DE4441214A1 - Aktive Filterschaltung - Google Patents
Aktive FilterschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine aktive Filterschaltung,
insbesondere zur Unterstützung bzw. Ersatz eines
Glättungskondensators einer Gleichstromversorgung.
Zur störungsfreien Gleichstromversorgung sind passive
Siebschaltungen mit Spulen und Kondensatoren bekannt.
Die
DE 42 28 480 A1 offenbart eine Siebschaltung mit einer
aktiven Filterschaltung, bei der die Spule eines LC-Filters
durch eine Transistor-Schaltung nachgebildet ist.
Aus der DE 43 28 748 A1 ist eine Wechselrichtereinheit
bekannt mit einem Impedanzelement, das einen Teil von zwei
Schwingsystemen bildet. Das einer Last zugeführte
Ausgangssignal wird auf einem konstanten Wert gebracht, um
die Brummkomponente herabzusetzen. Die beiden Schwingsysteme
werden durch elektronische Schalter gesteuert.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine aktive
Filterschaltung anzugeben, die die einer Gleichspannung
überlagerten Wechselanteile wirksam unterdrückt und wenig
Verluste verursacht. Dies Aufgabe wird durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen
vorteilhafte Ausgestaltungen auf.
Die Filterschaltung nach der Erfindung ermöglicht die
wirksame Unterdrückung von Wechselanteilen ohne aufwendige
Glättungsmittel. Insbesondere werden keine voluminösen
Drosseln und Glättungskondensatoren benötigt, die
prinzipbedingte Verluste aufweisen. Da die Filterschaltung
nur aus einem Zweipol besteht, läßt sie sich einfach in
bestehende Glättungsschaltungen integrieren bzw. nachrüsten.
Sie kann auf einfache Weise einem vorhandenen
Glättungskondensator parallel geschaltet werden oder diesen
ersetzen.
Anhand der Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der
Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine herkömmliche Gleichrichterschaltung mit
Glättungskondensator,
Fig. 2 die aktive Filterschaltung nach der Erfindung,
Fig. 3 den Verlauf des Wechselanteils und die entsprechende
Steuerung des Tiefsetz- bzw. Hochsetzstellers,
Fig. 4 eine Abwandlung der Filterschaltung nach der
Erfindung und
Fig. 5 eine weitere Variante einer aktiven Filterschaltung
nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine herkömmliche Gleichrichterschaltung
dargestellt. Die Eingangswechselspannung UW von
beispielweise 230 V wird mit einem Netztransformator auf
einen gewünschten Wert transformiert. Der sich anschließende
Gleichrichter GR in Vollbrückenschaltung weist einen
ausgangsseitigen Glättungskondensator CO auf, der parallel
zur angeschlossenen Last RL liegt.
Die erfindungsgemäße aktive Filterschaltung gemäß Fig. 2
läßt sich an den Klemmen 1 und 2 zum Glättungskondensator CO
parallel schalten und unterstützt somit den
Glättungskondensator CO oder ersetzt ihn.
Den Verlauf des am Glättungskondensator CO anstehenden und
zu unterdrückenden Wechselanteils zeigt Fig. 3. Übersteigt
der Wechselanteil Ue einen Referenzwert, z. B. den Mittelwert
UM, arbeitet die Filterschaltung als Tiefsetzsteller, bei
Unterschreiten des Referenzwertes als Hochsetzsteller.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht die
Filterschaltung aus zwei in Serie geschalteten abwechselnd
steuerbaren elektronischen Schalter T1 und T2, wobei die
Schaltstrecke eines der elektronischen Schalter, im
Ausführungsbeispiel der Schalter T2, von einer
Speichereinrichtung überbrückt ist, die eine Induktivität LS
und eine Kapazität CS enthält. Im ausgeführten Beispiel ist
eine Serienschaltung aus einer Induktivität LS und einer
Kapazität CS vorgesehen. Gegebenenfalls kann über der
Serienschaltung der beiden Schalter T1 und T2 noch ein
Ladekondensator CL vorgesehen sein. Die Funktion dieses
Ladekondensators CL kann bei geeigneter Dimensionierung auch
der Glättungskondensator CO übernehmen. Der Ladekondensator
CL muß jedenfalls so groß sein, daß er die Schaltströme für
die Schaltung liefern kann.
Wie Fig. 2 zeigt, arbeitet bei Tiefsetzsteller-Betrieb der
Transistor T1 als Schalter und der Transistor T2 als Diode
D2; bei Hochsetzsteller-Betrieb arbeitet Transistor T1 als
Diode D1 und Transistor T2 als Schalter.
Bei Tiefsetzsteller-Betrieb wird vom Kondensator CS Energie
aufgenommen, wohingegen bei Hochsetzsteller-Betrieb Energie
abgegeben wird. Die Induktivität LS wirkt dabei als
Speicher- bzw. als Flußwandlerdrossel.
Zur Aufbereitung der gegenphasigen Steuerpulse für die
Schalter T1 und T2 ist eine Steuereinrichtung St vorgesehen,
für die zwei Ausführungsbeispiele vorgestellt werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein
Spannungsdetektor für den Wechselanteil der
gleichgerichteten Spannung in Form eines
Entkopplungskondensators CA vorgesehen. Dieser Wechselanteil
wird mittels einer Vergleichseinrichtung - Regelverstärker
RV - mit einem Referenzwert - Referenzspannung UM -
verglichen. Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung RV
wird einem Pulsbreitenmodulator PBM zugeführt, der aus dem
Vergleichssignal und einem periodischen, bezüglich des
Wechselspannungsanteils hochfrequenten Bezugssignals,
beispielweise einem von einem Taktgenerator abgeleiteten
50 kHz Sägezahnsignal, pulsbreitenmodulierte Ansteuerimpulse
für die Schalter T1 und T2 liefert. Zur Gewinnung
gegenphasiger Ansteuerimpulse für die Schalter T1 und T2 ist
in einen der Ansteuerpfade zwischen Pulsbreitenmodulator PBM
und Schalter, hier T1, ein Inverter IN vorgesehen. Zum
Schutz gegen gleichzeitige Leitendsteuerung der Schalter T1
und T2 ist in mindestens einem Ansteuerpfad eine
Verzögerungsschaltung VZ vorgesehen. Diese bewirkt, daß
zwischen den Ansteuerpulsen T1 und T2 eine Mindestpausenzeit
eingehalten wird. Gegebenenfalls können zur Ansteuerung der
Schalter T1 und T2 Treibstufen TS vorgesehen sein.
Eine Abwandlung der Steuereinrichtung ST gegenüber dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt Fig. 4. Es wird dort
nicht der reine Wechselanteil mit einem Referenzwert
verglichen, sondern das zu glättende gleichgerichtete Signal
mit DC und AC-Anteil mit einem Referenzwert UM′, der durch
Integration des zu glättenden Signals - Integrator MB -
gebildet wird.
Die aktiven Filterschaltung kann nicht nur bei der in Fig. 1
dargestellten Anwendung eingesetzt werden, sondern
insbesondere auch zur Glättung von Ausgangsspannungen in
Schaltregler-Ausgangskreisen oder in sonstigen Anwendungen,
wo Wechselspannungsanteile wirksam unterdrückt werden
sollen.
Bei der aktiven Filterschaltung gemäß Fig. 5 liegt über den
beiden Schaltstrecken der elektronischen Schalter T1 und T2
die Serienschaltung des Ladekondensators CL und des
Speicherkondensators CS. Der gemeinsame Verbindungspunkt der
Schalter T1 und T2 ist mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt
dieser beiden Kapazitäten CL und CS über die Induktivität LS
verbunden. Die übrigen Schaltungsbestandteile dieses
Ausführungsbeispiels können nach Fig. 2 oder Fig. 4
ausgestaltet sein.
Claims (9)
1. Aktive Filterschaltung zur Unterdrückung von
Wechselanteilen, insbesondere zur Unterstützung bzw. Ersatz
eines Glättungskondensator (CO) einer Gleichstromversorgung,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungsanordnung
vorgesehen ist, die beim Übersteigen des Wechselanteils über
einen Referenzwert (UM) als Tiefsetzsteller (T2, D1) und bei
Unterschreiten des Wechselanteils unter den Referenzwert
(UM) als Hochsetzsteller (T1, D2) arbeitet.
2. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Filterschaltung aus zwei in Serie
geschalteten abwechselnd steuerbaren elektronischen
Schaltern (T1, T2) besteht, wobei die Schaltstrecke eines
der elektronischen Schalter (T1, T2) von einer
Speichereinrichtung überbrückt ist, die eine Induktivität
(LS) und eine Kapazität (CS) enthält.
3. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß den in Serie geschalteten elektronischen
Schaltern (T1, T2) ein Ladekondensator (CL) parallel
geschaltet ist.
4. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Schaltstrecken der
elektronischen Schalter (T1, T2) von der Serienschaltung
zweier Kondensatoren (CL, CS) überbrückt sind und daß die
gemeinsamen Verbindungspunkte der Schalter (T1, T2)
einerseits und der Kondensatoren (CL, CS) andererseits über
eine Induktivität (LS) in Wirkverbindung stehen.
5. Aktive Filterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (St) für
den Tiefsetz- bzw. Hochsetzsteller/die elektronischen
Schalter (T1, T2) vorgesehen ist zur Aufbereitung
zueinander gegenphasiger Steuersignale.
6. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (St) ein
Spannungsdetektor (CA) für den Wechselanteil zugeordnet ist,
daß eine Vergleichseinrichtung (RV) vorgesehen ist, die den
detektierten Wechselanteil mit dem Referenzwert (UM)
vergleicht, daß die Vergleichseinrichtung (RV) mit einem
Pulsbreitenmodulator (PBM) in Wirkverbindung steht, der aus
dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung (RV) und aus
einem Taktsignal Ansteuerpulse für den Tiefsetz- bzw.
Hochsetzsteller/die elektronischen Schalter (T1, T2)
liefert.
7. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (St) ein
Integrator (MB) für das durch die Filterschaltung zu
glättende Signal zugeordnet ist, daß eine
Vergleichseinrichtung (RV) vorgesehen ist, die das zu
glättende Signal mit dem Ausgangssignal des Integrators (MB)
vergleicht, daß die Vergleichseinrichtung (RV) mit einem
Pulsbreitenmodulator (PBM) in Wirkverbindung steht, der aus
dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung (RV) und aus
einem Taktsignal Ansteuerimpulse für den Tiefsetz- bzw.
Hochsetzsteller/die elektronischen Schalter (T1, T2)
liefert.
8. Aktive Filterschaltung nach einem der Ansprüche 6 oder 7
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des
Pulsbreitenmodulators (PBM) zur Gewinnung gegenphasiger
Ansteuerimpulse für den Tiefsetz- bzw. Hochsetzsteller/die
elektronischen Schalter (T1, T2) in einem Ansteuerpfad über
einen Inverter (IN) geführt ist.
9. Aktive Filterschaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet daß in mindestens einem der Ansteuerpfade der
elektronischen Schalter (T1, T2) eine Verzögerungsschaltung
(VZ) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT511400A1 (de) * | 2011-05-05 | 2012-11-15 | Fachhochschule Technikum Wien | Vorrichtung zur verringerung des oberschwingungsgehalt in einem konvertersystem |
DE102013209185A1 (de) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Schaltung zur verbesserten Nutzung einer Kapazität in einem Zwischenkreis |
WO2017044960A1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | Texas Instruments Incorporated | Switching converter with improved power density |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2975747B1 (de) | 2014-07-18 | 2019-09-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbessern einer Spannung einer Stromversorgungsverbindung |
CN112234850B (zh) * | 2020-09-30 | 2023-01-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电源提供装置、电路控制方法及供电系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5218520A (en) * | 1991-11-27 | 1993-06-08 | Rozman Gregory I | Vscf system with reduced dc link ripple |
DE4228480A1 (de) * | 1992-08-27 | 1994-03-03 | Sel Alcatel Ag | Gleichstrom-Versorgung mit LC-Filter |
DE4328748A1 (de) * | 1992-08-26 | 1994-03-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Wechselrichtereinheit |
-
1994
- 1994-11-19 DE DE19944441214 patent/DE4441214C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5218520A (en) * | 1991-11-27 | 1993-06-08 | Rozman Gregory I | Vscf system with reduced dc link ripple |
DE4328748A1 (de) * | 1992-08-26 | 1994-03-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Wechselrichtereinheit |
DE4228480A1 (de) * | 1992-08-27 | 1994-03-03 | Sel Alcatel Ag | Gleichstrom-Versorgung mit LC-Filter |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT511400A1 (de) * | 2011-05-05 | 2012-11-15 | Fachhochschule Technikum Wien | Vorrichtung zur verringerung des oberschwingungsgehalt in einem konvertersystem |
AT511400B1 (de) * | 2011-05-05 | 2016-06-15 | Fachhochschule Technikum Wien | Vorrichtung zur verringerung des oberschwingungsgehalt in einem konvertersystem |
DE102013209185A1 (de) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Schaltung zur verbesserten Nutzung einer Kapazität in einem Zwischenkreis |
US10411614B2 (en) | 2013-05-17 | 2019-09-10 | Robert Bosch Gmbh | Method and circuit for the improved use of capacitance in an intermediate circuit |
WO2017044960A1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | Texas Instruments Incorporated | Switching converter with improved power density |
US10177685B2 (en) | 2015-09-10 | 2019-01-08 | Texas Instruments Incorporated | Switching converter with improved power density |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4441214C2 (de) | 1997-03-20 |
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