DE4230727A1 - Linearumrichter mit erhöhtem Wirkungsgrad - Google Patents
Linearumrichter mit erhöhtem WirkungsgradInfo
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
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- H—ELECTRICITY
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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Description
Für die Versorgung von empfindlichen Meßgeräten in Fahrzeugen
oder für die unterbrechungsfreie Stromversorgung benötigt man
Wechselrichter, die aus der Gleichspannung einer wieder aufladbaren
Batterie eine Wechselspannung erzeugen und dabei weitgehend
funkstörfrei sind.
Bei hohen Ansprüchen an die Störsicherheit haben sich seit Jahrzehnten
Linearverstärker als Sinus-Wechselrichter bewährt, obwohl sie
einen mit steigender Eingangsspannung stark abfallenden Wirkungsgrad
haben.
Die vorliegende Erfindung vermeidet dies, indem das Übersetzungsver
hältnis des Ausgangstransformators in Stufen reziprok zur
Eingangsspannung verändert wird. Zusätzliche Schaltelemente im
Steuerkreis vermeiden die sonst gefürchteten Toleranzüberschreitungen
in der Ausgangsspannung durch den Umschaltvorgang, die durch die
Regelung allmählich ausgeglichen werden könnten.
Durch eine typische Umschaltung in 2 Stufen zu je ca 8% wird die
Wärmeerzeugung um ca 30% vermindert, so daß die Geräte kleiner
gebaut werden können und in vielen Fällen insbesondere im mobilen
Einsatz auf zusätzliche Kühlmaßnahmen wie Klimaanlagen oder Lüfter
verzichtet werden kann.
Fig. 1 zeigt beispielhaft das Blockschaltbild eines solchen Umformers.
Ein Linearverstärker (1) mit Treiberverstärker (2) und
Gegentakt-Endstufe (3a und 3b) wird aus der Batterie (4) gespeist.
Er wird vom Oszillator (5) angesteuert und seine Ausgangsspannung
wird mit dem Transformator (6) auf die gewünschte Höhe umgesetzt.
Das Übersetzungsverhältnis des Transformators (6) wird dabei so
gewählt, daß bei geringster Eingangsspannung ( z. B. 0,9 facher
Nennspannung gegen Ende der Batteriekapazität ) gerade noch bei
voller Wicklung die gewünschte Ausgangsspannung mit akzeptablen
Verzerrungen ( d. h. abgeschnittenem Spitzenwert) erreicht wird.
Bedingt durch das Funktionsprinzip des Linearverstärkers wird bei
hoher Eingangsspannung, also beim Laden der Batterie, die Differenz
in Wärme umgesetzt.
Ein Diskriminator (7) überwacht die Batteriespannung und schaltet bei
vorgewählten Schwellwerten eines der Umschaltrelais (8), so daß bei
höherer Batteriespannung ein entsprechend niedrigeres Übersetzungs
verhältnis gewählt wird. Ein zweiter Wechselkontakt des Umschaltrelais
(8) schaltet gleichzeitig die Signalspannung um, so daß die zunächst
erwartete geringere Ausgangsspannung durch einen, am Spannungsteiler
(9) voreingestellten höheren Ansteuerwert wieder die ursprüngliche
Höhe erreicht.
Ein Kondensator (10) am Ausgang überbrückt die kurze Unterbrechungszeit
während der Umschaltung solange keiner der beiden Kontakte des
Wechslers anliegt. Die gleiche Unterbrechung in der Signalspannung
führt jedoch zu hohen Spannungs-Differenzen über den Umschaltkontakten
im Lastkreis und damit zu hoher Kontaktbelastung und kurzer
Kontaktlebensdauer.
Der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Einsatz eines multiplizierenden
Digital-Analog-Wandlers (11) und eines fest programmierten
Digital-Speichers (12) erlaubt es durch Anwahl einer Speicheradresse
eine unterbrechungsfreie Anpassung der Signalspannung zu erzeugen.
Dadurch wird eine hohe Belastung der Umschaltkontakte im Lastkreis
vermieden, denn es gibt dabei keine undefinierten Zwischenzustände.
Bei Fig. 2 wird der D/A-Wandler (11) als Stellglied für die, wie in
Fig. 1 vom Oszillator (5) kommende Sinus-Signalspannung verwendet.
In Fig. 3 wird die Signalspannung über den D/A-Wandler (11) erzeugt,
indem über den Taktgeber (13) und den Zähler (14) fortlaufende
Adressen des Digitalspeichers (12) angesprochen werden, um die dort
abgelegten Augenblickswerte der Signalspannung abzurufen.
Über die Umschaltrelais (8) werden dann die Adreßbereiche mit den
zum Übersetzungsverhältnis passenden Werten ausgewählt.
Dabei sind auch nicht sinusförmige Kurvenformen oder für den Ausgleich
systematischer Fehler angepaßte Werte möglich.
Claims (6)
1. Umrichter mit Linearverstärker-Endstufe, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übersetzungsverhältnis des Ausgangstransformators in
Abhängigkeit von der gerade verfügbaren Eingangsspannung in einer
oder mehreren Stufen umgeschaltet wird.
2. Umrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalspannung simultan zur Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses
und reziprok dazu in der Amplitude verändert wird.
3. Umrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anpassung der Signalamplitude über die Digitaleingänge eines
multiplizierenden Digital-Analog-Wandlers erfolgt.
4. Umrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anpassung der Signalamplitude über den Referenzeingang eines
D/A-Wandlers erfolgt, dessen Digitaleingänge zur Erzeugung der
Kurvenform der Wechselspannung (meist Sinusform) dienen.
5. Umrichter mit Linearverstärker-Endstufe und Ausgangstransformator,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform der Signalspannung
in Form einer Tabelle der Augenblickwerte in einem Digitalspeicher
(ROM, RAM, EEROM oder EPROM) abgelegt ist, über einem Taktgeber
und Adreßzähler aufgerufen und mit einem D/A-Wandler aufbereitet
wird.
6. Umrichter nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Signal über den Aufruf vorbestimmter Adreßbereiche eines
Digitalspeichers verändert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924230727 DE4230727A1 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Linearumrichter mit erhöhtem Wirkungsgrad |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924230727 DE4230727A1 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Linearumrichter mit erhöhtem Wirkungsgrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4230727A1 true DE4230727A1 (de) | 1994-03-17 |
Family
ID=6467927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924230727 Withdrawn DE4230727A1 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Linearumrichter mit erhöhtem Wirkungsgrad |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4230727A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR3014260A1 (fr) * | 2013-12-03 | 2015-06-05 | Renault Sa | Procede et systeme de commande d'un chargeur bidirectionnel d'une batterie de vehicule automobile. |
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- 1992-09-14 DE DE19924230727 patent/DE4230727A1/de not_active Withdrawn
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