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Dokumentenidentifikation DE4104842A1 20.08.1992
Titel Elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil
Anmelder ABB Patent GmbH, 6800 Mannheim, DE
Erfinder Bertsch, Bruno, Ing.(grad.), 6830 Schwetzingen, DE;
Wallisch, Ulrich, Dipl.-Ing., 6840 Lampertheim, DE;
Löffler, Dieter, Dipl.-Ing., 6930 Eberbach, DE
DE-Anmeldedatum 16.02.1991
DE-Aktenzeichen 4104842
Offenlegungstag 20.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.08.1992
IPC-Hauptklasse H02M 1/10
IPC-Nebenklasse H02M 3/28   
Zusammenfassung Es wird ein elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil vorgeschlagen, bei dem ein Transformator (5) mit mindestens zwei Primärwicklungen (6, 7) auf demselben magnetischen Kern vorgesehen ist. Die Primärwicklungen sind jeweils über eigene Primärtaktungseinrichtungen (3, 4) mit voneinander unabhängigen Gleichspannungsquellen (1, 2) verbindbar. Die von einer Regelanordnung (12) erzeugten Taktsignale (T) sind über eine Überwachungs-/Umschaltanordnung (13) lediglich einer einzigen Primärtaktungseinrichtung (3, 4) zuführbar, wobei die Auswahl der zu beaufschlagenden Primärtaktungseinrichtung in Abhängigkeit der erfaßten Spannungspegel (U1ist, U2ist) der Gleichspannungsquellen erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil.

Das vorgeschlagene Netzteil kann z. B. bei der Hilfsspannungsversorgung von Stromrichtern eingesetzt werden.

Ein derartiges elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil ist beispielsweise aus der Funkschau 12/1987, Seite 26 bis 29 bekannt. Soll ein Netzgerät wahlweise von zwei voneinander unabhängigen Gleichspannungsquellen speisbar sein, ist eine Parallel- oder Kaskadenschaltung zweier eigenständiger Netzteile möglich. Eine derartige Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß jedes der Netzteile für die volle Nennleistung ausgelegt werden muß. Es wird demnach die zweifache Nennleistung installiert, obwohl im zeitlichen Mittel nur die einfache Nennleistung benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil anzugeben, das bei möglichst geringem zusätzlichem Aufwand wahlweise von mindestens zwei voneinander unabhängigen Gleichspannungsquellen speisbar ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Transformator mit mindestens zwei Primärwicklungen auf demselben magnetischen Kern vorgesehen ist, daß die Primärwicklungen jeweils über eigene Primärtaktungseinrichtungen mit voneinander unabhängigen Gleichspannungsquellen verbindbar sind und daß die von einer Regelanordnung erzeugten Taktsignale über eine Überwachungs/Umschaltanordnung lediglich einer einzigen Primärtaktungseinrichtung zuführbar sind, wobei die Auswahl der zu beaufschlagenden Primärtaktungseinrichtung in Abhängigkeit der erfaßten Spannungspegel der Gleichspannungsquelle erfolgt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich das magnetische Bauvolumen durch Integration von mindestens zwei Primärwicklungen auf demselben magnetischen Kern und wahlweise Umschaltung der Primärtaktung auf die zu betreibende Primärwicklung verringert. Bei Einsatz von zwei Primärwicklungen wird das magnetische Bauvolumen hierdurch beispielsweise näherungsweise halbiert. Im Vergleich zur Ausführung mit zwei getrennten, jeweils für die Nennleistung ausgelegten Netzteilen mit jeweils eigenem Transformator und jeweils eigener Sekundärbeschaltung ist gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag nur ein einziger für Nennleistung ausgelegter Transformator und nur eine Sekundärbeschaltung erforderlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der einzigen Figur der Zeichnung ist der prinzipielle Aufbau eines elektronisch geregelten, primär getakteten Netzteils mit Anschluß an zwei unabhängige Versorgungsspannungen dargestellt. Es ist eine erste Gleichspannungsquelle 1 zu erkennen, deren Spannung (z. B. gleichgerichtete Netzwechselspannung, 310 V) als erste Versorgungsspannung U1 an eine erste Primärtaktungseinrichtung 3 gelegt wird. Die Spannung einer zweiten Gleichspannungsquelle 2 (z. B. Zwischenkreisgleichspannung für einen Wechselrichter, 600 V oder mehr) wird als zweite Versorgungsspannung U2 an eine zweite Primärtaktungseinrichtung 4 gelegt.

Ausgangsseitig ist die erste Primärtaktungseinrichtung 3 mit einer ersten Primärwicklung 6 eines Transformators 5 verbunden, während eine zweite Primärwicklung 7 an den Ausgang der zweiten Primärtaktungseinrichtung 4 angeschlossen ist. Der Transformator 5 weist mindestens zwei Sekundärwicklungen 8, 9 auf, wobei die erste Sekundärwicklung 8 mit einer Sekundärbeschaltung 10 (unterschiedlich ausgeführt je nach Netzteilart, z. B. beim Sperrwandler: Dioden und Kondensator; beim Durchflußwandler: zwei Dioden, Drossel und Kondensator, siehe z. B. Funkschau 12/1987, Seite 26 bis 29) verbunden ist, an deren Ausgang die elektronisch stabilisierte Ausgangsspannung U3 abgreifbar ist. Die zweite Sekundärwicklung 9 dient lediglich als Meßwicklung zur Erfassung eines Spannungsistwertsignales Uist. Alle Wicklungen 6, 7, 8, 9 des Transformators 5 sind auf demselben magnetischen Kern angeordnet.

Das Spannungsistwertsignal Uist wird in einer Vergleichsstelle 11 mit einem Spannungssollwertsignal Usoll verglichen und das resultierende Spannungsdifferenzsignal wird einer PWM-Regelanordnung 12 (Pulse Width Modulation, Pulsbreitenmodulation) zugeleitet. Die PWM-Regelanordnung 12 gibt das Taktsignal T zur Ein/Aus-Ansteuerung der elektronischen Schalter der Primärtaktungseinrichtungen 3, 4 vor. Zur elektronischen Stabilisierung der Ausgangsspannung U3 wird dieses Taktsignal T in Abhängigkeit des jeweils erfaßten Spannungsistwertsignales Uist entsprechend verändert.

Das Taktsignal T wird einer Überwachungs/Umschaltanordnung 13 zugeführt. Dieser Überwachungs/Umschaltanordnung 13 liegen eingangsseitig Spannungsistwertsignale U1ist bzw. U2ist von Spannungserfassungseinrichtungen 14 bzw. 15 an. Stehen sowohl die erste als auch die zweite Versorgungsspannung U1 und U2 für die Einspeisung zur Verfügung, so wird die zweite Primärtaktungseinrichtung 4 von der Überwachungs/Umschaltanordnung 13 nicht aktiviert, sondern die Taktsignale T werden lediglich an die erste Primärtaktungseinrichtung 3 weitergeleitet. Fällt jedoch die erste Versorgungsspannung U1 aus, so werden die Taktsignale T von der Oberwachungs/Umschaltungsanordnung 13 automatisch an die zweite Primärtaktungseinrichtung 4 gegeben, während die erste Primärtaktungseinrichtung 3 "abgeschaltet" wird. Durch die Überwachungs/Umschaltanordnung 13 wird demnach die Primärtaktung in Abhängigkeit von den Spannungspegeln von U1 und U2 so umgeschaltet, daß jeweils nur eine der Primärwicklungen 6, 7 angesteuert wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektronisch geregeltes, primär getaktetes Netzteil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (5) mit mindestens zwei Primärwicklungen (6, 7) auf demselben magnetischen Kern vorgesehen ist, daß die Primärwicklungen (6, 7) jeweils über eigene Primärtaktungseinrichtungen (3, 4) mit voneinander unabhängigen Gleichspannungsquellen (1, 2) verbindbar sind und daß die von einer Regelanordnung (12) erzeugten Taktsignale (T) über eine Oberwachungs/Umschaltanordnung (13) lediglich einer einzigen Primärtaktungseinrichtung (3, 4) zuführbar sind, wobei die Auswahl der zu beaufschlagenden Primärtaktungseinrichtung (3, 4) in Abhängigkeit der erfaßten Spannungspegel (U1ist, U2 ist) der Gleichspannungsquellen (1, 2) erfolgt.
  2. 2. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingängen jeder Primärtaktungseinrichtung (3, 4) jeweils eine Spannungserfassungseinrichtung (14, 15) zur Erfassung des anstehenden Spannungspegels (U1ist, U2ist) vorgesehen ist.
  3. 3. Netzteil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine PWM-Regelanordnung (Puls Width Modulation 12) vorgesehen ist.






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