NL8300923A - Elektronische wisselspanningsstabilisator, eventueel voorzien van een no-break systeem. - Google Patents

Description

' :. I

VO 4677

Elektronische wisselspanningsstabilisator, eventueel voorzien van een No-Break systeem.

De uitvinding heeft betrekking op een elektronische wisselspanningsstabilisator, bij voorkeur te gebruiken als voedingsapparaat voor computersystemen. De directe aansluiting van dergelijke computersystemen op het spanningsnet is doorgaans ongewenst, omdat de door het 5 net geleverde wisselspanning onvoldoende "schoon" is. De netspanning levert een vervuild spanningssignaal, dat bijvoorbeeld is voorzien van spanningspieken, harmonischen en dergelijke. De uitvinding beoogt een elektronische wisselspanningsstabilisator te verschaffen bestaande uit een gering aantal componenten, die een voor het voeden van computer-10 systemen geschikte, schone wisselspanning afgeven. Om een "schone" wisselspanning te verkrijgen, wordt de netwisselspanning doorgaans door middel van een dubbelzijdige gelijkrichter gelijk gericht en vervolgens met behulp van een condensatorbatterij afgevlakt, waarna de verkregen gelijkspanning op gebruikelijke wijze via een DC/AC om-.15 zetter in een schone wisselspanning wordt omgezet, waarvan de frequentie gelijk is aan die van de netspanning.

Het bezwaar van een wisselspanningsstabilisator van dit type is de condensatorbatterij, noodzakelijk voor het afvlakken van de dubbelzijdig gelijkgerichte spanning. Volgens de uitvinding kan een der-20 gelijke condensatorbatterij achterwege worden gelaten door bij een elektronische wisselspanningsstabilisator, welke voorzien is van een dubbelzijdige gelijkrichter en een daarmede verbonden DC/AC omzetter, de DC/AC omzetter als een vermogenseindtrapschakeling uit te voeren, waarbij tussen de ingang van de gelijkrichter en de stuursignaalingang 25 van de vermogenseindtrap een oscillatorschakeling aan te brengen, welke een sinusvormig stuursignaal afgeeft aan de stuuringang van de j vermogenseindtrap, welk stuursignaal in fase is met de voedingswissel-spanning op de ingang van de gelijkrichter. Omdat de gelijkgerichte, echter niet door middel van condensatoren afgevlakte wisselspanning 30 een vaste faserelatie bezit met de onvervormde en stabiele stuur- spanning, die door de oscillator wordt geleverd, kan de spanningsval over de belasting van de eindtransistoren van de vermogenseindtrap steeds een lage waarde hebben.

8300923 -2- ίί *i

Bij een elektronische wisselspanningsstabilisator kan op eenvoudige en elegante wij2e een No-Break systeem worden toegepast, bestaande uit een batterij en een schakelcircuit, dat de batterij kan verbinden met de uitgang van de gelijkrichter.

5 Zodra het voedingsnet uitvalt of de spanning daarvan gedurende korte tijd onvoldoende is, kan de batterij via het schakelcircuit de uitgangsspanning van de gelijkrichter "bijvoeden" om deze spanning op peil te brengen en te houden zolang de storing optreedt.

Een verdere verbetering kan nog worden aangebracht door tussen 10 de batterij en het schakelcircuit een omvormer aan te brengen, welke omvormer de batterij gelijkspanning omvormt tot een sinusvormig signaal, waarvan de fase synchroon is met het uitgangssignaal van de stuuroscillator, en derhalve eveneens met de dubbelzijdig gelijkgerichte spanning, die door de gelijkrichter wordt geleverd. Het voordeel 15 van deze laatste schakeling bestaat daarin, dat ook tijdens storingen een hoog vermogensrendement kan worden verkregen.

Uitvoeringsvormen van de elektronische wisselspanningsstabilisator, eventueel voorzien van een No-Break systeem worden aan de hand van de tekening toegelicht. Hierin toont: 20 fig. 1 een blokschema van de wisselspanningsstabilisator vol gens de uitvinding; fig. 2 een vergelijking van het uitgangssignaal van de dubbelzijdige gelijkrichter met de door de wisselspanningsstabilisator geleverde uitgangsspanning; 25 fig. 3 een nadere uitwerking van het blokschema volgens fig. 1.

In het schema van fig. 1 is met 1 de netspannings-voedings-leiding voor de dubbelzijdige gelijkrichter 2 aangegeven. De uitgang van deze gelijkrichter 2 is via de leiding 3 verbonden met de ingang van een vermogenseindtrapschakeling 4, die de primaire wikkeling van 30 een transformator 5 voedt, waarvan de secundaire wikkeling de "schone" uitgangsspanning levert. Met 6 is een zogenaamde "phase locked loop" oscillator aangegeven, een oscillator die een onvervormd en stabiel sinusvormig signaal via de leiding 8 op de' stuuringang van de vermogens-eindtrap 4 afgeeft. De stuursignaalgenerator 6 is via de leiding 7 ver-35 bonden met de netingang 1 van de dubbelzijdige gelijkrichter. Een dergelijke fase-gekoppelde oscillator is overigens op zichzelf bekend.

83 0 0 9 2 3 ........................: * -3-

De hierboven beschreven wisselspanningsstabiiisator werkt als volgt:

Vanuit het net 1 wordt een sinusvormig voedingssignaal a toegevoerd aan de dubbelzijdige gelijkrichter. De gelijkrichter 2 levert 5 het dubbelzijdig gelijkgerichte, echter niet afgevlakte signaal b aan de ingang van de vermogenseindtrap 4. Het signaal b is een nog steeds vervuild signaal, zoals in fig. 2 weergegeven. Dit signaal b komt te staan over de eindtransistoren van de vermogenseindtrap 4.

Door de stuursignaaloscillator 6 wordt een zuiver sinusvormig 10 signaal de opgewekt, dat exact in fase is met het ingangssignaal a van de gelijkrichter en derhalve ook met het uitgangssignaal b van de gelijkrichter. Het signaal d wordt toegevoerd aan de stuuringang van de eindtransistoren van de vermogenseindtrap 4. Deze eindtransistoren werken in het lineaire gebied en leveren derhalve een signaal af, dat 15 een lineair versterkt signaal vormt van het ingangssignaal d. Het

uitgangssignaal c is in fig. 2 in gelijkgerichte vorm weergegeven ten opzichte van het signaal b. Uit fig. 2 blijkt, dat het signaal c een "afgeschilde" vorm bezit ten opzichte van het signaal b. Het spanningsverschil tussen het signaal b en het signaal c is op elk moment 20 voldoende om de eindtransistoren van de vermogenseindtrap 4 open te houden en te laten werken in het lineaire gebied.De totale vermogens-dissipatie in deze eindtransistoren of de belasting daarvan wordt weergegeven door het oppervlak, gelegen tussen het signaal b en het signaal c. I

25 De bovenomschreven wisselspanningsstabiiisator kan op eenvoudige en elegante wijze worden voorzien van een No-Break systeem, bestaande uit een batterij 9 en een schakelcircuit 10, dat via de leiding 11 is verbonden met de uitgang van de dubbelzijdige gelijkrichter 2. Het schakelcircuit dient zo te zijn ingericht, dat bij het tijdelijk 30 tekortschieten van de uitgangsspanning van de dubbelzijdige gelijkrichter deze uitgangsspanning vanuit de batterij 9 wordt aangevuld, bijvoorbeeld tot het niveau e, aangegeven in fig. 2. De batterij 9 zal dan de eindtransistoren van de vermogenseindtrap 4 een voldoend grote voedingsspanning leveren, zodat deze eindtransistoren open blij-35 ven en het signaal c kunnen blijven afgeven.

8300923 -4-

Het zal duidelijk zijn, dat het vermogensverlies bij het tijdelijk voeden van de vermogenseindtrap vanuit de batterij 9 aanzienlijk groter is dan het normaliter optredende vermogensverlies. Een maat voor dit vermogensverlies is het oppervlak van fig. 2, gelegen tussen 5 de lijn e en het met c aangegeven signaal.

Om dit vermogensverlies ook bij batterijvoeding .te verminderen, wordt bij voorkeur het schakelcircuit 10 voorzien van een omvormer, die de door de batterij 9 geleverde gelijkspanning omvormt tot een sinusvormig signaal, waarvan de fase synchroon is met het uitgangs-10 signaal van de oscillator 6.

In fig. 3 zijn de schakelschema's van de in fig. 1 weergegeven functie-blokken nader uitgewerkt.

8300923

Claims (3)

1. Elektronische wisselspanningsstabilisator, voorzien van een dubbelzijdige gelijkrichter en een DC/AC omzetschakeling, met het kenmerk, dat de DC/AC omzetschakeling als vermogenseindtrapschakeling (4) is uitgevoerd, waarbij tussen de ingang (1) van de gelijkrichter 5 (2) en de stuuringang van de vermogenseindtrapschakeling (4) een stuur- signaaloscillator (6) is aangebracht, welke een sinusvormig stuursignaal (d) afgeeft aan de vermogenseindtrap (4), welke stuursignaal in fase is met de voedingswisselspanning (a) op de ingang van de gelijkrichter (2).

2. Elektronische wisselspanningsstabilisator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een No-Break systeem, bestaande uit een batterij (9) en een schakelcircuit (10), welke de batterij (9) kan verbinden met de uitgang van de gelijkrichter (2).

3. Elektronische wisselspanningsstabilisator volgens conclusie 2, 15 met het kenmerk, dat het schakelcircuit een omvormer omvat, welke de batterijgelijkspanning omvormt tot een sinusvormig signaal, waarvan de fase synchroon is met het uitgangssignaal van de stuursignaal-oscillator (6). 8300923