DE19508885A1 - Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-Schaltungen - Google Patents
Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-SchaltungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung
in Transformator-Schaltungen, vorzugsweise Transformator-Netzteilen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Netztransformatoren mit kleine Leistung ist es oft problematisch,
aufgrund des hohen Innenwiderstandes des Transformators und des
geringen Wirkungsgrades viel Leistung für einen Verbraucher zu
entnehmen. Diese Situation wird im allgemeinen noch dadurch verschärft,
daß im von der Gleichrichterbrücke abgehenden Spannungszweig der
Versorgungsspannung ein Längs- oder Linearregler benötigt wird, über
dem ein Teil der erzeugten Spannung abfällt. Bei der üblichen Anordnung
der Gleichrichterbrücke und des Ladekondensators zwischen den beiden
Spannungszweigen für die Versorgung des Verbrauchers wird dem
Transformator immer in der zeitlichen Nähe der Spannungsspitze Strom
entnommen, was wegen des Innenwiderstandes des Transformators zu
einem nicht unerheblichen Spannungseinbruch führt.
Bei der Versorgung von Relais als Verbraucher bietet sich in aller Regel die
Möglichkeit, die Relais mit einer relativ niedrigeren Haltespannung
erheblich unterhalb der Leerlaufspannung U₀ des Transformators zu
betreiben, sofern die Relais erst einmal mit ihrer minimalen
Anzugspannung, die höher als die Haltespannung liegt, erregt worden sind
und sich anschließend der Haltestrom einstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung zu schaffen, bei der aus einer möglichst niedrigen
Transformator-Sekundärspannung eine möglichst hohe Anzugspannung
neben einer zweiten geringeren Spannung erzeugt wird, die beispielsweise
als Haltespannung dienen soll.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zusätzlich zu
den beiden Spannungszweigen (0 V; 9 V) nach der Gleichrichterbrücke am
Spannungszweig mit der höheren Spannung (9 V) eine Verzweigung
angeordnet ist, zwischen der und dem Spannungszweig mit der tiefsten
Spannung (0 V) der Ladekondensator gelegt ist, so daß auf diesem
Spannungszweig eine Spannung erzeugt wird, die praktisch der
Leerlaufspannung (U₀) des Transformators entspricht und höher ist als die
Spannung (9 V) auf dem anderen Spannungszweig, und beide eine erhöhte
Spannung führenden Spannungszweige parallel geführt und auf einen
Schalter gelegt sind, der den Verbraucher zu unterschiedlichen Zeiten an
jeweils einen der beiden Spannungszweige legt zur Versorgung des
Verbrauchers mit unterschiedlichen Spannungen (9 V; < 12 V).
Der Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß mittels derselben zwei
unterschiedliche Versorgungsspannungen aus dem Transformator zur
Verfügung gestellt werden, wobei die eine Versorgungsspannung praktisch
gleich der Leerlaufspannung (U₀) des Transformators ist. Diese Spannung
dient beispielsweise dazu, für eine Last, beispielsweise ein Relais, kurzzeitig
eine hohe Anzugspannung zur Verfügung zu stellen, wobei diese Spannung
nach dem Anziehen des Relais abgeschaltet wird und nunmehr das Relais
seine Haltespannung über den Spannungszweig mit der tieferen, mittleren
Spannung bezieht. Die beiden Spannungszweige werden somit zu unter
schiedlichen Zeitpunkten bzw. zu unterschiedlichen Phasenwinkeln mit
Energie versorgt, wobei vorauszusetzen ist, daß die höhere Spannung, die
Anzugspannung, nicht zur Aufrechterhaltung einer Dauerlast dient.
Ein signifikantes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das
Fehlen des Ladekondensators hinter der Diodenbrücke, so daß an dieser
Stelle nur nach oben geklappte Halbwellen des Transformators vorhanden
sind, die auf den Längs- oder Linearregler gegeben werden. Der
nachgeschaltete Linearregler lädt einen nachgeschalteten Kondensator aus
diesen Halbwellen auf, verhält sich aber für die Spannungs spitzen
hochohmig. Dadurch erzeugt der Transformator während der
Spannungs spitzen fast seine Leerlaufspannung. Diese relativ hohe
Spannung wird über eine Diode auf den zusätzlichen Spannungszweig und
in einen Ladekondensator gespeist, so daß die Spannung des
Ladekondensators kurzzeitig als erhöhte Anzugspannung für einen
Verbraucher, vorzugsweise ein Relais, zur Verfügung steht.
Innerhalb des die mittlere Spannung führenden Spannungszweiges kann
anstelle des Längs- oder Linearreglers ein Schalter angeordnet sein, der
jeweils für die Dauer der Spannungs spitzen des Transformators geöffnet
wird und den Spannungszweig unterbricht.
Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend
beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine übliche Anordnung von Transformator, Gleichrichter
brücke, Ladekondensator und Längsregler zur Versorgung
eines Verbrauchers,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit
Längsregler,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in
der der Längsregler durch einen Schalter ersetzt ist und
Fig. 4 ein weiteres Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit einer alternativen Anknüpfung des
Spannungszweiges mit der höchsten Versorgungs- bzw.
Anzugsspannung für einen Verbraucher.
In den Figuren sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern
gekennzeichnet.
Gemäß der Fig. 2 besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem
Transformator 1, dessen Sekundärwicklung in bekannter Weise an eine
Brückenschaltung 2 mit vier Dioden gelegt ist, wobei von der Gleichrichter
brücke 2 zur Spannungsversorgung eines Verbrauchers 7 zwei Spannungs
zweige 3, 4 abgehen. Auch eine Mittelpunkts-Brückenschaltung ist möglich.
Der eine Spannungszweig 3 führt gegenüber dem anderen Spannungszweig
4 die Versorgungsspannung 9 Volt, beispielsweise gegenüber 0 Volt auf dem
Spannungszweig 4. Innerhalb des Spannungszweiges 3 ist ein Längs- oder
Linearregler 6 angeordnet. Dem Linearregler 6 nachgeschaltet ist zwischen
den Spannungszweigen 3 und 4 ein Kondensator 8 angeordnet, der durch die
vom Regler 6 gelieferte Spannung auf die Regelspannung aufgeladen wird.
Über einen Schalter 11 mit Schaltkontakt 13 kann diese Spannung des
Längs- oder Linearreglers 6, vorzugsweise des weiteren über eine Diode 19,
auf einen Verbraucher 7 gelegt werden. Diese Spannung ist natürlich um
die Verluste innerhalb des Spannungszweiges 3 vermindert, und stellt
beispielsweise eine Haltespannung für ein Relais als Verbraucher dar.
Im Spannungszweig 3 befindet sich nach der Gleichrichterbrücke 2 eine
Verzweigung 9, die vorzugsweise über eine Diode 10 geführt ist. Zwischen
dieser Verzweigung 9 nach der Diode 10 und der Verzweigung 4 ist ein
Ladekondensator 5 angeordnet, der somit durch die durch die
Gleichrichterbrücke 2 zur Verfügung gestellten nach oben geklappten
Halbwellen auf den Spitzenwert derselben aufgeladen wird, der praktisch
der Leerlaufspannung U₀ des Transformators 1 entspricht. Die Ver
zweigung 9 ist parallel der Verzweigung 3 geführt, wobei die erhöhte
Spannung als Anzugspannung über einen Schaltkontakt 12 des Schalters 11
in der Verzweigung 9 und über eine Diode 18 während des Augenblicks des
Anzugs des Verbrauchers 7 auf diesen gelegt ist; zu diesem Zeitpunkt ist der
Schaltkontakt 13 des Schalters 11 im Spannungszweig 3 geöffiiet.
Sobald der Verbraucher 7 mittels der hohen Anzugspannung auf der
Verzweigung 9 über den Schalter 12 angezogen hat, wird der Schaltkontakt
12 des Schalters 11 geöffnet und der Schaltkontakt 13 des Schalters 11
geschlossen, so daß nunmehr der Verbraucher 7 mit der geringeren
Spannung, 9 V, aus dem Längs- oder Linearregler 6 und dem Kondensator 8
versorgt wird. Der Linearregler 6 lädt den Kondensator 8 aus den Halbwellen
der Brückenschaltung 2 auf, verhält sich aber gegenüber den Spannungs
spitzen der Halbwellen hochohmig. Dadurch kann der Transformator
während der Spannungsspitzen praktisch seine Leerlaufspannung zur
Verfügung stellen. Diese relativ hohe Spannung, die höher ist als die
Spannung nach dem Längsregler 6, wird über die Diode 10 in dem
Ladekondensator 5 gespeichert und steht somit kurzzeitig als Anzugs
spannung für den Verbraucher 7 zur Verfügung.
Die abwechselnde Schließung der Schaltkontakte 12, 13 des Schalters 11 kann
vorzugsweise mittels einer Zeitmultiplexschaltung erfolgen und/oder kann
vorzugsweise spannungsabhängig gesteuert werden. Der Schalter 11 kann
zwei Schaltkontakte 12, 13 umfassen, von denen der eine in der Verzweigung
9 mit der höchsten Spannung, < 12 V, und der andere im Spannungszweig 3
mit der geringeren, mittleren Spannung, 9 V, angeornet ist.
Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, in der der
Längsregler durch einen Schalter 14 ersetzt ist, der für die Dauer der
Spannungs spitzen aus der Gleichrichterbrücke 2 geöffnet wird, wodurch
noch drastischer in der Wirkung die Leerlaufspannung U₀ des
Transformators 1 entsteht. Dazu wird über eine Leitung 15 die Spannung
nach dem Schalter 14 und dem Kondensator 8 abgegriffen und auf eine
getastete Regelschaltung 16 gegeben, deren Ausgang 17 auf den Schalter 14
gelegt ist. Aufgrund dieser getasteten Regelung wird der Schalter 14 immer
für die Spannungsspitzen der Halbwellen aufgerissen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit Transformator 1 und Brückenschaltung 2 in einer
Prinzipschaltung, wobei hier ein Spannungszweig 20 zur Erzeugung der
erhöhten Versorgungs- bzw. Anzugspannung des Verbrauchers 7 an dem
Brückenpunkt angreift, auf den das eine Ende der Sekundärwicklung des
Transformators 1 gelegt ist. Innerhalb des Spannungszweiges 20 ist
wiederum eine Diode 22 angeordnet. Vom anderen Verzweigungspunkt der
Brückenschaltung 2, an den das andere Ende der Sekundärwicklung des
Transformators 1 angeschlossen ist, geht eine Leitung 21 ab und ist über
eine Diode 23 geführt, deren Ausgang mittels einer Leitung 25 auf den
Spannungszweig 20 nach der Diode 22 gelegt ist. Der Ladekondensator 24 ist
hier zwischen dem Spannungszweig 4 und der Leitung 25 bzw. dem oberen
Spannungszweig 20 nach der Diode 22 angeordnet, so daß der Lade
kondensator 24 auf die vollen Spannungs spitzen quasi der
Leerlaufspannung U₀ des Transformators 1 aufgeladen werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt insbesondere den weiteren
Vorteil, daß eine geringere Leistungsabgabe der gesamten Schaltung erfolgt,
weil ja während der Haltephasen des Relais 7 bzw. des Verbrauchers 7
derselbe mit einer geringeren Spannung betrieben werden kann, so daß die
maximale Umgebungstemperatur einer derartigen Vorrichtung gegenüber
bekannten Schaltungen des Standes der Technik verringert ist.
Bezugszeichenliste
1 Transformator
2 Gleichrichterbrücke
3, 4 Spannungszweige
5 Ladekondensator
6 Längs- oder Linearregler
7 Verbraucher
8 Kondensator
9 Verzweigung
10 Diode
11 Schalter
12, 13 Schaltkontakte
14 Schalter
15 Leitung
16 Regelschaltung
17 Ausgang der Regelschaltung
18, 19 Dioden
20 Spannungszweig
21 Leitung
22, 23 Dioden
24 Ladekondensator
25 Leitung
2 Gleichrichterbrücke
3, 4 Spannungszweige
5 Ladekondensator
6 Längs- oder Linearregler
7 Verbraucher
8 Kondensator
9 Verzweigung
10 Diode
11 Schalter
12, 13 Schaltkontakte
14 Schalter
15 Leitung
16 Regelschaltung
17 Ausgang der Regelschaltung
18, 19 Dioden
20 Spannungszweig
21 Leitung
22, 23 Dioden
24 Ladekondensator
25 Leitung
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-
Schaltungen, vorzugsweise Transformator-Netzteilen, bestehend aus einem
Transformator (1), in dessen Sekundärwicklung eine Gleichrichterbrücke (2)
mit zwei abgehenden Spannungszweigen (3, 4) und ein Ladekondensator (5)
zur Versorgung eines Verbrauchers (7) liegt, wobei innerhalb des die
erhöhte Spannung führenden Spannungszweiges (3) ein Längs- oder
Linearregler (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zu den beiden Spannungszweigen (3, 4) (0 V; 9 V) nach der
Gleichrichterbrücke (2) am Spannungszweig (3) mit der höheren Spannung
(9 V) eine Verzweigung (9) angeordnet ist, zwischen der und dem
Spannungszweig (4) mit der tiefsten Spannung (0 V) der Ladekondensator (5)
gelegt ist, so daß auf diesem Spannungszweig (9) eine Spannung erzeugt
wird, die praktisch der Leerlaufspannung (U₀) des Transformators (1)
entspricht und höher ist als die Spannung (9 V) auf dem anderen
Spannungszweig (3), und beide eine erhöhte Spannung (9 V; < 12 V)
führenden Spannungszweige (3, 9) parallel geführt und auf einen Schalter
(12, 13) gelegt sind, der den Verbraucher (7) zu unterschiedlichen Zeiten an
jeweils einen der beiden Spannungszweige (3, 9) legt zur Versorgung des
Verbrauchers (7) mit unterschiedlichen Spannungen (9 V; < 12 V).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des zusätzlichen Spannungszweiges (9) nach der Abzweigung
eine Diode (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des die mittlere Spannung (9 V) führenden Spannungszweiges
(3) anstelle des Längs- oder Linearreglers ein Schalter (14) angeordnet ist,
der jeweils für die Dauer der Spannungsspitzen des Transformators (1)
geöffnet wird und den Spannungszweig (3) unterbricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der die Leerlaufspannung (U₀) des Transformators (1) führende
Spannungszweig (20) über eine Diode (22) auf den Kreuzungspunkt der
Brückenschaltung (2) gelegt ist, auf den der eine Pol der Sekundärwicklung
des Transformators (1) gelegt ist, vom anderen Kreuzungspunkt der
Brückenschaltung (2), auf den der andere Pol der Sekundärwicklung des
Transformators (1) gelegt ist, eine Leitung (21) abgeht, die über eine Diode
(23) an den die Leerlaufspannung (U₀) des Transformators (1) führenden
Spannungszweig (20) gelegt ist und der Ladekondensator (24) zwischen dem
Spannungszweig (4) mit der tiefsten Spannung (0 V) und dem Spannungs
zweig (20) mit der Leerlaufspannung (U₀) des Transformators (1) gelegt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter (11, 12, 13) spannungsgesteuert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter (11) zwei Schaltkontakte (12, 13) umfaßt, von denen der eine
(12) in der Verzweigung (9) mit der höchsten Spannung (< 12 V) und der
andere (13) im Spannungszweig (3) mit der geringeren, mittleren Spannung
(9 V) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19508885A DE19508885C2 (de) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-Schaltungen, vorzugsweise Transformator-Netzteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19508885A DE19508885C2 (de) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-Schaltungen, vorzugsweise Transformator-Netzteilen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19508885A1 true DE19508885A1 (de) | 1996-09-12 |
DE19508885C2 DE19508885C2 (de) | 2000-05-18 |
Family
ID=7756451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19508885A Expired - Lifetime DE19508885C2 (de) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | Vorrichtung zur Spitzenspannungsgenerierung in Transformator-Schaltungen, vorzugsweise Transformator-Netzteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19508885C2 (de) |
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- 1995-03-11 DE DE19508885A patent/DE19508885C2/de not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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