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Dokumentenidentifikation DE3507196C2 02.11.1989
Titel Stromversorgungseinrichtung
Anmelder Standard Elektrik Lorenz AG, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Sigloch, Rainer, Dipl.-Ing. (FH), 7148 Remseck, DE;
Wölfel, Werner, Dipl.-Ing. (FH), 7000 Stuttgart, DE
DE-Anmeldedatum 01.03.1985
DE-Aktenzeichen 3507196
Offenlegungstag 04.09.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.1989
IPC-Hauptklasse G05F 1/38
Zusammenfassung Es wird eine Stromversorgungseinrichtung beschrieben, die einen magnetischen Spannungskonstanthalter MS und einen diesem nachgeschalteten Querregler enthält, der den durch eine Last RL fließenden Strom mit großer Genauigkeit auf den Nennstrom begrenzt. Da auch der magnetische Spannungskonstanthalter strombegrenzende Eigenschaften besitzt, braucht der Querregler nur für eine geringe Verlustleistung ausgelegt zu sein. Es wird je ein Ausführungsbeispiel der Stromversorgungseinrichtung für Gleich- und Wechselstrom beschrieben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Stromversorgungseinrichtung ist aus der GB-PS 13 49 080 bekannt. Sie wird dort zur primärseitigen Stabilisierung von Schweißströmen eingesetzt. Als Stellglied wirkt bei der bekannten Einrichtung ein Spannungsregler, mit dessen Ausgangsspannung der Schweißtransformator beaufschlagt wird. Der Schweißstrom wird über einen im Primärkreis des Schweißtransformators angeordneten Stromwandler geleitet. Dessen Ausgangssignal wird einem Steuerimpulsgenerator zugeführt, der den Spannungsregler mit Steuerimpulsen versorgt. Bei der bekannten Einrichtung sind außerdem Maßnahmen zur Dämpfung von Stromspitzen und zur Spannungsbegrenzung bei Unterbrechung des Schweißstromes vorgesehen.

Die Stromquelle, aus der der Spannungsregler seine Energie bezieht, weist keine Maßnahmen zur Strom- oder Spannungskonstanthaltung auf.

Aus IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-22, No. 3, June 1975, Seiten 1238 bis 1241 ist eine wechselstromgespeiste Stromversorgungseinrichtung zur Gleichstromversorgung einer Last bekannt. Die Stromkonstantregelung wird hier in zwei Stufen vorgenommen, indem ein thyristorgesteuerter AC/DC-Wandler zur Vorregelung und ein sogenannter Shunt-Regler zur Feinregelung eingesetzt wird. Der Shunt-Regler ist der Last parallelgeschaltet und wird von einem in die Ausgangsleitung geschalteten Stromsensor angesteuert. Zur Konstantregelung von Wechselstrom ist die beschriebene Einrichtung nicht brauchbar.

Aus der Zeitschrift "Elektronik" 1974, Heft 8, Bd. 23, Seiten 299 bis 302 ist es bekannt, magnetische Spannungskonstanthalter zur Vorstabilisierung in einer Gleichstromversorgung einzusetzen. Zur Nachstabilisierung werden elektronische Regelkreise wie Transistor-Längsregler oder Schaltregler vorgeschlagen. Die Versorgung einer Last mit stabilisiertem Wechselstrom ist dort nicht angesprochen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei Überlastung bis zum Zusammenbruch der Ausgangsspannung den vollen Nennstrom liefert.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Hierbei sind einzelne Merkmale der Unteransprüche für sich bekannt:

So ist die Verwendung von Stromwandlern für Meßzwecke in ATM (Meßtechnische Praxis) 1972, Heft 7, Seiten R101 bis R106, die Verwendung von Meßwiderständen als Stromdetektoren in der eingangs an erster Stelle genannten Druckschrift und die Verwendung von Hallstromsensoren in dem Fachbuch "Stromversorgung elektronischer Schaltungen und Geräte" von S. W. Wagner, erschienen im R. v. Decker's Verlag G. Schenck, Hamburg 1964, Seiten 684 und 685 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung hat den Vorteil, daß bei Überlastung das Stellglied nur eine sehr kleine Verlustleistung in Wärme umzusetzen braucht, da auch der magnetische Spannungskonstanthalter strombegrenzende Eigenschaften besitzt. Darüber hinaus wird der Strom mit sehr engen Toleranzen auf den Nennstrom begrenzt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Prinzipschaltbild der Stromversorgungseinrichtung nach der Erfindung.

Bei der in der Figur wiedergegebenen neuen Stromversorgungseinrichtung ist einem magnetischen Spannungskonstanthalter ein Brückengleichrichter BG, bestehend aus vier in üblicher Weise verbundenen Dioden, nachgeschaltet. An die Gleichstromanschlüsse des Brückengleichrichters ist ein Stellglied SG geschaltet. Parallel zum Brückengleichrichter ist eine Last RL in Serie mit einer Strommeßeinrichtung SM geschaltet. Der Ausgang der Strommeßeinrichtung SM ist mit den Eingangsklemmen einer Regelschaltung RS verbunden, deren Ausgang das Stellglied SG ansteuert.

Die Strommeßeinrichtung SM enthält einen Übertrager Ü, der als Stromwandler wirkt, und einen nachgeschalteten Gleichrichter G, dessen Minuspol mit dem Minuspol des Brückengleichrichters BG verbunden ist. Sie liefert eine Gleichspannung, die in der Regelschaltung RS über einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R&min; und R&sec;, einem Regler R1 zugeführt wird. Die Regelschaltung enthält ferner eine Referenzspannungsquelle RQ, die dem Regler R1 und einem weiteren Regler R2 jeweils eine Referenzspannung zuführt. Dabei dient als Bezugspotential das Potential des Minuspols des Brückengleichrichters BG. Die Ausgänge der Regler R1 und R2 sind über eine Schaltung S mit dem Stellglied SG verbunden. Das Stellglied SG enthält einen Stelltransistor T und einen Emitterwiderstand R. Die Basis des Stelltransistors T ist mit der Schaltung S, der Emitteranschluß des Stelltransistors T mit dem Regler R2 verbunden.

Der Regler R1 vergleicht die von der Strommeßeinrichtung SM gelieferte Spannung mit der ihm zugeführten ersten Referenzspannung und steuert den Stelltransistor T derart leitend, daß der Strom durch die Last RL einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Der Regler R2 vergleicht die Spannung am Emitterwiderstand R mit der ihm zugeführten zweiten Referenzspannung und steuert den Stelltransistor T derart, daß dieser nicht überlastet wird. Dies ist insbesondere bei Lastsprüngen (Überschwingen) von Bedeutung.

Die Stromversorgung der Referenzspannungsquelle RQ und der Regler R1 und R2 erfolgt hier aus der Strommeßeinrichtung SM. Dadurch wird eine besondere Hilfsspannungsquelle eingespart.

Bei Ausführungen der Stromversorgungseinrichtung, die höhere Leistung abgeben, können dem Stellglied SG weitere Stellglieder parallel geschaltet sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Wechselstromgespeiste Stromversorgungseinrichtung zur Wechselstromspeisung einer Last (RL) mit einer Regelschaltung (RS) zur Strombegrenzung und einem Stellglied (SG)dadurch gekenn-zeichnet, daß sie einen magnetischen Spannungskonstanthalter (MS) mit strombegrenzenden Eigenschaften enthält, an dessen Ausgang eine Serienschaltung aus der Last (RL) und einer Strommeßeinrichtung (SM) sowie, parallel zu dieser Serienschaltung, ein Brückengleichrichter (BG) angeschlossen sind und daß zwischen die Gleichstromanschlüsse des Brückengleichrichters das Stellglied (SG) geschaltet ist.
  2. 2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung (SM) ein Meßwiderstand oder ein Stromwandler oder ein Hallstromsensor ist.
  3. 3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung (SM) die Primärspule eines Übertragers (Ü) ist.
  4. 4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (RS) durch den Überträger (Ü) mit Strom versorgt wird.
  5. 5. Stromversorgungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (RS) einen ersten Regler (R1) zur Ansteuerung des Stellgliedes (SG), einen zweiten Regler (R2) zur Begrenzung der Verlustleistung des Stellglieds (SG) und eine Referenzspannungsquelle (RQ) enthält.






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