DE4037722C1

DE4037722C1 - Current supply circuitry with no mains transformer - has controlled transistor acting as limiting stage across output of rectifier stage

Info

Publication number: DE4037722C1
Application number: DE4037722A
Authority: DE
Inventors: Helmut 8934 Grossaitingen De Rettenmaier; Peter 8900 Augsburg De Busch
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1991-11-14
Anticipated expiration: 2010-11-28

Abstract

At least one low loss current source (R1, C1) is inserted in one of the mains supply lines for a rectifier stage (GL) with a limiting stage (BS) in parallel. The limiting stage uses a controlled switch (S1) connected across the outputs of the rectifier stage (G2) and with its control input coupled to a regulator (R) for maintaining a required current or voltage output. Pref. the regulator uses an operational amplifier circuit. USE/ADVANTAGE - Industrial application. Large part can be in integrated circuit form.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung einer Stromver sorgungseinheit ohne Netztransformator gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement of a Stromver care unit without mains transformer according to the characteristics of the Preamble of claim 1.

Eine derartige Stromversorgungseinheit ist beispielsweise aus dem Siemens Datenbuch 1989/90, ICs für industrielle Anwendungen, Seiten 346 und 347 bekannt. Im Bild 3 auf Seite 346 des Daten buchs ist eine Anwendungsschaltung für einen SLB 0586-Baustein angegeben. Die Stromversorgungseinheit wird durch den Wider stand R1, die zwei Kondensatoren C2 und C3 und die zwei Dioden D1 und D2 gebildet. Die Diode D1 ist eine Zenerdiode. Der Wider stand R1 und der Kondensator C2 stellen eine verlustarme Strom quelle dar und sind als Eingangsschaltung in einer der beiden Netzleitungen angeordnet. Die Zenerdiode arbeitet zum einen als Gleichrichterdiode und zum anderen als Begrenzungsdiode. Der Kondensator C3 dient als Speicherschaltung. Er wird mit einer Gleichspannung geladen, die die Ausgangsspannung der Stromver sorgungseinheit darstellt. Der Kondensator C3 wird über die Diode D2 geladen. Gleichzeitig verhindert sie seine Entladung bei umgepolter Netzeingangsspannung oder bei durchgesteuerter Diode D1.Such a power supply unit is known for example from the Siemens data book 1989/90, ICs for industrial applications, pages 346 and 347. Figure 3 on page 346 of the data book shows an application circuit for an SLB 0586 module. The power supply unit is formed by the opposing R 1 , the two capacitors C 2 and C 3 and the two diodes D 1 and D 2 . The diode D 1 is a zener diode. The opposing stand R 1 and the capacitor C 2 represent a low-loss current source and are arranged as an input circuit in one of the two power lines. The Zener diode works on the one hand as a rectifier diode and on the other hand as a limiting diode. The capacitor C 3 serves as a memory circuit. It is charged with a DC voltage that represents the output voltage of the power supply unit. The capacitor C 3 is charged via the diode D 2 . At the same time, it prevents its discharge when the input voltage is reversed or when the diode D 1 is activated.

Nachteilig bei dieser Stromversorgungseinheit ist, daß die Ze nerdiode einen hohen Verlustleistungsanteil aufweist. Beginnt die Zenerdiode in Folge einer zu hohen Spannung am Kondensator C2 zu leiten, dann fällt an ihr die Zenerspannung entsprechend der gewünschten Ausgangsspannung der Stromversorgungseinheit ab, die multipliziert mit dem nicht benötigten Strom die in Wärme umgesetzte Verlustleistung ergibt. Diese Verlustleistung kann ohne weiteres bis zu 5 Watt betragen. Aufgrund dieser ho hen Verlustleistung, kann diese Diode als Begrenzungsschaltung nicht in einen IC-Baustein integriert werden. Üblich ist es deshalb, die Zenerdiode, und mit ihr die ganze Stromversorgungs einheit, außerhalb des IC-Bausteins mit diskreten Bauelementen aufgebaut anzuordnen. Dabei betreffen die diskret realisierten Bauteile eine andere, teurere Technologie, die außerdem wesent lich mehr Platz beansprucht.A disadvantage of this power supply unit is that the Ze nerdiode has a high power dissipation. If the zener diode begins to conduct as a result of an excessively high voltage across the capacitor C 2 , then the zener voltage drops across it in accordance with the desired output voltage of the power supply unit, which multiplied by the unneeded current gives the power loss converted into heat. This power loss can easily be up to 5 watts. Because of this high power loss, this diode cannot be integrated into an IC module as a limiting circuit. It is therefore common to arrange the Zener diode, and with it the entire power supply unit, built up outside the IC module with discrete components. The discretely implemented components relate to a different, more expensive technology, which also takes up considerably more space.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schaltungsanordnung einer Stromversorgungseinheit der eingangs genannten Art anzu geben, die ohne hohe Verlustleistung auskommt und die deshalb wenigstens weitestgehend in IC-Technologie realisiert werden kann.The object of the invention is therefore a circuit arrangement a power supply unit of the type mentioned give, which manages without high power dissipation and therefore be implemented at least as far as possible in IC technology can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the kenn drawing part of claim 1 solved.

Die sich danach ergebende Stromversorgungseinheit weist als Be grenzungsschaltung einen elektronischen gesteuerten Schalter auf, der einen Parallelkurzschluß zwischen den Netzeingangslei tungen abhängig von beispielsweise der Ausgangsspannung der Stromversorgungseinheit bewerkstelligt. Die Verlustleistung in der Begrenzungsschaltung reduziert sich erheblich, weil jetzt nurmehr eine Verlustleistung entsteht, die von der Durchlaß spannung des durchgeschalteten gesteuerten Schalters bestimmt wird. Im gesperrten Zustand muß der Schalter lediglich die ge wünschte Ausgangsspannung sperren.The resulting power supply unit has the Be limit switch an electronically controlled switch on a parallel short circuit between the network inputs tion depending on, for example, the output voltage of the Power supply unit accomplished. The power loss in the limiting circuit is reduced considerably because now only a power loss arises from the passage voltage of the switched controlled switch determined becomes. In the locked state, the switch only needs the ge disable desired output voltage.

Im durchgeschalteten Zustand weist der gesteuerte Schalter fast keinen Widerstand auf, so daß nur noch eine vernachlässigbare Restspannung abfällt. Durch das digitale Schaltverhalten des Schalters kann ein Niedervoltschalter für die Begrenzungsschal tung verwendet werden. Der Niedervoltschalter kann in IC-Techno logie realisiert werden. Da auch die Ladehaltungsschaltung, die zum Halten der Spannung der Speicherschaltung notwendig ist, wenn der gesteuerte Schalter kurzschließt, und auch der Regler in IC-Technologie realisiert werden können, kann der größte Teil der Stromversorgungseinheit in IC-Technologie realisiert werden. In einem IC-Baustein ist in der Regel Platz genug, die in IC-Technologie herstellbaren Elemente der Stromversorgungs einheit aufzunehmen. Die Folge ist eine Kostensenkung für die Stromversorgung.When switched on, the controlled switch almost points no resistance, so that only a negligible Residual voltage drops. Due to the digital switching behavior of the Switch can be a low voltage switch for the limit switch tion can be used. The low voltage switch can be in IC techno logic can be realized. Since also the charging circuit, the is necessary to maintain the voltage of the memory circuit, when the controlled switch shorts, and so does the regulator can be realized in IC technology, the largest Part of the power supply unit realized in IC technology will. There is usually enough space in an IC module Elements of the power supply that can be produced in IC technology unit. The result is a cost reduction for that Power supply.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are the subject of Subclaims.

Danach kann die Regelung des gesteuerten Schalters entweder in Abhängigkeit der Ausgangsspannung und/oder des Ausgangsstroms der Stromversorgungseinheit erfolgen. Für die Regelung in Ab hängigkeit vom Ausgangsstrom ist zwar noch ein sogenannter Shunt-Widerstand notwendig. Dieser kann aber ohne weiteres in IC-Technologie realisiert werden.Thereafter, the control of the controlled switch can either in Dependence of the output voltage and / or the output current the power supply unit. For the regulation in Ab dependence on the output current is still a so-called Shunt resistance required. But this can easily in IC technology can be realized.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Gleichrichterschaltung, die als Einweggleichrichter oder als Brückengleichrichter ausgebildet sein kann. Letzteres hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Ladekapazität der Speicherschal tung gegenüber der Ladekapazität bei der Verwendung eines Ein weggleichrichters nur etwa halb so groß sein muß. Der Vorteil der Verwendung eines Einweggleichrichters ist, daß sowohl das ankommende Wechselstromnetz zur Versorgung der Stromversorgungs einheit als auch die Stromversorgungseinheit selbst ein gemein sames Massepotential haben, was für manche Anwendungsfälle günstig ist.Other advantageous embodiments of the invention relate to the Rectifier circuit, which as a one-way rectifier or as Bridge rectifier can be formed. The latter has the additional advantage that the loading capacity of the storage scarf load capacity when using an on rectifier only needs to be about half the size. The advantage the use of a one-way rectifier is that both incoming AC network to supply the power supply unit as well as the power supply unit itself a common have massive ground potential, which for some applications is cheap.

Die Verwendung von zwei verlustarmen Stromquellen jeweils in einer der Netzeingangsleitungen hat den Vorteil, daß auch bei der Verwendung eines Brückengleichrichters ein gemeinsames Mas sepotential zwischen dem ankommenden Wechselstromnetz und der Stromversorgungseinheit hergestellt werden kann. Damit kann in jedem Fall ein Verbraucher angeschlossen werden, der seiner seits einen auf das Massepotential des Wechselstromnetzes be zogenen Verbraucher steuert. Als Beispiel sei eine Regelschal tung für einen Triac-Baustein erwähnt, der seinerseits eine am Wechselstromnetz angeschlossene Lampe steuert. In diesem Fall können dann die Phasenrückführleitung der Netzeingangsleitungen und das Massepotential der Stromversorgungseinheit miteinander verbunden werden.The use of two low loss power sources each in one of the network input lines has the advantage that even with the use of a bridge rectifier a common Mas sepotential between the incoming AC network and the Power supply unit can be manufactured. So that can in any case a consumer can be connected to his on the one hand, be on the ground potential of the AC network drawn consumer controls. A control scarf is an example ment for a triac building block, which in turn is an am AC power connected lamp controls. In this case can then use the phase return line of the mains input lines and the ground potential of the power supply unit with each other get connected.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung mehrere Ausführungsbei spiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Below are several examples with reference to the drawing games of the invention explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung einer Stromversorgungseinheit ohne Netztransformator gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a circuit arrangement of a power supply unit without power transformer according to the invention,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gleichrichter schaltung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, Fig. 2 shows a first embodiment of a rectifier circuit of the circuit arrangement of FIG. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gleichrichter schaltung der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und Fig. 3 shows a second embodiment of a rectifier circuit of the circuit arrangement according to Fig. 1 and

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Reglers der Schaltungs anordnung nach Fig. 1. Fig. 4 shows an embodiment of a controller of the circuit arrangement of FIG. 1.

Die Stromversorgungseinheit gemäß Fig. 1 weist eingangsseitig zwei Anschlußpunkte P und MP für zwei Netzeingangsleitungen eines Wechselstromnetzes auf. An den ersten Netzleitungsan schlußpunkt P wird die phasenführende und an den zweiten Netz leitungsanschlußpunkt MP die phasenrückführende Netzleitung angeschlossen. Die phasenrückführende Netzleitung führt als Nulleiter das Massepotential des Wechselstromnetzes.The power supply unit according to FIG. 1 has two connection points P and MP on the input side for two network input lines of an AC network. At the first network line connection point P, the phase-leading and at the second network line connection point MP, the phase-returning network line is connected. The phase-returning line leads as the neutral conductor the ground potential of the AC network.

Vom Anschlußpunkt P der Stromversorgungseinheit führt ein Lei tungszug zu einem ersten Eingang E1 einer Gleichrichterschal tung GL. In diesem Leitungszug sind in Serie ein Widerstand R1 und ein Kondensator C1 geschaltet. Insbesondere der Kondensa tor C1 stellt eine verlustarme Stromquelle dar, wenn die am Eingang der Schaltung angelegte Netzwechselspannung sinusförmig ist und eine feste Frequenz, z. B. 50 Hz, aufweist. Unter diesen Bedingungen kann der Kondensator C1 so berechnet werden, daß er einen vorgegebenen Blindwiderstandswert aufweist. Der Kondensa tor C1 wirkt dann als verlustloser Vorwiderstand. Der in Serie zum Kondensator C1 geschaltete Ohm′sche Widerstand R1 dient zur Strombegrenzung für den Fall, daß der ankommenden sinusförmigen Netzwechselspannung steile Spannungsspitzen überlagert sind. Bei solchen Spannungsspitzen wirkt der Kondensator C1 nicht mehr als Stromquelle. Es treten Stromspitzen auf. Der Ohm′sche Widerstand begrenzt die Stromspitzen. Insgesamt fließt ein si nusförmiger Eingangsstrom, der gegenüber der Eingangsspannung um 90° Grad phasenverschoben ist.From the connection point P of the power supply unit, a line leads to a first input E 1 of a rectifier circuit GL. A resistor R 1 and a capacitor C 1 are connected in series in this line. In particular, the capacitor C 1 represents a low-loss current source when the AC line voltage applied to the input of the circuit is sinusoidal and a fixed frequency, e.g. B. 50 Hz. Under these conditions, the capacitor C 1 can be calculated to have a predetermined reactance value. The capacitor C 1 then acts as a lossless series resistor. The series connected to the capacitor C 1 ohmic resistor R 1 serves to limit the current in the event that steep incoming voltage peaks are superimposed on the incoming sinusoidal AC line voltage. At such voltage peaks, the capacitor C 1 no longer acts as a current source. Current peaks occur. The ohmic resistance limits the current peaks. Overall, a sinusoidal input current flows that is 90 ° out of phase with the input voltage.

Von dem Netzleitungsanschlußpunkt MP führt ein Leitungszug zu einem zweiten Eingang E2 der Gleichrichterschaltung GL. In die sem Leitungszug ist eine zweite verlustarme Stromquelle ent sprechend der ersten, gebildet durch einen Widerstand R11 und einen Kondensator C11, gestrichelt angegeben. Zur Funktion die ser zweiten verlustarmen Stromquelle sei auf spätere Ausfüh rungen verwiesen.From the mains line connection point MP, a line leads to a second input E 2 of the rectifier circuit GL. In this line a second low-loss current source is accordingly the first, formed by a resistor R 11 and a capacitor C 11 , shown in dashed lines. For the function of this second low-loss power source, reference is made to later explanations.

Die Gleichrichterschaltung weist einen ersten und einen zweiten Ausgang A1 und A2 auf. Von jedem dieser Ausgänge führt ein Längszweig zur Ausgangsseite der Stromversorgungseinheit, wobei der vom Ausgang A1 ausgehende Längszweig einen ersten und der vom Ausgang A2 ausgehende Längszweig einen zweiten Längszweig darstellen. Der erste und zweite Längszweig sind mit einem wei teren Kondensator C2 abgeschlossen, und zwar in der Weise, daß der Kondensator C2 an den Enden der Längszweige zwischen diese geschaltet ist. Der Kondensator C2 dient als Speicherschaltung der Schaltungsanordnung, an dem eine Ausgangsspannung Ua gegen über einem Massepotential, das in der Fig. 1 mit 0 gekennzeich net ist, abgegriffen werden kann. Anders gesagt kann die Aus gangsspannung Ua am Ende des ersten Längszweigs, und das Masse potential am Ende des zweiten Längszweigs abgegriffen werden.The rectifier circuit has a first and a second output A 1 and A 2 . A longitudinal branch leads from each of these outputs to the output side of the power supply unit, the longitudinal branch starting from the output A 1 representing a first and the longitudinal branch starting from the output A 2 representing a second longitudinal branch. The first and second longitudinal branch are completed with a soft direct capacitor C 2, and in such a manner that the capacitor C 2 is connected to the ends of the longitudinal branches between them. The capacitor C 2 serves as a memory circuit of the circuit arrangement, on which an output voltage Ua can be tapped against a ground potential which is identified by 0 in FIG. 1. In other words, the output voltage Ua at the end of the first series branch, and the ground potential can be tapped at the end of the second series branch.

Im ersten Längszweig ist zwischen dem ersten Ausgang A1 der Gleichrichterschaltung GL und dem Verbindungspunkt des Konden sators C2 mit dem ersten Längszweig eine Ladungshalteschaltung, gebildet durch eine Diode D2, angeordnet. Ferner ist zwischen den beiden Ausgängen A1 und A2 der Gleichrichterschaltung GL ein elektronischer gesteuerter Schalter S1 angeordnet. Der gesteuerte Schalter S1 ist so angeordnet, daß seine gesteuerte Strecke zwischen die Ausgänge A1 und A2 der Gleichrichterschal tung GL geschaltet ist. Seine steuernde Strecke ist mit einem Ausgang A eines Reglers R verbunden, der zwei Überwachungsein gänge U und O aufweist. Der mit U bezeichnete Überwachungsein gang des Reglers R ist mit einem ersten Anschlußpunkt AP1 des ersten Längszweigs verbunden. Dieser Anschlußpunkt befindet sich zwischen der Ladungshalteschaltung und dem Verbindungspunkt des Kondensators C2 mit dem ersten Längszweig. Der mit O be zeichnete Überwachungseingang des Reglers R ist mit einem zwei ten Anschlußpunkt AP2 an beliebiger Stelle des zweiten Längs zweigs mit dem zweiten Längszweig verbunden.In the first series branch between the first output A 1 of the rectifier circuit GL and the connection point of the capacitor C 2 with the first series branch, a charge holding circuit, formed by a diode D 2 , is arranged. Furthermore, an electronically controlled switch S 1 is arranged between the two outputs A 1 and A 2 of the rectifier circuit GL. The controlled switch S 1 is arranged so that its controlled path between the outputs A 1 and A 2 of the rectifier circuit GL is switched. Its controlling route is connected to an output A of a controller R, which has two monitoring inputs U and O. The monitoring input designated U of the controller R is connected to a first connection point AP 1 of the first series branch. This connection point is located between the charge holding circuit and the connection point of the capacitor C 2 with the first series branch. The monitoring input marked with O be the controller R is connected to a second th connection point AP 2 at any point on the second longitudinal branch with the second longitudinal branch.

Die Überwachungseingänge U und O des Reglers R dienen zur Über wachung der Ausgangsspannung Ua. Der Regler R steuert in Ab hängigkeit von der Ausgangsspannung Ua den gesteuerten Schalter S1. Der Regler R könnte einen weiteren Überwachungseingang, in der Fig. 1 mit I bezeichnet, zur Überwachung eines Ausgangsstro mes bzw. Ladestromes für die Speicherschaltung aufweisen. In diesem Fall wäre noch ein sogenannter Shunt-Widerstand notwen dig, der in der Fig. 1 mit R2 bezeichnet und im ersten Längs zweig angeordnet ist. Der Überwachungseingang I des Reglers R wäre dann mit einem dritten Anschlußpunkt AP3 des ersten Längs zweigs verbunden, der sich gemäß Fig. 1 zwischen der Ladungshal teschaltung und dem Shunt-Widerstand R2 befindet. Da es sich hier um eine Variationsmöglichkeit der Ausbildung des Reglers R handelt, sind die Verbindungsleitung zwischen dem Überwachungs eingang I des Reglers R und dem dritten Anschlußpunkt AP3 des ersten Längszweigs sowie der Shunt-Widerstand R2 gestrichelt gezeichnet. Es sind aber auch andere Anschlußmöglichkeiten für den Shunt-Widerstand R2 denkbar.The monitoring inputs U and O of the controller R are used to monitor the output voltage Ua. The controller R controls the controlled switch S 1 as a function of the output voltage Ua. The controller R could have a further monitoring input, designated I in FIG. 1, for monitoring an output current or charging current for the memory circuit. In this case, a so-called shunt resistor would be neces sary, which is labeled R 2 in FIG. 1 and is arranged in the first longitudinal branch. The monitoring input I of the controller R would then be connected to a third connection point AP 3 of the first longitudinal branch, which is shown in FIG. 1 between the charge hold circuit and the shunt resistor R 2 . Since this is a possible variation of the design of the controller R, the connecting line between the monitoring input I of the controller R and the third connection point AP 3 of the first series branch and the shunt resistor R 2 are shown in dashed lines. However, other connection options for the shunt resistor R 2 are also conceivable.

Der Regler R könnte nicht nur so ausgebildet sein, daß er ent weder nach einem Spannungs- oder nach einem Stromwert regelt. Er könnte auch so ausgebildet sein, daß er sowohl nach einem Spannungswert als auch nach einem Stromwert regelt. Durch die Stromregelung kann der Ausgangsstrom der Stromversorgungsein heit, mit dem beispielsweise auch der Kondensator C2 geladen wird, konstant gehalten oder auf einen Höchstwert begrenzt werden. The regulator R could not only be designed so that it regulates either according to a voltage or a current value. It could also be designed so that it controls both a voltage value and a current value. The current control allows the output current of the power supply unit, with which the capacitor C 2 is also charged, to be kept constant or to be limited to a maximum value.

Die verlustarme Stromquelle lädt über die Ladungshalteschaltung den Kondensator C2. Ist der Kondensator C2 genügend aufgeladen, erzeugt der Regler R einen Basisstrom für den gesteuerten Schal ter S1. Der gesteuerte Schalter S1 schließt dann den ersten und zweiten Ausgang A1 und A2 der Gleichrichterschaltung GL kurz. Die Kollektorseite des gesteuerten Schalters S1 wird auf das Potential der Emitterseite gelegt. Das Potential der Emitter seite ist mit dem Massepotential der Schaltungsanordnung iden tisch. Durch den Kurzschluß tritt theoretisch keine Verlustlei stung auf. Praktisch tritt lediglich die Verlustleistung auf, die durch den Durchlaßwiderstand des gesteuerten Schalters S1 bedingt ist. Wegen des Durchlaßwiderstandes des gesteuerten Schalters S1 fällt an der gesteuerten Strecke eine Spannung von typischerweise 0,5 Volt ab. Ein eventuell vorhandener Shunt-Wi derstand R2 verursacht kaum eine Verlustleistung, da sein Wi derstandswert sehr klein ist. Eine vertretbare Verlustleistung entsteht noch am Widerstand R1 der verlustarmen Stromquelle. Dieses Bauteil ist aber nur ein Schutzelement. Es könnte unter Umständen auch entfallen.The low-loss current source charges the capacitor C 2 via the charge holding circuit. If the capacitor C 2 is sufficiently charged, the controller R generates a base current for the controlled switch ter S 1 . The controlled switch S 1 then shorts the first and second outputs A 1 and A 2 of the rectifier circuit GL. The collector side of the controlled switch S 1 is connected to the potential of the emitter side. The potential of the emitter side is identical to the ground potential of the circuit arrangement. The short circuit does not theoretically result in loss of power. In practice, only the power loss occurs, which is caused by the forward resistance of the controlled switch S 1 . Because of the forward resistance of the controlled switch S 1 , a voltage of typically 0.5 volts drops across the controlled path. A possibly existing shunt resistor R 2 hardly causes any power loss since its resistor value is very small. An acceptable power loss arises at the resistor R 1 of the low-loss power source. However, this component is only a protective element. It could also be omitted under certain circumstances.

Durch den gesteuerten Schalter S1 wird die Ausgangsspannung Ua der Schaltungsanordnung geregelt. Der gesteuerte Schalter kann deshalb als Begrenzungsschaltung BS aufgefaßt werden. Der Be grenzungswert wird durch einen Vergleichswert, der dem Regler R intern zur Verfügung gestellt wird, vorgegeben. Die Begrenzung erfolgt unabhängig vom augenblicklichen Zustand der Netzein gangsspannung. Der Kurzschlußstrom bleibt durch die verlustarme Stromquelle stets in vorberechneten Grenzen.The output voltage Ua of the circuit arrangement is regulated by the controlled switch S 1 . The controlled switch can therefore be understood as a limiting circuit BS. The limit value is specified by a comparison value that is made available to the controller R internally. The limitation is independent of the current state of the input voltage. The short-circuit current always remains within pre-calculated limits due to the low-loss current source.

Wegen der Anordnung der Diode D2 gemäß Fig. 1, wonach die Diode D2 in Richtung Schaltungsanordnungsausgang in Durchlaßrichtung gepolt ist, wird der Kondensator C2 stets mit einem positiv ge richteten Strom geladen.Because of the arrangement of the diode D 2 according to FIG. 1, after which the diode D 2 is polarized in the direction of the circuit arrangement output in the forward direction, the capacitor C 2 is always charged with a positively directed current.

Soll beispielsweise ein Regler mit der Ausgangsspannung Ua ver sorgt werden, der seinerseits einen Verbraucher steuert, der am Massepotential der Netzeingangsspannung liegt, muß in der phasen rückführenden Netzeingangsleitung, die als Nulleiter das Masse potential der Netzeingangsspannung führt, die bereits erwähnte zweite verlustarme Stromquelle vorgesehen sein, um die Masse potentiale zusammenschalten zu können.For example, if a controller with the output voltage Ua ver be cared for, which in turn controls a consumer who on Ground potential of the mains input voltage must be in the phase returning mains input line, which is the neutral conductor of the ground potential of the mains input voltage leads, the already mentioned second low loss power source can be provided to ground to be able to interconnect potentials.

Fig. 4 zeigt eine Operationsverstärkerschaltung als Ausführungs beispiel für einen Regler R. Die Operationsverstärkerschaltung besteht aus einem Operationsverstärker OP und den Widerständen R3 bis R6. Die Operationsverstärkerschaltung weist einen Aus gang A und die Eingänge U, O und Uref auf. An dem Eingang U kommt die Ausgangsspannung der Schaltungsanordnung Ua und am Eingang O das Massepotential der Schaltungsanordnung zu liegen. Am Eingang Uref liegt eine Vergleichsspannung an. Über den Aus gang A wird der gesteuerte Schalter S1 der Schaltungsanordnung mit einem Basisstrom versorgt. Fig. 4 shows an operational amplifier circuit as an example of execution for a controller R. The operational amplifier circuit consists of an operational amplifier OP and the resistors R 3 to R 6 . The operational amplifier circuit has an output A and the inputs U, O and Uref. The output voltage of the circuit arrangement Ua comes to the input U and the ground potential of the circuit arrangement lies at the input O. A reference voltage is present at the Uref input. Via the output A, the controlled switch S 1 of the circuit arrangement is supplied with a base current.

Der Operationsverstärker OP ist durch die Widerstände R3 bis R6 so beschaltet, daß er ein Kippverhalten mit einer Hysterese auf weist. Der Widerstand R4 begrenzt den Basisstrom des gesteuerten Schalters S1. Die Widerstände R5 und R6 stellen einen Span nungsteiler für die Ausgangsspannung der Schaltungsanordnung Ua dar, die für die Operationsverstärkerschaltung die Eingangsspan nung ist. Durch den Spannungsteiler wird die Ausgangsspannung der Schaltungsanordnung Ua heruntergeteilt dem Operationsver stärker OP zugeführt. Die heruntergeteilte Ausgangsspannung Ua wird mit der am Operationsverstärker OP noch anliegenden Ver gleichsspannung Uref verglichen. Unterschreitet die herunterge teilte Ausgangsspannung Ua die Vergleichsspannung Uref, dann befindet sich der Ausgang des Operationsverstärkers OP im Low- Zustand, d. h. es wird kein Basisstrom für den gesteuerten Schal ter S1 erzeugt. Der Widerstand R3 ist dann durch den Operations verstärker OP parallel zum Widerstand R5 geschaltet. Überschrei tet die heruntergeteilte Ausgangsspannung Ua die Vergleichsspan nung Uref, schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers den Widerstand R3 parallel zum Widerstand R6. Der Ausgang des Opera tionsverstärkers OP liefert gleichzeitig den Basisstrom für den gesteuerten Schalter S1. The operational amplifier OP is connected by the resistors R 3 to R 6 in such a way that it has a tilting behavior with a hysteresis. The resistor R 4 limits the base current of the controlled switch S 1 . The resistors R 5 and R 6 represent a voltage divider for the output voltage of the circuit arrangement Ua, which is the input voltage for the operational amplifier circuit. Through the voltage divider, the output voltage of the circuit arrangement Ua is divided down and fed to the operational amplifier OP. The divided output voltage Ua is compared with the comparison voltage Uref still present at the operational amplifier OP. If the divided output voltage Ua falls below the reference voltage Uref, then the output of the operational amplifier OP is in the low state, ie no base current is generated for the controlled switch ter S 1 . The resistor R 3 is then connected in parallel to the resistor R 5 by the operational amplifier OP. If the divided output voltage Ua exceeds the reference voltage Uref, the output of the operational amplifier switches the resistor R 3 in parallel with the resistor R 6 . The output of the operational amplifier OP simultaneously provides the base current for the controlled switch S 1 .

Durch die abwechselnde Parallelschaltung des Widerstandes R3 einmal zum Widerstand R5 und einmal zum Widerstand R6, wird der durch R5 und R6 gebildete Spannungsteiler, abhängig vom jewei ligen Ausgangszustand des Operationsverstärkers OP, unterschied lich eingestellt. Die Schwankungsbreite dieser Einstellung er zeugt die Hysterese beim Schalten des gesteuerten Schalters S1. Damit ist sichergestellt, daß der gesteuerte Schalter S1 digi tal arbeitet. Dies ist die Voraussetzung für das verlustarme Arbeiten der Schaltungsanordnung.Due to the alternating parallel connection of the resistor R 3 once to the resistor R 5 and once to the resistor R 6 , the voltage divider formed by R 5 and R 6 is set differently, depending on the respective initial state of the operational amplifier OP. The fluctuation range of this setting, it generates the hysteresis when switching the controlled switch S 1 . This ensures that the controlled switch S 1 works digitally. This is the prerequisite for the low-loss operation of the circuit arrangement.

Claims

1.Circuit arrangement of a power supply unit without a power transformer with a low-loss power source as an input circuit, which is arranged in series in one of two power lines, a rectifier circuit with a first and second input for each of the two power lines, a limiting circuit between a first and second output of the rectifier circuit is arranged, and a charge holding circuit arranged after the limiting circuit in a first series branch, starting from the first output of the rectifier circuit, and a storage circuit arranged between the first series branch after the charge holding circuit and a second series branch connected to the second output of the rectifier circuit , characterized in that the limita tion circuit (BS) is formed by a controlled switch (S 1 ) ge, the controlled path between the outputs of the upstream rectifier circuit (GL ) arranged and its controlling route is connected to a controller with an analog input and a digital output behavior (R) which is connected to the associated monitoring inputs (e.g. B. U, O) for monitoring an output voltage (Ua) and / or an output current with connection points (z. B. AP 1 , AP 2 ) of the first or second series branch is connected.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in the case of monitoring the output current in one of the two series branches a resistance circuit (R 2 ) is provided and that the controller (R) via corresponding associated monitoring inputs (z. B. I, O) with connection points of the resistance circuit (R 2 ) relevant longitudinal branch (z. B. AP 3 , AP 2 ) before and after the resistance circuit (R 2 ) is connected.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the controller (R) with an operational amplifier circuit different switching thresholds when switching on and off is formed.

4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier circuit (GL) is designed as a one-way rectifier consisting of egg ner diode circuit (D 1 ) which simultaneously in parallel between the inputs (E 1 , E 2 ) and the outputs ( A 1 , A 2 ) of the rectifier circuit (GL) is connected.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the equals judge circuit (GL) is designed as a bridge circuit.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that a low-loss current source (R 1 , C 1 or R 11 , C 11 ) is arranged in each of the two power lines (P, MP).