DE69505637T2

DE69505637T2 - Brückengleichrichtervorrichtung

Info

Publication number: DE69505637T2
Application number: DE69505637T
Authority: DE
Inventors: Eric Groth; Kjell Rundkvist
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Vertiv Sweden AB
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: SE9403292D0; NO961861D0; CN1047041C; JPH09505980A; WO1996010862A1; BR9506373A; DE69505637D1; CN1136369A; EP0732002B1; ES2125052T3; FI962253A; FI962253A0; AU3624195A; DK0732002T3; NO961861L; US5687069A; CA2176116A1; EP0732002A1; SE9403292L; SE515541C2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichrichterbrückenanordnung zum Starten einer mit Gleichstrom (DC) angesteuerten Einrichtung mit fehlenden Stromstößen, wobei die Eingänge der Gleichrichterbrücke für eine Verbindung mit einer Dreiphasenquelle vorgesehen sind und wobei ein Speicherkondensator über den Ausgang der Gleichrichterbrücke geschaltet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektronische Vorrichtungen, die mit Wechselstrom versorgt werden, werden normalerweise ein Energiereservoir in der Form eines Speicherkonsensators aufweisen, der mit weiteren Schaltungselementen ergänzt werden kann, um sicherzustellen, daß Energie geliefert wird, wenn der Pegel der AC-Spannung niedrig ist.
Der Speicherkondensator muß relativ groß sein, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen. Infolgedessen wird ein nicht akzeptabler hoher Startstrom, d. h. ein Stromstoß, an die elektronische Vorrichtung geliefert, wenn daran eine Spannung angelegt wird, außer wenn Gegenmaßnahmen getroffen werden.
Dieses Problem wird normalerweise gelöst mit Hilfe eines Widerstands, der zu dem Speicherkondensator im Fall der Einzelphasenverbindung in Reihe geschaltet ist, oder mit Hilfe von Widerständen, die zu wenigstens zwei Verbindungsanschlüssen der Gleichrichterbrücke im Fall einer Dreiphasenverbindung in Reihe geschaltet sind, wie z. B. in der EP-A-0 477 367 offenbart ist. Dieser Widerstand oder diese Widerstände beschränkt/beschränken den Pegel des Ladestroms an den Speicherkondensator beim Starten der elektronischen Vorrichtung, wonach der Widerstand oder die Widerstände kurzgeschlossen wird/werden, um eine fortgesetzte Verwendung des Speicherkondensators (der Speicherkondensatoren) als ein Energiereservoir zu ermöglichen.
Ein schwerwiegender Nachteil bei dieser Lösung besteht darin, daß der Widerstand oder die Widerstände sehr heiß werden, wenn die elektronische Vorrichtung wiederholt über eine kurze Zeitperiode hochgefahren wird.
Die US-A-4,910,654 lehrt eine last-verbundene Anordnung, umfassend eine Gleichrichterbrücke, die vier Dioden umfaßt, eine Reihenschaltung, die zwei Speicherkondensatoren umfaßt und die parallel zu der Last und der Gleichrichterbrücke geschaltet ist, und einen dritten Kondensator, dessen einer Verbindungsanschluß mit einem Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke verbunden ist und dessen anderer Verbindungsanschluß zur Verbindung mit einem ersten Verbindungsanschluß einer Einzelphasenquelle vorgesehen ist. Ein Verbindungsanschluß eines steuerbaren Schalters ist mit dem anderen Verbindungsanschluß des dritten Kondensators verbunden, und der andere Verbindungsanschluß des Schalters ist mit einem Eingangsanschluß der Gleichrichterbrücke verbunden. Der andere Eingangsanschluß der Gleichrichterbrücke ist direkt mit einem zweiten Verbindungsanschluß auf der Einzelphasenquelle verbunden. Diese Anordnung arbeitet durch Verringern des Startstroms auf einen geeigneten Pegel während einer Startsequenz dadurch, daß der dritte Kondensator in Reihe zu den zwei Speicherkondensatoren über zwei der Dioden in der Gleichrichterbrücke geschaltet ist. Der Schalter wird dann geschlossen, um den Ablauf eines normalen Betriebs zu ermöglichen, wobei der dritte Kondensator zum Steuern des Spannungspegels über den Speicherkondensatoren dient. Diese Anordnung ist für den Fall einer Einzelphasenquelle sehr zufriedenstellend. Jedoch erwähnt diese Veröffentlichung nicht, daß die Anordnung zur Verbindung mit einer Dreiphasenquelle ausgelegt werden kann, und auch nicht, wie eine derartige Anpassung durchgeführt werden kann. Wenn jedoch die in der U. S. Veröffentlichung beschriebene Anordnung auf eine Dreiphasenquelle angewendet würde, würde trotz der Ermangelung einer Offenbarung diesbezüglich, eine Schaltung erhalten werden, bei der die Gleichrichterbrücke auch eine fünfte und eine sechste Diode, die parallel über die Speicherkondensatoren geschaltet ist, einen vierten Kondensator, dessen einer Verbindungsanschluß mit dem gleichen Ausgangsanschluß auf der Gleichrichterbrücke wie der dritte Kondensator verbunden ist und dessen anderer Verbindungsanschluß mit einem ersten Verbindungsanschluß auf dem zweiten Schalter verbunden ist, dessen anderer Verbindungsanschluß mit dem Punkt einer Zwischenverbindung zwischen den fünften und den sechsten Dioden verbunden ist, enthält. In diesem Fall ist der Punkt einer elektrischen Zwischenverbindung zwischen dem vierten Kondensator und dem zweiten Schalter für eine Verbindung mit einem dritten Verbindungsanschluß auf der Dreiphasenquelle vorgesehen. Es wird auch angenommen, daß die zwei übrigen Verbindungsanschlüsse der Dreiphasenquelle dafür vorgesehen sind, um mit der Anordnung in der gleichen Weise wie die Verbindungsanschlüsse der Einzelphasenquelle verbunden zu sein. Im Fall einer in dieser Weise modifizierten Anordnung würde mit der gleichen Kapazität auf den dritten und den vierten Kondensatoren eine kapazitive Spannungsteilung der Eingangsspannung erhalten werden, so daß dann, wenn die gleichen Eingangsspannungen verwendet werden, die Spannung, die zum Laden der Speicherkondensatoren verfügbar ist, etwas geringer als für den Fall der einzelnen Phase sein würde. Dies würde bedeuten, daß die Zeit, die zum Laden der Speicherkondensatoren benötigt wird, länger als ansonsten gewünscht sein würde und daß dies zu einer langsameren Startsequenz führen würde, bevor die Schalter auf einen normalen Betrieb umgeschaltet werden könnten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Entwicklung von Wärme in den Widerständen, die mit bislang bekannten Anordnungen verwendet werden, die für eine Verbindung mit einer Dreiphasenquelle vorgesehen sind, zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Anordnung durch Verbinden von wenigstens zwei der drei Eingangsanschlüsse der Gleichrichterbrücke in Reihe zu einem jeweiligen AC- Kondensator und durch Verbinden von jeweiligen AC- Kondensatoren parallel zu einem gesteuerten Schalter zum Kurzschließen eines zugehörigen AC-Kondensators, nachdem der Speicherkondensator geladen worden ist, gelöst.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stromstoß zu begrenzen, der nach Hochfahren der Anordnung, aber bevor die AC-Kondensatoren zu funktionieren beginnen, erhalten wird.
Diese weitere Aufgabe wird mittels der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Induktor gelöst, der zwischen einen Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke und einem Verbindungsanschluß auf dem Speicherkondensator geschaltet ist.
Der Vorteil, der von der Verwendung eines AC-Kondensators als ein Strombegrenzer anstelle einer Verwendung eines Widerstands erreicht wird, besteht darin, daß keine Wärme erzeugt wird und die Vorrichtung somit wiederholte Starts mit keinerlei Probleme tolerieren kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird nun mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung; und
Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1, ergänzt mit einem Induktor.

BEVORZUGTE VORGEHENSWEISEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt eine Gleichrichterbrücke 6, die dafür vorgesehen ist, um einen Wechselstrom an eine elektronische Vorrichtung (nicht gezeigt) über ihren Ausgängen zu liefern. Um einen zuverlässigen Betrieb der elektronischen Vorrichtung (nicht gezeigt) sicherzustellen, ist ein Speicherkondensator 7 über den Ausgang der Gleichrichterbrücke 6 geschaltet. Der Speicherkondensator 7 muß relativ groß sein und demzufolge werden nicht akzeptable hohe Startströme, sogenannte Stromstöße (Strom-Surge), erzeugt, wenn eine Spannung an die Vorrichtung (nicht gezeigt) angelegt wird.
Um den Starkstrom auf einen akzeptablen Pegel zu verringern, sind die drei Eingangsanschlüsse der Gleichrichterbrücke 6 der erfindungsgemäßen Anordnung jeweils in Reihe zu einem jeweiligen AC-Kondensator 9, 10 und 11 geschaltet, um den an die Gleichrichterbrücke 6 während der Startsequenz gelieferten Wechselstrom zu begrenzen. Die AC-Kondensatoren 9, 10 und 11 sind jeweils parallel zu einem jeweiligen gesteuerten Schalter geschaltet, der zum Kurzschließen von jeweiligen AC-Kondensatoren 9, 10, 11 dienen, nachdem der Speicherkondensator 7 geladen wird. Diesbezüglich kann erwähnt werden, daß es im Fall einer Dreiphasenversorgung ohne O-Leiter möglich sein würde, den Starkstrom durch Verschalten von AC-Kondensatoren in nur zwei der Phasen zu begrenzen.
Im Fall der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfassen die gesteuerten Schalter ein Relais 12 mit drei Kontakten, die eine Schaltung bilden, wobei jeder davon durch seinen jeweiligen Kondensator 9, 10 oder 11 kurzgeschlossen werden kann.
In dem dargestellten Fall wird das Relais 12 durch eine Steureinheit 13 gesteuert, die konstruiert werden kann, um das Relais 12 zu veranlassen, die AC-Kondensatoren 9, 10 und 11 nach einer vorgegebenen Startzeit kurzzuschließen, nachdem angenommen wird, daß die Spannung über dem Spannungskondensator 7 ihren vorgegebenen Wert erreicht haben wird. Alternativ kann die Steuereinheit 13 konstruiert sein, um die Spannung über dem Speicherkondensator 7 in einer nicht dargestellten Weise zu erfassen und das Relais 12 zu veranlassen, die AC-Kondensatoren 9, 10 und 11 kurzzuschließen, wenn die Spannung über dem Speicherkondensator 7 ihren vorgegebenen Wert erreicht hat.
Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Anordnung durch einen Induktor oder eine Spule 14, die zwischen die Gleichrichterbrücke 6 und den Speicherkondensator 7 in Reihe geschaltet ist. Der Induktor ist zwischen einem ersten Ausgangsanschluß auf der Gleichrichterbrücke 6 und einem ersten Verbindungsanschluß auf dem Speicherkondensator 7 in Reihe geschaltet.
Der Induktor 14 kann genauso zwischen den zweiten Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke 6 und den zweiten Verbindungsanschluß des Speicherkondensators 7 geschaltet werden. Der Induktor 14 dient zum Begrenzen des Stroms, der an den Speicherkondensator 7 während der Startsequenz geliefert wird. Damit die AC-Kondensatoren 9, 10 und 11 den Strom an den Speicherkondensator begrenzen können, ist es erforderlich, die Kondensatoren zu laden. Dies kann schnell erreicht werden, und wenn die Anordnung hochgefahren wird, wenn die AC-Spannungsquelle einen Nulldurchgang aufweist, wird kein Stromstoß auftreten. Wenn andererseits die Anordnung hochgefahren wird, wenn die AC-Spannungsquelle ihren Spitzenwert oder einen sehr hohen Wert aufweist, dann wird ein Stromstoß erzeugt, der dann, wenn die Anordnung beispielsweise in einem Funksystem verwendet wird, als ein Klicken oder als ein ähnliches Geräusch wahrgenommen wird. Der Induktor 14 begrenzt den anfänglichen Strom für eine kurze Zeitperiode, die jedoch ausreichend lang ist, damit die Kondensatoren 9, 10 und 11 geladen werden. Er führt auch nachfolgende weitere Funktionen. Beispielsweise hält der Induktor auch die Ausgangsspannung des Speicherkondensators 7 auf einem hohen Pegel, der glatter ist als es ansonsten der Fall wäre, und veranlaßt auch den Eingangsstrom von dem elektrischen Netz mehr sinusförmig zu sein als es ansonsten der Fall wäre, wodurch eine kleinere Last auf das Netz ausgeübt wird.
Weil die erfindungsgemäße Anordnung AC-Kondensatoren, optional in Kombination mit einem Induktor als Strombegrenzer anstelle von Widerständen verwendet, wird in der Theorie keine Wärme entwickelt und demzufolge werden die elektronische Vorrichtung (nicht gezeigt) und ihre Startschaltung wiederholte Starts mit überhaupt keinen Problemen tolerieren.

Claims

1. Eine Gleichrichterbrückenanordnung zum Starten einer mit Gleichstrom (DC) angesteuerten Einrichtung ohne das Auftreten von Stromstößen, wobei der Eingang der Gleichrichterbrücke (6) für eine Verbindung mit einer Dreiphasenquelle vorgesehen ist und ein Speicherkondensator (7) über den Ausgang der Gleichrichterbrücke (6) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der drei Eingangsanschlüsse der Gleichrichterbrücke (6) jeweils zu einem jeweiligen Wechselstrom-(AC)- Kondensator (9, 10, 11) in Reihe geschaltet sind, wobei die AC-Kondensatoren (9, 10 und 11) parallel zu einem gesteuerten Schalter (12) zum Kurzschließen eines zugehörigen AC-Kondensators (9, 10, 11), nachdem der Speicherkondensator (7) geladen wird, geschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Induktor (14), der zwischen einen Ausgangsanschluß auf der Gleichrichterbrücke (6) und einen Verbindungsanschluß auf dem Speicherkondensator (7) geschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (12) zum Kurzschließen der AC-Kondensatoren (9, 10, 11) betätigt werden, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (12) zum Kurzschließen der AC-Kondensatoren (9, 10, 11) betätigt werden, wenn die Spannung über dem Speicherkondensator (7) einen vorgegebenen Wert erreicht hat.