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Dokumentenidentifikation DE10002650C2 10.04.2003
Titel Schaltungsanordnung zur Reduktion der Wirkleistung in einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung mittels eines Vorschaltkondensators
Anmelder Dernedde, Niels, 90579 Langenzenn, DE;
Lorenz, Thomas, 90762 Fürth, DE
Erfinder Dernedde, Niels, 90579 Langenzenn, DE;
Lorenz, Thomas, 90762 Fürth, DE
DE-Anmeldedatum 21.01.2000
DE-Aktenzeichen 10002650
Offenlegungstag 09.08.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.04.2003
IPC-Hauptklasse H02M 7/12

Beschreibung[de]
Stand der Technik und Problemstellung

In der herkömmlichen Schaltungstechnik wird für eine Gleichspannungsversorgung aus Platz- und Kostengründen häufig ein komplexer Vorwiderstand (Hochspannungskondensator) verwendet, der Speicherkapazitäten auf die benötigte Niederspannung auflädt. Die Spannung der Speicherkapazitäten wird bei einer stabilisierten Gleichspannungsversorgung begrenzt, da sonst die Niederspannung auf Potential der Versorgungsspannung hoch läuft.

Diese Begrenzung wird i. d. R. durch Zenerdioden realisiert, welche den von der nachgeordneten Schaltung nicht benötigen Strom ableiten. Dabei entsteht insbesondere bei größeren Niederspannungen (größer als ca. 10 V) und bei nachgeordneten Schaltungen mit größeren Lastwechseln erhebliche Wirkleistung in der Zenerdiode. Das ist ein erheblicher Nachteil von Schaltungen gemäß dem Stand der Technik, denn damit wird der Wirkungsgrad der Spannungsversorgung gesenkt und die entstehende Wärme hat in den meisten Anwendungen negativen Einfluss auf die umgebende Schaltung.

Ein Kondensatornetzteil, das diesem Nachteil Rechnung trägt, ist bereits aus der Wo 99/30408 bekannt. So wird dort die Verlustleistung des Netzteils reduziert, indem der an der Phase eines Wechselspannungsnetzes liegende Kondensator gegen den Nullleiter durch einen Thyristor kurzgeschlossen wird, wenn die Spannung am Ausgang des Netzteiles einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet.

Ausgehend von dieser bekannten Lösung liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Schaltungsaufwand ein derartiges Kondensatornetzteil so weiterzubilden, dass sowohl eine negative, wie auch eine positive Ausgangsspannung mit unabhängig vorgebbaren Pegeln bereitgestellt wird.

Beschreibung der Erfindung

Die Schaltungsanordung dient dazu, die Wirkleistung herkömmlicher, stabilisierter Gleichspannungsversorgungen zu reduzieren. Erreicht wird dies dadurch, dass der Ableitstrom, der über die Zenerdiode aus der Speicherkapazität abgeleitet wird, z. B. über einen Widerstand gemessen wird und bei Überschreiten einer wohldefinierten Schwelle der Vorschaltkondensator mittels eines Triacs gegen Masse kurzgeschlossen wird. Ein kurzgeschlossener Kondensator erzeugt bekanntlich nur Blindleistung (bis auf minimale Dielektrizitätsverluste) uns somit keine Wärme.

Der Nutzen der Erfindung liegt darin: Bei größeren Niederspannungen und bei nachgeordneten Schaltungen mit größeren Lastwechseln entsteht bekanntlich erhebliche Wirkleistung in der Zenerdiode mit den resultierenden Nachteilen.

Die Zeichnung 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform mit Triac zur Erzeugung einer positiven und negativen Spannung.

Alternativ kann der Triac selbstverständlich auch aus diskreten Bauteilen (Transistoren mit Beschaltung) realisiert werden. Erläuterungen zu Zeichnung 1 Spannungsbegrenzung V2 = Netzspannungsquelle

C2 = Netzspannungs- bzw. Vorschaltkondensator

D5 = Gleichrichterdiode

D9 und D10 = Zenerdiode

U1 = positive Ausgangsgleichspannung

C5 = Speicherkapazität für die positive Spannung

C6 = Speicherkapazität für die negative Spannung

D6 = Gleichrichterdiode

D8 = Zenerdiode

U2 = negative Ausgangsspannung

R2 = Entstör-Element, vorzugsweise Widerstand, ggf. 0 Ohm

R5 = Strommess-Element, vorzugsweise Widerstand

D2 = Triac


Anspruch[de]
  1. 1. Netzteilschaltung zur Bereitstellung einer positiven und negativen Versorgungsspannung mit einem in Reihe zum Wechselspannungseingang liegenden Vorschaltkondensator (C2), dessen ausgangsseitig anstehende Wechselspannung abhängig von der Polarität einem von zwei Einweggleichrichtern (D5, D6) zum Laden je eines Speicherkondensators (C5, C6) zugeführt wird, wobei die ausgangsseitig am Vorschaltkondensator (C2) anstehende Wechselspannung getrennt für die positive und negative Halbwelle mit jeweils einem konstant vorgegebenen Spannungsschwellwert (D9, D10, R5) verglichen wird und der Kondensator (C2) ausgangsseitig über einen Triac (D2) gegen Masse kurzgeschlossen wird, wenn bei positiver Halbwelle der Spannungsschwellwert überschritten und bei negativer Halbwelle unterschritten wird.






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