| 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
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| IPC-Nebenklasse |
H02M 3/28
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| 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.
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| Beschreibung[de] |
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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.
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| Anspruch[de] |
- 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. 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. Netzteil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine PWM-Regelanordnung (Puls Width
Modulation 12) vorgesehen ist.
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