DE4030805A1 - Schaltungsanordnung fuer ein schaltnetzteil - Google Patents

Schaltungsanordnung fuer ein schaltnetzteil

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für ein Schaltnetzteil, welches einen Speicherkondensator aufweist, so­ wie auf ein Verfahren zum Laden des Speicherkondensators.
Zum Überbrücken von Versorgungsspannungsausfällen bei Stromver­ sorgungsgeräten, insbesondere Schaltnetzteilen, die an eine Gleichspannungsquelle oder über einen Gleichrichter an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind, ist es bekannt, am Eingang der Stromversorgung einen Speicherkondensator anzuord­ nen. Dieser übernimmt bei einem Spannungsausfall die Energie­ lieferung für die Stromversorgung.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus dem Valvo-Brief, 05.05.1976, Seite 5, Bild 12 bekannt. Dabei ergeben sich zwei Probleme: Beim Verbinden des Schaltnetzteils mit dem Netz entsteht ein hoher, kurzschlußartiger Ladestrom des Konden­ sators, der eine hohe Belastung für die den Strom führenden Bauteile darstellt. Des weiteren muß der Speicherkondensator überdimensioniert werden, um Überspannungen der Spannungsquelle zu berücksichtigen. Diese Probleme verstärken sich noch zusätz­ lich, wenn beispielsweise in Eigenbedarfsanlagen von EVU′s eine Vielzahl solcher Stromversorgungsgeräte gleichzeitig auf eine Gleichspannungsquelle geschaltet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung für ein Schaltnetzteil und ein Verfahren anzugeben, wobei mit einfachen Mitteln die oben genannten Probleme be­ seitigt werden.
Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Schal­ tungsanordnung gemäß Anspruch 1 bzw. mit einem Verfahren ge­ mäß Anspruch 6.
Die Erfindung setzt bei einem der Erkenntnis an, daß bei einem Schaltnetzteil mit Entmagnetisierungswicklung Energie in das versorgende Netz zurückgespeist wird. Der Erfinder hat erkannt, daß diese Energie zum Laden des Speicherkondensators genutzt werden kann. Auf diese Weise wird ein kurzschlußartiger Lade­ strom der gesamten Schaltungsanordnung verhindert. Der Speicher­ kondensator wird gezielt geladen. Er braucht auch nicht mehr überdimensioniert zu werden, so daß sich seine Baugröße ver­ ringert. Auch werden eingangsseitig vorgesehene Entkoppel­ dioden oder Gleichrichter nicht mehr durch den Ladestrom des Speicherkondensators belastet. Bei Anwendung der Erfindung in Eigenbedarfsanlagen mit Gleichstromversorgung kann sogar gege­ benenfalls eine Reduzierung der Batteriekapazitäten vorgesehen werden, da diese nicht mehr für den hohen Einschaltstrom dimen­ sioniert werden brauchen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Eingangskreis eines Schaltnetzteils in Prinzipdar­ stellung.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Schaltnetzteil 1. Das Schaltnetzteil 1 weist einen Durchflußwandler 3 auf. Dieser umfaßt eine Primärwicklung P, eine Sekundärwicklung S und eine Entmagnetisierungswicklung E. Die Sekundärwicklung S speist einen Lastkreis, der vorliegend mit einem Gleichrichter D, einem Kondensator CL und einem Lastwiderstand RL prinzipiell darge­ stellt ist. Die Primärwicklung P ist über eine Takteinrichtung 5 auf eine Energiequelle schaltbar. Vorliegend sind hierzu zwei alternative Möglichkeiten gezeigt: Als erste Möglichkeit kann dazu beispielsweise eine Gleichstromversorgung 7 dienen, die eine Gleichstromquelle 9 und eine Diode 11 umfaßt. Die Diode 11 erfüllt dabei eine Entkoppelfunktion, sodaß bei einem Kurzschluß der Gleichstromquelle 9 kein Strom vom Schaltnetzteil 1 zurück­ fließen kann.
Als alternative Möglichkeit ist eine Wechselspannungsversor­ gung 13 gezeigt, bei der das Schaltnetzteil 1 über einen Gleich­ richter 15, insbesondere einen Brückengleichrichter, auf eine Wechselspannungsquelle 17 geführt ist.
Die Entmagnetisierungswicklung E bildet zusammen mit einem von einer Diode 19 gebildeten Gleichrichter ein Reihenglied, dem ein Speicherkondensator 21 parallel geschaltet ist. Auf diese Weise ist ein Aufladen des Speicherkondensators 21 möglich. Es wird dazu der aus der Entmagnetisierungswicklung E gewonnene und gleichgerichtete Strom benutzt. Über eine Entkoppeldiode 23 dient der Speicherkondensator 21 im Sinne einer Spannungsausfall­ überbrückung als Spannungsquelle für das Schaltnetzteil 1. Das Laden des Speicherkondensators 21 erfolgt nur über die Entmagne­ tisierungswicklung E. Auf diese Weise, wird ein kurzschlußarti­ ger Einschaltstrom verhindert. Der Speicherkondensator 21 ist mit seiner Entkoppeldiode 23 an einen Versorgungsspannungsein­ gang 24 des Schaltnetzteils 1 angeschlossen. Er kann jedoch auch als Spannungsversorgung für eine weitere Schaltungsanordnung dienen.
Vorzugsweise kann ein Strom ID durch die Primärwicklung P des Durchflußwandlers 3 der Takteinrichtung 5 über ein Stromfühler 25 zugeführt werden. Dabei wird so verfahren, daß der Strom ID in der Takteinrichtung 5 mit einen vorgebbaren Wert IV ver­ glichen wird. Beim Überschreiten des vorgegebenen Wertes IV wird der Durchflußwandler 3 derart getaktet, daß sein Strom ID be­ grenzt wird. Die Takteinrichtung 5 arbeitet im Sinne einer Strombegrenzung, wobei der Speicherkondensator 21 langsam ge­ laden wird. Dazu kann beispielsweise die Arbeitsphase des Durchflußwandlers 3 vorzeitig beendet werden, wenn der Strom ID den vorgegebenen Wert IV überschreitet. Dabei ist das Sätti­ gungsverhalten des Durchflußwandlers 3 zu berücksichtigen.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung kann der Takteinrichtung 5 über einen Meßfühler 26 die Spannung UC vom Speicherkondensator 21 zugeführt werden. Die Spannung UC wird in der Takteinrichtung 5 gemessen und mit einem vorgegebenen Wert UV verglichen. Bei Unterschreiten des vorgegebenen Wertes UV wird der Durchfluß­ wandler 3 derart getaktet, daß der Speicherkondensator 21 auf­ geladen wird. Dadurch wird im Sinne einer automatischen Lade­ einrichtung der Ladezustand des Speicherkondensators 21 auf einen vorgegebenen Wert UV gehalten.
Das vom Strom ID abhängige Takten des Durchflußwandlers 3 ist insbesondere für die Anlaufphase wichtig, wenn beim Einschalten des Schaltnetzteils 1 der Speicherkondensator 21 umgeladen ist, oder wenn der Speicherkondensator 21 während des Normalbetriebes auf Grund eines Spannungsausfall teilweise entladen wurde. Das Takten kann beispielsweise leistungs- oder zeitoptimiert er­ folgen.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung für ein Schaltnetzteil (1) mit einem ge­ takteten Durchflußwandler (3), der eine Entmagnetisierungswick­ lung (E) aufweist, welche zusammen mit einem Gleichrichter (19) ein Reihenglied bildet, dem ein Speicherkondensator (21) paral­ lel geschaltet ist, welcher mit einer Entkoppeldiode (23) im Sinne einer Spannungsausfallüberbrückung als Spannungsquelle für das Schaltnetzteil (1) dient.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Speicherkon­ densator (21) mit der Entkoppeldiode (23) parallel zu einem Ver­ sorgungsspannungseingang (24) des Schaltnetzteils (1) geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schaltnetzteil (1) mit seinem Versorungsspannungseingang (24) über eine Diode (11) auf eine Gleichstromquelle (9) schaltbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schaltnetzteil (1) mit seinem Versorgungsspannungseingang über einen Gleichrichter (15) auf eine Wechselspannungsquelle (17) schaltbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wo­ bei das Schaltnetzteil (1) eine Takteinrichtung (5) mit Meß­ fühler für den Durchflußwandler (3) aufweist, die abhängig vom Strom (ID) durch den Durchflußwandler (3) im Sinne einer Strom­ begrenzung den Strom (ID) unter einen vorgegebenen Wert (IV) hält.
6. Verfahren zum Laden eines Speicherkondensators (21) eines Schaltnetzteiles (1) mit getaktetem Durchflußwandler (3), wobei der Speicherkondensator (21) als Spannungsausfallüberbrückung für das Schaltnetzteil (1) dient und von einer Entmagnetisie­ rungswicklung (E) gespeist ist, mit folgenden Schritten:
  • - Der Strom (ID) durch den Durchflußwandler (31) wird gemessen und mit einem vorgegebenen Wert (IV) verglichen;
  • - beim Überschreiten des vorgegebenen Wertes wird der Durchfluß­ wandler (3) derart getaktet, daß der Strom (ID) begrenzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Speicherkondensator (21) auf einen vorgegebenen Wert (UV) aufgeladen wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT401209B (de) * 1992-04-23 1996-07-25 Siemens Ag Oesterreich Sperrwandler

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Title
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