JPH01231660A

JPH01231660A - 給電回路

Info

Publication number: JPH01231660A
Application number: JP1015189A
Authority: JP
Inventors: Werner J Varadi; ヴエルナー‐ヨーゼフ・フアラデイ
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1989-09-14
Also published as: EP0326064A1; US4924369A; DE58904583D1; EP0326064B1; AU2878089A; AU617146B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、定量化された直流電流から得られる直流電圧
を少くとも１つの負荷に供給するための給電回路に関す
る。

従来技術この種の給電回路はヨーロッパ特許ＥＰ−ＡＩ−０の第
１７０９３２号により公知である。この公知の給電回路
の場合、スイッチングレギュレータに直列に電圧形の電
力変換器が設けられている。この電力変換器の入力側に
入力電流に対する電流検出器が設けられている。この電
圧形の電力変換器は電流検出器とこれに接続された制御
回路を用いて、入力電流が所定の限界値を上回わると低
減された出力電圧が流れるように、即ち低減される出力
電力が送出されるように、制御される。このようにして
、給電回路を過負荷状態から実質的に影響を受けないよ
うにすることができる。例えばこの公知の給電回路を、
過負荷状態の筆後忙自動的に通常の作動状態へ移行させ
ることができる。

発明の解決すべき問題点本発明の課題は、定量化された直流電流から得られる直
流電圧を少くとも１つの負荷に供給するための給電回路
を、場合により設けられる追従制御装置等は別として、
１つの回路段で構成するようにし、さらにこの場合、１
つまたは複数個の出力回路の電力制限を保証するように
構成することである。

問題点を解決するための手段この課題は本発明により、請求項１の特徴部分の構成を
有するようにした給電回路により解決されている。

発明の利点本発明により次の利点が得られる。即ち給電回路が少く
とも一定の電位的に分離された出力電圧を形成すること
、および例えば低オームの負荷の場合は出力電圧が公称
電圧よりも低いかまたは等しい場合は一定の電力を送出
することである。

好適に１つまたは複数個の出力回路に対して電力制限回
路が設けられる。この目的のために種々異なる構成があ
る。給電回路が請求項２のように構成される↓うに、入
力電圧が最大電力に相応する値へ制限される場合は、有
利に電力供給が一定値となるように調整される。そのた
め負荷が大きい時は即ち負荷抵抗が小さい時は、効率を
乗算して、近似的に一定の出力電力が形成される。

出力電圧全一定値へ調整するために種々異なる構成があ
る。

給電回路を請求項乙のように構成することにより、起電
力ＥＭＦは一定値へ調整される。

請求項４による構成は入力電圧を制限する場合に好適で
あることが示されている。

請求項５の示された構成は、ＥＭＦの調整のためにおよ
び入力電圧の制限のために唯１つの調整比較器しか必要
とされない利点を有する。

請求項乙の構成は、トランスの簡単な構成を特徴とする請求項７に示されているように、電力の制限ではなく出
力電流の制限が行なわれる。この場合は送出される電力
は負荷抵抗が小さい時は減少し、そのため、送出される
電力は所定の上限を上回わることがない。入力電力回路
と出力電力回路との間の電位分離は、例えば請求項８の
構成により保証される。

請求項９に示されているように給電回路は例えば、電気
または電子情報伝送技術の装置において中継装置の遠隔
給電装置において用いられる。

実施例の説明次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図に示されている、負荷■に給電するための給電回
路は、定量化された電流１０から定量化喀された出力電
圧Ｕ２を形成する。この給電回路は例えば直流−直列給
電形式の遠隔給電装置において、遠隔給電される中継局
で１つまたは複数個の負荷にそれぞれ電圧を供給するた
めに、用いられる。入力端ａ　１　ｒ　　ｂ　１は、遠
隔給電回路における、図示されていない複数個の同様の
給電回路に直列に接続されている。この場合この遠隔給
電回路へ定電流源Ｑは定電流１０を供給する。

給電回路は定電流の供給される阻止形コンバータとし−
（構成されている。この阻止形コンバータの場合、蓄積
トランスの１次巻線６１と可制御のスイッチ５かも成る
直列回路が給電回路の入力端ａｉ、ｂ１と接続されてい
る。そのため可制御のスイッチ５は、給電回路の入力端
ａ１゜ｂｌに並列に設けられている電流分岐中に接続さ
れている。さらにコンデンサ２１が給電回路の入力端ａ
１．ｂ１に接続されている。

トランス６の２次巻線６２にダイオード７３とコンデン
サ２３から成る直列回路が接続されている。ダイオード
７３は、スイッチ５が遮断された場合に導通しスイッチ
５が導通された場合に遮断される極性で、接続されてい
る。コンデンサ２３と並列に給電回路の出力端ａ２．　
ｂ２が設けられており、ここに負荷■が接続されている
。この１つの負荷■ではなく、場合により複数個の負荷
に定電圧を供給することもできる。

さらに阻止形コンバータは、別の負荷に給電するための
別の２次巻線ヲ有することができる。

これは例えば、２次巻線６２、ダイオード７３およびコ
ンデンサ２３から成る２次回路と同様に、構成される。

阻止形丈惹へ渡コンバータは調整装置を有し、これを用いて無
負荷電圧ないし起電力ＥＭＦが一定値へ調整される。無
負荷電圧に対する尺度とじてコンデンサ２２に現われる
補助電圧賄が用いられる。この補助電圧ＵＨは、給電電
圧として調整比較器３１の作動電圧入力端とパルス幅変
調器４の作動電圧入力端へ導びかれ、さらに抵抗１９．
２０から成る分圧器を介して実際直として調整比較器３
１へ導びかれる。調整比較器３１はパルス幅変調器４を
制御する。このパルス幅変調器４を用いて、例えば半導
体スイッチまたはパワー電界効果トランジスタにより形
成することのできるスイッチ５が、制御パルス列により
交番的に導通状態へおよび遮断状態へ制御される。

コンデンサ２２がダイオード７１を介してトランス６の
巻線６３へ接続されている。ダイオード７１は、スイッ
チ５の導通時に遮断され遮断時に導通される極性で、接
続されている。そのため電圧軸は無負荷電圧Ｕ［ｌない
しＥＭＦに対する尺度となり、さらにこのＵＱないしＥ
ＭＦは、負荷■に給電する出力電圧Ｕ２に対する尺度と
なる。

調整比較器３１は演算増幅器である。この演算増幅器は
その基準電位入力端が直接入力端子ｂ１に接続されその
プラス入力端は基準電圧ＵＲｅｆへ接続されている。コ
ンデンサ２２の一方の端子は入力端子ｂ１と即ち基準電
位とも接続されている。コンデンサ２２の他方の端子は
分圧器１９．２０を介して、調整比較器３１の実際値入
力端として用いられるマイナス入力端へ導ひかれている
。

パルス幅変調器４は調整比較器３１により次のように制
御される、即ち制御パルス列のオン・オフ比が調整偏差
に依存して変化されるように、制御される。この場合、
パルス幅変調器４は調整比較器３１により次のように制
御される。

即ち給電回路の調整領域においてスイッチ５の投入接続
の相対持続時間が、補助電圧賄が大きくなる場合に即ち
出力電圧Ｕ２も増加する場合に、大きくなるように、制
御される。例えばパルス繰り返し周波数が固定の場合は
、制御パルスのパルス幅すなわち持続時間が変化される
。

コンデンサ２１に生ずる入力電圧Ｕ１が所定値を上回わ
ると、入力電圧Ｕ１が制限される。

この場合、パルス幅変調器４が入力電圧Ｕ１に依存して
次のように制御される、即ち可制御のスイッチ５の投入
接続の相対持続時間がより大きくなるように、制御され
る。この場合に巻嵌６４に誘起される電圧ｕ　ｊ／は無
負荷電圧ＵＱよりも大きくなり、この無負荷電圧ＵＯに
代って、給電回路の入力電圧Ｕ１に比例する電圧Ｕ１’
−これはトランス６の巻線６４から供給される−が、実
際値の役割を引き受ける。

出力電圧Ｕ２に関連づけられる補助電圧賄および入力電
圧Ｕ１に関連づけられる電圧Ｕ１′は、コンデンサ２２
に２つの電流分岐路が並列に接続されるように、択一的
に作動される。

第１電流分岐路において巻線６３と直列にダイオード７
１が設けられ、第２軍流分岐路において巻線６４と直列
にダイオード７２が設けられている。これらの両方の電
流分岐路は互いに並列に接続されている。この並列接続
体の場合、。

両陰極が即ちダイオードの同極性の電極が互いに接続さ
れている。さらに巻線６３の終端が巻線６４の始端とま
とめられている、即ち巻線６３．６４の巣極牲の端子が
まとめられている。

スイッチ５が閉じられるとダイオード７１゜７３が遮断
されてダイオード７２が導通ずる。

スイッチ５が遮断されると、ダイオード７２が遮断状態
になりダイオード７１．７３が導通ずる。スイッチ５が
閉じられると入力電圧Ｕ１が巻線６４において変換され
る。反対にスイッチ５が遮断されると、巻線６３に変換
された出力電圧が現われる。

ダイオード７’ｌ、７２はその陰極が調整比較器３１の
マイナス入力端に接続されている。そのため両ダイオー
ドは、変換された出力電圧Ｕ２および変換された入力電
圧Ｕ１′によりその都度大きい方が実際値として作用す
るように、作動させる。

パルス幅の制御される阻止形コンバータは一定の電流ｉ
ｏから一足の出力電圧Ｕ２を形成する。巻線６３はダイ
オード７１を介してチョークコンバータの制御回路に給
電して調整回路に対する実際値を形成する。巻線６１と
６２の巻回比は一定であるため、調整可能な作動中は出
力電圧Ｕ２も実質的に一定に保たれる。巻線６４におけ
る電圧は巻線６４と６１の巻回比を介して入力電圧Ｕ１
と結合される。

負荷■の負荷抵抗が低すぎる場合は巻線６４における電
圧が巻線６３における電圧よりも大きくなる。この場合
にパルス幅制御により入力電圧Ｕ１が調整される。この
ことは、定量化される所定の電流１０の場合は、一定の
電力消費に相応し、効率を考慮すれば実質的に一定の出
力電力に相応する。そのため制御回路の給電は、出力電
圧Ｕ２が低下した時も、調整される一定の電圧により行
なわれる。

第２図の給電回路は大部分が第１図のそれと一致する。

異なる点は調整比較器３１に導びがれる実際値の形成で
ある。

実際値入力端を形成する、調整比較器３１のマイナス入
力端はダイオード７６を介して、抵抗１５と１６との接
続点タップへ接続されている。抵抗１５．１６は、給電
回路の入力端ａ１゜ｂｌに接続される分圧器を形成する
。調整比較器３１のマイナス入力端はさらにダイオード
７７を介して別の分圧器のタップに接続されている。

この別の分圧器は抵抗１７とオプトカプラー８のコレク
タ・エミッタ区間から形成されている。

抵抗１７はオプトカプラとは反対側が補助電圧＋ＵＨと
接続されている。オプトカプラー８のエミッタは基準電
位へないし入力端子ｂ１へ接続されている。オプトカプ
ラー８の光放出ダイオードは抵抗１８を介して給電回路
の出力側ａ　２゜ｂ２へ接続されている。この場合この
ダイオードは出力電圧Ｕ２に対して導通方向に極性づげ
られている。

ダイオード７６．７７はそれらの陰極が調整比較器３１
のマイナス入力端と接続されている。

そのため両ダイオードは、変換され分圧される出力電圧
Ｕ２および分圧される入力電圧Ｕ１によりその都度大き
い方が実際値として作用するように、作動させる。

補助電圧ＵＨは例えば図示されていない別の出力回路を
用いて形成することができる。このことは、図示されて
いる実施例において補助電圧＋ＵＨに等しい作動電圧に
対しても当てはまる。

他方、第１図および第２図の給電回路を有利に例えば次
のように組み合わせることができる。

即ち入力電圧を第２図の分圧器１５．１６により調整し
、出力電圧を補助電圧形成のために用いられる第１図の
ＥＭＦ巻線６３により調整するように、組み合わせる。

第３図に示されている給電回路も第１図に示されている
給電回路と大部分が一致する。異な　　。

る点は、パルス幅変調ａ４がその都度にトランス６の２
つの別の巻線のうちの一方を介して制御されるのではな
く、電圧調整の作動状態中には給電回路の出力電圧Ｕ２
により制御されるようにし、出力制限の作動状態中は給
電回路の出力電流に依存して制御されることである。パ
ルス幅変調器４の制御は出力電流１２により次のように
行表われる。即ちスイッチ５の投入接続の相対持続時間
が、出力電流１２の増加の場合に増加するように、行な
われる。

給電回路の出力側ａ２．ｂ２に並列に抵抗１３．１４か
ら成る分圧器が接続されている。

抵抗１３はダイオード７３を介して２次巻線６２の始端
と接続され、抵抗１４は抵抗１２を介して２次巻線の終
端と接続されている。

パルス幅変・調器４の制御入力側に、各演算増幅器によ
り形成される２つの調整比較器３２および３３が前置接
続されている。調整比較器３２．３３の出力端は両方の
ダイオード７４および７５を介してまとめられている。

ダイオード７４と７５の接続点は抵抗１８ａとオプトカ
プラー８の光放出ダイオードを介してアース電位へ、即
ちコンデンサ２３の、ダイオード７３とは反対側の端子
へ導ひかれる。オプトカプラー８のエミッタ・コレクタ
区間はエミッタ側が端子ｂ１と接続され、コレクタ側が
パルス変調器４の制憫ノ入力端と直接接続されさらに抵
抗１１を介して補助電圧＋ＵＨへ接続されている。補助
電圧ＵＨは例えば別の出力回路を用いて形成することが
できる。

調整比較器３２はその実際値入力端が即ちマイナス入力
端が、抵抗１３．１４から成る分圧器のタップと接続さ
れている。この調整比較器のプラス入力端には基準電圧
Ｕ　　が加えられｅｆｌる。調整比較器３３のマイナス入力端は抵抗１２の、２
次巻線６２の側の端子と接続されている。

調整比較器３３のプラス入力端には基準電圧ＵＲｅｆ２
が加えられる。抵抗１２は、出力電流１２が流されるよ
うにして、出力電流１２に対する電流センサを構成する
。

ダイオード７４．７５はその陰極がオプトカプラー８の
光放出ダイオードの陽極と接続されており、次の作用を
作動させる。即ち分圧される出力電圧Ｕ２によりおよび
抵抗１２に降下する電圧によりその都度に、調整しない
と所属の基準１直を出力電圧Ｕ２よりも上回わるおそれ
のある電圧が制御されるように、作動する。この場合、
分圧される出力電圧は電圧制御のための実際値として、
および抵抗１２における電圧降下は電流制限のための実
際値として作用する。

この給電回路は特に、電気または電子通信技術の装置に
よる中継器の遠隔給電装置における使用に適する。

このようにして有利にＬＷＬ再生器に対する遠隔給電装
置において、各中継局が複数個の負荷に共通の遠隔給電
線路を介して給電することができるようになる。

発明の効果本発明により、１つまたは複数個の出力回路の電力制限
を保証する１段構成の給電回路が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は無負荷電圧を調整しさらに入力電圧を制限する
形式の、定電流の供給される阻止形コンバータの回路図
、第２図は出力電圧の調整と入力電圧の制限を行なう構
成の、定電流の供給される阻止形コンバータの回路略図
、第６図は出力電圧の調整と出力電流の制限を行なう構
成の、定電流の供給されるチョークコンバータの回路略
図をそれぞれ示す。１１〜２０・・・抵抗、１８ａ・・抵抗、２１〜２３コ
ンデンサ、３１〜３３・・・調整比較器、４・・・パル
ス幅変調器、５・・・スイッチ、６・・・トランス、６
１〜６３・・巻巌、７１〜７７・・・ダイオード、８・
・・オプトカプラ、ｌＯ・・・給電電流、ａ１＋ｂ１・
・・入力端、ａ２．ｂ２・・・出力端、ＵＯ・・無負荷
電圧、Ｕｌ・・・入力電圧、Ｕ丁・・・電圧、Ｕ２・・
・出力電圧、ＵＲ８ｆ・・・基準電圧、ＵＲｅｆ□・・
・基準電圧、ＵＲｅｆ２・・・基準電圧、Ｑ・・・定電
流源、■・・・負荷ＩＧＩＩＧ２ＩＧ　３

Claims

【特許請求の範囲】１、定量化された直流電流（１０）から得られる直流電
圧（Ｕ２）を少くとも１つの負荷（Ｖ）に供給するため
の給電回路であつて、該給電回路は給電回路の入力側（
ａ１、ｂ１）に並列に設けられた電流分岐路中に接続さ
れた可制御のスイッチ（５）を有し、該スイッチはパル
ス幅変調器（４）により出力電圧（Ｕ２）を規定する電
圧（Ｕ２、Ｕ０）に依存して制御可能であるようにされ
ている給電回路において、給電回路を阻止形コンバータ
として構成し、該阻止形コンバータにおいてスイッチ（
５）を蓄積トランス（６）の１次巻線（６１）と直列に
設けるようにし、さらにパルス幅変調器を制御可能に構
成し、この制御可能の構成において、出力電圧（Ｕ２）
が一層大きくなると給電回路の調整領域においてスイッ
チ（５）の投入接続の相対持続時間が一層大きくなるよ
うにしたことを特徴とする給電回路。２、入力電圧（Ｕ１）が所定値を上回わるとパルス幅変
調器（４）が該入力電圧（Ｕ１）に依存して制御される
ようにし、この制御において、入力電圧（Ｕ１）が一層
大きくなるとスイッチ（５）の投入接続の相対持続時間
が一層大きくなるようにした請求項１記載の給電回路。３、出力電圧を規定する電圧のための電源を、蓄積トラ
ンス（６）の別の巻線（６３）により構成した請求項１
又は２記載の給電回路。４、入力電圧に比例する電圧のための電源として、別の
巻線（６４）を設けた請求項１から３までのいずれか１
項記載の給電回路。５、蓄積トランス（６）の別の両巻線（６３、６４）の
各一方と該各巻線に直列に設けられるダイオード（７１
、７２）とから構成される２つの電流分岐路を、両ダイ
オード（７１、７２）の同極性の電極を互に接続するこ
とにより、並列に接続し、さらに両電流分岐路の並列接
続体および該並列接続体に設けられるコンデンサ（２２
）を、調整比較器の基準電位入力側と実際値入力側との
間に設けた請求項３又は４記載の給電回路。６、パルス幅変調器（４）に前置接続された調整比較器
（３１）の実際値入力側を各１つのダイオード（７６、
７７）を介して、入力側（ａ１、ｂ１）に並列に設けら
れた分圧器のタップへおよび補助電圧の加わる別の分圧
器のタップへ接続するようにし、さらに該別の分圧器は
その電流路中に出力電圧（Ｕ２）により制御可能なオプ
トカプラー（８）のエミッタコレクタ区間を含むように
した請求項２記載の給電回路。７、パルス幅変調器（４）を付加的に給電回路の出力電
流（１２）に依存して、出力電流（１２）が一層大きく
なるとスイッチ（５）の投入接続の相対持続時間が一層
大きくなるように、制御可能とした請求項１記載の給電
回路。８、パルス幅変調器（４）に前置接続されているオプト
カプラ（８）の制御入力側に２つのダイオード（７４、
７５）を介してまとめられた調整比較器（３２、３３）
を前置接続し、該調整比較器の一方を回路装置の出力側
（ａ２、ｂ２）に設けられた分圧器（１３、１４）のタ
ップと接続し、さらに他方の調整比較器を出力電流（ｉ
２）の流れる電流センサと接続した請求項７記載の給電
回路。