EP0762599A2 - Power unit and method for its control and regulation - Google Patents

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EP0762599A2
EP0762599A2 EP96112526A EP96112526A EP0762599A2 EP 0762599 A2 EP0762599 A2 EP 0762599A2 EP 96112526 A EP96112526 A EP 96112526A EP 96112526 A EP96112526 A EP 96112526A EP 0762599 A2 EP0762599 A2 EP 0762599A2
Authority
EP
European Patent Office
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power supply
power
supply arrangement
power supplies
current
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96112526A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0762599A3 (en
Inventor
Georg Dr. Lohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LOHR, GEORG, DR.
Original Assignee
HEINZINGER ELECTRONIC GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by HEINZINGER ELECTRONIC GmbH filed Critical HEINZINGER ELECTRONIC GmbH
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Publication of EP0762599A3 publication Critical patent/EP0762599A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • 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
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and regulating a power pack arrangement with a plurality of power packs according to the preamble of claim 1 and further relates to a power pack arrangement with a plurality of controllable and / or regulatable power packs and with a control and regulating device, in particular for controlling and regulating the power supplies of the power supply arrangement according to the method.
  • power supplies which operate electronically controlled in different voltage and current ranges, thus serve as constant voltage or constant current sources and which, furthermore, also electronically controlled, exceed certain limits for various parameters measured in the power supply itself, the current or Switch off the power supply to protect the components or component groups.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling and regulating a power supply arrangement with a plurality of power supplies, with which it is possible in a simple and inexpensive way, a plurality of power supplies regardless of type, manufacturer and connections To control and regulate together with the best possible protection for the supplied components or component groups and with the greatest possible variability.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 and in terms of the device by a power pack arrangement according to claim 14.
  • Advantageous embodiments of the method according to the invention and the power pack arrangement according to the invention are the subject of the dependent claims.
  • the method according to the invention provides target data by means of which a start, a protection, a switch-off and at least one target state for the power supply units of the power supply arrangement are defined.
  • the start state specifies how the power supplies of the power supply arrangement are to be set after receipt of an activation signal.
  • This start state can be designed differently for the different power supply units of the power supply unit arrangement, but as a rule it will be defined as a kind of stand-by state with terminal voltage 0 for all power supply units.
  • the target state of the power supplies indicates which terminal voltage and which maximum current each power supply should deliver under normal operation.
  • the switch-off state defines a type of alarm, whereby at least for each power supply unit it is specified which limit values for current or voltage are exceeded must be so that the said power supply and / or the entire power supply arrangement are placed in a protective state.
  • the protection state defines values for at least the terminal voltage and the maximum current for each power supply, at which damage to the supplied components or component groups is unlikely or excluded.
  • the instantaneous values of the voltage, the current, the electrical and / or the thermal power are particularly suitable as measurement data which characterize the states of the power supply units and / or the components or component groups.
  • measurement data which characterize the states of the power supply units and / or the components or component groups.
  • other physical quantities which can describe the state of a partial aspect of a network arrangement can also be meaningfully evaluated in certain experimental arrangements.
  • the method makes sense for the target data for the start, protection, switch-off and / or for the target states to be provided by a storage medium, the method referring to this data accesses by reading from the storage medium.
  • Such a storage medium can be designed in any way, in particular within a computer system as a magnetic storage, such as Floppy disks, hard disks or tapes and the like, optical or magneto-optical storage media, as RAM or in the form of read-only memories, e.g. ROM, PROM, EPROM or EEPROM.
  • a magnetic storage such as Floppy disks, hard disks or tapes and the like
  • optical or magneto-optical storage media as RAM or in the form of read-only memories, e.g. ROM, PROM, EPROM or EEPROM.
  • the data are provided by the user or operator in interactive and direct input via a user interface, because this enables the operator or user to intervene in the current events.
  • This determination method can also be stored in and provided by the storage media mentioned above.
  • the determination method can advantageously be designed as a flexible method, the flexibility resulting from the influence of the operator or from the measurement data received.
  • a remote diagnostic method for example via a network, via modem or via ISDN, in particular for power supply arrangements which are operated in a computer-assisted manner.
  • This makes it possible, for example, to determine a defective power supply or components of this defective power supply.
  • control parameters or commands or measurement data can be exchanged over long distances with such remote diagnosis connections.
  • a sensible work with such a power supply arrangement is only possible if the target data are given in the form of values for at least the voltage, the current and / or the electrical power for each power supply of the power supply arrangement.
  • the target data for the target states of all power supplies of the power supply arrangement can also be provided in the form of time profiles or in the form of a time series for the voltages, currents and / or the electrical powers of all power supplies of the power supply arrangement. This is advantageously done in turn by reading from a storage medium where these time series can be stored, for example in the form of a table, or on the basis of a determination method, in particular by a computer program, or also by direct input by an operator in an interactive manner via a user interface .
  • a determination method for generating such time series is preferably read from a storage medium. However, it can also be entered and programmed interactively by an operator using the user interface in a specially provided programming mode. Furthermore, remote transmission by means of a modem, ISDN or network is desired and provided.
  • the definition of the temporal course is particularly flexible if it is realized by a determination method, in particular by a computer program, which can be read in from a storage medium or which can be entered, changed and stored and called up by the operator via a user interface.
  • a determination method can advantageously be influenced in its course by the measurement data received.
  • a typical application example is the simulation of a multiple supply, such as is required when using PC boards. These boards require supplies of, for example, + 5V / 15A, + 15V / 2A and -15V / 0.5A. Under certain operating conditions, some of these supplies can fail or lower voltages submit. A simulation of these operating states is particularly simple with the method according to the invention. Only the different voltages, currents and / or their time courses need to be preprogrammed or specified in the form of a time series.
  • switch-on and switch-off edges can also be specified for individual supplies, in particular via the preselectable ramp functions.
  • undefined behavior when the power supply is switched on can lead to vibrations, overshoots or latch-ups. All of these effects can be simulated and investigated particularly easily with the method according to the invention.
  • digital circuits it is also important to know the reaction to short-term power failures. In this way, individual flip-flops can change their state or signals can be briefly incorrectly transmitted to further circuits. This can cause the entire circuit to malfunction.
  • the method according to the invention can be used to simulate such voltage dips or total failures without any problems.
  • a slowly increasing ramp can be programmed by the method according to the invention. If the circuit tested is faulty and in particular has too high a current consumption, the method according to the invention can switch off the corresponding voltage or current supplies at lightning speed.
  • Simple current limits can also be implemented, which in the case of a response switch to constant current control.
  • fold-back characteristics or quick shutdowns controlled by the process can also be implemented.
  • the thermally delayed overload behavior can also be simulated, so that the thermal active power delivered to a load is limited. This can result in a high Power output if the load needs it. However, if a higher load is delivered for a longer period due to a fault situation, the power is limited or the current or voltage supply is switched off, which prevents thermal destruction of the load.
  • An adjustable internal resistance, an adjustable power characteristic or combinations of these properties can also be realized by the method according to the invention. This makes it possible, for example, to emulate any power supply, in particular also poor power supplies. Poor power supplies are characterized, for example, by a higher internal resistance, superimposed mains hum and similar effects. By simultaneously measuring the inrush current of the load and by simultaneously monitoring the load voltage, it is also possible to characterize the networks supplied by the power supplies of the power supply arrangement.
  • the received measurement data are particularly suitable for these investigations. For this purpose, it is provided and particularly useful to read the measurement data into a storage medium in order to be able to analyze them later in more detail. Often, however, it is also necessary to be able to analyze the data directly in real time in graphical or other coded form in order to have the status of the object to be examined directly in mind.
  • long-term recordings of the corresponding output variables, current, voltage and / or electrical or thermal power can be carried out, similar to a data logger.
  • the aforementioned dynamic measurements like an oscilloscope are possible with a bandwidth of up to more than 100 Hz.
  • the results can be displayed and further evaluated on an oscilloscope screen, similar to a digital storage oscilloscope. All oscilloscope functions, such as addition, subtraction, multiplication, division or x-y representation of the measurement curves, are also provided.
  • the load parameters can then be evaluated by simply analyzing the load. For example, it can be determined whether the load is swinging. All trigger functions are also available, as a normal oscilloscope offers. Additional devices can be controlled by additionally provided outputs, and trigger signals of further devices can also be recorded by external inputs or used to control the method according to the invention. In addition, the analysis of any signals or measurement data in the time domain can be carried out using a Fourier transform (FFT).
  • FFT Fourier transform
  • a power supply arrangement according to the invention with a plurality of controllable and / or regulatable power supplies comprises a control-regulating unit, which is advantageously controlled in particular by a microprocessor and comprises a user interface controlled and / or computer-aided by a microprocessor.
  • This user interface can be designed as an operator panel, as a hand control box or as an operator monitor and can include operator buttons and a display, for example in the form of an LCD.
  • GUI graphical user interface
  • a comprehensive computer system is also conceivable, on which a graphical user interface (GUI, Grafical User Interface), in particular in the SAA standard, runs menu-driven. Via such a graphical user interface, all process steps can then be called up and executed in handshaking and / or multitasking mode via menus.
  • GUI graphical user interface
  • the power supplies are particularly flexibly connected to the user interface, in particular in data exchange, via bus hardware, interface hardware drivers and type-related device drivers.
  • the desired actions and control commands and / or measurement data and messages are exchanged between the power supply units of the power supply arrangement and the user interface of the control / regulating device via this data exchange.
  • a particular advantage of the power pack arrangement according to the invention is that the use of different types of power packs is provided, with particular independence from the manufacturer and from the working characteristics. Low-voltage and / or high-voltage as well as low-frequency and / or high-frequency applications can thus be controlled and regulated at the same time because of the galvanic separation provided between the control-regulating device and the power supply units of the power supply arrangement.
  • the parameter-dependent control is indispensable. It is therefore particularly expedient that the power supplies can be controlled and regulated in one or two dimensions by means of control parameters by means of the user interface.
  • the one- or two-dimensional control parameters can be entered, stored and / or called up via the user interface.
  • a sensible voltage-dependent current limitation for switching power supplies can be implemented. It is also provided that rising, falling, spikes, pulses and defined reset states can be entered, stored and called up via the user interface. This enables the operator to create test situations for test circuits and prototypes in a simple and time-saving manner.
  • interface hardware drivers and bus hardware are implemented in accordance with all current standards.
  • interface hardware drivers and bus hardware are designed according to the IEEE standard, the CAN standard and / or the standard for analog operation.
  • the easy interchangeability also allows adaptation to the RS232 or MC standard.
  • the measured data is fed to the control / regulating device via the bus hardware and / or via additionally designed measured value signaling lines.
  • This relates in particular to measurement data about the current actual values for voltage, current, electrical and / or thermal power of the power supplies of the power supply arrangement. It is particularly advantageous to additionally supply actual values for the physical quantities of certain nodes or meshes of the networks supplied by the power supply units to the control-regulating device.
  • a display device is provided for the graphic and / or also coded representation of the control parameters of the power supply units and / or of the recorded and / or stored measurement data. This can be in the form of an LCD display, an oscilloscope screen, or also as a graphic window of a user interface in the SAA standard.
  • the procedural implementation on a personal computer allows the use of common software products, especially under Windows, for the implementation of the above-mentioned control, regulation and measurement tasks, whereby the integration and reading out of data from control parameters to other applications under Windows is also provided.
  • An operator 1 accesses an operator interface 7 of the control-regulating device 3 of a power supply arrangement 2 according to the invention with a plurality of power supplies 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, 6a, 6b.
  • Appropriate method steps are activated via this user interface 7, which instructions and feedback via device drivers 8 and interface hardware drivers 9a, 9b, 9c via corresponding bus hardware 10a and 10b or via analog lines 11a and 11b to the corresponding power supply units 4, 5 and 6 transferred.
  • the device drivers 8 are adapted and designed for each type 1 to type n power supply unit and are available for each interface hardware driver 9a, 9b, 9c.
  • interface hardware drivers for the IEEE and CAN standard as well as for analog operation.

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Abstract

A procedure for the open and closed loop control of a power pack arrangement with an arrangement of power units has set point data prepared according to starting, protection, switch-off and normal running of the components. An activation signal is received. The components are activated and set according to the set point data if the activation signal is present. The components are then controlled. A decision is made as to whether the measured data imply that the actual state is the switched-off state once the activation signal arrives, in which case, the components are reset into the starting or protection states. The set point data are previously read in and stored.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Netzteil-Anordnung mit einer Mehrzahl von Netzteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft des weiteren eine Netzteil-Anordnung mit mehreren steuer- und/oder regelbaren Netzteilen und mit einer Steuer-Regel-Einrichtung, insbesondere zum Steuern und Regeln der Netzteile der Netzteil-Anordnung gemäß dem Verfahren.The invention relates to a method for controlling and regulating a power pack arrangement with a plurality of power packs according to the preamble of claim 1 and further relates to a power pack arrangement with a plurality of controllable and / or regulatable power packs and with a control and regulating device, in particular for controlling and regulating the power supplies of the power supply arrangement according to the method.

Im Bereich von Forschung und Entwicklung sowie im Bereich der Fertigung elektrischer und elektronischer Schaltungsanordnungen oder -geräte taucht regelmäßig das Problem der individuellen Versorgung von Bauteilen, Bauteilgruppen oder -geräten mit elektrischer Energie auf. Insbesondere stellt sich häufig die Frage nach einem zuverlässigen Schutz für die Bauteile und Bauteilgruppen gegen Überlastung. Gleichzeitig ist aber auch oft eine größtmögliche Variabilität der Spannungs- und Stromversorgung gefragt.In the area of research and development and in the area of the manufacture of electrical and electronic circuit arrangements or devices, the problem of the individual supply of components, component groups or devices with electrical energy regularly arises. In particular, there is often the question of reliable protection for the components and component groups against overload. At the same time, however, the greatest possible variability of the voltage and power supply is also required.

Bekannt sind z.B. Netzteile, welche elektronisch gesteuert in unterschiedlichen Spannungs- und Strombereichen arbeiten, somit als Konstantspannungs- oder Konstantstromquelle dienen und welche darüberhinaus, ebenfalls elektronisch geregelt, beim Überschreiten bestimmter Grenzen für verschiedene im Netzteil selbst gemessene Parameter die Strom- oder Spannungsversorgung zum Schutze der Bauteile oder Bauteilgruppen abschalten.For example, power supplies are known which operate electronically controlled in different voltage and current ranges, thus serve as constant voltage or constant current sources and which, furthermore, also electronically controlled, exceed certain limits for various parameters measured in the power supply itself, the current or Switch off the power supply to protect the components or component groups.

Darüber hinaus ist es bekannt, Netzteile mit sogenannten Funktionsgeneratoren zu versehen oder Funktionsgeneratoren an diese anzukoppeln, um eine gewisse Variabilität, insbesondere im zeitlichen Verlauf der Klemmenspannung der Strom- oder Spannungsquelle zu erreichen. Dabei kann z.B. auch ein mit einer bestimmten Schnittstellenkarte ausgerüsteter Personalcomputer mit entsprechender Software zur Anwendung kommen, um ein mit einer bestimmten entsprechenden Schnittstelle ausgerüstetes konventionelles Netzteil zu steuern.In addition, it is known to provide power supplies with so-called function generators or to couple function generators to them in order to achieve a certain variability, in particular in the course of the terminal voltage of the current or voltage source over time. Here, e.g. a personal computer equipped with a specific interface card and corresponding software can also be used to control a conventional power supply unit equipped with a specific corresponding interface.

Bei diesen bekannten Netzteilen oder Netzteil-Anordnungen wird, selbst beim Vorhandensein unterschiedlicher Arbeitsbereiche an ein und demselben Netzteil bzw. an ein und derselben Netzteil-Anordnung, nur ein Typ eines Netzteils oder einer Netzteil-Anordnung verwendet. Die Auswahl und gleichzeitige Verwendung von Netzteilen und Netzteil-Anordnungen beliebiger Hersteller und beliebiger Charakteristik ist somit nicht vorbereitet oder vorgesehen.In these known power supplies or power supply arrangements, only one type of power supply or one power supply arrangement is used, even if there are different work areas on one and the same power supply or on one and the same power supply arrangement. The selection and simultaneous use of power supplies and power supply arrangements from any manufacturer and any characteristic is therefore not prepared or provided.

Darüber hinaus besteht die Schwierigkeit, daß ein Abschalte der Netzteile oder Netzteil-Anordnungen aufgrund von im Netzteil bzw. in der Netzteil-Anordnung gemessenen Daten und somit aufgrund eines oft nicht realistischen Bildes in bezug auf den tatsächlichen Zustand der Bauteile oder der Bauteilgruppen erfolgt.In addition, there is the difficulty that the power supplies or power supply arrangements are switched off on the basis of data measured in the power supply or in the power supply arrangement and thus on the basis of an often unrealistic picture in relation to the actual state of the components or the component groups.

Bei der Verwendung von Funktionsgeneratoren ist die Variabilität der zeitlichen Verläufe für Strom und Spannung eingeschränkt, weil diese aus fest verdrahteten Bauteilgruppen heraus erzeugt werden, deren Eigenschaften von vornherein festgelegt sind.When using function generators, the variability of the time profiles for current and voltage is limited because they are generated from hard-wired component groups, the properties of which are defined from the outset.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Netzteil-Anordnung mit einer Mehrzahl von Netzteilen zu schaffen, mit welchem es auf möglichst einfache und kostengünstige Art und Weise möglich ist, eine Mehrzahl von Netzteilen unabhängig von Typ, Hersteller und Anschlüssen gemeinsam unter bestmöglichem Schutz für die versorgten Bauteile oder Bauteilgruppen und unter größtmöglicher Variabilität zu steuern und zu regeln.The invention has for its object to provide a method for controlling and regulating a power supply arrangement with a plurality of power supplies, with which it is possible in a simple and inexpensive way, a plurality of power supplies regardless of type, manufacturer and connections To control and regulate together with the best possible protection for the supplied components or component groups and with the greatest possible variability.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und vorrichtungsmäßig durch eine Netzteil-Anordnung gemäß Anspruch 14 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Netzteil-Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.In terms of the method, the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 and in terms of the device by a power pack arrangement according to claim 14. Advantageous embodiments of the method according to the invention and the power pack arrangement according to the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt Soll-Daten bereit, durch welche ein Start-, ein Schutz-, ein Abschalt- und mindestens ein Soll-Zustand für die Netzteile der Netzteil-Anordnung definiert werden. Der Start-Zustand gibt an, wie die Netzteile der Netzteil-Anordnung nach Empfang eines Aktivierungssignals gesetzt werden sollen. Dieser Startzustand kann für die verschiedenen Netzteile der Netzteil-Anordnung unterschiedlich ausgelegt sein, in der Regel wird er aber als eine Art Stand-by-Zustand mit Klemmenspannung 0 für alle Netzteile definiert sein.The method according to the invention provides target data by means of which a start, a protection, a switch-off and at least one target state for the power supply units of the power supply arrangement are defined. The start state specifies how the power supplies of the power supply arrangement are to be set after receipt of an activation signal. This start state can be designed differently for the different power supply units of the power supply unit arrangement, but as a rule it will be defined as a kind of stand-by state with terminal voltage 0 for all power supply units.

Der Soll-Zustand der Netzteile gibt an, welche Klemmenspannung und welchen maximalen Strom jedes Netzteil unter Normalbetrieb liefern soll. Der Abschaltzustand definiert eine Art Alarm, wobei mindestens für jedes Netzteil angegeben ist, welche Grenzwerte für Strom oder Spannung überschritten werden müssen, damit das besagte Netzteil und/oder die gesamte Netzteil-Anordnung in einen Schutzzustand gesetzt werden. Der Schutzzustand definiert Werte für mindestens die Klemmenspannung und den maximalen Strom für jedes Netzteil, bei welchem ein Schaden für die versorgten Bauteile oder Bauteilgruppen unwahrscheinlich oder ausgeschlossen ist.The target state of the power supplies indicates which terminal voltage and which maximum current each power supply should deliver under normal operation. The switch-off state defines a type of alarm, whereby at least for each power supply unit it is specified which limit values for current or voltage are exceeded must be so that the said power supply and / or the entire power supply arrangement are placed in a protective state. The protection state defines values for at least the terminal voltage and the maximum current for each power supply, at which damage to the supplied components or component groups is unlikely or excluded.

Um die Netzteile der Netzteil-Anordnung durch Regelung und Steuerung in die einzelnen Zustände setzen zu können, müssen in dem Verfahren Entscheidungen getroffen werden. Grundlage für diese Entscheidungen bilden Meßdaten, welche empfangen werden und welche den aktuellen Ist-Zustand zumindest der Netzteile der Netzteil-Anordnung widerspiegeln. Es ist zusätzlich von Vorteil, die aktuellen Ist-Zustände bestimmter Bauteile oder Bauteilgruppen genau zu kennen, um diese besser schützen zu können. Dazu können als weitere Meßdaten auch solche von vorgegebenen Knoten und/oder Maschen in den von den Netzteilen der Netzteil-Anordnung versorgten Netzwerken über externe Meßwertmeldeleitungen empfangen werden.In order to be able to set the power supplies of the power supply arrangement to the individual states by means of regulation and control, decisions have to be made in the process. The basis for these decisions are measurement data which are received and which reflect the current actual state of at least the power supply units of the power supply arrangement. It is also an advantage to know the current actual status of certain components or component groups in order to better protect them. For this purpose, additional measurement data can also be received from predetermined nodes and / or meshes in the networks supplied by the power supply units of the power supply arrangement via external measurement value signaling lines.

Als Meßdaten, welche die Zustände der Netzteile und/oder der Bauteile oder Bauteilgruppen charakterisieren, eignen sich besonders die Momentanwerte der Spannung, des Stroms, der elektrischen und/oder auch der thermischen Leistung. Es ist jedoch auch denkbar, daß in bestimmten, experimentellen Anordnungen auch andere physikalische Größen, welche den Zustand eines Teilaspekts einer Netzwerk-Anordnung beschreiben können, sinnvoll auswertbar sind. Aufgrund dieser empfangenen Meßdaten über die aktuellen Ist-Zustände der Netzteile der Netzteil-Anordnung und/oder aufgrund der weiteren empfangenen Meßdaten wird entschieden, ob der Abschaltzustand vorliegt. Bei dieser Entscheidung kann es ausreichend sein, daß z.B. eine einzige Bedingung, z.B. das Überschreiten des Grenzwertes für die Aufnahme thermischer Leistung eines bestimmten Netzteils, erfüllt ist, um ein Netzteil oder die gesamte Netzteil-Anordnung in den Schutzzustand zu setzen. Es ist jedoch auch denkbar, daß Kombinationen von Bedingungen zur Auswertung kommen, insbesondere dann, wenn z.B. ein Grenzwertkriterium zum Schutz des versorgten Netzwerks oder der versorgten Bauteile oder Bauteilgruppen allein nicht sinnvoll ist, weil sich verschiedene Effekte überlagern können.The instantaneous values of the voltage, the current, the electrical and / or the thermal power are particularly suitable as measurement data which characterize the states of the power supply units and / or the components or component groups. However, it is also conceivable that other physical quantities which can describe the state of a partial aspect of a network arrangement can also be meaningfully evaluated in certain experimental arrangements. On the basis of these received measurement data on the current actual states of the power supply units of the power pack arrangement and / or on the basis of the further received measurement data, a decision is made as to whether the switch-off state is present. With this decision, it may be sufficient that, for example, a single condition, for example exceeding the limit value for the consumption of thermal power of a specific power supply unit, is fulfilled in order to put a power supply unit or the entire power supply unit arrangement in the protected state. However, it is also conceivable for combinations of conditions to be evaluated, in particular if, for example, a limit value criterion for protecting the supplied network or the supplied components or component groups alone does not make sense because various effects can overlap.

Um einen definierten Anfangszustand für das Verfahren bereitstellen zu können, ist es sinnvoll, daß die Soll-Daten für den Start-, Schutz-, Abschalt- und/oder für die Soll-Zustände durch ein Speichermedium bereitgestellt werden, wobei das Verfahren auf diese Daten durch Einlesen aus dem Speichermedium zugreift.In order to be able to provide a defined initial state for the method, it makes sense for the target data for the start, protection, switch-off and / or for the target states to be provided by a storage medium, the method referring to this data accesses by reading from the storage medium.

Ein solches Speichermedium kann beliebig gestaltet sein, insbesondere innerhalb eines Computersystems als Magnetspeicher, wie z.B. Disketten, Festplatten oder Bänder und dergleichen, optische oder magnetooptische Speichermedien, als RAM oder in Form von Festspeichern, wie z.B. ROM, PROM, EPROM oder EEPROM.Such a storage medium can be designed in any way, in particular within a computer system as a magnetic storage, such as Floppy disks, hard disks or tapes and the like, optical or magneto-optical storage media, as RAM or in the form of read-only memories, e.g. ROM, PROM, EPROM or EEPROM.

Darüberhinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn die Daten durch den Benutzer oder Bediener in interaktiver und direkter Eingabe über eine Bedieneroberfläche bereitgestellt werden, denn dies ermöglicht ein Eingreifen des Bedieners oder Benutzers in das aktuelle Geschehen.In addition, it is particularly advantageous if the data are provided by the user or operator in interactive and direct input via a user interface, because this enables the operator or user to intervene in the current events.

Weiterhin ist denkbar, die Bestimmung der Soll-Daten dadurch zu automatisieren, daß ein Bestimmungsverfahren, insbesondere ein Computerprogramm verwendet wird. Dieses Bestimmungsverfahren kann ebenfalls in den oben erwähnten Speichermedien abgelegt und durch diese bereitgestellt sein. Dabei kann das Bestimmungsverfahren vorteilhafterweise als flexibles Verfahren ausgelegt sein, wobei sich die Flexibilität durch Einflußnahme durch den Bediener oder durch die empfangenen Meßdaten ergibt.It is also conceivable to automate the determination of the target data by using a determination method, in particular a computer program. This determination method can also be stored in and provided by the storage media mentioned above. The determination method can advantageously be designed as a flexible method, the flexibility resulting from the influence of the operator or from the measurement data received.

Zur Kundenunterstützung und Durchführung von Ferndiagnosen ist es zweckmäßig, Möglichkeiten zur Durchführung eines Ferndiagnoseverfahrens zum Beispiel über ein Netzwerk, über Modem oder über ISDN, insbesondere für Netzteil-Anordnungen, welche computergestützt betrieben werden, vorzusehen. Damit ist es möglich, zum Beispiel eine defekte Stromversorgung oder Komponenten dieser defekten Stromversorgung zu ermitteln. Ferner können mit derartigen Ferndiagnoseanschlüssen auch Steuerungsparameter oder -befehle oder Meßdaten über große Entfernungen ausgetauscht werden. Zusätzlich ergibt sich damit die Möglichkeit der Fernbedienung einer entsprechenden Netzteil-Anordnung.To support the customer and carry out remote diagnostics, it is expedient to provide options for carrying out a remote diagnostic method, for example via a network, via modem or via ISDN, in particular for power supply arrangements which are operated in a computer-assisted manner. This makes it possible, for example, to determine a defective power supply or components of this defective power supply. In addition, control parameters or commands or measurement data can be exchanged over long distances with such remote diagnosis connections. In addition, there is the possibility of remote control of a corresponding power supply arrangement.

Ein sinnvolles Arbeiten mit einer derartigen Netzteil-Anordnung ist nur möglich, wenn die Soll-Daten in Form von Werten für mindestens die Spannung, den Strom und/oder die elektrische Leistung für jedes Netzteil der Netzteil-Anordnung gegeben sind.A sensible work with such a power supply arrangement is only possible if the target data are given in the form of values for at least the voltage, the current and / or the electrical power for each power supply of the power supply arrangement.

Häufig ist es wünschenswert, zeitliche Verläufe für die Parameter, die die Soll-Zustände der Netzteile definieren, angeben zu können, um zeitlich veränderliche Abläufe, wie sie beim Testen von Prototypen und Entwurfsschaltungen benötigt werden, zu realisieren. Deshalb ist es vorgesehen, daß die Soll-Daten für die Soll-Zustände aller Netzteile der Netzteil-Anordnung auch in Form zeitlicher Verläufe oder in Form einer Zeitreihe für die Spannungen, Ströme und/oder die elektrischen Leistungen aller Netzteile der Netzteil-Anordnung bereitgestellt werden können. Dies geschieht vorteilhafterweise wiederum durch Auslesen aus einem Speichermedium, wo diese Zeitreihen z.B. in Form einer Tabelle abgelegt sein können, oder auf der Grundlage eines Bestimmungsverfahrens, insbesondere durch ein Computerprogramm, oder auch durch direkte Eingabe durch einen Bediener in interaktiver Art und Weise über eine Bedieneroberfläche. Ein Bestimmungsverfahren zur Erzeugung derartiger Zeitreihen wird vorzugsweise aus einem Speichermedium eingelesen. Es kann aber auch interaktiv durch einen Bediener mittels der Bedieneroberfläche in einem extra vorgesehenen Programmiermodus eingegeben und einprogrammiert werden. Ferner ist auch die Fernübertragung mittels Modem, ISDN oder Netzwerk erwünscht und vorgesehen.It is often desirable to be able to specify time profiles for the parameters that define the target states of the power supply units, in order to implement time-varying processes as are required when testing prototypes and design circuits. Therefore it is intended that the target data for the target states of all power supplies of the power supply arrangement can also be provided in the form of time profiles or in the form of a time series for the voltages, currents and / or the electrical powers of all power supplies of the power supply arrangement. This is advantageously done in turn by reading from a storage medium where these time series can be stored, for example in the form of a table, or on the basis of a determination method, in particular by a computer program, or also by direct input by an operator in an interactive manner via a user interface . A determination method for generating such time series is preferably read from a storage medium. However, it can also be entered and programmed interactively by an operator using the user interface in a specially provided programming mode. Furthermore, remote transmission by means of a modem, ISDN or network is desired and provided.

In den typischen Anwendungen in Forschung und Entwicklung in der Elektronikindustrie sind bestimmte zeitliche Verläufe für die Parameter der Strom- und Spannungsversorgungseinrichtungen erforderlich, um z.B. Netzteilstörungen oder auch Überlagerungen verschiedener Effekte unterschiedlicher Netzteile oder auch Ein- oder Abschaltvorgänge sowie Systemausfälle simulieren zu können. Aus diesem Grund ist es besonders sinnvoll, die zeitlichen Verläufe oder Zeitreihen in Form von Rampen für die Spannung, den Strom und/oder die elektrische Leistung für die Netzteile der Netzteil-Anordnung vorzusehen. Dabei wird eine solche Rampe zwischen zwei verschiedenen Werten von Spannung, Strom und/oder elektrischer Leistung mit bestimmter Verzögerungs- und bestimmter Anstiegs- bzw. Abfallzeit realisiert. Darüber hinaus ist der zeitliche Verlauf eines Spikes oder eines Pulses wünschenswert, wobei eine bestimmte Höhe über bzw. unter einem festen Wert für Spannung, Strom und/oder elektrischer Leistung vorgesehen ist und eine bestimmte Anstiegs- und Abfallzeit sowie eine Pulsdauer bereitgestellt werden.In typical applications in research and development in the electronics industry, certain time profiles are required for the parameters of the power and voltage supply devices in order to be able to simulate, for example, power supply malfunctions or overlapping different effects of different power supplies or also switching on or off processes and system failures. For this reason, it is particularly useful to provide the time profiles or time series in the form of ramps for the voltage, the current and / or the electrical power for the power supplies of the power supply arrangement. Such a ramp is realized between two different values of voltage, current and / or electrical power with a certain delay and a certain rise or fall time. About that In addition, the temporal course of a spike or a pulse is desirable, a certain height being provided above or below a fixed value for voltage, current and / or electrical power, and a certain rise and fall time and a pulse duration being provided.

Aufgrund dieser freien Parameterwahl können letztlich auch durch Aneinanderreihung verschiedener zeitlicher Verläufe beliebige Kurvenformen für den zeitlichen Verlauf von Spannung, Strom und/oder elektrischer Leistung simuliert werden. Dabei kann auch jedes Netzteil der Netzteil-Anordnung getrennt angesteuert werden, so daß auf diese Art und Weise auch Überlagerungseffekte verschiedener Quellen, insbesondere Netzbrummen simuliert und untersucht werden können.On the basis of this free choice of parameters, arbitrary curve shapes for the time profile of voltage, current and / or electrical power can ultimately also be simulated by stringing together different time profiles. Each power supply unit of the power supply unit arrangement can also be controlled separately, so that overlapping effects from different sources, in particular network hum, can also be simulated and investigated in this way.

Besonders flexibel gestaltet sich die Definition des zeitlichen Verlaufs, wenn dieser durch ein Bestimmungsverfahren, insbesondere durch ein Computerprogramm, welches aus einem Speichermedium einlesbar ist oder welches durch den Bediener über eine Bedieneroberfläche eingebbar, veränderbar und speicher- und abrufbar ist, realisiert wird. Ein solches Bestimmungsverfahren ist in seinem Verlauf vorteilhafterweise von den empfangenen Meßdaten beeinflußbar.The definition of the temporal course is particularly flexible if it is realized by a determination method, in particular by a computer program, which can be read in from a storage medium or which can be entered, changed and stored and called up by the operator via a user interface. Such a determination method can advantageously be influenced in its course by the measurement data received.

So können mehrere Netzteile automatisch und passend zu einer bestimmten Meß- oder Versorgungsaufgabe eingestellt werden. Ein typisches Anwendungsbeispiel ist dabei die Simulation einer Mehrfachversorgung, wie sie zum Beispiel beim Einsatz von PC-Boards benötigt wird. Diese Boards benötigen Versorgungen von zum Beispiel +5V/15A, +15V/2A und -15V/0,5A. Unter bestimmten Betriebsumständen können einzelne dieser Versorgungen ausfallen oder niedrigere Spannungen abgeben. Eine Simulation dieser Betriebszustände ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders einfach. Hier müssen lediglich die unterschiedlichen Spannungen, Ströme und/oder deren Zeitverläufe in Form einer Zeitreihe vorprogrammiert oder vorgegeben werden.In this way, several power supplies can be automatically set to suit a specific measurement or supply task. A typical application example is the simulation of a multiple supply, such as is required when using PC boards. These boards require supplies of, for example, + 5V / 15A, + 15V / 2A and -15V / 0.5A. Under certain operating conditions, some of these supplies can fail or lower voltages submit. A simulation of these operating states is particularly simple with the method according to the invention. Only the different voltages, currents and / or their time courses need to be preprogrammed or specified in the form of a time series.

Besonders interessant ist dabei die Simulation des Einschaltvorganges. Auch bei einem Mehrfachnetzteil besitzen nicht alle Versorgungsspannungen die gleiche Anstiegszeit. Dies hängt von den Lastbedingungen sowie vom Design des Netzteils ab. Bestimmte Schaltungen reagieren aber empfindlich auf zu große Spannungsdifferenzen oder -abweichungen. So kann es sein, daß eine Schaltung erst dann korrekt arbeitet, wenn die Versorgungsspannung von 15V richtig anliegt und danach die 5V-Versorgung eingeschaltet wird. Ebenso ist der umgekehrte Fall denkbar. Für die Praxis ist beim Einsatz von Mehrfachversorgungen insbesondere wichtig, diese Zusammenhänge zu kennen und zum Beispiel beim Ersteinsatz von Schaltungen zu testen. Mit Hilfe konventioneller Netzteile ist dies kaum möglich, weil dort insbesondere die Einschaltbedingungen nicht definierbar sind. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen hier lediglich die Einschaltflanken oder -rampen für die jeweiligen Netzteile der Netzteil-Anordnung vorgegeben werden, um diese Zustände simulieren zu können.The simulation of the switch-on process is particularly interesting. Even with a multiple power supply, not all supply voltages have the same rise time. This depends on the load conditions and the design of the power supply. However, certain circuits are sensitive to excessive voltage differences or deviations. So it may be that a circuit only works correctly when the supply voltage of 15V is correctly applied and then the 5V supply is switched on. The reverse case is also conceivable. In practice, when using multiple supplies, it is particularly important to know these relationships and to test them, for example, when using circuits for the first time. This is hardly possible with the help of conventional power supplies, because the switch-on conditions in particular cannot be defined there. By means of the method according to the invention, only the switch-on edges or ramps for the respective power supply units of the power supply unit arrangement have to be specified in order to be able to simulate these states.

Ein weiteres Problem, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere in der Rechnertechnik, gut simulierbar ist, ist die Herstellung eines genau definierten Reset-Zustandes. Hier wird in komplexen Digitalschaltungen, insbesondere auch in Computern, dafür gesorgt, daß alle Komponenten einen definierten Startzustand einnehmen, von dem aus sie ihre Funktion, insbesondere ihren Programmablauf beginnen. Damit ist bei jedem Einschalten für denselben Startzustand und für dieselben Anfangsbedingungen gesorgt, was für einen definierten Funktions- oder Programmablauf Voraussetzung ist. Die üblicherweise eingesetzten Reset-Schaltungen benötigen eine definierte Flankensteilheit für die Versorgungsspannung beim Einschalten des Netzteils. Ist die Flankensteilheit des Netzteils zu groß oder zu klein, so kann unter Umständen kein Reset erfolgen. Dies würde zu einem undefinierten Zustand innerhalb der Schaltungen führen, was äußerst gefährliche Auswirkungen haben kann. Daher ist es bei solchen Schaltungen besonders wichtig, in der Entwicklungsphase für die Schaltung das Einschaltverhalten in bezug auf die Spannungs- und/oder Stromversorgung zu simulieren und für den Stromversorgungshersteller zu spezifizieren.Another problem that can be easily simulated with the method according to the invention, in particular in computer technology, is the establishment of a precisely defined reset state. In complex digital circuits, especially in computers, it is ensured that all components assume a defined starting state, from which they perform their function, in particular their program execution begin. This means that the same start status and the same initial conditions are ensured each time the device is switched on, which is a prerequisite for a defined function or program sequence. The reset circuits usually used require a defined slope for the supply voltage when the power supply is switched on. If the slope of the power supply is too large or too small, a reset may not be possible. This would result in an undefined state within the circuits, which can have extremely dangerous effects. It is therefore particularly important with such circuits to simulate the switch-on behavior with regard to the voltage and / or power supply in the development phase for the circuit and to specify it for the power supply manufacturer.

Auch dies ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne großen Aufwand möglich, weil hier auch bei Einzelversorgungen definierte Ein- und Ausschaltflanken, insbesondere über die vorwählbaren Rampenfunktionen, vorgegeben werden können. Insbesondere bei Analogschaltungen kann ein undefiniertes Verhalten beim Einschalten der Stromversorgung zu Schwingungen, Überschwingern oder Latch-up führen. All diese Effekte lassen sich besonders einfach mit dem erfindungsgemäßen Verfahren simulieren und untersuchen. Bei Digitalschaltungen ist auch die Kenntnis der Reaktion auf kurzzeitige Spannungsausfälle wichtig. So können einzelne Flip-Flops ihren Zustand ändern oder es können Signale auf weiterführende Schaltungen kurzzeitig falsch übertragen werden. Dies kann zu einer Fehlfunktion der gesamten Schaltung führen. Die Simulation solcher Spannungseinbrüche oder Totalausfälle ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos möglich.This is also possible with little effort with the method according to the invention, because here defined switch-on and switch-off edges can also be specified for individual supplies, in particular via the preselectable ramp functions. In the case of analog circuits in particular, undefined behavior when the power supply is switched on can lead to vibrations, overshoots or latch-ups. All of these effects can be simulated and investigated particularly easily with the method according to the invention. With digital circuits, it is also important to know the reaction to short-term power failures. In this way, individual flip-flops can change their state or signals can be briefly incorrectly transmitted to further circuits. This can cause the entire circuit to malfunction. The method according to the invention can be used to simulate such voltage dips or total failures without any problems.

Auf dem Stromversorgungsnetz einer Schaltung können abhängig von Lastfällen, von mangelnder Regelgüte der Stromversorgung oder auch durch externe Einspeisung starke Spannungsschwankungen oder Spikes auftreten. Insbesondere im Hinblick auf die neuen europäischen Normen ist es wichtig, das Störverhalten solcher Schaltungen zu kennen. Eine Simulation dieser Störungen ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr einfach durchführbar.Strong voltage fluctuations or spikes can occur on the power supply network of a circuit depending on load cases, the poor quality of control of the power supply or also due to external supply. Especially with regard to the new European standards, it is important to know the interference behavior of such circuits. A simulation of these faults can be carried out very easily with the method according to the invention.

Beim praktischen Laborbetrieb werden alle zum ersten Mal aufgebauten Schaltungen, insbesondere Leistungselektronikschaltungen, durch ein langsames Hochfahren der Versorgungsspannungen in Betrieb genommen. Dabei wird die Schaltung sorgfältig beobachtet und bei einer Fehlfunktion der Schaltung durch den Bediener schnell außer Betrieb gesetzt, bevor größere Schäden auftreten.In practical laboratory operation, all circuits set up for the first time, in particular power electronics circuits, are put into operation by slowly ramping up the supply voltages. The circuit is carefully observed and, if the circuit malfunctions, quickly shut down by the operator before major damage occurs.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine langsam ansteigende Rampe programmiert werden. Sollte die getestete Schaltung fehlerhaft sein und insbesondere eine zu hohe Stromaufnahme aufweisen, so kann das erfindungsgemäße Verfahren die entsprechenden Spannungs- oder Stromversorgungen blitzschnell abschalten.A slowly increasing ramp can be programmed by the method according to the invention. If the circuit tested is faulty and in particular has too high a current consumption, the method according to the invention can switch off the corresponding voltage or current supplies at lightning speed.

Weiter sind einfache Strombegrenzungen realisierbar, welche im Ansprechfall auf eine Konstantstromregelung übergehen. Zusätzlich können aber auch Fold-back-Kennlinien oder durch das Verfahren gesteuerte Schnellabschaltungen realisiert werden.Simple current limits can also be implemented, which in the case of a response switch to constant current control. In addition, fold-back characteristics or quick shutdowns controlled by the process can also be implemented.

Auch das thermisch verzögerte Überlastverhalten ist simulierbar, so daß die an eine Last abgegebene thermische Wirkleistung begrenzt wird. Damit kann kurzzeitig eine hohe Leistung abgegeben werden, falls die Last diese benötigt. Wird aber aufgrund einer Fehlersituation längere Zeit eine höhere Last abgegeben, so wird die Leistung begrenzt oder die Strom- oder Spannungsversorgung abgeschaltet, was eine thermische Zerstörung der Last verhindert.The thermally delayed overload behavior can also be simulated, so that the thermal active power delivered to a load is limited. This can result in a high Power output if the load needs it. However, if a higher load is delivered for a longer period due to a fault situation, the power is limited or the current or voltage supply is switched off, which prevents thermal destruction of the load.

Realisierbar sind durch das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein einstellbarer Innenwiderstand, eine einstellbare Leistungskennlinie oder auch Kombinationen dieser Eigenschaften. Dadurch ist es zum Beispiels möglich, beliebige Stromversorgungen, insbesondere auch schlechte Stromversorgungen, nachzubilden. Schlechte Stromversorgungen zeichnen sich zum Beispiel durch einen höheren Innenwiderstand, überlagertes Netzbrummen und ähnliche Effekte aus. Durch gleichzeitige Messung des Einschaltstromes der Last sowie durch gleichzeitige Überwachung der Lastspannung ist also auch das Charakterisieren der von den Netzteilen der Netzteil-Anordnung versorgten Netzwerke möglich.An adjustable internal resistance, an adjustable power characteristic or combinations of these properties can also be realized by the method according to the invention. This makes it possible, for example, to emulate any power supply, in particular also poor power supplies. Poor power supplies are characterized, for example, by a higher internal resistance, superimposed mains hum and similar effects. By simultaneously measuring the inrush current of the load and by simultaneously monitoring the load voltage, it is also possible to characterize the networks supplied by the power supplies of the power supply arrangement.

Für diese Untersuchungen eignen sich insbesondere die empfangenen Meßdaten. Dazu ist es vorgesehen und besonders sinnvoll, die Meßdaten in ein Speichermedium auszulesen, um sie später genauer analysieren zu können. Häufig ist es aber auch notwendig, die Daten direkt in Echtzeit in grafischer oder in anderer, codierter Form dargestellt analysieren zu können, um den Zustand des zu untersuchenden Objekts direkt vor Augen zu haben.The received measurement data are particularly suitable for these investigations. For this purpose, it is provided and particularly useful to read the measurement data into a storage medium in order to be able to analyze them later in more detail. Often, however, it is also necessary to be able to analyze the data directly in real time in graphical or other coded form in order to have the status of the object to be examined directly in mind.

Besonders geeignet ist es dabei, die Meßdaten in Form zeitlicher Verläufe für Spannung, Strom und/oder elektrischer oder thermischer in Form einer Oszilloskop-Funktion grafisch darzustellen. Notwendig und besonders sinnvoll sind, insbesondere bei sehr schnellen zeitlichen Verläufen, entsprechend vorgesehene Trigger-Funktionen. Es kann aber auch ausreichend sein, die grafische Darstellung in Form eines Zeigerinstruments zu wählen oder auch in Form digital anzuzeigender Meßwerte.It is particularly suitable to graphically display the measurement data in the form of time profiles for voltage, current and / or electrical or thermal in the form of an oscilloscope function. Are necessary and particularly useful, especially in the case of very fast temporal courses, appropriately provided trigger functions. However, it may also be sufficient to select the graphic representation in the form of a pointer instrument or also in the form of measured values to be displayed digitally.

Zur Dauerbeobachtung von Meßobjekten lassen sich Langzeitaufzeichnungen der entsprechenden Ausgangsgrößen, Strom, Spannung und/oder elektrische oder thermische Leistung, ähnlich wie bei einem Datenlogger, durchführen. Die erwähnten dynamischen Messungen nach Art eines Oszilloskops sind mit einer Bandbreite von bis zu mehr als 100 Hz möglich. Die Ergebnisse lassen sich auf einem Oszilloskop-Bildschirm, ähnlich wie bei einem Digitalspeicher-Oszilloskop, darstellen und weiter auswerten. So sind auch sämtliche Oszilloskopfunktionen, wie zum Beispiel Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division oder auch x-y-Darstellung der Meßkurven, vorgesehen.For long-term observation of measurement objects, long-term recordings of the corresponding output variables, current, voltage and / or electrical or thermal power can be carried out, similar to a data logger. The aforementioned dynamic measurements like an oscilloscope are possible with a bandwidth of up to more than 100 Hz. The results can be displayed and further evaluated on an oscilloscope screen, similar to a digital storage oscilloscope. All oscilloscope functions, such as addition, subtraction, multiplication, division or x-y representation of the measurement curves, are also provided.

Alle diese Kurven und Meßdaten können entweder als Zahlenwert oder als grafisches Ergebnis, insbesondere bei der computergestützten Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in andere Computerapplikationen, insbesondere in Windows-Applikationen wie zum Excel, Words oder beliebige Datenbanken übernommen werden. Auf der anderen Seite sollen die Netzteile der Netzteil-Anordnung durch Kurvenformen, wie sie gerade in diesen Windows-Applikationen erzeugt wurden, gesteuert werden können, damit beliebige Kurvenformen, wie zum Beispiel Dreieck oder gestörte Kurvenformen, an die versorgte Last abgegeben werden können.All of these curves and measurement data can either be adopted as a numerical value or as a graphical result, in particular when using the method of the invention according to the computer, in other computer applications, in particular in Windows applications such as Excel, Words or any database. On the other hand, the power supplies of the power supply arrangement should be controlled by waveforms, as they were just created in these Windows applications, so that any waveforms, such as triangles or disturbed waveforms, can be delivered to the supplied load.

Die Auswertung der Lastparameter ist dann durch einfache Analyse der Last möglich. So kann zum Beispiel festgestellt werden, ob die Last schwingt. Ebenso stehen alle Triggerfunktionen, wie sie ein normales Oszilloskop bietet, zur Verfügung. Durch zusätzlich vorgesehene Ausgänge können weitere Geräte angesteuert werden und ebenso können durch externe Eingänge Triggersignale weiterer Geräte aufgezeichnet oder zur Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Zusätzlich ist die Analyse beliebiger Signale oder Meßdaten im Zeitbereich durch eine Fourier-Transformation (FFT) durchführbar.The load parameters can then be evaluated by simply analyzing the load. For example, it can be determined whether the load is swinging. All trigger functions are also available, as a normal oscilloscope offers. Additional devices can be controlled by additionally provided outputs, and trigger signals of further devices can also be recorded by external inputs or used to control the method according to the invention. In addition, the analysis of any signals or measurement data in the time domain can be carried out using a Fourier transform (FFT).

Zur Sicherung der Gewährleistung des Herstellers können auch Fehlbedienungen des Bedieners automatisch in einem gesamten Ablaufprotokoll mitaufgezeichnet werden. Weiterhin können Ausfallsituationen der Stromversorgung mitaufgezeichnet werden, wodurch die Ursache wie der Ablauf eines Ausfalls einer oder mehrerer Komponenten im Nachhinein nachvollzogen werden kann. Dies ist insbesondere für die Erhöhung der Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der gesteuerten Netzteil-Anordnung ein wichtiger Aspekt.To ensure the manufacturer's guarantee, incorrect operation of the operator can also be automatically recorded in an entire process log. Failure situations of the power supply can also be recorded, whereby the cause, such as the course of a failure of one or more components, can be traced afterwards. This is an important aspect in particular for increasing the reliability of the method according to the invention or the controlled power supply arrangement.

Zur Durchführung dieses Verfahrens umfaßt eine erfindungsgemäße Netzteil-Anordnung mit mehreren steuer- und/oder regelbaren Netzteilen eine Steuer-Regel-Einheit, welche vorteilhafterweise insbesondere durch einen Mikroprozessor gesteuert ist und eine durch einen Mikroprozessor gesteuerte und/oder computerunterstützte Bedieneroberfläche umfaßt.To carry out this method, a power supply arrangement according to the invention with a plurality of controllable and / or regulatable power supplies comprises a control-regulating unit, which is advantageously controlled in particular by a microprocessor and comprises a user interface controlled and / or computer-aided by a microprocessor.

Diese Bedieneroberfläche kann als Bediener-Panel, als Handsteuerbox oder als Bedienermonitor ausgelegt sein und Bedienerknöpfe sowie eine Anzeige, z.B. in LCD-Form umfassen. Andererseits ist auch eine umfassende Computeranlage denkbar, auf welcher eine grafische Benutzeroberfläche (GUI, Grafical User Interface), insbesondere im SAA-Standard, menügesteuert abläuft. Über eine solche grafische Benutzeroberfläche sind dann im Handshaking- und/oder Multitasking-Betrieb über Menüs alle Verfahrensschritte abruf- und ausführbar.This user interface can be designed as an operator panel, as a hand control box or as an operator monitor and can include operator buttons and a display, for example in the form of an LCD. On the other hand, a comprehensive computer system is also conceivable, on which a graphical user interface (GUI, Grafical User Interface), in particular in the SAA standard, runs menu-driven. Via such a graphical user interface, all process steps can then be called up and executed in handshaking and / or multitasking mode via menus.

Die Netzteile sind dabei besonders flexibel über eine Bus-Hardware mittels Interface-Hardware-Treibern und typenbezogenen Gerätetreibern mit der Bedieneroberfläche, insbesondere im Datenaustausch verbunden. Über diesen Datenaustausch werden die gewünschten Aktionen und Steuerbefehle und/oder Meßdaten und Meldungen zwischen den Netzteilen der Netzteil-Anordnung und der Bedieneroberfläche der Steuer-Regel-Einrichtung ausgetauscht.The power supplies are particularly flexibly connected to the user interface, in particular in data exchange, via bus hardware, interface hardware drivers and type-related device drivers. The desired actions and control commands and / or measurement data and messages are exchanged between the power supply units of the power supply arrangement and the user interface of the control / regulating device via this data exchange.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Netzteil-Anordnung besteht darin, daß die Verwendung unterschiedlicher Typen von Netzteilen vorgesehen ist, wobei insbesondere Unabhängigkeit vom Hersteller und von den Arbeitscharakteristika gegeben ist. Es sind somit aufgrund der vorgesehenen galvanischen Trennung zwischen Steuer-Regel-Einrichtung und den Netzteilen der Netzteil-Anordnung durchaus Niederspannungs- und/oder Hochspannungs- sowie Niederfrequenz- und/oder Hochfrequenzanwendungen gleichzeitig steuer- und regelbar.A particular advantage of the power pack arrangement according to the invention is that the use of different types of power packs is provided, with particular independence from the manufacturer and from the working characteristics. Low-voltage and / or high-voltage as well as low-frequency and / or high-frequency applications can thus be controlled and regulated at the same time because of the galvanic separation provided between the control-regulating device and the power supply units of the power supply arrangement.

Insbesondere beim Austesten von Prototypen oder sehr empfindlichen elektronischen Schaltungen ist die parameterabhängige Steuerung unverzichtbar. Deshalb ist es besonders zweckmäßig, daß die Netzteile mittels der Bedieneroberfläche ein- oder zweidimensional mittels Steuerparametern gesteuert und geregelt werden können. Über die Bedieneroberfläche sind die ein- oder zweidimensionalen Steuerungsparameter eingebbar, speicherbar und/oder abrufbar.In particular when testing prototypes or very sensitive electronic circuits, the parameter-dependent control is indispensable. It is therefore particularly expedient that the power supplies can be controlled and regulated in one or two dimensions by means of control parameters by means of the user interface. The one- or two-dimensional control parameters can be entered, stored and / or called up via the user interface.

So kann z.B. eine für Tests sinnvolle spannungsabhängige Strombegrenzung bei Schaltnetzteilen realisiert werden. Es ist ferner vorgesehen, daß über die Bedieneroberfläche Anstiegs-, Abfallflanken, Spikes, Pulse und definierte Resetzustände eingebbar, speicherbar und abrufbar sind. Dadurch wird dem Bediener ermöglicht, auf möglichst einfache und zeitsparende Art und Weise Testsituationen für Versuchsschaltungen und Prototypen zu schaffen.For example, a sensible voltage-dependent current limitation for switching power supplies can be implemented. It is also provided that rising, falling, spikes, pulses and defined reset states can be entered, stored and called up via the user interface. This enables the operator to create test situations for test circuits and prototypes in a simple and time-saving manner.

Um eine möglichst große Unabhängigkeit von den von den Herstellern gefertigten Netzteilen zu gewährleisten, ist es notwendig und vorteilhaft, das Interface-Hardware-Treiber und Bus-Hardware nach allen gängigen Standards realisiert sind. Insbesondere sind Interface-Hardware-Treiber und Bus-Hardware nach dem IEEE-Standard, dem CAN-Standard und/oder nach dem Standard für den Analogbetrieb ausgebildet. Die leichte Austauschbarkeit läßt auch eine Anpassung an den RS232- oder an den MC-Standard zu.In order to ensure the greatest possible independence from the power supplies manufactured by the manufacturers, it is necessary and advantageous that the interface hardware drivers and bus hardware are implemented in accordance with all current standards. In particular, interface hardware drivers and bus hardware are designed according to the IEEE standard, the CAN standard and / or the standard for analog operation. The easy interchangeability also allows adaptation to the RS232 or MC standard.

Für die sinnvolle Regelung und Steuerung der Netzteile und der Netzteil-Anordnung werden Informationen über den Zustand der Netzteile sowie der von den Netzteilen versorgten Netzwerke oder Bauteile oder Bauteilgruppen benötigt. Es ist deshalb besonders zweckmäßig, daß über die Bus-Hardware und/oder über zusätzlich ausgebildete Meßwertmeldeleitungen eine Meßdatenzuführung an die Steuer-Regel-Einrichtung realisiert ist. Dies betrifft insbesondere Meßdaten über die aktuellen Ist-Werte für Spannung, Strom, elektrische und/oder thermische Leistung der Netzteile der Netzteil-Anordnung. Es ist besonders vorteilhaft, zusätzlich Ist-Werte für die physikalischen Größen bestimmter Knoten oder Maschen der von den Netzteilen versorgten Netzwerke der Steuer-Regel-Einrichtung zuzuführen.For the sensible regulation and control of the power supplies and the power supply arrangement, information about the status of the power supplies and of the networks or components or component groups supplied by the power supplies is required. It is therefore particularly expedient for the measured data to be fed to the control / regulating device via the bus hardware and / or via additionally designed measured value signaling lines. This relates in particular to measurement data about the current actual values for voltage, current, electrical and / or thermal power of the power supplies of the power supply arrangement. It is particularly advantageous to additionally supply actual values for the physical quantities of certain nodes or meshes of the networks supplied by the power supply units to the control-regulating device.

Für die sofortige oder auch spätere Analyse des Verhaltens der von den Netzteilen versorgten Netzwerke ist es wünschenswert, die von der Steuer-Regel-Einrichtung aufgenommenen Meßdaten auf ein Speichermedium speicherbar auszulesen. Des weiteren ist es zweckmäßig, daß zur grafischen und/oder auch codierten Darstellung der Steuerungsparameter der Netzteile und/oder der aufgenommenen und/oder gespeicherten Meßdaten eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist. Diese kann in Form eines LCD-Displays, eines Oszilloskopenschirms, oder auch als Grafik-Fenster einer Benutzeroberfläche im SAA-Standard ausgebildet sein.For the immediate or later analysis of the behavior of the networks supplied by the power supply units, it is desirable to read the measurement data recorded by the control / regulating device so that they can be stored on a storage medium. Furthermore, it is expedient that a display device is provided for the graphic and / or also coded representation of the control parameters of the power supply units and / or of the recorded and / or stored measurement data. This can be in the form of an LCD display, an oscilloscope screen, or also as a graphic window of a user interface in the SAA standard.

Die verfahrensmäßige Realisierung auf einem Personalcomputer erlaubt die Verwendung gängiger Softwareprodukte, insbesonder unter Windows, zur Realisierung der oben genannten Steuerungs-, Regelungs- und Meßaufgaben, wobei auch das Einbinden und Auslesen von Daten von Steuerungsparametern zu anderen Applikationen unter Windows vorgesehen ist.The procedural implementation on a personal computer allows the use of common software products, especially under Windows, for the implementation of the above-mentioned control, regulation and measurement tasks, whereby the integration and reading out of data from control parameters to other applications under Windows is also provided.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung, welche ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Netzteil-Anordnung zeigt, näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a schematic drawing, which shows a block diagram of a power supply arrangement according to the invention.

Durch einen Bediener 1 wird auf eine Bedieneroberfläche 7 der Steuer-Regel-Einrichtung 3 einer erfindungsgemäßen Netzteil-Anordnung 2 mit mehreren Netzteilen 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, 6a, 6b zugegriffen. Über diese Bedieneroberfläche 7 werden entsprechende Verfahrensschritte aktiviert, welche Anweisungen und Rückmeldungen über Gerätetreiber 8 und Interface-Hardware-Treiber 9a, 9b, 9c über entsprechende Bus-Hardware 10a und 10b bzw. über Analogleitungen 11a und 11b zu den entsprechenden Netzteilen 4, 5 und 6 übertragen.An operator 1 accesses an operator interface 7 of the control-regulating device 3 of a power supply arrangement 2 according to the invention with a plurality of power supplies 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c, 6a, 6b. Appropriate method steps are activated via this user interface 7, which instructions and feedback via device drivers 8 and interface hardware drivers 9a, 9b, 9c via corresponding bus hardware 10a and 10b or via analog lines 11a and 11b to the corresponding power supply units 4, 5 and 6 transferred.

Die Gerätetreiber 8 sind für jeden Netzteiltyp Typ 1 bis Typ n angepaßt und ausgelegt und stehen für jeden Interface-Hardware-Treiber 9a, 9b, 9c zur Verfügung. Insbesondere gibt es angepaßte Formen für Interface-Hardware-Treiber zum IEEE- und CAN-Standard sowie zum Analog-Betrieb.The device drivers 8 are adapted and designed for each type 1 to type n power supply unit and are available for each interface hardware driver 9a, 9b, 9c. In particular, there are adapted forms for interface hardware drivers for the IEEE and CAN standard as well as for analog operation.

Claims (15)

Verfahren zum Steuern und Regeln einer Netzteil-Anordnung mit einer Mehrzahl von Netzteilen,
gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen von Soll-Daten gemäß mindestens eines Start-, eines Schutz- und/oder eines Abschalt- und/oder gemäß mindestens eines Soll-Zustandes der Netzteile der Netzteil-Anordnung, b) Empfangen eines Aktivierungssignals, c) Aktivieren und Setzen der Netzteile der Netzteil-Anordnung gemäß den Soll-Daten von Start-, Schutz- und Abschaltzustand bei Vorliegen des Aktivierungssignals, d) Empfangen von Meßdaten gemäß eines aktuellen Ist-Zustandes der Netzteile der Netzteil-Anordnung und e) Steuern und Regeln der Netzteile der Netzteil-Anordnung entsprechend der Soll-Daten eines Soll-Zustandes. Method for controlling and regulating a power supply arrangement with a plurality of power supplies,
characterized by
following process steps: a) provision of target data in accordance with at least one start, a protection and / or a shutdown and / or in accordance with at least one target state of the power supplies of the power supply arrangement, b) receiving an activation signal, c) activating and setting the power supplies of the power supply arrangement in accordance with the target data of the start, protection and switch-off status when the activation signal is present, d) receiving measurement data according to a current actual state of the power supplies of the power supply arrangement and e) Control and regulation of the power supplies of the power supply arrangement in accordance with the target data of a target state. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß entschieden wird, ob gemäß den Meßdaten des aktuellen Ist-Zustands der Netzteil-Anordnung der Abschaltzustand vorliegt, und
daß bei Vorliegen des Abschaltzustandes die Netzteile der Netzteil-Anordnung in den Start- oder Schutzzustand gesetzt werden.Method according to claim 1,
characterized
that a decision is made as to whether the switch-off state is present in accordance with the measurement data of the current actual state of the power supply arrangement, and
that the power supplies of the power supply arrangement are set to the start or protection state when the switch-off state is present. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Soll-Daten gemäß des Start-, Schutz-, Abschalt- und/oder der Soll-Zustände durch Einlesen aus einem Speichermedium, durch interaktive Eingabe durch einen Bediener und/oder durch Bestimmung mittels eines Bestimmungsverfahrens bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that the target data according to the start, protection, switch-off and / or the target states are provided by reading from a storage medium, by interactive input by an operator and / or by determination using a determination method. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Soll-Daten in Form von Werten für Spannung, Strom und/oder für die elektrische Leistung für jedes Netzteil der Netzteil-Anordnung bereitsgestellt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that the target data in the form of values for voltage, current and / or for the electrical power for each power supply of the power supply arrangement are already provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Soll-Daten für die Soll-Zustände aller Netzteile der Netzteil-Anordnung in Form zeitlicher Verläufe oder in Form einer Zeitreihe für die Spannungen, Ströme und/oder die elektrischen Leistungen aller Netzteile der Netzteil-Anordnung bereitgestellt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that the target data for the target states of all power supplies of the power supply arrangement are provided in the form of time profiles or in the form of a time series for the voltages, currents and / or the electrical powers of all power supplies of the power supply arrangement. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitlichen Verläufe oder die Zeitreihen jeweils durch Einlesen aus einem Speichermedium, durch interaktive Eingabe durch einen Bediener und/oder durch Bestimmung mittels eines Bestimmungsverfahrens bereitgestellt werden.Method according to claim 5,
characterized by
that the time profiles or the time series are each provided by reading from a storage medium, by interactive input by an operator and / or by determination by means of a determination method. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmungsverfahren durch Einlesen aus einem Speichermedium und/oder durch interaktive Eingabe durch einen Bediener bereitgestellt werden.Method according to claim 6,
characterized by
that the determination methods are provided by reading from a storage medium and / or by interactive input by an operator. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitlichen Verläufe oder Zeitreihen in Form einer Rampe zwischen je zwei Werten für die Spannung, den Strom und/oder die elektrische Leistung mit bestimmter Verzögerungs- und bestimmter Anstiegs- bzw. Abfallzeit oder in Form eines Spikes oder Pulses von bestimmter Höhe über bzw. unter einem festen Wert für die Spannung, den Strom und/oder die elektrische Leistung mit bestimmter Anstiegs- und Abfallzeit und Pulsdauer bereitgestellt werden.Method according to one of claims 5 to 7,
characterized by
that the time profiles or time series in the form of a ramp between two values for the voltage, the current and / or the electrical power with a certain delay and a certain rise or fall time or in the form of a spike or pulse of a certain height above or be provided under a fixed value for the voltage, the current and / or the electrical power with a specific rise and fall time and pulse duration. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Meßdaten mindestens die aktuellen Ist-Werte für die Spannung, den Strom und/oder die elektrische und/oder thermische Leistung der Netzteile der Netzteil-Anordnung und/oder vorgegebener Knoten oder Maschen in den von den Netzteilen der Netzteil-Anordnung versorgten Netzwerken empfangen werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that at least the current actual values for the voltage, the current and / or the electrical and / or thermal power of the power supplies of the power supply arrangement are used as measurement data and / or predetermined nodes or meshes are received in the networks supplied by the power supplies of the power supply arrangement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die empfangenen Meßdaten in ein Speichermedium ausgelesen und/oder in grafischer und/oder codierter Form dargestellt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that the received measurement data are read out in a storage medium and / or displayed in graphic and / or coded form. Netzteil-Anordnung mit mehreren steuer- und/oder regelbaren Netzteilen und mit einer Steuer-Regel-Einrichtung, insbesondere zum Steuern und Regeln der Netzteil-Anordnung gemäß Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer-Regel-Einrichtung eine microprozessor- oder computergestützte Bedieneroberfläche aufweist und
daß die Netzteile über eine Bus-Hardware, Interface-Hardware-Treiber und typbezogene Gerätetreiber mit der Bedieneroberfläche im Datenaustausch verbunden sind.Power pack arrangement with a plurality of controllable and / or regulatable power packs and with a control-regulating device, in particular for controlling and regulating the power pack arrangement according to the method according to one of claims 1 to 10,
characterized by
that the control-regulating device has a microprocessor or computer-assisted user interface and
that the power supplies are connected to the user interface in data exchange via bus hardware, interface hardware drivers and type-related device drivers. Netzteil-Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß Netzteile unterschiedlicher Typen und/oder Arbeitsbereiche vorgesehen sind, und
daß über die Bedieneroberfläche ein- oder zweidimensionale Steuerungsparameter, insbesondere Anstiegs-, Abfallflanken und definierte Resetzustände, für die Netzteile eingebbar, speicherbar und abrufbar sind.Power supply arrangement according to claim 11,
characterized by
that power supplies of different types and / or work areas are provided, and
that one or two-dimensional control parameters, in particular rising, falling edges and defined reset states, can be entered, stored and called up for the power supply units via the user interface. Netzteil-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Interface-Hardware-Treiber und/oder die Bus-Hardware nach IEEE-Standard, CAN-Standard und/oder Analogbetrieb ausgebildet sind.Power supply arrangement according to one of claims 11 or 12,
characterized by
that the interface hardware drivers and / or the bus hardware are designed according to the IEEE standard, CAN standard and / or analog operation. Netzteil-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Steuer-Regel-Einrichtung über die Bus-Hardware und/oder über zusätzlich ausgebildete Meßwertmeldeleitungen mindestens aktuelle Ist-Werte für Spannung, Strom, elektrische und/oder thermische Leistung der Netzteile der Netzteil-Anordnung und/oder bestimmter Knoten oder Maschen der von den Netzteilen der Netzteil-Anordnung versorgten Netzwerke aufnehmbar und/oder speicherbar sind.Power supply arrangement according to one of claims 11 to 13,
characterized by
that at least current actual values for voltage, current, electrical and / or thermal power of the power supplies of the power supply arrangement and / or certain nodes or meshes of the control-regulating device via the bus hardware and / or via additionally designed measured value signaling lines networks supplied by the power supplies of the power supply arrangement can be recorded and / or stored. Netzteil-Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer-Regel-Einrichtung eine Anzeigeeinrichtung umfaßt und
daß auf der Anzeigeeinrichtung die Steuerungsparameter der Netzteile und/oder die aufgenommenen und/oder gespeicherten Meßwerte grafisch und/oder in codierter Form darstellbar sind.Power supply arrangement according to one of claims 11 to 14,
characterized by
that the control-regulating device comprises a display device and
that the control parameters of the power supply units and / or the recorded and / or stored measured values can be represented graphically and / or in coded form on the display device.
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