DE4413383C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für Eingabe-Ausgabebaugruppen von Automatisierungsgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für Eingabe-, und/oder Ausgabebaugruppen von Automatisierungsgeräten, die mit einer zentralen Baugruppe verbunden sind.

Ein- und Ausgabegruppen von speicherprogrammierbaren Automatisierungs­ geräten werden über Leitungen mit externen Geräten und Einheiten wie Endschaltern, Schützen, Relais, Magnetventilen usw. verbunden, die sich in einer technischen Anlage befinden. Die Eingabe-, Ausgabebaugruppen erfassen Signale von Einheiten aus einem Prozeß und geben Steuersignale an Einheiten des Prozesses aus, der vom jeweiligen speicherprogrammier­ baren Automatisierungsgerät überwacht, gesteuert und/oder geregelt wird. Die Eingabe-, Ausgabebaugruppen sind vielfach dezentral angeordnet und über eine Schnittstelle mit anderen Automatisierungsgeräten, z. B. einer zentralen Baugruppe oder einer zentralen Einheit, verbunden, die wenig­ stens einen Prozessor, Speicher und andere Bauelemente enthält, die für eine Prozeßsteuerung oder -regelung notwendig oder zweckmäßig sind.

Bekannt ist ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der einen Gleichstrom- Wechselstrom-Wandler enthält, der ausgangsseitig über eine Filterschaltung aus Drosselspulen und Kondensatoren an eine Gleichrichterschaltung angeschlossen ist. Bei diesem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ist kein Transformator zur galvanischen Trennung vorhanden (JP 2-123 967 (A), in: Patents Abstracts of Japan, Sect. E, 1990, Vol. 14, Nr. 354, (E-958).

Bei einer bekannten Umrichterschaltung wird die Spannung der Netzfre­ quenz zuerst gefiltert und dann gleichgerichtet und in eine hochfrequente Wechselspannung umgesetzt, die über Kondensatoren einer zweiten Gleichrichterschaltung zugeführt wird. An diese ist ein Gleichspannungs- Wechselspannungs-Umwandler angeschlossen (EP 0 398 722 A2).

Ein bekannter Gleichspannungsregler enthält eine von einer ungeregelten Gleichspannung beaufschlagte Konstantstromquelle und einen Transistor, der parallel zu einer Last geschaltet ist und die Ausgangsspannung auf einen gleichbleibenden Wert regelt. Mit diesem Gleichspannungsregler sollen unerwünschte Spannungsspitzen am Ausgang beim Abtrennen der Last von den Ausgangsklemmen vermieden werden (US 3,524,124).

Bekannt ist auch ein Gleichspannungs-Serien-Regler, der zusätzlich einen Parallelregler enthält, der parallel zur Last angeordnet ist (Electronics, August 2×1973, Vol. 46, Heft 16, S. 91 bis 94).

In den Eingabe-, Ausgabebaugruppen sind elektronische Bauelemente wie Speicher für die Eingabesignale und Ausgabesignale und logische Schaltun­ gen für die Steuerung der Speicher und der Übertragungsprozeduren zwischen der jeweiligen Eingabe-, Ausgabebaugruppe und anderen Baugrup­ pen wie Zentraleinheiten vorhanden. Für diese Bauelemente werden Betriebsspannungen benötigt. Hier setzt die Erfindung ein, der das Problem zugrunde liegt, für die Eingabe- und/oder Ausgabebaugruppen von Automatisierungsgeräten eine möglichst einfache Schaltung zur Erzeugung wenigstens zweier Betriebsspannungen zu entwickeln, von denen eine wenigstens stabilisiert und eine potentialgetrennt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für mit einer zentralen Baugruppe verbundene Ein- und/oder Ausgabebaugruppen dadurch gelöst, daß zwischen den Polen einer Gleichspannungsquelle ein Wechselrichter mit galvanisch entkoppeltem Ausgang, eine Konstantstromquelle und ein Spannungsregler, der durch Parallelstabilisierung eine Spannung erzeugt, die kleiner als die Spannung der Gleichspannungsquelle ist, in Reihe geschaltet sind. Der Strom der Konstantstromquelle bestimmt den für die logischen Schaltungen und die Bauelemente der übertragungsschnittstellen der jeweiligen Eingabe und/oder Ausgabebaugruppe zur Verfügung gestellten maximalen Strom, der die Grundlage für die vom Wechselrichter und vom Spannungsregler abgegebene Leistung ist. Durch die Reihenschaltung ergibt sich ein geringerer Laststrom für die Gleichspannungsquelle. Dies ist insbesondere wegen der geringeren Verlustleistung und der damit verbundenen geringe­ ren Erwärmung der Baugruppen von Bedeutung.

Durch den Wechselrichter mit galvanisch entkoppeltem Ausgang wird in den Eingabe-, Ausgabebaugruppen eine potentialgetrennte Spannung zur Verfügung gestellt, die insbesondere für die Speisung der Schaltungsteile von Busverbindungen geeignet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Wechsel­ richter eine Brückenschaltung mit kontaktlosen Schaltelementen enthält, wobei die Brückendiagonale über Kondensatoren an die Eingänge eines Brückengleichrichters angeschlossen ist, dem Glättungsbauelemente nach geschaltet sind.

Mit dieser besonders vorteilhaften Schaltung wird aus einem Gleichstrom eine galvanisch entkoppelte Gleichspannung mittels Kondensatoren, also ohne transformatorische Bauelemente, erzeugt. Durch die Vermeidung eines Übertragers wird der Raumbedarf der Schaltung gering. Darüberhinaus ist die Schaltung besonders wirtschaftlich in der Herstellung und hat einen hohen Wirkungsgrad.

Es ist zweckmäßig, wenn die Ausgangsgleichspannung an den Glättungsbau­ elementen an die Betriebsspannungsanschlüsse von Sender-, Empfänger­ bauelementen für einen Übertragungskanal angeschlossen sind. Über diesen Übertragungskanal wird der Informationstausch mit anderen Baugruppen, z. B. der Zentraleinheit, abgewickelt. Es kann sich bei diesem Übertragungs­ kanal insbesondere um einen Bus, und zwar vorzugsweise einen seriellen Bus, handeln.

Insbesondere enthält die Konstantstromquelle den Wechselrichter, der in Reihe mit einem Widerstand geschaltet ist, wobei die Spannung am Widerstand als Istwert der Regelgröße einen Spannungs-Frequenz-Wandler beaufschlagt, der ausgangsseitig mit einer Schaltung zur Erzeugung zweier um 180° phasenverschobener Rechteckspannungen verbunden ist, die je an ein Paar von Transistoren der Brückenschaltung des Wechselrichters gelegt sind. Diese Schaltung erzeugt einen durch den Widerstand fließenden konstanten Strom, wobei am Wechselrichter mit dem nachgeschalteten Gleichrichter in Abhängigkeit von der Höhe der Eingangsspannung unterschiedliche Spannungsabfälle entstehen.

Besonders günstig ist es, wenn die Ausgangsgleichspannung als Istwert einer Regelgröße einen Spannungs-Frequenzwandler beaufschlagt, dessen Frequenz die Umschaltung der kontaktlosen Schaltelemente im Sinne einer Reduzierung der Regelabweichung verändert. Die Schaltfrequenz der kontaktlosen Schaltelemente wird bei dieser Ausführungsform zur Regelung der Ausgangsgleichspannung benutzt. Die Änderung der Schaltfrequenz wirkt sich in einer Änderung des Blindwiderstands der von den Schalt­ elementen gespeisten Kondensatoren aus, d. h. der an den Kondensatoren auftretende Spannungsabfall verändert sich mit der Schaltfrequenz. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln die Ausgangsgleichspannung geregelt werden. Insbesondere hat diese Art der Regelung einen hohen Wirkungsgrad.

Der Spannungsregler mit parallelem Stabilislerungszweig erzeugt insbeson­ dere die Betriebsspannung für die Speicher und anderen Bauelemente, z. B. zur Speicher- und Übertragungssteuerung in den Eingabe-, Ausgabebaugrup­ pen. Da deren Strombedarf sich in den verschiedenen Betriebszuständen nur wenig ändert, ist die im parallelen Stabilisierungsglied auftretende Verlustleistung relativ gering.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für Eingabe- und/oder Ausgabemodule von Automatisierungsgeräten,

Fig. 2 ein Schaltbild eines in der Schaltungsanordnung gem. Fig. 1 ange­ ordneten Wechselrichters mit nachgeschaltetem Gleichrichter,

Fig. 3 ein Schaltbild einer in der Schaltungsanordnung gem. Fig. 1 an­ geordneten Konstantstromschaltung mit in Reihe angeordnetem Spannungsregler,

Fig. 4 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform eines Wechsel­ richters mit eingeprägtem Eingangsstrom und

Fig. 5 ein Schaltbild eines Wechselrichters mit geregelter Ausgangs­ gleichspannung und ungeregelter Eingangsspannung.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Eingabe-, Ausgabebaugruppe 1 eines Automatisierungsgeräts, z. B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung, ist über Leitungen 2, 3 mit Ausgängen eines Netzgeräts verbunden, das eine ungeregelte Ausgangsgleichspannung von z. B. 24 V abgibt. Das nicht dargestellte Netzgerät erzeugt beispielsweise aus der Netzspannung von 220 V oder 110 V eine Gleichspannung mittels eines Transformators mit nachgeschaltetem Brücken- bzw. Vollweggleichrichter. Die Leitungen 10, 11 gehören z. B. zu einem Bus, der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen miteinander und mit einer zentralen Baugruppe verbindet, die ebenfalls nicht näher dargestellt ist.

An die Ausgänge des Netzgeräts ist über die Leitungen 2, 3 die Reihen­ schaltung eines Wechselrichters 4, einer Konstantstromquelle 5 und eines Spannungsreglers 6 angeschlossen, der durch Parallelstabilisierung eine Ausgangsgleichspannung erzeugt. Der Wechselrichter 4 erzeugt eine galvanisch von dem Kreis mit den Leitungen 2, 3 getrennte Wechselspan­ nung, die wiederum in eine Gleichspannung umgeformt wird. Der Wechsel­ richter 4 bildet einen Teil des Lastwiderstands des Konstantstromreglers 5. Der Konstantstrom fließt vom Konstantstromregler 5 in den Spannungsreg­ ler 6, der z. B. eine geregelte Spannung von 5 V erzeugt. Mit dem Wechselrichter 4 wird über einen unten noch eingehender beschriebenen Gleichrichter eine Ausgangsgleichspannung von z B. 5 V erzeugt.

In der Eingabe-, Ausgabebaugruppe 1 sind datenverarbeitende Schaltungen angeordnet. Es handelt sich z. B. um Speicher für die Eingabesignale und Ausgabesignale, um einen oder mehrere Prozessoren, die die Ein- und Ausgabe von Daten auf einen Bus steuern, und um Schaltungen, die die Übertragungen von Daten auf einen Bus steuern. In Fig. 1 sind die Schaltungen, die für die Datenübertragung auf einem Bus benötigt werden, also Sende- und Empfängerbauelemente, gemeinsam mit 7 bezeichnet. Die Sende- und Empfängerbauelemente 7 sind mit ihren Betriebsspannungsein­ gängen an Ausgänge 8, 9 des dem Wechselrichter 4 nachgeschalteten Gleichrichters angeschlossen.

Mit den Ausgängen bzw. Eingängen der Sende- Empfängerbauelemente 7 sind Leitungen 10, 11 eines Übertragungskanals verbunden, bei dem es sich insbesondere um einen seriellen Bus handelt.

Der Spannungsregler 6 gibt an Ausgängen 12, 13 die geregelte Gleichspan­ nung ab. An die Ausgänge 12, 13 sind datenverarbeitende Schaltungen angeschlossen, die in Fig. 1 gemeinsam mit 14 bezeichnet sind. Die datenverarbeitenden Schaltungen 14 enthalten die Speicher, gegebenenfalls einen Prozessor oder andere Steuerelemente für die Speicher und werden vom Spannungsregler 6 mit Betriebsspannung versorgt. An die Schaltungen 14 sind z. B. über Klemmen 15 in der Baugruppe 1 externe Leitungen 16 angeschlossen, die zu Einheiten in einer technischen Anlage verlegt sind. Bei diesen Einheiten handelt es sich z. B. um Endschalter, Initiatoren, Relais, Schütze, Magnetventile usw., mit denen ein Prozeß gesteuert bzw. geregelt wird.

Zwischen den Schaltungen 14 und den Sende-, Empfängerelementen 7 werden Signale galvanisch getrennt z. B. über Optokoppler übertragen. Die Sende- und Empfängerelemente 7 gehören z. B. zu einer RS 485-Schnitt­ stelle.

Der in Fig. 2 detaillierter dargestellte Wechselrichter 4 enthält vier kontaktlose Schaltelemente 17, 18, 19, 20, die in einer Brücke angeordnet sind. Die kontaktlosen Schaltelemente 17 bis 20 sind bipolare Transistoren, wobei die Schaltelemente 17, 18 npn- und die Schaltelemente 19, 20 pnp- Transistoren sind. Die Schaltelemente 17 bis 20 werden im folgenden daher auch als Transistoren bezeichnet.

Die Transistoren 17, 19 sind in der einen Brückenhälfte in Reihe und die Transistoren 18, 20 in der anderen Brückenhälfte in Reihe geschaltet. Die Kollektoren der Transistoren 17, 18 sind mit der Leitung 2 verbunden. Die Emitter der Transistoren 17, 18 sind jeweils mit den Emittern der Transistoren 19, 20 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 19, 20 sind an die Konstantstromquelle 5 angeschlossen. Die Ein- und Ausschaltzeiten der Transistoren 17 bis 20 werden von einem Oszillator 21 gesteuert, der zwei um 180° phasenverschobene Impulsfolgen ausgibt, von denen die eine die Basen der Transistoren 17, 19 und die andere die Basen der Transis­ toren 18, 20 beaufschlagt.

An die Emitter der Transistoren 17, 18 ist ein erster Kondensator 22 mit einer Elektrode angeschlossen. Die andere Elektrode des Kondensators 22 ist mit dem einen Eingang 23 einer Gleichrichterbrückenschaltung 24 verbunden. Ein zweiter Kondensator 25 ist zwischen den Emittern der Transistoren 18, 19 und dem anderen Eingang 26 der Gleichrichterbrücken­ schaltung 24 angeordnet. Zu den Ausgängen 27, 28 der Gleichrichter­ brückenschaltung 24 bzw. des Vollweggleichrichters ist ein Glättungskon­ densator 29 parallel gelegt. Den Ausgängen 27, 28 ist jeweils eine Entstördrossel 30, 31 nachgeschaltet. Die der Gleichrichterbrückenschaltung 24 abgewandten Anschlüsse der Entstördrosseln 30, 31 sind mit einer Zener-Diode 32 verbunden, die auch an die Ausgänge 8, 9 angeschlossen ist. Die galvanische Trennung zwischen den Transistoren 17 bis 20 und der Gleichrichterbrückenschaltung 24 wird durch die Kondensatoren 22, 25 bewirkt. Ein Transformator bzw. Übertrager ist für die galvanische Trennung nicht mehr erforderlich.

Der Wechselrichter 4 bildet mit der Gleichrichterbrückenschaltung 24 einen galvanisch getrennten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ohne Transformator. Durch den Wegfall des Transformators vermindert sich der Raumbedarf des Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlers erheblich. Die Bauelemente des Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlers lassen sich daher zusammen mit den Bauelementen der Schaltelemente 7 und den Schaltungen 14 auf einer gemeinsamen Leiterplatte anzuordnen. Darüberhinaus läßt sich der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler auch kostengünstiger insbeson­ dere deshalb herstellen, weil Kondensatoren preisgünstiger als Transfor­ matoren sind.

Gemäß Fig. 3 sind die Kollektoren der Transistoren 19, 20 mit der Drain- Elektrode eines Feldeffekttransistors 33 verbunden, der das Stellglied der Konstantstromquelle 5 ist. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 33 ist über einen Widerstand 34 mit dem Betriebsstromanschluß des Spannungsreglers 6 verbunden. An den Betriebsstromanschluß ist ein Betriebsspannungsanschluß 35 eines Operationsverstärkers 36 angeschlossen, dessen anderer Betriebsspannungsanschluß, der nicht näher bezeichnet ist, mit der Leitung 3 verbunden ist. An den Betriebsstromanschluß des Spannungsreglers 6 ist auch der Ausgang 12 angeschlossen. Ein Eingang des Operationsverstärkers 36 ist an den gemeinsamen Anschluß zweier einen Spannungsteiler bildenden Widerstände 37, 38 angeschlossen, die in Reihe zwischen der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 33 und der Leitung 3 angeordnet sind. Dem Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist der Emitter eines Transistors 39 nach geschaltet, dessen Kollektor mit der Steuer-Elektrode des Feldeffekttransistors 33 und einem Widerstand 40 verbunden ist, der weiterhin an die Leitung 2 gelegt ist. Die Basis des Transistors 39 ist weiterhin an eine Leitung zum Ausgang 12 angeschlossen. Die Widerstände 34, 37, 38 der Operationsverstärker 36, der Transistor 39, der Widerstand 40 und der Transistor 33 sind Bestandteile der Konstant­ stromquelle 5.

Der zweite Eingang des Operationsverstärkers 36 ist an eine Referenzspan­ nungsquelle gelegt, bei der es sich um einen Baustein 42 handelt, der eine konstante Referenzspannung ausgibt und darüberhinaus seine eigene Betriebsspannung überwacht.

Mit dem Betriebsstromanschluß des Spannungsreglers 6 ist auch der Spannungsausgang 12 verbunden, an den ein aus zwei in Reihe gelegten Widerständen 43, 44 bestehender Spannungsteiler angeschlossen ist, der weiterhin mit der Leitung 3 verbunden ist. Die gemeinsame Verbindungs­ stelle der Widerstände 43, 44 ist mit einem Eingang eines weiteren Operationsverstärkers 45 verbunden, dessen anderer Eingang von der Referenzspannung beaufschlagt wird, die vom Baustein 42 ausgegeben wird. Der Operationsverstärker 45 wird über den Betriebsspannungsanschluß 35 und die Leitung 3 mit Betriebsspannung versorgt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 45 ist mit der Basis eines bipolaren Transistors 46 verbunden, dessen Kollektor an den Ausgang 12 und dessen Emitter an einen Widerstand 47a angeschlossen ist, der weiterhin mit der Leitung 3 verbunden ist. Der Baustein 42 ist mit seinen Betriebsspannungsanschlüssen zwischen dem Ausgang 12 und der Leitung 3 angeordnet.

Der Operationsverstärker 36 steuert über den Transistor 39 den Feld­ effekttransistor 33 so, daß ein konstanter Strom über den Wechselrichter 4 und den Widerstand 34 in den Betriebsstromanschluß des Spannungsreglers 6 fließt. Der Spannungsregler 6 gibt an den Ausgängen 12, 13 eine gleichbleibende Spannung ab. Die an die Ausgänge 12, 13 angeschlossenen Schaltungen werden mit den für ihre verschiedenen Betriebszustände notwendigen Strömen versorgt, die sich nach den verschiedenen Anfor­ derungen seitens des Prozesses und der Steuerung richten.

Über den Transistor 46 fließt ein nicht von den Schaltungen benötigter Teil des Stroms der Konstantstromquelle 5. Die von dem Netzgerät an die Baugruppe 1 angegebene Leistung teilt sich auf den Wechselrichter 4 und den Spannungsregler 6 bzw. den diesen Anordnungen nachgeschalteten Verbrauchern auf, die oben eingehender beschrieben sind.

Die an der Brückendiagonale zwischen den beiden Hälften der Transis­ torbrückenschaltung im Betrieb auftretende Wechselspannung wird über die Kondensatoren 22, 25 an den Eingang der Gleichrichterbrückenschaltung 24 gelegt, die die Spannung gleichrichtet. Die gleichgerichtete Spannung wird mit dem Kondensator 29 und den Entstördrosseln 30, 31 geglättet und durch die Zener-Diode 32 stabilisiert. Die an die Leitungen 10, 11 angeschlossenen Sende- und Empfängerbauelemente 7 erhalten daher eine stabilisierte Gleichspannung.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Wechselrichters, wobei gleiche Elemente zwischen den in Fig. 2 und 4 dargestellten Ausfüh­ rungsformen mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Übereinstim­ mung zwischen den Wechselrichtern gemäß Fig. 2 und 4 besteht in der Anordnung der Transistorbrücke, der Kondensatoren 22, 25, der Gleichrich­ terbrückenschaltung 24, des Kondensators und der Entstördrosseln 30, 31 sowie der Zener-Diode 32.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung entfällt der Transistor 33 der Konstantstromquelle 5. Statt des Transistors 33 wird die am Widerstand 34 anstehende Spannung abgegriffen und an einen Spannungs-Frequenz- Wandler 41 gelegt, der somit eine vom Spannungsabfall des Widerstands 34 abhängige Frequenz erzeugt. Mit einer Steuerspannung, die diese Frequenz hat, wird eine Schaltung 46 angesteuert, die zwei um 180° phasenverscho­ bene Rechteckspannungsfolgen erzeugt, die jeweils an die Basen der Transistoren 17, 19 bzw. 18, 20 gelegt werden. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 34 werden die Ströme über die Kondensatoren 22, 25 gesteuert, wodurch ein hoher Wirkungsgrad des Wechselrichters 4 erreicht wird. Istwert der Regelgröße ist also die Spannung am Widerstand 34. Erhöht sich die Spannung am Widerstand 34, dann wird die Frequenz erniedrigt, d. h. bei höherer Spannung des Netzgeräts wird durch die Änderung der Reaktanz bewirkt, daß ein konstanter Strom fließt. Der Wechselrichter 4 ist also ein Teil der Konstantstromquelle, das in der Reaktanz veränderlich ist, um den konstanten Strom bei veränderlicher Eingangsspannung sicherzustellen.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters 48, bei dem die Ausgangsgleichspannung geregelt wird. Der Wechselrichter enthält ebenso wie der in Fig. 4 dargestellte Wechselrichter die Transi­ storen 17, 18, 19, 20 in gleicher Schaltung und die Kondensatoren 22, 25, an die die Gleichrichterbrückenschaltung 24 angeschlossen ist. Als Istwert der Regelgröße wird die Gleichspannung an den Anschlüssen 8, 9 abge­ griffen und einem Spannungs-Frequenz-Wandler 47 zugeführt, der eine Steuerspannung an die Schaltung 46 abgibt. Die Steuerspannung hat eine von der Gleichspannung an den Ausgängen 8, 9 abhängige Frequenz. Einer bestimmten Ausgangsgleichspannung von z. B. 5 V, die geregelt werden soll, entspricht eine bestimmte Frequenz des Gleichspannungs-Frequenz- Wandlers 47.

Bei Abweichungen der Ist-Ausgangsgleichspannung von der Soll-Aus­ gangsgleichspannung wird die Frequenz geändert. Dem Gleichspannungs- Frequenz-Wandler 47 ist die Anordnung 46 nachgeschaltet, die die zwei um 180° phasenverschobenen Spannungsfolgen für die Transistorbrückenschal­ tung erzeugt.

Geht die Ausgangsgleichspannung zurück, dann wird die Frequenz erhöht, so daß die Ausgangsgleichspannung wieder auf den Sollwert ansteigt.

Zu der Transistorbrückenschaltung ist eine Zener-Diode 48 parallel geschaltet, die in Abhängigkeit von der Last den Strom aufnimmt.

Der Konstantstrom ist auf die von den Sende- und Empfängerelementen und der Schaltung 14 maximal aufgenommenen Leistung abgestimmt, die sich von der minimalen Leistung nur wenig unterscheidet.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist die Transistorbrückenschal­ tung zwischen den Leitungen 2, 3 angeordnet. Falls in der jeweiligen Baugruppe eine weitere Gleichspannung benötigt wird, die von der ersten Gleichspannung potentialgetrennt sein muß, kann ein weiterer Span­ nungsregler vorgesehen sein, der beispielsweise ebenfalls ein Wechselrichter ist. Damit kann die auf der Erzeugung geregelter Gleichspannungen beruhende Verlustleistung sehr stark vermindert werden, wodurch die Eingabe-, Ausgabebaugruppen thermisch im wesentlichen durch die Verlustleistungen in den anderen Schaltungsteilen belastet werden.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für Eingabe- und/oder Ausgabebaugruppen von Automatisierungsgeräten, die insbesondere mit einer zentralen Baugruppe verbunden sind, wobei zwischen Polen einer Gleichspannungsquelle ein Wechselrichter (4) mit kapazitiv galvanisch entkoppeltem Ausgang, eine Konstant­ stromquelle (5) und ein Spannungsregler (6), der durch Parallelstabili­ sierung eine Gleichspannung erzeugt, die kleiner als die Spannung der Gleichspannungsquelle ist, in Reihe geschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter (48) eine Brückenschaltung mit kontaktlosen Schaltelementen (17, 18, 19, 20) enthält und daß die Brückendiagonale über Kondensatoren (22, 25) an die Eingänge (23, 26) eines Brücken­ gleichrichters (24) angeschlossen ist, dem Glättungselemente nachge­ schaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Glättungselemente die Betriebsspannungsanschlüsse von Sende- und/oder Empfängerbauelementen (7) für einen Übertragungs­ kanal angeschlossen sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (5) den Wechselrichter (4), der in Reihe mit einem Widerstand (34) geschaltet ist, enthält und daß die Spannung am Widerstand (34) als Istwert der Regelgröße einen Spannungs-Frequenz-Wandler (41) beaufschlagt, der ausgangsseitig mit einer Schaltung (46) zur Erzeugung zweier um 180° phasenverschobe­ ner Rechteckspannungen verbunden ist, die je an ein Paar von Transistoren (17, 19; 18, 20) der Brückenschaltung des Wechselrichters (4) gelegt sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgleichspannung an den Glättungselementen als Istwert einer Regelgröße einen Spanungs-Frequenzwandler (47) beaufschlagt, dessen Frequenz die Einschaltdauer der kontaktlosen Schaltelemente (17, 18, 19, 20) der Wechselrichter (48) im Sinne einer Reduzierung der Regelabweichung verändert.