DE4414194A1 - Gleichrichterschaltung - Google Patents
GleichrichterschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung mit zwei
an eine Wechselspannung anlegbaren Eingangs- und zwei Aus
gangsklemmen und einer zwischengeschalteten Gleichrichter
schaltung.
Derartige Schaltungen werden benötigt, um jegliche Art von
mit Gleichspannung zu speisenden Geräten an eine Wechselspan
nungsquelle, insbesondere an ein Versorgungsnetz anschließen
zu können.
Hierbei besteht das Problem, daß in verschiedenen Ländern
Versorgungsnetze mit unterschiedlich hoher Spannungsamplitu
de betrieben werden. Falls ein Gerät in unterschiedlichen
Ländern bei verschiedenen Netzspannungsamplituden einsetzbar
sein soll, muß dieses vom Hersteller entweder mit entspre
chend unterschiedlich angepaßten und auswechselbaren Netztei
len versehen oder mittels einer relativ aufwendigen Schal
tungsanordnung so ausgebildet werden, daß es z. B. durch die
Betätigung eines Schalters an unterschiedliche Netzspannungs
amplituden anpaßbar ist. In letzterem Fall werden beispiels
weise für die wahlweise Anpassung eines Gerätes an 110 bzw.
220 V-Wechselspannung zwei weitgehend voneinander unabhängi
ge Eingangskreise vorgesehen, die wahlweise mittels eines
Schalters aktivierbar sind und beide jeweils die für den Be
trieb des Gerätes benötigte Gleichspannung liefern.
Nachteilig an diesen bekannten Maßnahmen ist, daß ihre Reali
sierung jeweils mit einem hohen Aufwand verbunden ist, was
zu höheren Produktionskosten, größeren räumlichen Abmessun
gen des Gerätes bzw. zu einem hohen Gewicht desselben führt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Schal
tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie bei
geringem schaltungstechnischen Aufwand zwischen unterschied
lichen Eingangsspannungsamplituden umschaltbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß paral
lel zu den Ausgangsklemmen eine Reihenschaltung von zwei ka
pazitiven Elementen angeordnet ist, wobei eine Eingangsklem
me über eine Schaltvorrichtung wahlweise mit der Gleichrich
terschaltung oder mit dem gemeinsamen Potentialpunkt der bei
den kapazitiven Elemente verbindbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer elektroni
schen Schaltung der eingangs genannten Art muß eine herkömm
liche Gleichrichterschaltung, welche üblicherweise zwischen
ihren Ausgangsklemmen einen einzelnen spannungsstabilisieren
den Kondensator aufweist, lediglich auf die erfindungsgemäße
Art und Weise mit einem zusätzlichen Kondensator und einer
Schaltvorrichtung ausgestattet werden, um so einerseits
einen Betrieb als normale Gleichrichterschaltung und anderer
seits als Spannungsverdoppler-Gleichrichterschaltung zu er
möglichen. Auf diese Weise kann eine übliche Gleichrichter
schaltung mit geringstem Aufwand, lediglich durch das Vorse
hen zweier bezüglich der Herstellungskosten in keiner Weise
ins Gewicht fallender elektronischer Bauelemente so ausgebil
det werden, daß sie durch das einfache Betätigen eines Um
schalters bzw. durch eine Umklemmung an einer Klemmleiste
z. B. wahlweise an eine Wechselspannung mit einer Amplitude
von 220 bzw. von 110 V anschließbar ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist somit kostengünstig her
stellbar, vom Benutzer auf einfache Weise bedienbar und auf
grund der geringen Anzahl der zusätzlich verwendeten Bauele
mente und der damit verbundenen geringen Komplexität der
Schaltung auch nicht störungsanfällig.
Mit einer alternativen Ausführungsform der Erfindung entspre
chend einem der Ansprüche 8 bis 11 ist es möglich, die
Schaltung so auszubilden, daß sie nicht nur zwischen zwei
Eingangsspannung umschaltbar ist, die das Amplitudenverhält
nis 1 : 2 (z. B. 110 V und 220 V oder 220 V und 440V) aufwei
sen, sondern die je nach der Anzahl n der in der Kaskade ver
wendeten Kaskadenelementen auch das Verhältnis 1:n aufweisen
können.
Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich auf besonders vor
teilhafte zur Speisung eines Netzteils eines Schweißgerätes,
insbesondere eines Lichtbogenschweißgerätes verwenden. Eben
so läßt es sich auch auf vorteilhafte Weise für Plasma-
Schweiß-Geräte oder Plasma-Schneid-Geräte verwenden.
Schließlich ist es weiterhin vorteilhaft, die erfindungsge
mäße Schaltung zur Speisung eines kapazitiven Zwischenkrei
ses eines Schweißgerätes, insbesondere eines Inverter-Licht
bogenschweißgerätes zu verwenden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; es zeigt:
Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Schaltung und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Schaltung zur wahlweisen Anpas
sung an zwei unterschiedliche Eingangsspan
nungen mit einem Amplitudenverhältnis 1 : 3.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung mit zwei Ein
gangsklemmen A und B, bei der die eine Eingangsklemme B über
eine als Stromdämpfungsdrossel 1 ausgebildete Induktivität
mit einer als Umschalter 2 ausgebildeten Schaltvorrichtung
verbunden ist. Der erste Ausgang 3 des Umschalters 2 steht
in Verbindung mit einem ersten Eingang 4 eines Brückengleich
richters 5, dessen zweiter Eingang 6 an die Eingangsklemme A
angeschlossen ist.
Der Brückengleichrichter 5 weist vier auf herkömmliche Art
und Weise verschaltete Dioden 7 auf, welche dafür sorgen,
daß ein an den Eingängen 4, 6 des Brückengleichrichters 5
anliegendes Wechselsignal doppelweggleichgerichtet an den
Ausgängen 8, 9 des Brückengleichrichters 5 anliegt. Aufgrund
dieser Zweiweggleichrichtung werden sowohl die positive als
auch die negative Halbwelle des Eingangssignals für die
Gleichspannungserzeugung genützt.
Der erste (negative) Ausgang 8 des Brückengleichrichters 5
ist über eine als Stromdämpfungsdrossel 10 ausgebildete In
duktivität mit einem ersten Kondensator 11 verbunden. Ebenso
ist der zweite (positive) Ausgang 9 des Brückengleichrich
ters 5 über eine weitere, als Stromdämpfungsdrossel 12 ausge
bildete Induktivität mit einem zweiten Kondensator 13 verbun
den.
Die beiden der jeweiligen Stromdämpfungsdrossel 10, 12 abge
wandten Anschlußklemmen der Kondensatoren 11, 13 besitzen
einen einem gemeinsamen Potentialpunkt 20, welcher wiederum
mit dem zweiten Ausgang 14 des Umschalters 2 in Verbindung
steht.
Die jeweils nicht auf gleichem Potential liegenden Anschluß
klemmen der Kondensatoren 11, 13 sind mit den Ausgangsklem
men C und D der erfindungsgemäßen Schaltung verbunden.
An die Ausgangsklemmen C und D ist eine schematisch darge
stellte Einheit 15 aus einem Zwischenkreis und einem Inver
ter-Schweißgerät angeschlossen, in welcher die über die
Ausgangsklemmen C und D gelieferte Gleichspannung zerhackt,
transformiert und wieder gleichgerichtet wird.
An die erste Ausgangsklemme E der Einheit 15 ist ein Schweiß
elektrodenhalter 16 mit einer Schweißelektrode 19 angeschlos
sen. Zwischen der Schweißelektrode 19 und einem Werkstück
18, welches wiederum an die zweite Ausgangsklemme F der Ein
heit 15 angeschlossen ist, verläuft im Betrieb ein Lichtbo
gen 17.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung funktioniert wie folgt:
Wenn an den Eingangsklemmen A, B beispielsweise eine Wechsel spannung von 220 V anliegt, wird der Umschalter 2 in die in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Stellung gebracht, in der die Eingangsklemme B über die Stromdämpfungsdrossel 1 mit dem ersten Eingang 4 des Brückengleichrichters 5 verbunden ist. Zwischen der Eingangsklemme B und dem gemeinsamen Po tential der beiden Kondensatoren 11, 13 besteht hierbei kei nerlei Kontakt. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung arbei tet jetzt als normaler Zweiweggleichrichter, welcher beide Halbwellen der anliegenden Wechselspannung zur Gleichspan nungserzeugung nützt.
Wenn an den Eingangsklemmen A, B beispielsweise eine Wechsel spannung von 220 V anliegt, wird der Umschalter 2 in die in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Stellung gebracht, in der die Eingangsklemme B über die Stromdämpfungsdrossel 1 mit dem ersten Eingang 4 des Brückengleichrichters 5 verbunden ist. Zwischen der Eingangsklemme B und dem gemeinsamen Po tential der beiden Kondensatoren 11, 13 besteht hierbei kei nerlei Kontakt. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung arbei tet jetzt als normaler Zweiweggleichrichter, welcher beide Halbwellen der anliegenden Wechselspannung zur Gleichspan nungserzeugung nützt.
Bei Anliegen der positiven Halbwelle an der Eingangsklemme A
fließt Strom von dieser Eingangsklemme A über die Diode 7a,
die Stromdämpfungsdrossel 12, die Kondensatoren 13, 11, die
Stromdämpfungsdrossel 10 und die Diode 7d nach B, wodurch
die Reihenschaltung der Kondensatoren 11, 13 auf den Schei
telwert der an den Eingangsklemmen A, B anliegenden Spannung
aufgeladen werden. Die Diode 7b verhindert dabei, daß Strom
über die Stromdämpfungsdrossel 10 fließt und die Kondensato
ren 11, 13 mit entgegengesetzter Polarität auflädt.
Bei Anliegen der negativen Halbwelle fließt Strom von der
Eingangsklemme B über die Stromdämpfungsdrossel 1, den Um
schalter 2, die Diode 7c, die Stromdämpfungsdrossel 12, die
Kondensatoren 13, 11, die Stromdämpfungsdrossel 10 und die
Diode 7b nach A, um auf diese Weise die Reihenschaltung der
Kondensatoren 11, 13 auch in diesem Fall mit derselben Pola
rität auf den Scheitelwert der an den Eingangsklemmen A, B
anliegenden Spannung aufzuladen. Die Diode 7d verhindert
hierbei - ebenso wie die Diode 7b bei Anliegen der positiven
Halbwelle - ein Aufladen der Kondensatoren 11, 13 mit entge
gengesetzter Polarität.
Somit werden die Kondensatoren 11, 13 sowohl bei der positi
ven als auch bei der negativen Halbwelle der an den Eingangs
klemmen A, B anliegenden Spannung auf den jeweiligen Schei
telwert dieser Spannung aufgeladen. Im Falle des Anliegens
einer sinusförmigen Wechselspannung mit einem effektiven
Spannungswert von 220 V beträgt die an den Ausgangsklemmen
C, D der dargestellten Schaltung anliegende Spannung ent
sprechend dem Scheitelwert dieser Wechselspannung 311 V.
Im Falle des Anliegens einer Eingangsspannung mit einem ef
fektiven Spannungswert von 110 V an den Eingangsklemmen A, B
wird der Umschalter 2 so eingestellt, daß entsprechend der
durchgezogenen Linie gemäß Fig. 1 die Eingangsklemme B über
die Stromdämpfungsdrossel 1 mit dem gemeinsamen Potential
punkt 20 der beiden Kondensatoren 11, 13 verbunden ist. Zwi
schen der Eingangsklemme B und dem ersten Eingang 4 des
Brückengleichrichters 5 besteht in diesem Fall keinerlei Kon
takt, so daß die Dioden 7c, 7d neutralisiert sind.
Bei Anliegen der positiven Halbwelle an A fließt Strom von
der Eingangsklemme A über die Diode 7a, die Stromdämpfungs
drossel 12 und den Kondensator 13 nach B, wodurch der Konden
sator 13 auf den Scheitelwert der Eingangs-Wechselspannung
von 155,5 V aufgeladen wird. Die in diesem Fall in Sperrich
tung betriebene Diode 7b verhindert, daß dabei der Kondensa
tor 11 aufgeladen wird.
Bei Anliegen der negativen Halbwelle an A fließt Strom von
der Eingangsklemme B über die Stromdämpfungsdrossel 1, den
gemeinsamen Potentialpunkt der beiden Kondensatoren 11, 13,
den Kondensator 11, Stromdämpfungsdrossel 10 und Diode 7b
nach B, wodurch der Kondensator 11 ebenfalls auf den Schei
telwert der Eingangs-Wechselspannung von 155,5 V aufgeladen
wird. Die in diesem Fall in Sperrichtung betriebene Diode 7a
verhindert, daß dabei der Kondensator 13 aufgeladen wird.
Die Ladespannungen der beiden Kondensatoren 11, 13 liegen
also dabei in Serie, so daß sich diese Spannungen zu einer
Gesamtspannung von 155,5 V + 155,5 V = 311 V addieren. Diese
Berechnung gilt bei unbelasteter Schaltung.
Durch die beschriebene Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Schaltung kann bei entsprechender Stellung des Umschalters 2
an den Ausgangsklemmen C, D sowohl bei Anliegen einer Ein
gangs-Wechselspannung mit einem effektiven Spannungswert von
220 V als auch bei Anliegen einer Eingangs-Wechselspannung
mit einem effektiven Spannungswert 110 V eine Ausgangs-
Gleichspannung von 311 V abgegriffen werden. Folglich kann
ein an die Ausgangsklemmen C, D angeschlossenes, 311 V
Gleichspannung erforderndes Gerät mittels der in Fig. 1 dar
gestellten Schaltung mit minimalem Aufwand sowohl an einem
Wechselspannungsnetz von 220 V als auch an einem Wechsel
spannungsnetz von 110 V betrieben werden.
Die mit dem gemeinsamen Potential der beiden Kondensatoren
11, 13 gekoppelte Stromdämpfungsdrossel 1 ist vorgesehen, um
den Kondensatorstrom zu begrenzen und das Versorgungsnetz zu
entlasten.
Bei Anschluß eines Gerätes an die Ausgangsklemmen C, D bzw.
bei Belastung der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sinkt
die an den Ausgangsklemmen C, D anliegende Gleichspannung
ab. Die Dimensionierung der gesamten Schaltung erfolgt vor
zugsweise so, daß die Ausgangsspannung bei maximaler Last
etwa 85% der bei unbelasteter Schaltung anliegenden Ausgangs
spannung beträgt.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung,
die wahlweise an eine Eingangs-Wechselspannung von 100 V
oder 400 V angeschlossen werden kann, wobei jeweils Aus
gangs-Gleichspannungen mit dem gleichen konstanten Amplitu
denwert geliefert werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung weist zwei an eine Ein
gangs-Wechselspannung von 100 V anschließbare Eingangsklem
men A₁ und B₁ auf.
Weiterhin sind zwei an eine Eingangs-Wechselspannung von
400 V anschließbare Eingangsklemmen A₂ und B₂ vorgesehen.
Die Eingangsklemmen A₂ und B₂ sind über zwei nachgeschaltete
und parallel betätigbare Schalter S₁ und S₂ mit den beiden
Eingängen 21, 22 einer Gleichrichterschaltung 23 verbunden.
Der negative Ausgang 24 der Gleichrichterschaltung 23 ist
mit der Ausgangsklemme D′ der Gesamtschaltung verbunden. Ent
sprechend ist der positive Ausgang 25 der Gleichrichterschal
tung 23 an die Ausgangsklemme C′ der Gesamtschaltung ange
schlossen.
Die Eingangsklemme B₁ ist mit dem Eingang eines Schalters S3
gekoppelt, dessen Ausgang zum einen mit dem negativen Aus
gang 24 der Gleichrichterschaltung 23 und somit auch mit der
Ausgangsklemme D′ der Gesamtschaltung und zum anderen mit
einer Induktivität 29 verbunden ist.
Zwischen den Ausgang der Schaltvorrichtung S₂ und die Aus
gangsklemme C′ sind zwei Kondensatoren 26, 27 in Serie
geschaltet, wobei zwischen dem Kondensator 26 und dem Aus
gang der Schaltvorrichtung S2 die Induktivität 29 angeordnet
ist.
Parallel zu jedem der Kondensatoren 26, 27 sind jeweils zwei
in Serie geschaltete Dioden 30, 31 bzw. 32, 33 angeordnet.
Die Durchlaßrichtung der Dioden 30 bis 33 ist dabei so
gewählt, daß ein Stromfluß in Richtung der Ausgangsklemme C′
möglich ist.
Die Eingangsklemme A₁ ist über einen Schalter S₄ mit zwei in
Serie geschalteten Kondensatoren 36, 37 verbunden, wobei der
letzte 37 dieser zwei Kondensatoren 36, 37 über die Diode 33
mit der Ausgangsklemme C′ in Verbindung steht. Weiterhin ist
der gemeinsame Potentialpunkt der beiden Kondensatoren 36,
37 mit dem gemeinsamen Potentialpunkt der Dioden 30, 31 ver
bunden.
Die Bauteile 26, 30, 31, 36 bzw. 27, 32, 33, 37 bilden je
weils ein in Fig. 2 gestrichelt angedeutetes Kaskadenelement
39, 40.
An die Ausgangsklemmen C′ und D′ ist eine schematisch darge
stellte Einheit 42 aus einem Zwischenkreis und einem Inver
ter-Schweißgerät angeschlossen, in welcher die über die Aus
gangsklemmen C′ und D′ gelieferte Gleichspannung zerhackt,
transformiert und wieder gleichgerichtet wird.
An die erste Ausgangsklemme E′ der Einheit 42 ist ein
Schweißelektrodenhalter 43 mit einer Schweißelektrode 44
angeschlossen. Zwischen der Schweißelektrode 44 und einem
Werkstück 45, welches wiederum an die zweite Ausgangsklemme
F′ der Einheit 42 angeschlossen ist, verläuft im Betrieb ein
Lichtbogen 46.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung funktioniert wie folgt:
Im ersten Betriebsfall bei Anliegen einer Eingangsspannung von 400 V an den Eingangsklemmen A₂ und B₂ befinden sich die Schalter S₁, S₂₁ S₂ und S₄ in der in Fig. 2 dargestellten Position, in der die Eingangsklemmen A₂ und B₂ mit den Ein gängen 21, 22 der Gleichrichterschaltung 23 verbunden und die Eingangsklemmen A₁ und B₁ von der Gesamtschaltung abge koppelt sind.
Im ersten Betriebsfall bei Anliegen einer Eingangsspannung von 400 V an den Eingangsklemmen A₂ und B₂ befinden sich die Schalter S₁, S₂₁ S₂ und S₄ in der in Fig. 2 dargestellten Position, in der die Eingangsklemmen A₂ und B₂ mit den Ein gängen 21, 22 der Gleichrichterschaltung 23 verbunden und die Eingangsklemmen A₁ und B₁ von der Gesamtschaltung abge koppelt sind.
Bei entsprechender Auslegung der Gleichrichterschaltung 23
als insbesondere vier Dioden umfassende Zweiweg-Gleichrich
ter-Schaltung wird die Eingangswechselspannung von 400 V in
eine Gleichspannung von 1,41 × 400 V überführt. Am Ausgang
der Gleichrichterschaltung 23 liegt demzufolge ungefähr eine
Gleichspannung von 564 V an.
An den Ausgangsklemmen C′, D′ der Gesamtschaltung, welche
mit den Ausgängen 24, 25 der Gleichrichterschaltung 23 ver
bunden sind, liegt somit ebenfalls eine Gleichspannung mit
der Amplitude von 564 V an.
Der negative Ausgang 24 der Gleichrichterschaltung 23 ist
dabei zum einen direkt mit der Ausgangsklemme D′ und zum
anderen über die Induktivität 29 und die Kondensatoren 26,
27 mit der Ausgangsklemme C′ verbunden, was zum einen über
die Induktivität 29 zu einer Strombegrenzung führt und zum
anderen eine Stabilisierung bzw. Stützung der Spannung in
der Einheit 42 über die Kondensatoren 26, 27 bewirkt.
Wenn dagegen eine an den Eingangsklemmen A1, B1 anliegende
Eingangs-Wechselspannung von 100 V gleichgerichtet werden
soll, werden alle Schalter S₁, S₂, S₃ S₄, welche insbesonde
re mechanisch gekoppelt sind, aus der in Fig. 2 dargestell
ten Position nach unten bewegt, was dazu führt, daß die Ein
gangsklemmen A₂, B₂ von der Gesamtschaltung abgekoppelt sind
und die Eingangsklemme A1 mit dem Kondensator 36 und die
Eingangsklemme B₁ mit der Induktivität 29 verbunden werden,
wobei der Ausgang der Schaltanordnung S3 weiterhin mit dem
negativen Ausgang 24 der Gleichrichterschaltung 23 gekoppelt
ist.
In diesem Fall ist die Gleichrichterschaltung 23 außer Be
trieb gesetzt; es wird lediglich die aus den Kaskadenelemen
ten 39, 40 bestehende Kaskadenschaltung mit der Eingangs-
Wechselspannung von 100 V beaufschlagt. Die Kaskadenschal
tung arbeitet dabei wie folgt:
Bei Anliegen der negativen Halbwelle, d. h. wenn das Poten
tial der Eingangsklemme A₁ negativ gegenüber dem Potential
der Eingangsklemme B₁ ist, fließt Strom von der Eingangs
klemme B₁ durch die Induktivität 29, die Diode 30 über den
Kondensator 36 zur Eingangsklemme A₁, wodurch der Konden
sator 36 mit der in Fig. 2 angegebenen Polarität auf den
Scheitelwert der Eingangsspannung (1,41 × 100 V = 141 V)
aufgeladen wird.
Beim nachfolgenden Anliegen der negativen Halbwelle wird die
Diode 30 in Sperrichtung betrieben, was zur Folge hat, daß
an der Diode 30 eine Sperrspannung anliegt, die sich aus der
Summe der am Kondensator 36 anliegenden Spannung (141 V) und
der Scheitelspannung der Eingangsspannung (ebenfalls 141 V)
zusammensetzt. Diese Sperrspannung von 2 × 141 V = 282 V
stellt somit die Speisespannung für die aus der Diode 31 und
dem Kondensator 26 gebildete Gleichrichterschaltung dar, was
schließlich dazu führt, daß der Kondensator 26 auf eine der
genannten Speisespannung entsprechende Spannung von 282 V
aufgeladen wird.
Vorstehend wurde die Funktionsweise des Kaskadenelements 39
beschrieben. Das dem Kaskadenelement 39 nachgeschaltete Kas
kadenelement 40 funktioniert analog, was dazu führt, daß
auch der Kondensator 27 auf eine Spannung von 282 V aufgela
den wird.
Da die beiden Kondensatoren 26, 27 in Reihe zwischen die
Ausgangsklemmen C′, D′ der Gesamtschaltung geschaltet sind,
addieren sich die in ihnen gespeicherten Spannungen zu einer
Ausgangsspannung von 282 V + 282 V = 564 V.
Ebenso wie im ersten Betriebsfall, in dem sich die Schalter
S₁, S₂, S₃ und S₄ in der in Fig. 2 dargestellten Position
befinden, liegt also auch im zweiten, vorstehend beschriebe
nen Betriebsfall an den Ausgangsklemmen C′, D′ der Gesamt
schaltung ein Gleichspannung von 564 V an. Die Schaltung
gemäß Fig. 2 läßt sich also problemlos wahlweise an eine
Eingangs-Wechselspannung von 100 V oder 400 V anschließen.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung weist zwei Kaskadenele
mente 39, 40 auf, weshalb die Ausgangsspannung im zuletzt
beschriebenen Betriebsfall das Vierfache der Eingangs
spannung beträgt. Generell läßt sich sagen, daß bei der Ver
wendung von n Kaskaden die Ausgangsspannung in diesem Be
triebsfall das 2 × n-fache der Eingangsspannung beträgt.
Charakteristisch für die dargestellte Schaltung ist ein Hoch
laufen der Ausgangsspannung, da die einzelnen, in den jewei
ligen Kaskadenelementen enthaltenen Kondensatoren nacheinan
der aufgeladen werden und die Ladung von einem Kondensator
auf den nächsten verschoben wird.
Bei der Dimensionierung der Schaltung ist darauf zu achten,
daß alle Kondensatoren eine Spannungsfestigkeit der doppel
ten, an den Eingangsklemmen A₁, B₁ anliegenden Eingangsspan
nung aufweisen. Für alle Kondensatoren werden vorzugsweise
gleiche Kapazitätswerte gewählt.
Ebenso müssen die verwendeten Dioden eine maximale Sperrspan
nung von der doppelten, an den Eingangsklemmen A₁, B₁ anlie
genden Eingangsspannung aufweisen.
Claims (12)
1. Elektronische Schaltung mit zwei an eine Wechselspannung
anlegbaren Eingangs-(A′ B) und zwei Ausgangsklemmen (C,
D) und einer zwischengeschalteten Gleichrichterschaltung
(5)
dadurch gekennzeichnet,
parallel zu den Ausgangsklemmen (C, D) eine Reihenschal
tung von zwei kapazitiven Elementen (11, 13) angeordnet
ist, wobei eine Eingangsklemme (B) über eine Schaltvor
richtung (2) wahlweise mit der Gleichrichterschaltung
(5) oder mit dem gemeinsamen Potentialpunkt der beiden
kapazitiven Elemente (11, 13) verbindbar ist, wodurch
die Schaltung wahlweise als einfache Gleichrichterschal
tung oder als Spannungsverdoppler-Gleichrichterschaltung
einsetzbar ist.
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichrichterschaltung (5) als insbesondere aus
vier Dioden (7a-d) bestehende Brückenschaltung ausgebil
det ist.
3. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen jeden Ausgangsanschluß (8, 9) der Gleich
richterschaltung (5) und das jeweils damit verbundene
kapazitive Element (11, 13) jeweils ein induktives Ele
ment (10, 12) geschaltet ist.
4. Elektronische Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die Schaltvorrichtung (2) und die damit
verbundene Eingangsklemme (B) ein induktives Element (1)
geschaltet ist.
5. Verfahren zum Betrieb einer elektronischen Schaltung
nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anliegen einer bestimmten Speisespannung an den
Eingangsklemmen (A, B) die der Schaltvorrichtung (2) zu
geordnete Eingangsklemme (B) über die Schaltvorrichtung
(2) mit der Gleichrichterschaltung (5) und bei Anliegen
der halben Speisespannung mit dem gemeinsamen Potential
punkt der beiden kapazitiven Elemente (11, 13) verbunden
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Schaltung wahlweise von einer si
nusförmigen Wechselspannung mit einer Amplitude von
220 V oder von einer sinusförmigen Wechselspannung mit
einer Amplitude von 110 V gespeist wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Schaltung wahlweise von einer
sinusförmigen Wechselspannung mit einer Amplitude von
440 V oder von einer sinusförmigen Wechselspannung mit
einer Amplitude von 220 V gespeist wird.
8. Elektronische Schaltung mit an eine Wechselspannung
anlegbaren Eingangsklemmen (A₁, B₁, A₂, B₂) und zwei
eine Gleichspannung liefernden Ausgangsklemmen (C′, D′)
und einer zwischengeschalteten Gleichrichterschaltung,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Gleichrichterschaltung einen ersten und einen zweiten jeweils wahlweise beaufschlagbaren Zweig auf weist,
- - daß der erste, bei Anliegen einer Eingangs-Wechselspan nung mit der Amplitude n * UE aktivierbare Zweig zumin dest einen insbesondere als Zweiweg-Gleichrichter aus gebildeten Gleichrichter (23) umfaßt,
- - daß der zweite, bei Anliegen einer Eingangs-Wechsel spannung mit der Amplitude UE aktivierbare Zweig eine Serienschaltung von n Kaskadenelementen (39, 40) auf weist, die jeweils ein kapazitives Element (26, 27) beinhalten, das bei Anliegen der Eingangs-Wechselspan nung UE jeweils auf die doppelte Eingangs-Scheitelspan nung aufladbar ist, und
- - daß die auf die doppelte Eingangs-Scheitelspannung auf geladenen kapazitiven Elemente (26, 27) in Reihe zwi schen die Ausgangsklemmen (C′, D′) geschaltet sind.
9. Elektronische Schaltung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltvorrichtung (S₁, S₂, S₃, S₄) zur wahlwei
sen Beaufschlagung des ersten bzw. des zweiten Zweiges
vorgesehen ist.
10. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 8 oder
9,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Kaskadenelement (39, 40) zwei Kondensatoren
(26, 36; 27, 37) und zwei Dioden (30, 31; 32, 33) auf
weist.
11. Verwendung einer elektronischen Schaltung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 oder 8 bis 10 zur Speisung eines
Netzteils eines eines Lichtbogenschweißgerätes, eines
Plasma-Schweiß-Gerätes oder eines
Plasma-Schneid-Gerätes.
12. Verwendung einer elektronischen Schaltung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 oder 8 bis 10 zur Speisung eines
kapazitiven Zwischenkreises (15) eines Schweißgeräts,
insbesondere eines Inverter-Lichtbogenschweißgeräts
(16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9420557U DE9420557U1 (de) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Gleichrichterschaltung |
DE19944414194 DE4414194A1 (de) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Gleichrichterschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944414194 DE4414194A1 (de) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Gleichrichterschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4414194A1 true DE4414194A1 (de) | 1995-10-26 |
Family
ID=6516239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944414194 Withdrawn DE4414194A1 (de) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Gleichrichterschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4414194A1 (de) |
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