wird und
daß die ersatzweise eingefügten Anordnungen jeweils von ihrem Prinzip her einen Ausgangsstrom aufbringen können, der dyna­ misch eingeprägt, in seinem Verlauf also weitgehend zeitunab­ hängig ist.
4. Device according to claim 3, characterized in
that the DC step-down converter ( 12 ) contained therein is removed and, instead, a potential-isolating DC current regulator or a similarly functioning circuit combination composed of DC current regulators and converters is inserted and
that the alternatively inserted arrangements can each apply an output current based on their principle, which is dynamically impressed, so its course is largely independent of time.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dann, wenn dort ersatzweise ein potentialtrennender Gleichstrom­ steller oder eine gleichartig funktionierende, potentialtrennende, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zusammengesetzte Schaltungs­ kombination eingefügt wird, vorzugsweise solche Gleichstromsteller oder gleichartig funktionierende, aus Gleichstromstellern und Um­ richtern zusammengesetzte Schaltungskombinationen Verwendung finden, deren zugehörige Speicherdrossel (15) nicht nur in deren Ausgangs­ kreis, sondern, alternativ hierzu, auch in deren Eingangskreis angeordnet werden kann und dadurch gekennzeichnet,
daß dann sowohl diese Speicherdrossel (15) als auch der Kurzschluß­ schalter (8) vorzugsweise in den Eingangskreis solcher potential­ trennender Gleichstromsteller oder potentialtrennender, gleichar­ tig funktionierender, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zu­ sammengesetzter Schaltungskombinationen verlegt werden und zwar derart, daß bei einem Schließen des in den jeweiligen Eingangs­ kreis verlegten Kurzschlußschalters (29) der Ausgangsstrom des potentialtrennenden Gleichstromstellers oder der potentialtren­ nenden, gleichartig funktionierenden, aus Gleichstromstellern und Umrichtern zusammengesetzten Schaltungskombination zu Null wird, während dieser Ausgangsstrom beim Öffnen des in den je­ weiligen Eingangskreis verlegten Kurzschlußschalters (29) einen Wert annimmt, der bestimmt wird durch den Strom, der die in den Eingangskreis verlegte Speicherdrossel (28) durchfließt und durch das Übersetzungsverhältnis jenes Transformators (26), der in dem potentialtrennenden Gleichstromsteller oder der potentialtrennen­ den, gleichartig funktionierenden, aus Gleichstromstellern und Wechselrichtern zusammengesetzten Schaltungskombination die ge­ nannte Potentialtrennung bewirkt.
5. Device according to claim 4, characterized in
that if a potential-isolating direct current controller or a similarly functioning, potential-isolating circuit combination composed of direct current regulators and converters is inserted, preferably such direct current regulators or similarly functioning circuit combinations composed of direct current regulators and converters are used, their associated storage choke ( 15 ) not only in their output circuit, but, alternatively, can also be arranged in their input circuit and characterized in that
that then both this storage inductor ( 15 ) and the short-circuit switch ( 8 ) are preferably moved into the input circuit of such potential-isolating DC controllers or potential-isolating, functionally functioning, DC controllers and converters to composite circuit combinations in such a way that when the in the respective input circuit installed short-circuit switch ( 29 ) the output current of the potential-isolating DC chopper or the potential-isolating, identically functioning circuit combination composed of DC choppers and converters becomes zero, while this output current when opening the short-circuit switch ( 29 ) laid in the respective input circuit becomes a value assumes that is determined by the current which flows through the storage choke ( 28 ) laid in the input circuit and by the transformation ratio of that transformer ( 26 ) which is in the electrically isolating n DC chopper or the potential-isolating circuit, which functions in the same way and is composed of DC choppers and inverters, effects the ge-mentioned potential isolation.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der in den einzelnen Gleichstromquellen (7) der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) jeweils einge­ prägten Ströme derart festgelegt sind, daß ein zu erwartender Verlauf des Sollwerts für den Verbraucherstrom durch den mit diesen Werten tatsächlich einstellbaren Verlauf des Verbraucher­ stromes innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes angenähert werden kann.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the values of the in the individual direct current sources ( 7 ) of the n on and off switchable direct current sources ( 6 ) are each imprinted currents such that an expected course of the setpoint for the consumer current can be approximated within a predetermined tolerance band by the course of the consumer current that can actually be set with these values. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gruppe von n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) in eine Anzahl von m (1≦m≦n) Teilgruppen unterteilt ist und
daß in jeder dieser m Teilgruppen jeweils kν ein- und ausschaltbare Gleichstromquellen (6) enthalten sind und
daß die in den einzelnen Gleichstromquellen (7) der kν ein- und aus­ schaltbaren Gleichstromquellen (6) der Teilgruppe mit der Ord­ nungszahl ν jeweils eingeprägten Ströme alle denselben Wert Iν aufweisen und
daß in der Teilgruppe mit der Ordnungszahl ν=1 jene k₁ ein- und aus­ schaltbaren Gleichstromquellen (6) enthalten sind, in deren ein­ zelnen Gleichstromquellen (7) jeweils ein Strom der Größe I₁ ein­ geprägt ist, wobei I₁ den kleinsten Wert der insgesamt m ver­ schiedenen Werte der in den Gleichstromquellen (7) der n ein- und ausschaltbaren Gleichstromquellen (6) eingeprägten Ströme darstellt und
daß in den anderen m-1 Gruppen in jeder der Gleichstromquellen (7) ihrer jeweils kν (2≦ν≦m) ein- und ausschaltbaren Gleichstrom­ quellen (6) jeweils ein Gleichstrom der Größe Iν (2≦ν≦m) eingeprägt ist, wobei Iν der Beziehung gehorcht.
7. Device according to claim 6, characterized in
that the group of n direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off is divided into a number of m (1 ≦ m ≦ n) subgroups and
that in each of these m subgroups k ν on and off switchable direct current sources ( 6 ) are included and
that the currents impressed in the individual direct current sources ( 7 ) of the k ν on and off switchable direct current sources ( 6 ) of the subgroup with the ordinal number ν all have the same value I ν and
that in the subgroup with the atomic number ν = 1 those k₁ on and off switchable direct current sources ( 6 ) are contained, in each of which a single direct current source ( 7 ) is characterized by a current of size I₁, where I₁ is the smallest value of the total m ver represents different values of the currents impressed in the direct current sources ( 7 ) of the n direct current sources ( 6 ) which can be switched on and off and
that in the other m-1 groups in each of the direct current sources ( 7 ) their respective k ν (2 ≦ ν ≦ m) direct current sources that can be switched on and off ( 6 ) are each impressed with a direct current of the magnitude I ν (2 ≦ ν ≦ m) where I ν of the relationship obey.
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