DE1513267B1 - Geregeltes Netzgerät nit einer Kaskadengleichrichterschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein geregeltes Netzgerät mit des Ausganges, denn während der Ladezeit ist die einem Gleichstromausgang, das von einer Strom- erste Stufe vom Ausgang abgetrennt. Dadurch könquelle mit schwankender Spannung gespeist und bsi nen die Ein- und Ausschaltbedingungen so optimiert dem eine aus zwei Stufen gesteuerter Gleichrichter werden, daß nur sehr geringe Schaltverluste entbestehende Kaskadengleichrichterschaltung zwischen 5 stehen. Die Betriebsdauer und die Betriebsverhält-Stromquelle und Ausgang angeordnet ist. nisse der ersten Stufe sind hierbei ausschließlich

Zum Regeln von Netzgeräten werden häufig durch den bedämpften Schwingkreis bestimmt. Die Schaltverfahren angewendet, weil diese gegenüber Impulsfolgefrequenz, also die Speisefrequenz für den der kontinuierlich veränderlichen Widerstandsrege- Ausgang, ist primär abhängig von der Last, dabei ist lung, ζ. B. unter Verwendung von Serientransistoren, io die vom Energiespeicher dem Ausgang zugeführte eine Reihe von Vorteilen bieten. Diese Vorteile wer- Energie in jedem Zyklus konstant, den jedoch in einem gewissen Maße durch Schwie- Durch die erfindungsgemäße Schaltungsart ist es

rigkeiten bei der Steuerung, die mit den verwendeten ohne erheblichen Mehraufwand möglich, die Impuls-Schaltstromkreisen und -verfahren zusammenhängen, folgefrequenz nach unten zu begrenzen. Dies wird wieder zunichte gemacht, insbesondere wenn größere 15 nach einem anderen Merkmal der Erfindung dadurch Leistungen übertragen werden sollen. erreicht, daß die erste Stufe Mittel zur Zurückleitung

Es ist bereits bekannt, solche Schaltverfahren mit der überschüssigen Energie vom Energiespeicher auf gesteuerten Gleichrichtern und ähnlichen Bau- die Stromquelle aufweist, die vorzugsweise bei geelementen durchzuführen, die selbstverriegelnde ringer Last und niedriger Impulsfolgefrequenz wirk-Eigenschaften haben. So ist in der Zeitschrift »Elec- 20 sam sind.

tronic Engineering« vom November 1962 auf der Dies hat den Vorteil, daß die Welligkeit am AusSeite 754 ein Netzgerät beschrieben, bei welchem der gang erheblich vermindert wird, so daß die zur Glät- übliche Netzgleichrichter durch einen gesteuerten tung dienende LC-Kombination des Ausgangskreises \ Gleichrichter ersetzt worden ist. Aus der Zeitschrift mit einer niedrigen Induktivität versehen werden »Technische Rundschau« vom 5. Mai 1961, S. 11, 25 kann, so daß wiederum die Schaltspitzen sehr gering Tabelle 3, Schaltungsnummer 12, ist es weiterhin be- werden. In gleicher Weise können die Schaltspitzen kannt, für einen gesteuerten Gleichrichter eine Kas- im Eingangskreis klein gehalten werden, da die Frekadenschaltung von zwei Stufen gesteuerter Gleich- quenz des Schwingkreises der ersten Stufe unabhänrichter zu verwenden. Diese Schaltungen können gig von der Ausgangslast ist und somit die Indukzwar auch bei größeren Leistungen eingesetzt wer- 30 tivität dieses Schwingkreises geeignet gewählt werden den, sie sind jedoch häufig nur schlecht zu steuern. kann.

So können z. B. die gesteuerten Gleichrichter nicht Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger

schnell und wirksam ausgeschaltet werden, wenn in den Zeichnungen dargestellter Ausführungssie von einer Gleichstromquelle gespeist werden. beispiele näher erläutert. Es zeigt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, 35 F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer geregelein nach dem Schaltverfahren geregeltes Netzgerät ten Stromversorgung nach der Erfindung, mit gesteuerten Gleichrichtern, insbesondere für F i g. 1A ein Schaltbild einer geregelten Stromgrößere Leistungen, zu schaffen, bei welchem die Versorgung mit Details aus F i g. 1, gesteuerten Gleichrichter leicht, schnell und sicher F i g. 2 eine Schaltung eines zweiten Ausführungsgesteuert werden können, auch wenn sie von einer 40 beispiels mit einem anderen Steuermechanismus, Gleichstromquelle gespeist werden. Das Netzgerät F i g. 3 ein Schaltbild eines dritten Ausführungssoll es weiterhin in einfacher und betriebssicherer beispiels,

Weise ermöglichen, den Energiebetrag zu steuern, F i g. 4 ein Schaltbild eines vierten Ausführungs-

der während eines bestimmten Schaltintervalls gemäß beispiels mit einigen Steuerungsmaßnahmen nach ä den Anforderungen der Ausgangslast zum Ausgang 45 Fig. 3 und

der Schaltung übertragen wird. Ein weiteres Ziel der F i g. 5 ein Schaltbild eines fünften Ausführungs-

Erfindung ist es, ein Netzgerät zu schaffen, bei wel- beispiels.
chem im wesentlichen die gesamte verfügbare Fi" 1

Energie während eines bestimmten Arbeitszyklus °'

zum Ausgang übertragen wird, ehe dieser Zyklus zu 50 Eine Spannungsquelle V_a erzeugt eine Ausgangs-Ende ist, so daß Einschwingprobleme umgangen spannung V 2 an den Klemmen Jl, /2 über Leistung oder doch wesentlich verringert werden. Außerdem übertragende Schaltkreise Nl, N 2, die hintereinsoll die Energie im wesentlichen verlustlos über- andergeschaltet sind. Diese Schaltungen umfassen tragen werden. Schaltvorrichtungen in Gestalt gesteuerter Gleich-

Dies wird bei einem geregelten Netzgerät der ein- 55 richter GR1, GR 2, die jeweils mit Schwingschaltungangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch er- gen C 56, L 54 und C 56, C 51, L 53 verbunden sind, reicht, daß die erste Stufe der Gleichrichterschaltung Der Zweig C 56 ist beiden gedämpften Netzwerken einen bedämpften Schwingkreis zur Selbstkomtnu- gemeinsam, und das letztere Netzwerke2 umfaßt tierung der ersten Stufe und einen Energiespeicher die ungesteuerte Diode CR 53. In der Praxis kann V_s für die vom Eingang gelieferte Energie aufweist und 60 an einem Kondensator anstehen, der wie C 51 wedaß die zweite Stufe so gesteuert ist, daß sie die sentlich größer ist als C 56.

erste Stufe von der Last abtrennt, ohne die Selbst- Fällt die Spannung V2 ab, so wird GRl über die

kommutierung dieser Stufe zu beeinflussen, und Steuerschaltung CCl eingeschaltet, wobei C 56 auf Energie vom Energiespeicher der ersten Stufe auf eine Spannung Vl aufgeladen wird. Die Dämpfungsden Ausgangskreis überträgt. 65 eigenschaft der Schaltung JVl bewirkt, daß Vl

Diese Schaltung hat eine Reihe wesentlicher Vor- schließlich V2 übersteigt, wobei Gi? 1 durch die teile. Die Ladung des Energiespeichers in der ersten selbstkommutierende Sperrspannung ausgeschaltet Stufe erfolgt völlig unabhängig von der Belastung ist, die auf Grund dieser Situation entsteht.

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Während der Gleichrichter GR1 leitet, sperrt der umfaßt auch eine Rückstelldiode CR 53, die parallel Gleichrichter GR 2 dank der Verriegelungsschaltun- zur Kombination von L 53 und C 51 liegt. Die Spangen, die die Steuerschaltung CC2 von GR 2 um- nung Vl an C56 treibt unter der Steuerung von GR 2 fassen. Schaltet jedoch GR1 aus, so verursacht das einen Strom zu dieser Schaltung, wobei C 51 auf eine in CC 2 erzeugte Signal, daß GR 2 eingeschaltet wird. 5 Spannung V 2 aufgeladen wird. Die Kapazität von C 51 Danach verhindert eine Schaltverbindung von Steuer- ist beispielsweise von der gleichen Größenordnung schaltung CC 2 nach CCl die letztere, GR1 wieder wie diejenige des Eingangsfilterkondensators C 59, einzuschalten. und die Spannung V 2 an C 51 wird an ein Hoch-Wenn GR 2 leitet, so überträgt er im wesentlichen frequenzfilter gelegt, das Spitzenspannungen unteralle die in C 56 gespeicherte Energie zur Ausgangs- io drückt und in Serie geschaltet die Drosselspule L 51, schaltung und insbesondere zum Filter L 53, C 51. den Kondensator C 8 und die Drosselspule L 52 um-

V 2 wird dabei größer und in alter Höhe wieder- faßt. So gefiltert erscheint die Ausgangsspannung V 2' hergestellt. Wenn C56 entladen ist, schaltet GR2 des Grobreglers am Kondensator C8 und an den aus, und ein neues Arbeitsspiel kann beginnen. Wie Klemmen Ml, M2. Die Spannung V2 dient als man sieht, findet die Übertragung der Energieimpulse 15 Spannungsquelle für den Feinregler und liefert die im wesentlichen verlustfrei statt. Ausgangsspannung und den -strom V_L und I_L an die

Zum Zwecke einer genaueren Beschreibung wird auf Ausgangsklemmen + F, — V über die Emitter-Kol-F i g. 1A Bezug genommen, in der die Regelschaltung lektor-Strecke des Transistors β 9 und die Seriennach Fig. 1 zum Grobregeln verwendet wird. schaltung des Widerstandes R2, der Diode CR5 und _ , , , , ., ^,. ., « 3° des Widerstandes R 6. Die gemeinsame Leitung läuft Schaltungsbeschreibung Fig. IA _{von der} Ausgangsklemme - F direkt zur negativen

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. IA umfaßt Seite von C8 (d. h. nach M2).

einen Grobreglerteil, der über einen Transformator Wie später genauer beschrieben wird, wird der Π aus einer geeigneten Wechselstromquelle gespeist Transistor β 9 gesteuert und regelt damit die Auswird und der eine Ausgangsspannung V 2' an den 25 gangsspannung oder den Ausgangsstrom in Ab-Klemmen Ml, M2 für einen Grobregler des Serien- hängigkeit von der gewünschten Arbeitsweise, so daß typs erzeugt. Innerhalb des Lastveränderungsbereichs die geregelte Ausgangsgröße im wesentlichen konerzeugt der letztere eine geregelte Gleichspannung stant bleibt. Auf der anderen Seite dient der Grob-

V_I an den Klemmen + F, — F oder einen regelten regler dazu, die Spannung F 2' einzustellen und da-Ausgangsstrom I_L an diesen Klemmen, je nach Ar- 30 mit die Spannung V_P am Transistor β 9 und den zubeitsweise. Der Grobregler dient in den erläuterten gehörigen Bauelementen innerhalb enger Grenzen Schaltungen dazu, die Spannung V₁, innerhalb der aufrechtzuerhalten. Wärmeableitung und ähnliche vorgeschriebenen Toleranz zu halten, indem die Probleme werden dadurch beträchtlich verkleinert. Spannung F 2' geeignet verändert wird. Die Steuerung der grobgeregelten Spannung F 2'

Die Primärwicklung Pl des Transformators Tl 35 in Abhängigkeit von der Spannung V_P bedingt eine

wird von einer Wechselspannungsquelle gespeist. Die Steuerschaltung, die zwischen dem gesteuerten

Arbeitsweise ist in weitem Maße von der Frequenz Gleichrichter Gi? 1 und dem Feinregler liegt, in dem

der Spannungsquelle wegen bestimmter später be- V_P erzeugt wird. Diese Schaltung umfaßt eine Ein-

schriebener Eigenschaften unabhängig. Die Sekun- gangssteuerstufe β 51, die einen NPN-Transistor auf-

därwicklung Sl liefert Spannung an einen Gleich- 40 weist, dessen Basis über einen Widerstand R51 und

richter, der beispielsweise als Brücke BR1 dargestellt eine Abfühlklemme S mit der Ausgangsklemme + F

ist. Die Ausgangsspannung dieser Brücke wird an verbunden ist. Eine Bezugsspannung V₁. wird am

einen Filterkondensator C 59 gelegt, an dem die ge- Widerstand R 51 erzeugt, und zwar durch einen

filterte Gleichspannung V_s entsteht. C59 ist Vorzugs- Bezugsstrom, der durch die Klemmen El und E2

weise genügend groß, damit die Quelle während der 45 einer Hilfsstromquelle fließt, die nicht gezeigt ist. Die

Schaltperioden, die nachfolgend beschrieben werden, Basis von β 51 ist außerdem über eine Zenerdiode

zufriedenstellende Eigenschaften hat. Ci? 51 an die — F-Klemme gelegt, während der

Parallel zum Filterkondensator C 59 liegt eine ge- Emitter über die Diode CR 52 und den Widerstand

dämpfte Schaltung, die in Serie eine Schaltvorrich- i?53 an den Kollektor des Transistors β 9 gelegt ist.

tung aufweist, und zwar in Form eines gesteuerten 50 Die Verbindung zwischen diesen beiden letzteren

Gleichrichters GR1, eines Kondensators C56 und liegt über den Widerstand i?23 an —F. Die Zener-

einer Induktivität L 54. Die Schaltung hat beispiels- diode Ci? 51 dient dazu, die durch den Grobregler

weise eine Periodendauer von etwa 200 nsec. Die gelieferte Spannung für den Fall zu begrenzen, daß

Spannung F_s treibt unter der Steuerung von GR i der später beschriebene Ausgangsspannungsteiler der

einen Strom zur Ladung von C 56 auf die Spannung 55 Stromversorgung abgetrennt ist. In diesem Fall wird

Fl. Die Steuerung von GR1 wird später genauer F2 auf die Zenerspannung CR51 begrenzt. Andern-

beschrieben. Um Einschwingvorgänge zu unter- falls würde F2 dauernd steigen, da die Spannung V_n

drücken, wird L 54 in dem Ladestromkreis durch die an β 51 gelegt wird, durch V_P nicht kompensiert

die Serienschaltung von i?62 und C 57 überbrückt. würde.

Die Schaltung von L 54 und C 56 wird durch einen 60 Die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom

Widerstand i? 61 überbrückt, der dazu dient, ein der Stufe Q 51 wird vom Kollektor abgenommen und

unerwünschtes Aufladen von C 56 während der über einen Widerstand i? 55 an die Basis der PNP-

Ruhezeiten zu verhindern. Stufe β52 gelegt. Der Emitter dieser Stufe ist mit

Die an C 56 entstehende Spannung Fl wird seiner Basis über einen Widerstand i? 56 und mit der wiederum an eine Schaltung gelegt, die in Serien- 65 positiven Seite von C51, d.h. mit -f-F2 über die anordnung einen Kondensator C 51, eine Induktivität Gleichstromquelle E10 verbunden. Die Ausgangs- L 53 um einen Schalter umfaßt, der als gesteuerter größe der Stufe β 52 wird über i? 58 an die Kollektor-Gleichrichter GR 2 dargestellt ist. Diese Schaltung Emitter-Schaltung einer NPN-Stufe Q 55 gelegt. Der

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Emitter dieser letzteren Stufe ist mit der Steuer- bei dem die Leitperiode von GRl relativ fest liegt elektrode von GR1 über eine Diode CR 55 verbun- und unabhängig von Laständerungen ist und dafür den und parallel dazu in Serienschaltung mit den in großem Ausmaß von den LC-Werten in dessen Widerständen R 56 und -R 60 verbunden. Die ge- Anoden-Kathoden-Kreis abhängt. Auf der anderen meinsame Leitung der Widerstände ist mit der posi- 5 Seite schwankt der zeitliche Abstand zwischen den tiven Seite von C 56 verbunden, die ebenfalls mit Stromimpulsen oder in andern Worten die Impuls- + Vl und + V 2 verbunden ist. Die Basis β 55 ist frequenz in Abhängigkeit von den Lastveränderunmit der positiven Klemme von C59, d.h. mit + V_s gen. Im allgemeinen verändert sich die Impulsverbunden über die Serienschaltung des Widerstandes frequenz direkt sowohl mit der Ausgangsspannung i?66 und der Zenerdiode CR 58. io V 2 als auch dem Ausgangsstrom/2 und verändert

Eine NPN-Stufeß53 dient dazu, Steuerstrom ab- sich umgekehrt im Verhältnis zur Spannung einer zuzweigen, der unter bestimmten Bedingungen zwi- Leitung. Der Arbeitszyklus kann im allgemeinen als sehen β55 und der Steuerelektrode von GRl fließt. eine Zeitfolge angesehen werden, in der Gi? 1 ein-Der Kolelktor dieser Stufe liegt parallel zu C 56 und geschaltet wird, an C 56 eine Ladung abgibt und dann wird daher von Vl gespeist. Dieser Zweig umfaßt 15 ausschaltet; GR 2 schaltet dann ein, überträgt Energie in Reihe mit CR 56 und CR 54 die in Serie geschalte- aus C 56 zur Filterschaltung und schaltet aus. Es folgt ten Bauelemente CR 57 und C 55. Der zweite Punkt eine Rückstellperiode der eine Pause folgen kann, an den RS7 in der Basis von β53 gelegt ist, ist die Diese Arbeitsfolge wird gemäß der erforderlichen

Verbindung des Widerstandes R 59 und der Diode Impulsfrequenz wiederholt. Zusätzlich sind die bei- CR 54, der serienmäßig als Zweig B parallel zu der 20 den gesteuerten Gleichrichter gegeneinander ver-Rückstelldiode CR 53 liegt. riegelt oder synchronisiert, so daß sie nicht gleich-

Den Leitzustand von GR 2 steuert eine PNP-Stufe zeitig leiten. Λ

β 54, deren Kollektor mit der Steuerelektrode von Bei einer bestimmten Leitungsspannung wird die ™

GR 2 verbunden ist. Der Kollektor ist außerdem über Energie, die pro Zyklus durch GT? 1 übertragen wird, den Widerstand R 64, der zwischen der Steuer- 25 im allgemeinen konstant sein. Die übertragende elektrode und der Kathode von GR 2 liegt, mit der Energie wird wiederum durch GR 2 zum LC-Strom-Minusklemme von C 56, d. h. mit Vl verbunden. Die kreis geschickt, der C 51. L 53 und die Diode CR 53 Basis von β 54 liegt an der Verbindung zwischen C 54 umfaßt, wo die Energie gefiltert wird und V 2 und CR 57 im Zweig A. Dieser Punkt ist außerdem erzeugt. C 51 und L 53 stellen eine Resonanzschalmit der Minusseite von C 59 über einen Konden- 30 tung dar, die beispielsweise etwa bei der gleichen satorC58 verbunden. Der Emitter von β 54 liegt an Frequenz schwingt wie diejenige, die an die Schalder Verbindung CR57 und C55 im Zweigt, wobei tung von GR1 angelegt wird. Der Gleichrichter GR2 die Basis-Emitter-Strecke parallel zu CR 57 liegt. ist wie GT? 1 vorzugsweise ein gesteuerter Silizium-

Der Feinregler ist von dem Strom- und Spannungs- gleichrichter und hängt von der Wirkungsweise von reglertyp, der eine automatische Überschneidung 35 GRl, wie weiter unten im einzelnen beschrieben (Crossover) hat. Er umfaßt eine Feinreglersteuerung wird, zyklusmäßig ab.

bekannter Anordnung, der eine Spannung zugeführt Der Filterkondensator C 51 spielt beim Ausschalwird, die durch eine Verbindung zum Punkt am ten von Gi? 2 eine Rolle, während die gedämpften Ausgangsspannungsteiler D zur Ausgangsspannung LC-Eigenschaften der Schaltung nach GR1 das Ausin Bezug gesetzt worden ist. Der Spannungsteiler liegt 40 schalten dieses letzteren Gleichrichters bewirken, da parallel zum Ausgangsfilter-Kondensator Cl und Vl schließlich größer wird als V2, um eine Sperrzwischen den Ausgangsklemmen + V und — V. Der Spannung und einen Sperrstrom zu erzeugen, der Spannungsteiler umfaßt eine Serienschaltung einer GR1 schnell abschaltet. Die Schwingeigenschaften g Spannungsquelle E2-E 3. die von der Hilfsstrom- der Schaltung ermöglichen auch eine Rückfluß- f Versorgung abgeleitet worden ist, einen Widerstand 45 wirkung, die nachfolgend in Verbindung mit den i? 3, eine Diode CR 2 und einen einstellbaren Wider- F i g. 3, 4 und 5 beschrieben wird. Die Zwischenstand Rl. Der PunktH umfaßt die Verbindung von schaltung von GR2 zwischen GR1 und dem Aus- CR 2 und i?l. Der Regler erhält außerdem als Ein- gang dient dazu, die Schwingschaltung von GR1 gangsgröße eine Spannung V_m, die am Widerstand steuerbar von der Last abtrennen zu können. Über i?6 liegt. Die Spannung steht im Verhältnis zur 50 einen weiten Bereich von Lastveränderungen wird Größe des Ausgangsstroms. deshalb Gi?l automatisch abgeschaltet. Es sei be-

Die Ausgangsgröße der Feinreglersteuerschaltung merkt, daß L 53 dazu dient, sowohl Verluste zu verhängt von der eingestellten Lastspannung und dem kleinern, die sonst bei der Übertragung der Energie Laststrom ab und" liefert das erforderliche Steuer- von C 56 nach C 51 entstehen würden, und es zu signal an die Basis der NPN-Treiberstufe β 7. Deren 55 ermöglichen, C56 völlig zu entladen. Das Einschalten Kollektor ist mit den Kollektoren eines weiteren von GR1 hängt vom Empfang eines Schaltsignals an NPN-Treibertransistors β 8 und eines NPN-Tran- dessen Steuerelektrode ab. Dieses Signal hat die sistors β 9 verbunden. Der Emitter von β 7 liegt an Gestalt eines Stromflusses, der aus dem Kollektor der Basis von β 8 und über R 24 an der Verbindung β 52 kommt. Damit dieser Strom jedoch in die Schalzwischen i? 2 und CR 5. Der Emitter von β 8 ist mit 60 tung der Gleichrichtersteuerelektrode fließt, ist es der Basis von β 9 verbunden. Der Emitter von β 8 notwendig, daß β 55 leitet, so daß Schaltstrom durch ist außerdem über i?21 mit der Verbindung von i?2 dessen Kollektor-Emitter-Strecke fließt. Außerdem und CRS und mit der — F-Klemme über den Wider- ist es notwendig, daß die Stufe β 53 im wesentlichen stand i? 22 verbunden. sperrt, da ihre Emitter-Kollektor-Strecke die Steuer-

„.. „. 65 schaltung kurzschließt und im Leitzustand auch das

Wirkungsweise Fig. IA Schaltsignal kurzschließen würde. Anfangs wurde

Die Wirkungsweise des Grobreglers nach F i g. 1 angenommen, daß diese beiden Zustände vorliegen, beruht auf einem veränderlichen Impulsverhältnis, d. h. daß β 55 leitet und β 53 nicht leitet.

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Der Gleichrichter Gi? 1 wird eingeschaltet als Die sich ergebende Spannung an C 58 wechselt dem-Funktion der Größe von V_p, die an den Ausgangs- gemäß die Polarität, wie der Spannungsabfall an L 54 elementen entsteht, nämlich β 9, CRS und R6. Die die Polarität wechselt, d.h. nach dem der Strom Spannung wird mit der Bezugsspannung V_r vergli- durch L 54 seinen Spitzenwert überschreitet. Dies chen und das Ergebnis an die Emitter-Basis-Strecke 5 ereignet sich deshalb, weil der Abfall an C 55 relativ von β 51 gelegt. Ist V₁, gleich oder größer als der klein im Vergleich mit dem Spannungsabfall an L 54 erforderliche Wert, so wird der Differenzspannungs- ist. Deshalb gleicht die Spannung an C 58 etwa der detektor β 51 ausgeschaltet. Wenn V₁, unter diesen Spannung an L 54. Beim Polaritätswechsel ist die Wert fällt, so fließt Basisstrom, der β 51 einschaltet. sich ergebende Spannung an C 58 relativ zu der Seite Aus der Quelle ElO fließt damit Strom durch die io negativ, die mit der Basis von β54 verbunden ist. Emitter-Basis-Streckevonß52zumnunmehrleitenden Wenn der Strom durch GR1 zu fließen aufhört, fällt Kollektor von β51 über i?55. Die Stufe β52 wird der Strom durch den Zweigt, so daß die Spannung dadurch ebenfalls eingeschaltet. Unter den angenom- an CR 57 abnimmt. Daher wird man einen Punkt menen Bedingungen fließt Strom aus der Quelle ElO erreichen, an dem β 54 nicht mehr gesperrt ist. Zu durch die Emitter-Kollektor-Strecke von β 52 und 15 dieser Zeit ist die Spannung L 54 auf Null abgefallen; β 55 und durch CR 55 zum Steuer-Kathoden-Kreis C 58 entlädt sich daher und liefert dabei Strom über von GR1, der an der negativen Seite von ElO liegt. L 54 und C 55 an die Emitter-Basis-Strecke und ver-Die Anoden-Kathoden-Strecke von GR1 wird dabei ursacht, daß β 54 leitet. Tritt dies ein, so verursacht leitfähig gemacht. Ist i?Gl eingeschaltet, so liefert die Ladung von C55 einen Stromfluß zur Steuerer Strom aus der Quelle V_s zum Kondensator C56, 20 elektrode von GR 2 über die Emitter-Kollektorwobei letzterer über L 54 aufgeladen wird. Die ge- Strecke von β 54. Damit wird GR 2 eingeschaltet. Zu dämpfte LC-Eigenschaft der Ladeschaltung ver- diesem Zeitpunkt wird Strom von C 56 zum LC-ursacht, daß der Strom sinusförmig auf einen Maxi- Stromkreis geschickt, der die Filterelemente C51 und malwert wächst, dann auf Null absinkt und um- L 53 umfaßt, wodurch die Spannung V 2 an C 51 gekehrt. Wenn sich die Stromrichtung umkehrt, wird 25 steigt. Nachdem weiterhin Hochfrequenzanteile mit-Strom durch GR1 in der umgekehrten Richtung ge- tels L 51, C 8 und L 52 ausgefiltert worden sind, entschickt, wodurch er abgeschaltet wird. Die Ladung, steht eine steigende Spannung V2 an den Ausgangsdie nach C56 geliefert worden ist, äußert sich in klemmen Ml, M2 des Grobreglers,
einer Spannung Vl, die größer ist als V_s. Wenn GR 2 Ladung von C 56 zum Ausgang über-

Während des allerersten Einschaltens der Strom- 30 trägt, so fällt die Spannung Vl und nähert sich V2.

Versorgung kann GR1 vorzeitig leiten, d.h. bevor Wenn Vl gleich groß wie V2 ist, hat der Strom

sich V_s gebildet hat. Sollte dies eintreten, so kann das durch GR 2 seinen maximalen Wert und beginnt

automatische Kommutieren von GRl verhindert danach abzufallen. Die Polarität der Spannung an

werden, da GR1 bereits leitet und das Ansteigen von L 53 kehrt sich zu diesem Zeitpunkt um, und wenn

V_s nicht den notwendigen Schaltstoß liefert. Fehlt 35 Vl gleich Null ist, so wirkt L 53 als eine Quelle, und

dieser Schaltstoß, so wird GR1 nicht in der ge- die Rückstellung liefert den Rest an gespeicherter

wünschten Weise ausgeschaltet, weil Vl nicht größer Energie an C51 über CR53. Wie man sieht, ist C56

als V2 wird. Um diese Möglichkeit auszuschalten, völlig entladen worden und hat seine gesamte Energie

ist die Stufe, die β 55 und die Zenerdiode CR 48 um- an C 51 abgegeben.

faßt, mit der Steuerschaltung und der Ausgangsseite 40 Ist die Rückstellung vollendet und ist GR 2 nicht von GR1 und der Spannungsquelle V_s verbunden. schon abgeschaltet worden, weil kein Strom durch Ehe V_s nicht eine bestimmte Mindestgröße erreicht, ihn in Leitrichtung durchfließt, so sorgt ein in Sperrwird die Zenerdiode CR 48 nicht leitend. Daher wird richtung fließender Strom von C 51, der nacheinander β 55 ausgeschaltet und der Steuerstromfluß zum ge- durch C 56, GR 2 und L 53 fließt, dafür, daß GR 2 steuerten Gleichrichter abgeschaltet. Erreicht V_s eine 45 abgeschaltet wird.

Mindestgröße, so schaltet CR 58 ein, und Strom fließt Leitet GR 2, so entsteht kein nennenswerter Span-

von V_s über CR 58, i?56, die Emitter-Basis-Strecke nungsabfall an CR 56, da GR1 ausgeschaltet ist.

von β 55 und über die Schaltung, die die Emitter- Unter diesen Umständen erzeugt die Spannung an

Kollektor-Strecke von β 52 umfaßt, nach —V_s. Q 55 C 54 einen Einschaltstrom für die Basis-Emitter-

wird somit eingeschaltet, so daß Steuerstrom nach 50 Strecke von β 53 über i?57, C51, L53, GR2, C55

GR1, wie gewünscht, fließt. Die Zusammenschaltung und die Basis-Emitter-Strecke von β 54. β 53 wird

R 65, R 60 und CR 55 ist in der Steuerschaltung von damit leitend gemacht und schließt den Steuerstrom

GR1 eingeschaltet, um zu verhindern, daß der Basis- für GR1 kurz und verhindert damit, daß letzterer

strom von β55 in erwünschter Weise GRl ein- eingeschaltet wird. Wenn C54 völlig entladen hat, so

schaltet. Ist einmal GR1 eingeschaltet, so beeinflus- 55 wird β 53 abgeschaltet, wodurch GR1 in der Lage

sen die Zustände in der Steuerschaltung die Leit- ist, Steuersignale zu empfangen,

eigenschaften nicht mehr. Wenn die obenerwähnten Schaltvorgänge eine

Während der Leitperiode von GR1 und wenn genügende Erhöhung des Wertes von V 2' verStrom nach C 56 fließt, fließt ein zusätzlicher Strom Ursachen, so daß V₁, seinen kleinsten Wert erreicht, im Zweigt, wodurch C54 und C55 geladen werden. 60 so hören die Steuersignale für GR1 auf, bis zu dem Die Spannung, die dabei an C 54 entsteht, ist ein Zeitpunkt, zu dem V_p wiederum unter den Mindestrelativ großer Bruchteil von Vl, während die Span- wert fällt. Wenn man diesen Zustand wieder erreicht nung an C 55 wesentlich kleiner ist, d. h. einige hat, ist der Arbeitszyklus fertig. Wie oben schon wenige Volt. Ein Spannungsabfall an CR 57 im erwähnt, ändert sich die Impulsfrequenz direkt mit Zweigt sperrt die Stufe β54, wobei β54 aus- 65 V2' und /2 und umgekehrt als Funktion eines geschaltet bleibt, so daß kein Steuerstrom nach GR 2 Leitungsspannungsfaktors.
fließt, wenn GR1 leitet. Zusätzlich dazu, daß das Abschalten von GR1

Leitet GR1, so wird Strom nach C 58 geschickt. erleichtert wird, ergibt die LC-Charakteristik der

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Schaltung, welche durch diesen Gleichrichter ge- Ausgangsschaltung CC 100 an den Ausgangsklemmen steuert wird, zusammen mit der festen Leitperiode, + F und — F erscheinen.

die mit den LC-Charakteristiken zusammenhängt, Um die Ausgangsspannung regeln zu können, ist

Mindestverluste in GR1 während des Ein- und Aus- eine Steuerschaltung CC 101 vorgesehen, die zwischaltens, wodurch man nur kleinere und weniger 5 sehen der Ausgangsschaltung und der Steuerkostspielige Vorrichtungen braucht. Die Ströme sind kathodenschaltung von GR102 liegt. Wie man sieht, während des Ein- und Ausschaltens beider ge- beeinflußt die Steuerung mittels Rückkopplung den steuerter Gleichrichter wirklich gleich Null. zweiten gesteuerten Gleichrichter eher als den ersten

Ein Stromversorgungsgerät nach Fig. 1 kann z.B. wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, eine veränderbare geregelte Ausgangsspannung im io Um Gi? 101 synchron mit GR102 steuern zu können Bereich von 0 bis 36 Volt und einen veränderbaren und um sicherzustellen, daß die Zeiten, zu denen die geregelten Strom in der Größenordnung von 0 bis beiden Gleichrichter leiten, sich nie überlappen, &t 4 Ampere liefern. Das Steuersystem für den Fein- eine zusätzliche Steuerschaltung CClOl vorgesehen, regler umfaßt einen Schalttransistor, der nicht be- Diese Schaltung ist mit der Steuerelektrodensonders gezeigt worden ist, der auf die Spannung V_m 15 Kathoden-Strecke von GR101 verbunden. Wegen anspricht und geeignete Veränderungen in der Schal- der genauen Beschreibung des Ausführungsbeispieles tung verursacht und den Feinregler je nachdem auf nach F i g. 1 wurden gewisse Schaltungseinzelheiten Urspannung oder Urstrom einstellt, je nachdem, ob der Anordnung nach F i g. 2 weggelassen, da sie der Laststrom unter oder über einem bestimmten denen der Fig. 1 ähnlich sind. Zum Beispiel kann Wert bleibt. In beiden Betriebsarten dient der Fein- 20 eine Zenerdiode oder ein anderes auf Spannungen regler automatisch dazu, den Widerstand von Q9 ansprechendes Bauelement zwischen die Spannungszu regeln, und steuert damit die Ausgangsgröße in quelle F_s und die Steuerelektroden-Kathoden-Strecke Abhängigkeit von den abgefühlten Abweichungen von GR101 eingeschaltet werden, um zu verhinam Ausgang. dem, daß der Gleichrichter vorzeitig zu arbeiten be-

Bei bestimmten Anwendungsgebieten sind die 25 ginnt.

Regeleigenschaften des Grobreglers ausreichend, so Beim Arbeiten verursacht ein Spannungsabfall am

daß man auf den Feinregler verzichten kann. Ausgang unter einen Sollwert, daß Steuerstrom nach

Bei vielen Stromversorgungen, die Glättungs- GR102 über CClOl geliefert wird. Diese Steuerdrosseln benutzen, erzeugt das Schalten des Last- schaltung kann ähnlich sein wie die entsprechende Stromkreises Spannungs- oder Stromspitzen an den 30 nach Fig. 1. Der Gleichrichter wird dabei ein-Ausgangsklemmen, die manchmal störend sind. Im geschaltet und überträgt Energie von ClOl nach Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 jedoch muß die Cl02 und der Ausgangsschaltung. Die Spannung V2 Drosselspule L 53 nicht so groß sein, daß sie glättet. und die sich ergebende Ausgangsspannung V_L steigen Vielmehr hat sie einen Wert, der die Verluste ver- entsprechend, während die Spannung Fl an ClOl kleinert, die sonst bei der Übertragung der Energie 35 auf Null fällt. Während der Entladung von ClOl von C 56 nach C 51 entstehen würden. Der Wert von beginnt ein Rückstellvorgang, bei dem Cl 02 durch L 53 ist außerdem so groß, daß sich C 56 im geeig- die Drosselspule L101 über die Rückstelldiode D101 neten Zeitintervall völlig entladen kann und somit geladen wird.

das Abschalten von GR 2 erleichtert wird. Verglichen Der Rückstellvorgang und/oder das Zusammen-

mit einer Glättungsdrossel kann L 53 eine relativ 4° brechen der Spannung Vl verursachen schließlich, kleine Induktivität haben, wodurch Schaltspitzen, wie daß GR102 ausgeschaltet wird. Das Ausschalten oben beschrieben, wesentlich verkleinert werden. verursacht seinerseits, daß Steuerstrom zu GR101

über die Steuerschaltung CClOO geschickt wird.

pig. 2 Wenn daher GR102 ausschaltet, schaltet GR101

45 ein. Das Leiten des letzteren lädt ClOl über ClOO

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird eine auf. Beim Aufladen dreht sich die Stromrichtung Gleichspannung V_s an den Klemmen Pl und P 2 bei durch GR101 um und verursacht, daß dieser aus-Querschaltung eines Filterkondensators ClOO erzeugt. schaltet. Die Spannung Fl ist nun wiederhergestellt In Reihe zu ClOO liegt die Zusammenschaltung ein- und kann dazu verwendet werden, den Ausgang zu schließlich des gesteuerten Gleichrichters GR101, 50 versorgen, wenn es wieder notwendig wird, des Kondensators ClOl und der Drosselspule LlOO.

Diese Zusammenschaltung bildet einen gedämpften Fig. 3

LC-Kreis. Wenn GR101 leitet, wie später genauer

beschrieben, wird eine Ladung an ClOl abgegeben, Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispie-

wobei die Spannung Fl an diesem Kondensator ent- 55 len ist der Betrag der übertragenen Energie pro steht. Wie in der oben beschriebenen Weise kehrt Zyklus jeweils festgelegt und ändert sich nicht als sich der Strom in der Schleife um und verursacht, Funktion der Lastveränderung. Verbraucht die Last daß GR101 ausgeschaltet wird. nur wenig Leistung und wenig Spannung, so ist auch

Die Spannung Vl, deren Spitzenspannung etwa die Impulsfrequenz der Stromversorgung nieder, und dopelt so groß ist wie V_s, wird wiederum an eine 60 es besteht während jeder Energieübertragung die zweite Schaltung angelegt, die aus einem gesteuerten Neigung der Überregelung. Die Amplitude der Gleichrichter GR102, Kondensator C102 und einer Welligkeit ist deshalb relativ hoch. Drosselspule LlOl besteht. Um die Welligkeitsamplitude herunterzusetzen und

Wenn GR102 eingeschaltet wird, so wird Strom bessere Steuerungseigenschaften zu gewährleisten, ist von der Quelle Fl zum Kondensator C102 über 65 es in manchen Anwendungsfällen wünschenswert, LlOl geschickt. Dadurch entsteht eine Spannung F2 den Betrag der übertragenden Energie während jeder an C102, und diese Spannung wird nach weiterem Leitperiode gemäß den Anforderungen, die die Last Filtern und eventuell nach weiterer Regelung in der stellt, anzupassen. Dadurch wird die untere Fre-

i 513 267

11 12

quenzgrenze der Impulsfrequenz angehoben und wird LC-Kreis gelegt, der aus der Serienschaltung eines

die Welligkeit herabgesetzt. gesteuerten Gleichrichters GR 201, einem Konden-

Beim Steuern des übertragenen Energiebetrags pro sator C 201 und einer Drosselspule L 200 besteht.

Zyklus wäre es wünschenswert, einen solchen Betrag Wird GR 201 dank eines Spannungsabfalls in der

zu übertragen, der mit dem vergleichbar ist, den die S Ausgangsspannung eingeschaltet, so fließt Strom aus

Last benötigt. Die Ruhezeit wäre damit kurz und die der Quelle V_s nach C 201. Die Spannung Fl an

Arbeitsfrequenz relativ hoch. Um dieses zu verwirk- C201 wächst somit, solange Gi? 201 leitet,
liehen, ist es wohl notwendig, den Energieübertra- Parallel zu C 201 liegt ein Spannungsteiler, der

gungsvorgang und die Anforderungen, die die Last aus der Serienschaltung der Widerstände R 200 und

stellt, nachzubilden, so daß die Übertragung von io R201 besteht. Die Verbindung beider Widerstände

Energie geregelt werden kann. Es scheint auch, daß ist mit einer Steuerschaltung CC 201 verbunden,

damit Probleme des Leistungsverlustes auftauchen Diese Schaltung bildet somit die Spannung Vl nach,

hinsichtlich der abgezweigten Leistung, die nicht von Die Steuerschaltung bildet außerdem ein Signal nach,

der Ausgangsschaltung benötigt wird. das eine Funktion der Ausgangsspannung ist.

Während die oben erwähnten Anforderungen 15 Dies wird dadurch erreicht, indem man einen scheinbar verwickeitere Schaltungen erfordern, hat Spannungsteiler an die Ausgangsklemmen + F und man jedoch herausgefunden, daß diese Funktionen in — F legt, der aus der Serienschaltung von i?202 und einer wünschenswerten Annäherung auf einfache Z? 203 besteht. Die Steuerschaltung ist ebenfalls mit Weise mit einfachen Schaltungen verwirklicht wer- der Verbindung dieser beiden Widerstände verbunden können. Diese Vereinfachung beruht teilweise auf 20 den und bildet somit die Ausgangsspannung nach, der Fähigkeit der Eingangsschwingschaltung, Strom Wenn der Strom in Leitrichtung durch GR 201 aufzur Quelle zurückschicken zu können und weiterhin hört, so erreicht Vl seinen Spitzenwert und beginnt auf der Erkenntnis, daß die Spannung am Konden- danach wieder zu fallen. Zur gleichen Zeit kehrt sich sator, der durch den ersten gesteuerten Gleichrichter die Stromrichtung im LC-Kreis um, so daß nunmehr geladen wird, mit großer Annäherung ein Maß für 25 C 201 Strom zur Quelle V_s zurückschicken wird, die Größe der zur Übertragung zur Verfügung Dieser umgekehrt fließende Strom schaltet GR 201 stehenden Energie ist, d. h. die Energie, die in C aus und fließt danach in einer Diode D 200, die par- und L gespeichert ist. Diese Spannung stellt das allel zu GR 201 liegt. So, wie der umgekehrt fließende augenblickliche Energieniveau dar, das für die Über- Strom weiterhin fließt, nimmt die Amplitude von tragung zur Verfügung steht. Um die Lastanforde- 3° Vl ab. Wenn Vl kleiner als V_s ist, fährt die rungen nachbilden zu können, wird angenommen, Drosselspule L 200 fort, rückwärts fließenden Strom daß eine der Ausgangsgrößen fest ist, z. B. der Aus- durch D 200 zu schicken. C 201 wird weiterhin entgangsstrom. Vorzugsweise wird das System auf der laden.
Grundlage eines maximalen Laststromes ausgelegt. Indem Vl kleiner als die Spitzenspannung wird,

Wenn angenommen wird, daß der Ausgangsstrom 35 erreicht sie einen Wert, der denjenigen Energieein Maximum ist, dann schwanken die Lastanforde- betrag darstellt, der für die nachgebildeten Lastrungen mit der Ausgangsspannung, und diese Aus- Verhältnisse notwendig ist, und zur gleichen Zeit gangsspannung kann dann nachgebildet werden und schickt die Steuerschaltung CC 201 ein Steuersignal dient so als ein Maß für die Leistungsanforderungen an GR 202. Seine Anoden-Kathoden-Strecke liegt der Last. Indem man diese nachgebildete Spannung 40 zwischen der Ausgangsklemme — V und der Einmit einem Signal vergleicht, das zur Spannung am gangsklemmeP2. Die Ladung von C 201 und auch Speicherkondensator in Beziehung steht, so kann die in L 200 gespeicherte Energie werden danach zu man die geeigneten Steuervorgänge einleiten, so daß den Ausgangsklemmen geschickt. Diese Ladung nur der erforderliche Betrag an Energie aus die- fließt durch GR 202 und durch L 200. Wird Vl sem Speicherkondensator zur Ausgangsfilterschaltung 45 kleiner als V_L, so sorgt L 200 für die Rückstellung, über den zweiten gesteuerten Gleichrichter über- Wenn Fl zu Null wird und die Polarität umkehrt, tragen wird, vorausgesetzt, daß Vorrichtungen vor- so wird D 201 leitend und laßt einen zusätzlich verhanden sind, mit denen man den Energiebetrag in fügbaren Strom von L 200 zum Ausgang fließen, der Speicherschaltung variieren kann. Man hat GR 202 schaltet aus, wenn L 200 entladen ist. Wie herausgefunden, daß dies durch ein Verfahren mög- 5° man sieht, wird der Strom an die Ausgangsschaltung lieh wird, bei dem die überschüssige Energie nicht in einer Zeitspanne geliefert, die nach der Spitzeneiner verlustbehafteten Schaltung zugeführt wird, spannung von Fl liegt.

sondern vielmehr zurück zur Quelle geschickt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn GR 202 ein-Dies ist besonders im Hinblick auf die Schwing- geschaltet ist und vorausgesetzt, daß V_L kleiner als eigenschaften der Eingangsschaltung durchführbar, 55 F_s ist, in diesem Falle automatisch der Rückstrom wenn Fl größer als F_s wird, wobei dann der Rück- aufhört, da nunmehr die Diode D 200 gesperrt ist.
strom auftritt. Durch den Rückfluß kann diese Bei der Schaltung nach F i g. 3 wird beim Nach-Energiesteuerung wirksam und ohne die normaler- bilden angenommen, daß einer der Ausgangsweise zu erwartende Verlustleistung verwirklicht parameter konstant ist (z. B. die Spannung) während werden. Wie man sieht, wird nur diejenige Leistung 60 der andere sich ändert. In der Praxis beruhen die der Quelle entnommen, die wirklich von der Last Nachbildungsverhältnisse auf dem maximalen Lastbenötigt wird (zusätzlich zu den inneren Verlusten), strom. Unter diesen Bedingungen ändert sich die wobei man einen relativ hohen Wirkungsgrad er- Einschaltzeit von GR 200 als Funktion der Lastreicht, spannung, und der Energiebetrag der zur Quelle

Die vorstehenden Gedanken sind in den Schaltun- 65 zurückfließt, wird dann automatisch geändert, sowie

gen der F i g. 3, 4 und 5 verwirklicht. Änderungen der Lastspannung abgefühlt werden.

In der Schaltung nach Fig. 3 wird die Gleich- Unter diesen Bedingungen ist die Arbeitsfrequenz der

spannung F_SJ die an C 200 liegt, an den gedämpften Stromversorgung etwa konstant, während die Am-

plitude der Ausgangsimpulse so wie benötigt sich ändert. Wenn der Laststrom von seinem maximalen Wert abweicht, so ändert sich auch die Arbeitsfrequenz, um automatisch die notwendige Kompensation zu liefern, und man erhält dadurch eine Strombegrenzung. Unabhängig davon, wie groß die Ausgangsspannung ist, kann sich die Arbeitsfrequenz nur auf einen gewissen Höchstwert vergrößern und nicht weiter, so wie der Laststrom anwächst. Die

Wenn die Spannung Vl an C 302 durch Null geht und sich umkehrt, so wird eine Stelle erreicht, an der GR 303, die Rückstelldiode, eingeschaltet wird. Der aus Dz 302, D 311, .R 300 α und der Steuer-5 kathode von GR 303 bestehende Zweig wird von Vl gespeist. Wenn GR 303 eingeschaltet wird, so treibt die umgekehrte Polarität der Spannung Vl an C 302 nunmehr den Strom rückwärts durch GR 302, wodurch er ausgeschaltet wird. Der Rück

Stromversorgung liefert bei maximaler Arbeits- io Stellvorgang dauert so lange an, bis die im Kern von

frequenz keinen höheren Strom als den, der zu- Γ 303 gespeicherte Energie zur Last übertragen wor-

gelassen ist. den ist. Das System ist nunmehr für einen neuen

ρ· λ Arbeitszyklus bereit, wenn die Ausgangsspannung

unter den gewünschten Wert fällt. Die Vorrichtun-

Die Schaltung nach Fig. 4 umfaßt Schaltungs- 15 gen, um dies zu erreichen, werden weiter unten be-

zwischenverbindungen, die gestatten, daß die Schalt- schrieben. Es sei noch bemerkt, daß bei diesem

energie zur Quelle zurückfließen kann, wobei Energie System das Ausschalten von GR 302 während des

in steuerbaren Beträgen an die Last abgegeben wird, Rückstellvorganges das Einschalten von GR 301

wie es auch in bezug auf F i g. 3 der Fall war. Die während des gleichen Zeitintervalls ermöglicht; da-

weiteren Eigenschaften und Merkmale gehen aus der 20 her erhält man eine größere Ausgangsleistung,

folgenden Beschreibung hervor. An den Ausgangsklemmen liegen in Reihenschal-

Die Eingangsschaltung der Schaltung nach Fi g. 4 tung von der Klemme — V aus ein veränderbarer umfaßt eine Gleichspannung V_s, die an dem Kon- Widerstand R 301, ein Widerstand R 304 und eine densator C301 liegt. Diese Quelle kann zunächst Hilfsspannung, die an den Klemmen +El, —El einmal vom gesteuerten Gleichrichter GR 301 ge- 25 anliegt. Die letztere Klemme ist mit +V verbunden, schaltet werden. Der letztere liegt in Reihe mit einem Diese Serienschaltung dient dazu, die Ausgangsspan-Kondensator C 302 und einer Drosselspule L 301, nung abzutasten, und es ist mit ihr eine Fehlerund die Zusammenschaltung liegt parallel zu C 301 detektorstufe verbunden, die einen NPN-Transistor der Quelle V_s. Ist GR 301 eingeschaltet, so fließt β 303 umfaßt. Die Basis dieser Stufe ist mit der Strom von C 301 nach C 302 über GR 301 und L 301. 30 Verbindung von i?304 und R 301 über die Diode Die Spannung Vl an C302 steigt damit. Wie im D309 und mit der Verbindung von R304 und +El Fall der vorher beschriebenen LC-Kreise steigt der
Strom durch GR 301 auf ein Maximum und fällt
dann auf Null und kehrt sich um. Wenn der Rückstrom fließt, schaltet er GR 301 aus, fließt aber wei- 35

terhin rückwärts zur Quelle V_s über einen anderen Weg, der GR 301 kurzschließt und der aus der Serienschaltung einer Wicklung Wl eines Transformators Γ 303 und einem gesteuerten Gleichrichter GR 312 besteht.

Indem Energie zur Quelle zurückübertragen wird, fällt die Spannung von Vl. Durch später genauer beschriebene Mittel wird diese Spannung, die das Energieniveau darstellt, mit der Ausgangsspannung

über einen Widerstand R 309 verbunden. Der Emitter ist direkt mit —El und somit auch mit +V verbunden.

Änderungen in der Ausgangsspannung wirken auf die Emitter-Basis-Spannung von β 303, vorausgesetzt, daß sie eine Richtung und genügende Größe haben, bei der β 303 eingeschaltet wird und ein Kollektorstrom von +El über .R310 durch den Kollektor 40 und Emitter nach — El fließt. Dieser Strom fließt, wenn die Ausgangsspannung unterhalb der Bezugsspannung fällt, und umfaßt auch einen Anteil, der von +El durch die Emitter-Basis-Strecke von β 304 fließt. Der letztere wird damit also eingeschal-

an den Ausgangsklemmen + V und — V verglichen. 45 tet. Wenn Q 304 leitet, fließt Strom über seine Haben die beiden Spannungen den richtigen Zu- Emitter-Kollektor-Strecke und über die Kollektorsammenhang, so wird der steuerbare Gleichrichter Emitter-Strecke von β 305 über .R 311. Wie bei den GR 302 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt werden früheren Ausführungsbeispielen wird diese Stufe leidie Energien, die sowohl in C 302 als auch die im tend, wenn V_s größer als Vl wird, und zwar um Kern von T303, zu den Ausgangsklemmen über- 50 einen genügenden Betrag. Unter diesen Bedingungen tragen, und zwar durch eine zweite Schaltung mit arbeitet eine Zenerdiode DZ 301, und Basis-Emittereinem gesteuerten Gleichrichter, der parallel zu Strom fließt von der positiven Klemme von V_s durch C 302 liegt, und die aus dem Stromabfühlwiderstand DZ 301, durch R 327 und die Diode D 307 und R308, den Ausgangsklemmen +V und — V, der durch die Basis-Emitter-Strecke von β305. Leitet Sekundärwicklung W 2 von T 303 und dem ge- 55 β 305, so fließt in ihr der Kollektorstrom β 304 und steuerten Gleichrichter GR 302 besteht. Parallel zu
den Ausgangsklemmen liegt ein Filter-Kondensator
C 303. Dieser zweite Schaltvorgang hat zum Ergebnis, daß der richtige Energiebetrag zur Ausgangsschaltung geschickt wird, wie im Zusammenhang mit 60 einer Stufe β 309 kurzgeschlossen, wenn die letztere Fig. 3 beschrieben. Wenn Vl unter V fällt, beginnt leitet. Es sei angenommen, daß β309 sperrt, wodie Rückstellung. Während dieser Periode ist C 302 durch der Steuerstrom zur Steuerelektrode von völlig entladen, und die im Kern von Γ 303 ge- GR 301 fließt, um ihn einzuschalten. Leitet GR 301, speicherte Energie wird zuerst zur Ausgangsschal- so wird der oben beschriebene Arbeitszyklus eintung über C 303 geschickt und dann über den von 65 geleitet. Die Spannung Vl steigt und beginnt zu der Rückstellung gesteuerten Gleichrichter GR 303. fallen, sowie die überschüssige Energie, die von der Der letztere wird durch später beschriebene Mittel Last nicht benötigt wird, zur Quelle über GR 312 ausgeschaltet und eingeschaltet. und Wl von T 303 zurückgeschickt wird. Wenn sich

damit auch zur Steuerelektrode des Schaltgleichrichters GR 301 über die Diode D 308. Strom, der sonst zur Steuerelektrode fließt, wird von hier abgezweigt und durch die Kollektor-Emitter-Strecke

15 16

der Strom im LC-Kreis umkehrt, schaltet GR301 die Induktivität von Wl von Γ303 größer gemacht automatisch aus. Vl ist dann auf seinem Spitzen- als diejenige von L 301. Wenn GR 302 eingeschaltet wert. Wenn die Spannung Vl an C 302 fällt, wird wird, so wird die in Wl gespeicherte Energie, welche eine Stelle erreicht, an der die Restspannung an das größte induktive Bauelement darstellt, zur Aus-C 302 anzeigt, daß die restliche Schaltungsenergie 5 gangsschaltung über die Wicklung W 2 geschickt, die gleich dem Betrag ist, der notwendig ist, um die zwischen der Ausgangsklemme — V und der Anode Ausgangsleistung der Stromversorgung wie oben be- GR 302 liegt. Wenn Rückstrom über GR 312 und schrieben zu korrigieren. Um diesen Punkt feststellen die Wicklung Wl fließt, so ist der Punkt erreicht, bei zu können, wird die Spannung Vl durch einen dem sich der Stromanstieg umkehrt. Wenn dies einZweig aus Widerständen i?313 und i?329 nach- io tritt, wird eine Spannung W2 induziert, die eine gebildet. Die Verbindung dieser Widerstände ist Polarität aufweist, welche in der Lage ist, Strom zu über in Serie geschaltete Widerstände i?331 und den Ausgangsklemmen der Wicklung W 2 über einen i?315 mit der Basis einer NPN-Stufe Q 308 verbun- Rückstellgleichrichter GR 303 zu schicken. Damit den. Der Emitter von β 308 ist mit der nachgebilde- dies nicht zu früh eintritt, verwendet man als Rückten Ausgangsspannung über einen Spannungsteiler 15 Stellgleichrichter einen steuerbaren Gleichrichter, der verbunden, der aus den Widerständen R314 und nur dann leitet, wenn Vl Null durchlaufen und i?316 besteht, die in Reihe zueinander und parallel einen negativen Wert erreicht hat, der den Durchzu den Klemmen +V und —V liegen. Wenn Fl in bruch der Zenerdiode DZ 302 bewirken kann. In bezug auf die Ausgangsspannung den benötigten diesem Fall, und wie oben erwähnt, fließt Strom relativen Wert erreicht, so wird die Basis von β 308 2o durch den Steuerelektroden-Kathoden-Kreis von in Leitrichtung vorgespannt, und die Stufe leitet. GR 302 über die Zenerdiode D 311 und Widerstand Ihr Kollektor ist mit der Basis einer PNP-Stufe i?300a. Damit wird Energie nur in dem geeigneten β 306 und über .R 312 mit dem Emitter und mit Übertragungsintervall gestattet.
+El verbunden, so daß das Leiten von β308 auch Die Steuerung für das Schalten von GR302 umdas Leiten von β 306 verursacht. Der Strom fließt 25 faßt das Nachbilden der Spannung Vl unter der dabei von +El über die Emitter-Kollektor-Strecke Annahme, daß diese Spannung ein Maß für die in von β 306 durch eine Wicklung W 2 eines Transfer- C 302, L 301 und Γ 303 gespeicherte Energie ist. mators Γ 302 und über die Kollektor-Emitter-Strecke Diese Annahme stimmt jedoch nicht wegen der Vereiner NPN-Stufe β 307, vorausgesetzt, daß letztere luste im LC-Kreis. Zur Korrektur wird eine Komleitet. Während des anfänglichen Anstiegs von Vl 30 pensationsschaltung vorgesehen, die einen Widerauf ihren Spitzenwert lädt sich der Kondensator stand R 328 und einen Kondensator C 305 umfassen, C 304 auf einen vergleichbaren Wert über die Diode der parallel zu #329 im Spannungsteiler liegt, der £>310 auf, wobei D 310 und C 304 in Reihe und Fl nachbildet.

parallel zu Fl liegen. Beginnt Fl zu fallen, so hört Bei Niederspannungsbetrieb kann die Aufrecht-

der Strom durch D 310 auf. Zu diesem Zeitpunkt 35 erhaltung der Ausgangsleistung zusätzlich Energie

verschwindet die Sperrspannung von β 307, die sonst aus F₈ während des Rückstellinvertalls benötigen,

vom Spannungsabfall an D 310 geliefert wird, und Anstatt GR 301 ausgeschaltet zu halten, bis zum

Basisstrom fließt nach β 307 von C 304 über R 332. Ende des Rückstellintervalls, wenn der Kern von

Damit wird die Stufe β 307 eingeschaltet, nachdem Γ303 vollständig seine Energie über die Rückstell-

Fl seinen Spitzenwert erreicht hat, und leitet unter 40 diode GR 303 abgegeben hat, ist es wünschenswert,

den erläuterten Bedingungen, bei denen die Span- GR 301 leitend zu machen, bevor diese Periode zu

nung Fl auf einen Wert gefallen ist, der die Rest- Ende ist. Wie oben erwähnt, kann man dieses er-

energie darstellt, die zur Last übertragen werden reichen, da GR 302 ausgeschaltet werden kann, be-

soll. Wenn nun β 308, wie oben beschrieben, ein- vor der Rückstellvorgang zu Ende ist. Da jedoch der

geschaltet wird, fließt Strom über W 2 von Γ 302 45 Rückstellstrom und das Leiten von GR 301 zeitlich

und über die Kollektor-Emitter-Strecke von β 307. zusammenfallen, besteht die Gefahr, daß eine durch

Dieser Stromimpuls in der Primärwicklung von Γ 302 den Rückstellstrom in Wl verursachte Spannung in

induziert eine Spannung in Wl von T 302, wobei W 2 einen zusätzlichen Strom erzeugt. Dies wird

diese Spannung den Gleichrichter GR 302 einschal- jedoch verhindert, weil GR 312 nicht leitet, sobald

tet. Es folgt nun ein zweiter Arbeitszyklus, wie oben 50 GR 302 eingeschaltet wird. Tritt das letztere ein, so

beschrieben. wird die Differenzspannung W2 in Wl induziert,

Während GR 301 gemäß einem Vergleich der Aus- so daß die übrigbleibende Spannung Gi? 312

gangsspannung mit einer Bezugsgröße eingeschaltet sperrt.

wird, wird der Gleichrichter GR 302 eingeschaltet Das Nachbilden, bei dem die Ausgangsspannung als Funktion der Lastleistungsparameter, die be- 55 und die Spannung Fl miteinander verglichen werstimmt werden durch den Vergleich von Fl mit der den, beruht auf einer angenommenen Leitungsspan-Ausgangsspannung. Wie im Fall von F i g. 3 ver- nung. Man nimmt vorzugsweise eine solche Spanändern Änderungen im Ausgangsstrom die Impuls- nung an, die die untere Grenze der Leitungsspanfrequenz der Stromversorgung bei einer bestimmten nungstoleranz hat. Jede Änderung der Leitungsspan-Spannung, während der Einschaltpunkt von Gi? 302 60 nung über diesen Wert wird durch einen Zusatz zur bei einer gegebenen Eingangsspannung V_s im wesent- Nachbildungsschaltung einer Kompensationsschallichen konstant bleibt, vorausgesetzt, daß die Aus- tung kompensiert, die aus C 309 und i?306 besteht, gangsspannung sich nicht ändert. Diese Elemente liegen über eine Zenerdiode DZ 303

Um den Transport von Speicherenergie zur Aus- zwischen der Kathode von GR 301 und der Verbingangsschaltung zu erleichtern, ist die Wicklung Wl 65 dung von i?315 und i?331 in der Vergleichsschalvon Γ 303 in die Rückflußleitung eingeschaltet, die tung. Die Zenerdiode erreicht ihre Durchbruchsspan- GR 312 umfaßt, während die Sekundärwicklung W 2 nung, wenn die Leitungsspannung über einen Minin der Ausgangsschaltung liegt. Vorzugsweise wird destwert steigt. Wenn dies eintritt, entsteht eine Zu-

17 18

satzspannung an R 331. Diese Spannung kompensiert F i <* 5

die Wirkung der Zusatzspannung an R 313, die dort ^to'

wegen der Änderung in der Leitungsspannung Die Schaltung nach F i g. 5 beinhaltet eine Anzahl auftritt. besonderer Steuermöglichkeiten, die zusätzlich zur Unter den Anfangsbedingungen, bei denen die 5 Erhöhung des Regelbereiches außerdem ungünstige Ausgangsspannung nahe Null ist, verursacht das Ein- Wirkungen vermeiden, die mit den Verlustleistungsschalten der Stromversorgung, daß die Stufe β 308 in eigenschaften des Ausgangsfilters zusammenhängen Leitrichtung vorgespannt wird wegen des Spannungs- und deshalb keine besonderen Kompensationsschalabfalls an den drei in Reihe geschalteten Dioden tungen für die Leistungsspannung und für das Ein-D 316. Wenn β 308 leitet, erhält GR 302 Steuerstrom io schalten benötigen. Zusätzlich zum Vorhergehenden über den Einschalttransformator T 302, voraus- ergeben die Steuereigenschaften der Schaltung nach gesetzt, daß GR301 ausgeschaltet ist. Dies ereignet Fig.5 gewisse Vereinfachungen in der Hauptrücksich bei der Spitzenspannung des ersten Zyklus, und kopplungssteuerschaltung bei den vom Eingang damit wird GR 302 zu diesem Zeitpunkt einge- gesteuerten Gleichrichtern.

schaltet. Ist einmal eine Ausgangsspannung entstan- 15 Die Leistungsübertragungsschaltung nach F i g. 5

den, so kompensiert der Spannungsabfall an Ä316 ähnelt im allgemeinen derjenigen der vorhergehenden

die Wirkung der Dioden D 316 und sperrt β 308. Auf Figuren. Die Steuerungen für die Gleichrichter

den Anfangszyklus hin ist daher β 308 in ihrer nor- GR 401 und GR 402 weichen von denen, die oben

malen Nachbildungseinstellung. Die Dioden D 316 beschrieben worden sind, ab.

bewirken, daß dies unabhängig von Schaltungs- und 20 Die Rückkopplungssteuerschaltung für GR 401

Systembedingungen eintritt. umfaßt eine Eingangs-NPN-Stufe Q 403, die die Aus-

Die Stromversorgung nach F i g. 4 hat auch eine gangsspannung nachbildet und wie ihre Gegenstücke ύ veränderbare Strombegrenzungsschaltung, die PNP- in den bereits beschriebenen Schaltungen eine Span-Stufen β 301 und β 302 umfaßt. Die Emitter beider nung vergleicht, die mit einer Bezugsspannung £12-Stufen sind miteinander verbunden und nach +El 25 £13 in Beziehung zur Ausgangsspannung steht. Die über R30S geführt. Der Kollektor von β 302 ist Basis von β 403 ist über D409 mit der Verbindung direkt und die Basis von β 301 über den veränder- des veränderbaren Widerstandes R 450 und des baren Widerstand R302 mit -El und der festen Widerstandes R451 verbunden. Diese Bauele- + F-Klemme verbunden. Der Widerstand R 302 be- mente bilden den Ausgangsspannungsteiler zusamstimmt die Höhe des begrenzten Stromes. Die Basis 30 men mit #452 (veränderbar) und der Bezugsspanvonß301 ist ebenfalls mit +El über i?303 ver- nungsquelle£12-£13. Die Bezugsspannungsklembunden. men sind mit einer Hilfsspannungsquelle verbunden, In der positiven Ausgangsleitung der Stromver- die nicht gezeigt ist und die nach abnehmender Spansorgung ist ein Widerstand R 308 vorgesehen, um nung geordnet, Spannungen an £10, £12, £13 und Stromänderungen feststellen zu können. Parallel zu 35 E14 liefert.

diesem Widerstand liegen in Serie R 307 und C 306. Die Basis von β 403 ist außerdem über i?431 Die Basis von β 302 ist mit der Verbindung dieser mit dem Ausgangsspannungsteiler an der Verbin-Bauelemente verbunden. Der Kollektor von β 301 ist dungsstelle von R 452 und £12 verbunden. Der Emitmit der Basis von β 309 verbunden, die, wie oben ter von β 403 ist mit + F verbunden. Ein Kleinerfestgestellt, dazu dient, Steuerstrom von GR 301 ab- 40 werden der Ausgangsspannung von einem Nominalzuzweigen, nachdem der Gleichrichter abgeschaltet wert aus, der durch £13-£12 und dem Spannungsworden ist. teilerwiderstand festgelegt ist, verursacht, daß β 403

Eine Spannung, die zum Laststrom in Beziehung leitet und Strom vom Spannungspunkt £10 über ä steht, wird an die Basis Q 302 über R 307 und R 308 einen Widerstand R 454 zum Kollektor fließt und " geschickt. Wenn diese Spannung steigt, entsprechend 45 dann zum Emitter und zum Spannungspunkt £13 dem steigenden Laststrom, so leitet β 302 weniger, (der mit + F gleichbedeutend ist), wobei die Stufe sonst durch die Quelle +£1 und Der Abfall im Kollektorpotential, der das Leiten —£1 in Leitrichtung vorgespannt wird. Ist das von β 403 begleitet, wird über den Widerstand R 410 Strombegrenzungsniveau erreicht, so schaltet β 302 an die Basis der NPN-Stuf e β 409 gelegt. Der Emitab, während β301 eingeschaltet wird, dank der klei- 50 ter der letzteren ist mit +Vl und über Ä408 mit ner gewordenen Spannung, an dem gemeinsamen £13 (+F) verbunden. Ihre Basis ist außerdem mit Emitterwiderstand R 305. der Verbindung der Diode D 410 und des Konden-Wenn β 301 leitet, wird Basisstrom nach β 309 sators C 404 über einen Widerstand R 420 und die geschickt, wodurch letztere leitet. Wenn dies eintritt, Diode D 431 verbunden. D 410 und C 404 liegen in wird aller Steuerstrom für GR 301 über die Neben- 55 Serienschaltung parallel zu C 402 und werden daher schlußschaltung, die die Kollektor-Emitter-Strecke von Fl gespeist. Das Absinken der Basisspannung von β 309 umfaßt, abgezweigt. Damit wird GZ? 301 von β 409 schaltet diese Stufe aus. Vor diesem Ausdaran gehindert, zu leiten, wodurch sich der Aus- schalten hat β409 dazu gedient, die Basis-Emittergangsstrom nicht weiter vergrößern kann. Das Strom- Strecke der NPN-Stuf e β 404 kurzzuschließen und begrenzungsniveau wird durch Ä302 eingestellt, der ^ßo damit β 404 auszuschalten.

die Basisspannung von β 301 im Ruhezustand be- Die Emitter-Kollektor-Strecke von β 409 liegt stimmt. Wie man sieht, beruht die Wirkung der parallel zur Serienschaltung der Basis-Emitter-Strecke Strombegrenzung darauf, die Ausgangsspannung in von β 404 und dem Widerstand R 419. An der Basis-Anwesenheit einer Last zu verkleinern, die die Eigen- seite ist diese Zusammenschaltung mit einer Zenerschaft hat, einen zu großen Strom zu ziehen. Damit 65 diode DZ 401 über einen Widerstand R 427 und dem gewinnt die Urstromeigenschaft automatisch über die entfernten Ende von i?419 mit +Fl verbunden. Urspannungseigenschaft die Oberhand, wenn der Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen höchstmöglichste Strom erreicht ist. schaltet eine große Differenzspannung zwischen V_s

und Vl die Zenerdiode DZ 401 ein. Es fließt jedoch in Q 404 so lange kein Basiseinschaltstrom, wie die Basis durch β 409, wie oben erwähnt, kurzgeschlossen ist. Ist jedoch β 409 durch ein Signal von β 403 ausgeschaltet, dann läuft die Nebenschlußschaltung leer, und β 404 wird eingeschaltet. Der Steuerstrom wird dann nach GR 401 von £10 über R 411 und die Emitter-Kollektor-Strecke von β 404 geschickt. Daher verursacht ein Spannungsabfall, der ausreicht, β 403 zu schalten, das Ausschalten von β 409, das Einschalten von β 404 und das Ansteuern von GR 401. Wie oben beschrieben, ist damit ein Leistungsübertragungszyklus eingeleitet. Der Spannungsabfall an D 410, verbunden mit dem Leiten von G.R401 dient in den anderen Ausführungsbeispielen dazu, β 407 in der Steuerschaltung von GR 402 ausgeschaltet zu halten. Damit wird verhindert, daß GR 402 leitet.

Wenn GR 401 C 402 auf den Spitzenwert von Vl aufgeladen hat, fällt der Strom durch D 410 und ermöglicht damit das Leitendwerden von β 407, wobei die Steuerschaltung von GR 402 nicht langer gesperrt bleibt. Zusätzlich entlädt sich C 404 über D 431, #420, die Basis-Emitter-Strecke von β 409 und den Spannungsteiler R 413, Ä429, wobei β 409 eingeschaltet wird, um die Basis von β 404 kurzzuschließen, und damit die Steuerschaltung von GR 401 sperrt.

Beim Festlegen der Bedingungen, unter denen GR 402 am geeignetsten leitend wird, wird das verfügbare Energieniveau, ausgedrückt in Form von Vl, nachgebildet, und zwar mittels der Verbindung der Basis von β 408 mit dem Spannungsteiler .R 413, R 429. Der Emitter ist andererseits mit einer Schaltung verbunden, die auf das mittlere Fehlersignal anspricht, wie weiter unten beschrieben. Parallel zu den Teilen R 451, i?452, £12-£13 geschaltet, liegt ein Mittelwert bildendes Netzwerk, das aus der Serienschaltung von R 458 und C 420 besteht. Der mittlere Fehler, der an C 420 erscheint, wird einem Differenzverstärker zugeführt, der aus den PNP-Stufen β 410, Q 411 besteht. Die Emitter dieser Stufen werden über R 456 mit £10 verbunden. Der Kollektor von β 410 ist mit £14 verbunden, während der Kollektor β 411 die Ausgangsgröße abgibt, die an die Basis einer NPN-Stufe β 412 gelegt wird.

Die Basis von β 411 ist über den Widerstand R 411 mit +F verbunden, während die Basis von β 410 damit über R 457 und C 420 verbunden ist, wobei der mittlere Fehler an C 420 den Verstärker aus dem Gleichgewicht bringt. Sein Ausgangssignal schlägt sich im Basisemitterstrom von β 412 nieder, deren Emitter mit £14 verbunden ist. Das verstärkte Ausgangssignal vom Kollektor von β 412 wird an die Serienschaltung von R 463 und C 409 gelegt, wobei die fernere Klemme des letzteren mit + V über einen Stromabfühlwiderstand R 408 verbunden ist. Der Kollektor von β 481 ist außerdem mit dem Emitter von β 408 verbunden. Wie schon oben erwähnt, bildet die Basis dieser Stufe Vl über die Verbindung mit dem Spannungsteiler R 413, R 429 nach.

β 408 vergleicht damit Vl mit dem mittleren Fehler, und wenn sie zueinander in der gewünschten Beziehung stehen, leitet β 408. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, verursacht dieses, daß die Stufen β 406 und β 407 leiten, wobei Strom in Wl des Transformators Γ402 fließt. Die in Wl von Γ 402 induzierte Spannung steuert GR 402 an, wobei die Energie der Schaltung, die nun den gewünschten Betrag hat, zur Ausgangsschaltung, wie oben erwähnt, geschickt wird. Die Strombegrenzung wird durch zwei Stufen β 401, W 402 ähnlich wie in Fig.4 erreicht. Es wird jedoch das Ausgangssignal des Strombegrenzers an die Basis von β 411 gelegt, um eine andere Verbindungsmöglichkeit aufzuzeigen. Hat der Strom seinen Höchstwert erreicht, so ist β 402 gesättigt und β 401 schaltet ab. β 411 ist damit ausgeschaltet und sperrt so die Steuerschaltung von GR 402 und verhindert, daß der Ausgangsstrom weiter steigt. In anderen Merkmalen ist die F i g. 5 etwa ähnlich der F i g. 4. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Leitungskompensationsschaltung (ß403 usw., Fig. 5) und die Starterschaltung im Zusammenhang mit β308 (D316 usw., Fig. 4) nicht benötigt werden.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Geregeltes Netzgerät mit einem Gleichstromausgang, das von einer Stromquelle mit schwankender Spannung gespeist und bei dem eine aus zwei Stufen gesteuerter Gleichrichter bestehende Kaskadengleichrichterschaltung zwischen Stromquelle und Ausgang angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe (TVl) der Gleichrichterschaltung einen bedampfen Schwingkreis (C 56, L 54) zur Selbstkommutierung der ersten Stufe und einen Energiespeicher für die vom Eingang gelieferte Energie aufweist und daß die zweite Stufe (N 2) so gesteuert ist, daß sie die erste Stufe von der Last abtrennt, ohne die Selbstkommutierung dieser Stufe zu beeinflussen, und Energie vom Energiespeicher der ersten Stufe auf den Ausgangskreis überträgt (Fig. 1).

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung die Stufen in einen aufeinanderfolgenden Leitzustand steuert.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung Teil eines Regelkreises ist, der die Ausgangsspannung des Netzgerätes regelt.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung so ausgebildet ist, daß sie nach Abschalten der ersten Stufe, wenn der Energiespeicher (C 56, L 54) geladen ist, die zweite Stufe (N 2) einschaltet, die die gespeicherte Energie sodann auf den Ausgang überträgt.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung nach Abschalten der zweiten Stufe, wenn die Ausgangsspannung ihr Minimum erreicht hat, die erste Stufe zur Aufladung des Energiespeichers einschaltet.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe ebenfalls eine bedämpfte Schwingschaltung (C 51, L53) zur Selbstkommutation aufweist (Fig. 1).

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe Mittel zur Zurückleitung der überschüssigen Energie vom Energiespeicher auf die Stromquelle aufweist, die vorzugsweise bei geringer Last und niedriger Impulsfolgefrequenz wirksam sind.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelkreis den Energiebedarf des Ausgangskreises mit der Energieladung des Energiespeichers vergleicht.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher ein Kondensator (C 56) des Schwingkreises der ersten Stufe dient.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine Drosselspule (L54) umfaßt (Fig. 1).

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungsschaltung den gleichzeitigen Betrieb der gesteuer- ten Gleichrichterstufen verhindert.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im Energiespeicher gespeicherte Energie überwacht ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis einmal in Abhängigkeit vom Ausgang die erste Stufe und in einer weiteren Rückkopplung in Abhängigkeit vom Ausgang und der Größe der gespeicherten Energie die zweite Stufe betätigt, wenn die gespeicherte Energie und die Ausgangsbedingungen im geeigneten Verhältnis zueinander stehen.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung gleichzeitig die Impulsfolgefrequenz, -breite und -amplitude des dem Energiespeicher zugeführten Impulses regelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen