DE19605493B4 - Spannungsversorgungsvorrichtung - Google Patents

Spannungsversorgungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE19605493B4
DE19605493B4 DE19605493A DE19605493A DE19605493B4 DE 19605493 B4 DE19605493 B4 DE 19605493B4 DE 19605493 A DE19605493 A DE 19605493A DE 19605493 A DE19605493 A DE 19605493A DE 19605493 B4 DE19605493 B4 DE 19605493B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
switch element
voltage
inductance
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19605493A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19605493A1 (de
Inventor
Masahiro Kadoma Naruo
Takashi Kadoma Kanda
Tomoyuki Kadoma Nakano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Publication of DE19605493A1 publication Critical patent/DE19605493A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19605493B4 publication Critical patent/DE19605493B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Spannungsversorgungsvorrichtung mit
einem Vollweggleichrichter, der mit einer Wechselstromquelle verbunden ist,
einer aus einem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und einem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) bestehenden Reihenschaltung,
einem ersten Schalterelement (SW1), das über die Reihenschaltung mit den Ausgangsanschlüssen des Vollweggleichrichters verbunden ist,
einer Steuerschaltung (CON), die dazu dient, das erste Schalterelement (SW1) zu steuern,
einem Verbraucher (R), der parallel zum Spannungsstabilisierungsmittel (C2) geschaltet ist, und
wenigstens einem zweiten Schalterelement (SW2 und/oder SW3) und einem zweiten Energiespeicherungsmittel (L1, C3) in Reihenschaltung mit dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) zur Einstellung der Spannung an dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1);
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das erste Schalterelement (SW1)
durch die Steuerschaltung (CON) eingeschaltet worden ist, das erste Energiespeicherungsmittel (C1) und das Spannungsstabilisierungsmittel (C2) geladen werden, bis die an der aus dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) bestehenden Reihenschaltung liegende Spannung (V2) im wesentlichen den Wert der von dem Vollweggleichrichter stammenden...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spannungsversorgungsvorrichtungen und insbesondere auf eine Spannungsversorgungsvorrichtung, bei der ein Hochfrequenz-Schaltbetrieb dafür sorgt, daß Energie zu einem Verbraucher geliefert wird, wobei eine Verzerrung des Eingangsstroms unterdrückt wird.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird zunächst eine Anordnung einer zum Stand der Technik gehörenden Spannungsversorgungsvorrichtung, und zwar ein spannungserhöhender Wandler, der eine Schaltung mit einem aktiven Filter enthält, erklärt. In der Spannungsversorgungsvorrichtung wird ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung, mit der eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Schalterelement verbunden ist, vollweggleichgerichtet, und ein Lastkreis aus einem Glättungskondensator und einem Verbraucher ist mit einem Verzweigungspunkt der Induktivität und des Schalterelements über eine Diode verbunden. Das Schalterelement wird durch eine PWM-Steuerungsschaltung so gesteuert, daß ein Eingangsstrom erfaßt und ein Steuerungssignal ausgesandt wird, das dafür sorgt, daß ein Eingangsstrom proportional zu einer Eingangsspannung ist. Wenn das Schalterelement geschlossen wird, wird die Induktivität erregt, so daß Eingangsenergie in der Induktivität gespeichert wird. Danach sorgt das Öffnen des Schalterelements dafür, daß der Eingang mit der Induktivität in Reihe verbunden wird, so daß Energie zu dem Lastkreis geliefert wird. Jetzt steigt der Eingangsstrom an, wenn das Schalterelement geschlossen wird, während der Eingangsstrom abnimmt, wenn das Schalterelement geöffnet wird. Wenn der Eingangsstrom erfaßt wird, um das Schalterelement zu steuern, kann die Oberwellenverzerrung des Eingangsstroms unterdrückt werden.
  • Solch eine zum Stand der Technik gehörende obenerwähnte Spannungsversorgungsvorrichtung weist jedoch das Problem auf, daß die Induktivität sehr groß sein muß, um den Eingangsstrom zu begrenzen, was dazu führt, daß die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung sehr groß wird.
  • In der US-PS Nr. 5 229 690 ist ein Entladungslampen-Beleuchtungssystem vorgeschlagen, das eine Spannungsversorgungsvorrichtung ohne Induktivität enthält. In der Spannungsversorgungsvorrichtung wird ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung vollweggleichgerichtet, die mit einer Reihenschaltung aus einer Entladungslampe und einem Schalterelement verbunden ist, wobei eine Reihenschaltung aus einer ersten Diode und einem Glättungskondensator parallel zum Schalterelement geschaltet ist, und eine zweite Diode zwischen einen Verzweigungspunkt der ersten Diode und des Glättungskondensators und einen positiven Anschluß der Gleichrichtungsschaltung geschaltet ist. Wenn bei dieser Spannungsversorgungsvorrichtung das Schalterelement geöffnet wird, wird der Glättungskondensator über die Entladungslampe derart aufgeladen, daß die in dem Kondensator gespeicherte Energie bei einer niedrigen Eingangspannung verwendet wird, um Eingangsoberwellen zu unterdrücken.
  • Jedoch weist die obige Stromversorgungseinrichtung eine Einschränkung beim Unterdrücken der Eingangsoberwellen auf, da in der Nähe eines Nulldurchganges der Eingangsspannung im wesentlichen kein Eingangsstrom fließt.
  • In WO 95/33 301 A1 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung beschrieben, die eine Gleichrichterbrücke und einen Wandler umfaßt, wobei zwei Reihenschaltungen parallel zum Eingang des Wandlers geschaltet sind. Eine dieser Reihenschaltungen umfaßt einen ersten Kondensator und eine erste Diode und die andere eine zweite Diode und einen gesteuerten Schalter. Eine Spule ist zwischen den zwischen dem ersten Kondensator und der ersten Diode liegenden Schaltungspunkt und den zwischen der zweiten Diode und dem gesteuerten Schalter liegenden Schaltungspunkt geschaltet. Ein Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke ist mit dem Verbindungspunkt der ersten Diode und des gesteuerten Schalters verbunden, während der zweite Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke mit einem Schalter verbunden ist, der dazu dient, den zweiten Ausgangsanschluß selektiv mit dem Verbindungspunkt des ersten Kondensators und der zweiten Diode oder alternativ dazu mit dem zwischen dem ersten Kondensator und der ersten Diode liegenden Schaltungspunkt zu verbinden.
  • In der Offenlegungsschrift DE 195 11 242 A1 , von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird, ist ebenfalls eine Spannungsversorgungsvorrichtung offenbart, die eine Schaltung mit geschalteten Kondensatoren verwendet, bei der ein Wechselstrom durch eine Gleichrichtungsschaltung vollweggleichgerichtet wird, die an ihren Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement und einem ersten Kondensator verbunden ist, wobei eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator und einem Lastkreis über ein zweites Schalterelement parallel zu dem ersten Kondensator geschaltet ist. Ein erstes Steuerungsmittel ist vorgesehen, um die Menge der Ladungen, mit denen der erste Kondensator von einer Stromquelle aufgeladen werden soll, zu steuern, oder, um die Menge der Ladungen, die von dem ersten Kondensator bei seiner Entladung zu dem Verbraucher geliefert werden, gemäß einer Eingangsspannung zu steuern, so daß eine an dem ersten Kondensator liegende Spannung nach dem Entladen der Ladungen zu dem Verbraucher bezüglich ihrer Signalform einem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal gleicht, wobei die Hüllkurve der Signalform des Eingangsstroms mit der Signalform der Eingangsspannung in Übereinstimmung gebracht werden kann, um dadurch Oberwellenkomponenten des Eingangsstromes zu unterdrücken. Ein zweites Steuerungsmittel dient dazu, eine Spannung an dem zweiten Kondensator einzustellen, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern.
  • Diese Spannungsversorgungsvorrichtung ist jedoch unvorteilhaft, wenn es gewünscht ist, die Vorrichtung klein zu machen, da das Steuerungsmittel zur Unterdrückung der Oberwellenkomponenten des Eingangsstroms und das Steuerungsmittel zur Lieferung einer konstanten Spannung zu dem Lastkreis getrennt vorgesehen werden müssen.
  • Somit ist jede zum Stand der Technik gehörende Spannungsversorgungsvorrichtung in unvorteilhafter Weise beschränkt, was das Herstellen einer kleinen Vorrichtung und das Unterdrücken der Eingangsoberwellen angeht.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spannungsversorgungsvorrichtung zu schaffen, die die obigen Probleme des Stands der Technik beseitigt und die Miniaturisierung und wirksame Unterdrückung der Eingangsoberwellen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wir durch die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.
  • Bei der vorliegenden Erfindung enthalten die Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator vorzugsweise eine Induktivität. Der Kondensator ist zum Beispiel an seinem einen Anschluß über ein zweites Schalterelement mit einem Anschluß der Induktivität verbunden, und die Induktivität ist mit dem anderen Anschluß über eine erste Diode mit dem anderen Anschluß des Kondensators verbunden. Ferner ist der Kondensator an seinem anderen Anschluß mit einem Anschluß des Glättungskondensators verbunden. Eine zweite Diode ist zwischen den anderen Anschluß des Glättungskondensators und einen Anschluß der Induktivität geschaltet und ein drittes Schalterelement ist zwischen den anderen Anschluß des Glättungskondensators und den anderen Anschluß der Induktivität geschaltet. Die Steuerungsmittel verbinden die Induktivität und die erste Diode über das zweite Schalterelement in Reihe mit dem Kondensator, um die Spannung an dem Kondensator einzustellen und die Energie in der Induktivität vorübergehend zu speichern, wenn die Eingangsspannung höher als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, es verbindet den Glättungskondensator über das zweite Schalterelement, die Induktivität und das dritte Schalterelement mit dem Kondensator vom Spannungsstabilisierungsmittel, um den Kondensator aufzuladen und die daran anliegende Spannung einzustellen und, um die Energie in der Induktivität zu speichern, wenn die Eingangsspannung eine eingestellte Ausgangsspannung unterschreitet, und er liefert die in der Induktivität gespeicherte Energie über die zweite und erste Diode zu dem Lastkreis, sobald die Einstellung der an dem Kondensator liegenden Spannung beendet ist, so daß das zweite Schalterelement und das dritte Schalterelement geöffnet werden.
  • Für den obigen Kondensator wird vorzugsweise ein solcher verwendet, der bei Spannungsänderungen relativ wenig Wärme erzeugt und einen geringen Verlust aufweist. Außerdem wird für den obigen Glättungskondensator vorzugsweise ein Kondensator mit einer relativ großen Kapazität verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele be schränkt, sondern es können irgendwelche Elemente verwendet werden, sofern sie eine praktisch anwendbare elektrostatische Kapazität aufweisen.
  • Bei der oben erwähnten Spannungsversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht die Spannungswandlerschaltung aus einer Kombination des Kondensators, des Glättungskondensators und des ersten Schalterelementes, so daß die Summe der an dem Kondensator und an dem Glättungskondensator anliegenden Spannungen bezüglich der Signalform mit der Eingangsspannung in Übereinstimmung gebracht wird, um dadurch die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken, und der Kondensator zur Speicherung der Spannung, die der Differenz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsspannung entspricht, ist mit der Eingangsspannung in Reihe verbunden, um eine Gleichspannung zum Verbraucher zu liefern. Da das Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator zur Speicherung der Spannungsdifferenz das zweite und das dritte Schalterelement und die Induktivität und die erste Diode und die zweite Diode enthält, kann der Spitzenstrom zur Zeit der Einstellung der Spannung an dem Kondensator reduziert werden. Da die in der Induktivität festgehaltene Energie in dem Lastkreis wiedergewonnen wird, kann sowohl der Verlust als auch die Wärmeerzeugung der Spannungsversorgungsvorrichtung reduziert werden. Bei Verwendung einer kleinen Anzahl von Schalterelementen, eines kleinen Kondensators und einer kleinen Induktivität kann so eine Spannungsversorgung zur Lieferung einer konstanten Ausgangsspannung realisiert werden. Da die Spannungsversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine geringe Anzahl an Schalterelementen erfordert, kann außerdem die Steuerungsschaltung einfach gemacht werden, und folglich kann die gesamte Spannungsversorgungsvorrichtung in geringer Größe hergestellt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die genaue Anordnung und Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung wird aus der detaillierten Erklärung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich werden.
  • 1 ist ein Schaltplan einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt Signalformen von Signalen, die an verschiedenen Punkten in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 3 zeigt Signalformen von Strömen, die durch die jeweiligen Elemente in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließen;
  • 4 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der 1 zeigt;
  • 5 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der 1 zeigt;
  • 6 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der ersten Ausführungsform der Erfindung der 1 zeigt;
  • 7 ist ein Schaltplan einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Diagramm zur Erklärung der die Welligkeit reduzierenden Arbeitweise der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 7;
  • 9 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 7 zeigt;
  • 10 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 7 zeigt;
  • 11 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 7 zeigt;
  • 12 ist ein Schaltplan eines Hauptteils einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 13 zeigt Signalformen der Signale, die an Punkten in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 14 ist ein Schaltplan einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ist ein Schaltplan einer fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 16 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 17 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 18 ist ein Schaltplan einer siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 19 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der siebten Ausführungsform der 18 der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 20 ist ein Schaltplan einer achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ist ein Schaltplan einer neunten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ist ein Schaltplan einer zehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 23 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der zehnten Ausführungsform der 22 der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 24 ist ein Schaltplan einer elften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 25 ist ein Schaltplan einer zwölften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 26 ist ein Schaltplan einer dreizehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 27 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der 26 der Erfindung zeigt;
  • 28 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der 26 der Erfindung darstellt;
  • 29 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der dreizehnten Ausführungsform der 26 der Erfindung darstellt;
  • 30 ist ein Schaltplan einer vierzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 31 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 32 ist ein Schaltplan einer fünfzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 33 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der fünfzehnten Ausführungsform der 32 der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 34 ist ein Schaltplan einer sechzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 35 ist ein Schaltplan einer siebzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 36 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 37 ist ein Schaltplan einer achtzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 38 ist ein Schaltplan einer neunzehnten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 39 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 40 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zwanzigsten Ausführungsform der 39 der Erfindung zeigt;
  • 41 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zwanzigsten Ausführungsform der 39 der Erfindung darstellt;
  • 42 ist ein Schaltplan einer einundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 43 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer einundzwanzigsten Ausführungsform der 42 der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 44 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der 42 der Erfindung zeigt;
  • 45 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der 42 der Erfindung zeigt;
  • 46 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der einundzwanzigsten Ausführungsform der 42 der Erfindung zeigt;
  • 47 ist ein Schaltplan einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 48 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der 47 der vorliegenden Erfindung auftreten;
  • 49 ist eine entsprechende Schaltung, die einen ersten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der 47 der Erfindung darstellt;
  • 50 ist eine entsprechende Schaltung, die einen zweiten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der 47 der Erfindung darstellt;
  • 51 ist eine entsprechende Schaltung, die einen dritten Zustand der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der 47 der Erfindung zeigt;
  • 52 ist ein genauer Schaltplan der zweiundzwanzigsten Ausführungsform der 47 der Erfindung;
  • 53 ist ein Schaltplan einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 54 ist ein genauer Schaltplan der dreiundzwanzigsten Ausführungsform der 53 der Erfindung.
    •
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die Zeichnungen genau beschrieben, die viele ihrer Ausführungsformen zeigen.
  • Ausführungsform 1:
  • 1 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement SW1, einem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung aus einem Glättungskondensator C2 und einem Verbraucher R verbunden ist. An dem Kondensator C1 liegt ein Steuerungsmittel zur Einstellung einer Spannung an dem Kondensator C1. Das Steuerungsmittel umfaßt eine Induktivität L1, ein zweites und ein drittes Schalterelement SW2 und SW3 und eine erste und zweite Diode D1 bzw. D2. Mit dem Kondensator C1 ist eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1 parallel verbunden. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das dritte Schalterelement SW3. Um die übrige Energie der Induktivität L1 zu einem Lastkreis zu liefern, ist die zweite Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt des zweiten Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse vorgesehen. Das erste, zweite und dritte Schalterelement SW1, SW2 bzw. SW3 sind dafür eingerichtet, in geeigneter Weise unter einer Steuerungsschaltung CON zu arbeiten.
  • 2 zeigt Signalformen von Signalen, die an Punkten in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, und 3 zeigt Signalformen von Strömen I1 bis I5, die durch zugehörige Elemente fließen. Beim Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird eine durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und als eine pulsierende Spannung V1 ausgegeben. Das erste Schalterelement SW1 wird durch ein Steuerungssignal geschlossen, das von der Steuerungsschaltung CON empfangen wurde, so daß eine Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet werden. Seine entsprechende Schaltung ist in 4 dargestellt.
  • Nun wird die Arbeitsweise der Spannungsversorgungsvorrichtung erklärt, nachdem das erste Schalterelement SW1 geöffnet wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als eine Ausgangsspannung Vout ist, ist lediglich das zweite Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden das zweite und dritte Schalterelement SW2 bzw. SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1, der Glättungskondensator C2 und die Induktivität L1 miteinander verbunden werden, so daß die in dem Glättungskondensator C2 gespeicherte Energie teilweise zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 in seiner Rückwärtsrichtung geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet werden. Die Zustände 2A und 2B sind in 5 als entsprechende Schaltungen gezeigt.
  • Ein durch die Induktivität L1 fließender Strom besitzt eine Resonanz-Signalform und oszilliert in dem dargestellten Beispiel sehr fein mit einer Resonanzperiode, die durch den Kondensator C1 (und C2) und die Induktivität L1 bestimmt ist, und daher sind die Stromvariationen im wesentlichen linear beschrieben. Durch die obigen Betriebszustände führt die in der Induktivität L1 vorübergehend gespeicherte Energie dazu, daß die zweite Diode D2 durchgeschaltet wird, sobald das zweite Schalterelement SW2 (und das dritte Schalterelement SW3) geöffnet wird, wodurch die gesamte Energie durch die Diode D1 zu dem Lastkreis geschickt wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet werden. Die entsprechende Schaltung ist in 6 gezeigt. Da sich die Betriebszustände der Zustände 1, 2 und 3 wiederholen, wächst eine am Glättungskondensator C2 angelegte Spannung schrittweise an. Die Zustände 1 und 3 können, wenn notwendig, so entworfen werden, so daß sie zur gleichen Zeit ausgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann auf diese Weise die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie über die Induktivität L1 zu dem Lastkreis geschickt werden, um die Spannung am Kondensator C1 wirksam einzustellen. Darüber hinaus dient der Kondensator C1 dazu, in ihm eine Differenzspannung zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout in solch einer Weise zu speichern, daß, wenn das erste Schalterelement SW1 geschlossen wird, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C1 in Reihe geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern. Die Einschaltdauer des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterelementes SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 ent spricht, sofort nach dem Schließen des ersten Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Signalform des Eingangsstromes in Übereinstimmung zu derjenigen der Eingangsspannung gebracht werden kann, so daß Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterelementes SW3) verändert wird, führt das dazu, daß der Spitzenwert des Eingangsstromes variiert, wodurch die Ausgangsspannung ansteigt oder abnimmt. Es ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung dieser Schaltung in der Spannungsversorgungsvorrichtung eingestellt werden kann.
  • Wie oben erklärt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit dem ersten Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 in Serie verbunden ist, wobei der Verbraucher R parallel mit dem Glättungskondensator C2 verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, das zweite und dritte Schalterelement SW2 bzw. SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel mit dem Kondensator C1 verbunden, so daß das Steuerungsmittel die Spannung an dem Kondensator C1 steuert. Im Ergebnis wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen, die die Eingangsoberwellenverzerrungen unterdrücken und den Eingangsstromwert und die Ausgangsspannung einstellen kann, die, wenn eine Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, es erlaubt, daß die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein sind, und die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.
  • Ausführungsform 2:
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einem ersten Schalterelement SW1, einem Kondensator C1 und einem Glättungskondensator C2 verbunden ist, wobei der Verbraucher R parallel mit einem Glättungskondensator C2 verbunden ist, und ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1 an dem Kondensator C1 liegt. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 und D2 und einen Energiespeicherungskondensator C3. Parallel mit dem Kondensator C1 ist eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement SW2, der Induktivität L1, der Diode D1 und dem dritten Schalterelement SW3 verbunden. Das Schalterelement SW4 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse vorgesehen. Um die übrige Energie in der Induktivität L1 zum Lastkreis zu schicken, ist die zweite Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt des zweiten Schalterelements SW2 und der Induktivität L1 und Masse vorgesehen. Um die Energie zu speichern, ist der Energiespeicherungskondensator C3 zwischen einem Verzweigungspunkt der Diode D1 und dem dritten Schalterelement SW3 und Masse vorgesehen. Die Energie des Energiespeicherungskondensators C3 wird durch Schließen und Öffnen des dritten Schalterelementes SW3 zum Lastkreis geschickt. Das ist in 8 dargestellt.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt. Die durch die Wechselspannungsquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und dann als pulsierende Eingangsspannung V1 ausgegeben. Wenn das erste Schalterelement SW1 durch ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Dieser Betriebszustand, dessen entsprechende Schaltung in 9 gezeigt ist, wird als Zustand 1 bezeichnet.
  • Als nächstes wird der Betriebszustand der Spannungsversorgungsvorrichtung nach dem Öffnen des ersten Schalterelementes SW1 erklärt. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Kondensators C1 teilweise zur Induktivität L1 geführt und darin als magnetische Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß die Kondensatoren C1 und C2 mit der Induktivität L1 verbunden werden, so daß ein Teil der Energie des Glättungskondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und darin als magnetische Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 in seiner Rückwärtsrichtung rückwärts geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet. Die Zustände 2A und 2B sind in 10 als entsprechende Schaltungen gezeigt.
  • Bei der obenerwähnten Anordnung wird die vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie entladen, sobald die Schalterelemente SW2 und SW3 (oder die Schalterelemente SW2 und SW4) geöffnet werden, wodurch die zweite Diode D2 durchgeschaltet wird, so daß die gesamte Energie über die Diode D1 zum Energiespeicherungskondensator C3 geliefert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 11 gezeigt.
  • Auf diese Weise kann die Spannung am Kondensator C1 wirksam eingestellt werden, in dem die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie über die Induktivität L1 zum Energiespeicherungskondensator C3 geschickt wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, so daß die Spannungen an den Kondensatoren C2 und C3 allmählich wachsen. Der Kondensator C1 dient der Speicherung einer der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entsprechenden Spannung, und zwar derart, daß beim Schließen des Schalterelementes SW1 die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine konstante Spannung zum Lastkreis zu liefern. Die Einschaltzeit des zweiten Schalterelementes SW2 (und des dritten Schalterelementes SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1 und C2 entspricht, sofort nach dem Schließen des ersten Schalterelementes SW2 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Signalform des Eingangsstromes in Übereinstimmung mit der Eingangsspannung gebracht werden kann, wodurch Eingangsoberwellenverzerrungen unterdrückt werden. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 und SW3 (oder der Schalterelemente SW2 und SW4) verändert wird, führt das dazu, daß der Spitzenwert des Eingangsstromes variiert, wodurch die Ausgangsspannung ansteigt oder abnimmt. Folglich kann die Ausgangsspannung dieser Schaltung in der Spannungsversorgungsvorrichtung eingestellt werden.
  • Um darüber hinaus Welligkeiten in der Größenordnung technischer Frequenzen in der Ausgangsspannung zu reduzieren, wird die in dem Energiespeicherungskondensator C3 gespeicherte Energie zum Lastkreis geschickt, um diesen zu versorgen. Eine Steuerung dieser Energiemenge wird so ausgeführt, daß, wie in 8 gezeigt, die Ausgangsspannung Vout erfaßt wird und mit einer vorherbestimmten Referenzspannung verglichen wird, um die Einschaltzeit des dritten Schalterelementes SW3 zu bestimmen, wodurch das Schließen und Öffnen des dritten Schalterelementes SW3 dazu führt, daß die Ausgangsspannung konstant gehalten wird.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselspannungsquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und dem Kondensator C2 in Reihe verbunden ist. Der Verbraucher R ist parallel mit dem Glättungskondensator C2 verbunden. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 und D2 und den Energiespeicherungskondensator C3 enthält, ist mit dem Kondensator C1 so verbunden, daß das Steuerungsmittel die Spannung an dem Kondensator C1 steuert. Durch Steuerung der am Kondensator C1 liegenden Spannung durch das Steuerungsmittel kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht das Schalterelement SW3 eine Reduzierung von Welligkeiten in der Größenordnung technischer Frequenzen bezüglich der Ausgangsspannung. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Im Ergebnis wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.
  • Ausführungsbeispiel 3:
  • In 12 ist ein Schaltplan eines Hauptteils einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Außerdem zeigt 13 Signalformen von Signalen, die mit dem Schließen und Öffnen eines Schalterelementes SW in der vorliegenden Ausführungsform variieren. Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Ergänzung zu einer Schaltung, die keine Funktion zur Reduzierung von Welligkeiten in der Ausgangsspannung aufweist. Ein Lastkreis ist in Form einer parallelen Verbindung eines Glättungskondensators C2 und eines Verbrauchers R wie in 12 gezeigt, angeordnet. Insbesondere ist ein Glättungskondensator Cf über das Schalterelement SW zwischen den Anschlüssen des Glättungskonden sators C2 angeschlossen, und der Verbraucher R ist parallel zu dem Glättungskondensator Cf geschaltet. Außerdem wird die Ausgangsspannung Vout am Verbraucher R durch ein Erfassungs- und Vergleichselement erfaßt bzw. mit einer vorherbestimmten Referenzspannung verglichen, um das Schließen und Öffnen des Schalterelementes SW zu steuern und dadurch die Ausgangsspannung Vout in kontrollierter Weise konstant zu halten.
  • Beim Betrieb der Schaltung der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13 gezeigt, werden untere und obere Grenzen Vlow und Vhigh als Referenzspannungen für die Ausgangsspannung Vout so eingestellt, daß, wenn die Ausgangsspannung Vout die untere Grenze Vlow erreicht, das Schalterelement SW geschlossen wird, während, wenn die Ausgangsspannung Vout die obere Grenze Vhigh erreicht, das Schalterelement SW geöffnet wird, was im Ergebnis dazu führt, daß die Ausgangsspannung Vout innerhalb eines Bereiches zwischen der unteren und oberen Grenze Vlow bzw. Vhigh liegen kann. Wenn eine Differenz zwischen der unteren und der oberen Spannungsgrenze Vlow bzw. Vhigh nahezu Null ist, wird die Ausgangsspannung Vout nahezu konstant.
  • Wenn, wie oben erklärt wurde, die Ergänzungsschaltung der vorliegenden Ausführungsform mit einer Schaltung verbunden wird, die nicht die Funktion zur Reduzierung von Welligkeiten in der Ausgangsspannung aufweist, ermöglicht das Schalterelement SW die Reduzierung von Welligkeiten in der Größenordnung technischer Frequenzen bezüglich der Ausgangsspannung.
  • Ausführungsform 4:
  • 14 ist ein Schaltplan einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Paar aus dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 der Ausführungsform 1 mit mehreren Bezugszeichen versehen. Hier ist es möglich, mehrere gewünschte Gleichspannungen zu erhalten. Wenn die Anzahl der Paare aus dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 auf n eingestellt wird, können n Ausgangsspannungen erhalten werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist n auf 3 eingestellt. Die von der Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet und dann als pulsierende Spannung V1 ausgegeben. Wenn die Schalterelemente SW1i (i=1,2,...,n) ein Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung erhalten, werden sie geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Spannungen an den Kondensatoren C1i und C2i (i=1,2,...,n) entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i, SW4i (i=1,2,...,n) geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1i mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1i (i=1,2,...,n) zur Induktivität L1 geführt und darin in Form magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i (i=1,2,...,n) und das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1i (i=1,2,...,n) mit dem Kondensator C2i (i=1,2,...,n) und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2i (i=1,2,..., und n) zur Induktivität L1 geführt und darin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1i (i=1,2,...,n) geladen wird. Die obigen Vorgänge führen dazu, daß die vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie dazu führt, daß die Diode D1 durchgeschaltet und gleichzeitig ein Schalterelement SW4j (j=1,2,...,n) geschlossen wird, sobald das Schalterelement SW2i (i=1,2,...,n) (und SW3) geöffnet wird, was im Ergebnis dazu führt, daß die Energie zu einem Glättungskondensator C2j (j=1,2,...,n) geführt wird. Die in dem Kondensator C1i (i=1,2,...,n) gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zu dem Glättungskondensator C2j (j=1,2,...,n) geschickt, so daß die Spannung am Kondensator C1i (i=1,2,...,n) wirksam eingestellt werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, die Schalterelemente SW21 bis SW2n auf einer Zeiteinteilung basierend getrennt einzuschalten.
  • Die Wiederholung der obigen Schritte führt zu einem allmählichen Anwachsen der Spannung am Glättungskondensator C2j (j=1,2,...,n). Der Kondensator C1i (i=1,2,...,n) dient dazu, in ihm eine Spannung zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vouti (i=1,2,...,n) zu speichern, und zwar in einer solchen Weise, daß das Schließen des Schalterelementes SW1i (i=1,2,...,n) dazu führt, daß die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1i (i=1,2,...,n) geschaltet wird, um eine konstante Spannung zu dem Lastkreis zu liefern. Außerdem wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i (i=1,2,...,n) (und SW3) so gesteuert, daß eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C1i (i=1,2,...,n) und dem Kondensator C2i (i=1,2,...,n) entspricht, in Übereinstimmung mit der Signalform der pulsierenden Eingangsspannung V1 gebracht wird, was dazu führt, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Wenn die Ströme, die durch das Kondensatorpaar fließen, alle in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht werden, kann die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden. Wenn das Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2i (i=1,2,...,n) (und SW3) verändert wird, führt das zu einer Veränderung des Spitzenwertes des Eingangsstromes, wodurch die jeweiligen Ausgangsspannungen Vout1, Vout,... ansteigen bzw. abnehmen. Im Ergebnis erlaubt die Spannungsversorgungsvorrichtung ebenfalls die Einstellung der entsprechenden Ausgangsspannungen.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit den Schalterelementen SW1i (i=1,2,...,n), den Kondensatoren C1i (i=12 ,...,n) und den Kondensatoren C2i (i=1,2,...,n) verbunden ist. Die Verbraucher Ri (i=1,2,...,n) sind parallel mit den entsprechenden Kondensatoren C2i (i=1,2,...,n) verbunden. Ein Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1,2,...,n), SW3, SW4i (i=1,2,...,n) und die Diode D1 enthält, ist parallel mit den Kondensatoren C1i (i=1,2,...,n) verbunden. Wenn die Spannung am Kondensator C1i (i=1,2,...,n) durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung realisiert werden. Wenn die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Im Ergebnis wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die mehrere gewünschte Gleichspannungen erzeugen kann.
  • Ausführungsform 5:
  • 15 zeigt einen Schaltplan einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 16 zeigt Signalformen von Signalen in der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zusätzlich zur obigen Ausführungsform 4 eine Reihenschaltung aus Schalterelementen SW5i (i=1,2,...,n), einer Induktivität L2 und einem Kondensator C3 parallel mit dem Glättungskondensator C2i (i=1,2,...,n) verbunden, und eine Vollbrückenschaltung, die die Schalterelemente SW61 bis SW64 und einen Verbraucher R enthält, ist parallel zu dem Kondensator C3 geschaltet. Außerdem ist die zweite Diode D2 parallel mit einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und der Kapazität C3 verbunden. Der Verbraucher R ist z.B. eine Entladungslampe.
  • Bei dieser Schaltung sind die Spannungen an dem Glättungskondensator C2i (i=1,2,...,n) auf bestimmte Werte eingestellt, und die Schalterelemente SW5i (i=1,2,...,n) werden auf der Grundlage der in 16 dargestellten Zeiteinteilung geschlossen, so daß eine Resonanzschaltung des Glättungskondensators C2i (i=1,2,...,n), der Induktivität L2 und des Kondensators C3 die Spannung des Kondensators C3 kontinuierlich variieren läßt. Zum Zeitpunkt t7, bei dem die Ausgangsspannung Vout am Verbraucher R nahe am Nulldurchgang liegt, ist lediglich der Kondensator C3 mit dem Verbraucher R verbunden, um ihm Energie zuzuführen, wodurch, wenn die Spannung des Kondensators C3 Null erreicht, die Schalterelemente SW1 und SW64 von ihrem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand geschaltet werden, während die Schalterelemente SW62 und SW63 von ihren geöffneten Zuständen in geschlossene Zustände geschaltet werden, wodurch das Laden des Kondensators C3 erneut begonnen wird.
  • Wenn entsprechend die Spannung des Kondensators C3 kontinuierlich bis nahe an den nächsten Nulldurchgang variiert wird, werden die Schalterelemente SW62 und SW63 in ihren geöffneten Zustand versetzt, während die Schalterelemente SW61 und SW64 in ihren geschlossenen Zustand versetzt werden. Die Wiederholung der obigen Vorgänge ermöglicht es dem Ausgangssignal, eine gewünschte Wechselspannungssignalform anzunehmen.
  • Wie oben angeführt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit der Reihenschaltung aus den Schalterelementen SW1i (i=1,2,,...,n), den Kondensatoren C1i (i=1,2,...,n) und den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2,...,n) verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1,2,...,n), SW3, SW4i (i=1,2,...,n) und die Diode D1 enthält, ist parallel mit den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2,...,n) verbunden, so daß die Spannungen der Kondensatoren C1i (i=1,2,...,n) durch das Steuerungsmittel gesteuert werden können. Als Folge davon kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung realisiert werden. Ferner ist die Reihenschaltung aus den Schalterelementen SW5i (i=1,2,...,n), der Induktivität L2 und dem Kondensator C3 parallel mit den Glättungskondensatoren C2i (i=1,2,...,n) verbunden, und die Vollbrückenschaltung, die die Schalterelemente SW61 bis SW64 und den Verbraucher R enthält, ist parallel mit dem Kondensator C3 verbunden. Als Folge davon kann eine gewünschte Wechselspannungssignalform erhalten werden. Außerdem können, wenn die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Wechselspannung erzeugen kann.
  • Ausführungsform 6:
  • Signalformen von Signalen einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in 17 gezeigt. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der Schaltung der vorhergehenden Ausführungsform 4, jedoch wird eines der Kondensatorpaare, dessen an seinen beiden Anschlüssen auftretende Ausgangsspannung dichter an einer Eingangsspannung ist, aufgeladen, um die Spannung klein zu machen, die an den Spannungsspeicherungskondensator C1i (i=1,2,...,n) angelegt werden soll. Das bedeutet, daß die vorliegende Ausführungsform dafür ausgelegt ist, eine an die Induktivität L1 anzulegende Spannung zu vermindern, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Es wird hier der Fall erklärt, bei dem die Anzahl der Kondensatorpaare zum Beispiel 3 beträgt.
  • Man nehme nun in der Schaltung der 14 an, daß die Ausgangsspannungen einer Beziehung Vout1 > Vout2 > Vout3 genügen. Dann werden, wie in 17 gezeigt, in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 die Kondensatoren C13 und C23 jeweils aufgeladen, um eine Reihe von Arbeitsschritten, wie das Einstellen einer Spannung am Kondensator C13 durchzuführen. Ebenso wird in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 eine Reihe von Arbeitsschritten wie das Einstellen der Spannung eines Kondensatorenpaares C12 und C22 durchgeführt; während in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 eine Reihe von Arbeitsschritten wie das Einstellen der Spannung eines Kondensatorenpaares C11 und C21 durchgeführt wird. Durch solch eine Unterdrückung, brauchen die Kondensatoren C11, C12 und C13, die für eine Speicherung von Spannungen vorgesehen sind, die den Differenzen zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und den Ausgangsspannungen Vout1, Vout2 und Vout3 entsprechen, lediglich geringe Spannungen zu halten, mit der Folge, daß die an die Induktivität L1 zur Zeit der Spannungseinstellung anzulegende Spannung ebenfalls reduziert werden kann. Die entsprechende Steuerung kann auch bei der Spannungsversorgungsvorrichtung der vorhergehenden Ausführungsform 5 angewendet werden.
  • Wenn in der Schaltung der Ausführungsform 4 oder 5 die Unterdrückung auf diese Art bewirkt wird, um eines der Kondensatorpaare aufzuladen, dessen an seinen beiden Anschlüssen auftretende Ausgangsspannung näher an einer pulsierenden Eingangsspannung liegt, kann die an den Spannungsspeicherungskondensator anzulegende Spannung vermindert werden, die an die Induktivität zur Zeit der Spannungseinstellung anzulegende Spannung kann vermindert und ein hoher Wirkungsgrad kann realisiert werden.
  • Ausführungsform 7:
  • 18 ist ein Schaltplan einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 19 zeigt Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit den Schalterelementen SW11 und SW12 an einem Anschluß von diesen verbunden ist. Zwischen den anderen Anschlüssen der Schalterelemente SW11 und SW12 liegt der Kondensator C1. Außerdem ist zwischen einem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW11 und des Kondensators C1 und Masse eine Parallelschaltung von u Reihenschaltungen angeschlossen, von denen jede aus einem Schalterelement SW4j (j=2i+1; i=0, 1,..., u-1) und einer Parallelschaltung aus einem Glättungskondensator C2j (j=2i+1; i=0, 1,..., u-1) und einem Verbraucher Rj (j=2i+1; i=0, 1,..., u-1) besteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist u z.B. auf einen Wert von 2 eingestellt. Außerdem ist zwischen einem Verzweigungspunkt eines Schalterelementes SW12 und eines Kondensators C1 und Masse eine Parallelschaltung aus m Reihenschaltungen angeschlossen, von denen jede aus einem Schalterelement SW4k (k=2i; i=1,..., m) und einer Parallelschaltung aus einem Glättungskondensator C2k (k=2i; i=1,..., m) und einem Verbraucher Rk (k=2i; i=1,..., m) besteht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist m auf den Wert 1 eingestellt. Die Anzahl der so erhaltenen gewünschten Ausgangsspannungen Vouti, Vout2, Vout3,... beträgt n= u + m. Bei der dargestellten Ausführungsform ist n auf einen Wert von 3 (u=2, m=1) eingestellt.
  • An dem Kondensator C1 liegt ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L, die Schalterelemente SW21, SW22, SW3, SW51-SW5n und die Diode D1. Der Kondensator C1 ist an seinem einen Anschluß mit dem Schalterelement SW21 und an seinem anderen Anschluß mit dem Schalterelement SW22 verbunden, wobei die anderen Anschlüsse der Schalterelemente SW21 und SW22 miteinander an einem Verzweigungspunkt verbunden sind. Zwischen diesem Verzweigungspunkt und Masse liegt eine Reihenschaltung aus der Induktivität L1 und dem Schalterelement SW3. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und einem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW4i (i=1,2,...,n) und dem Glättungskondensator C2i (i=1,2,...,n) liegt das Schalterelement SW5i (i=1,2,...,n). Die Diode D1 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse vorgesehen, um die übrige Energie der Induktivität L1 zu dem Lastkreis zu liefern.
  • Die Arbeitsweise der Spannungsversorgungsvorrichtung wird nun für den Fall erklärt werden, bei dem n auf einen Wert von 3 eingestellt ist (u=2, m=1) und die Ausgangsspannungen einer Beziehung Vout1 > Vout2 > Vout3 genügen. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Eingangsspannung V1. In 19 ist das Schalterelement SW43 in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 so voreingestellt, daß es sich immer in seinem geschlossenen Zustand befindet. Zuallererst wird das Schalterelement vorher eingestellt, so daß es als Reaktion auf ein Steuerungssignal geschlossen wird, das von der Steuerungsschattung empfangen wurde, um den Glättungskondensator C23 zu laden. Danach wird, wenn nach dem Öffnen des Schalterelementes SW12 die pulsierende Eingangsspannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout3 ist, das Schalterelement SW43 in seinem geschlossenen Zustand belassen, und die Schalterelemente SW22 und SW3 werden geschlossen. Das führt zu einer Vervollständigung des Kreises aus dem Kondensator C1, dem Glättungskondensator C23 und der Induktivität L1, wodurch ein Teil der Energie des Glättungskondensators C23 zur Induktivität L1 geführt wird und darin als magnetische Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 mit der Energie aufgeladen wird. Wenn die pulsierende Eingangsspannung V1 die Ausgangsspannung Vout3 übersteigt, bleibt das Schalterelement SW43 in seinem geschlossenen Zustand und die Schalterelemente SW22 und SW53 werden geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität so verbunden wird, daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie führt dazu, daß jedes der Schalterelemente SW51 bis SW53 geschlossen wird, sobald das Schalterelement SW22 (und SW3) geöffnet wird. Als Folge davon wird die Diode D1 durchgeschaltet, so daß die Energie vollständig zu jedem der Glättungskondensatoren C21 bis C23 geschickt werden kann. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout3 entspricht, und dazu, wenn das Schalterlement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 und die Spannung Vc1 des Kondensators C1 in Reihe zu schalten und eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern.
  • Als nächstes bleibt während eines Zeitabschnittes zwischen den Zeitpunkten t1-t2 und in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 in 19 das Schalterelement SW42 ständig im geschlossenen Zustand. Während dieser Perioden wird das Schalterelement SW11 zunächst als Antwort auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen, um den Glättungskondensator C22 zu laden. Nachdem das Schalterelement SW11 geöffnet ist, ermöglicht der Betrieb der Schalterelemente SW21 und SW3 entsprechend dem oben Gesagten die Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1.
  • Dann wird in einem Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t2-t3 in 19 das Schalterelement SW41 ständig im geschlossenen Zustand belassen, so daß das Schalterelement SW12 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, um den Glättungskondensator C21 zu laden. Nachdem das Schalterelement SW12 geöffnet ist, ermöglicht der Betrieb der Schalterelemente SW22 und SW3 entsprechend dem oben Gesagten die Einstellung der Spannung am Kondensator C1.
  • Es ist zu erkennen, daß der Wechsel dieser Schaltungsbetriebszustände ausgeführt wird, wenn die pulsierende Eingangsspannung V1 einen Zwischenwert zwischen eingestellten Spannungen des Glättungskondensators erreicht, der vor oder nach dem Wechsel der Schaltungsbetriebszustände geladen wurde. Die pulsierende Spannung V1 erreicht zum Beispiel an den Zeitpunkten t1 und t4 ein Niveau von (Vout2 + Vout3)/2. Durch diese Arbeitsweise variiert die Spannung des Konden sators C1 an den obigen Wechselzeitpunkten im wesentlichen kontinuierlich. Wenn die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert wird, daß eine Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und an jedem der Glättungskondensatoren C21 bis C23 vor dem Schließen des Schalterelements SW11 oder SW12 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit der Spannung eines Vollweggleichrichters DB gebracht wird, wird die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht, wodurch Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn darüber hinaus das Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW21 oder SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und somit können die entsprechenden Ausgangsspannungen der Schaltung eingestellt werden.
  • Wie oben erklärt, ist eine Wechselstromquelle AC mit einem Vollweggleichrichter DB verbunden, der an seinem einen Anschluß mit dem einen Anschluß der Schalterelemente SW11 und SW12 verbunden ist, wobei der Kondensator C1 zwischen den anderen Anschlüssen der Schalterelemente SW11 und SW12 angeschlossen ist. Die Parallelschaltung aus u Reihenschaltungen, von denen jede aus dem Schalterelement SW4j (j= 2i+1; i= 0, 1,..., u-1) und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2j (j= 2i+1; i= 0, 1,..., u-1) und einem Verbraucher Rj (j= 2i; i= 1,..., u-1) besteht, ist zwischen dem Verzweigungspunkt des Schalterlementes SW11 und des Kondensators C1 und Masse angeschlossen. Ebenfalls zwischen dem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW12 und des Kondensators C1 und Masse ist die Parallelschaltung aus m Reihenschaltungen geschaltet, von denen jede aus dem Schalterelement SW4k (k= 2i; i= 1,..., m) und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2k (k= 2i; i= 1,..., m) und einem Verbraucher Rk (k= 2i; i= 1,..., m) besteht. Die Anzahl n der gewünschten Ausgangsspannungen, die so erhalten wird, ist auf (u + m) eingestellt. Das Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung am Kondensator C1 ist angeschlossen. Durch Einstellen der Spannung am Kondensator C1 durch das Steuerungsmittel, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der jeweiligen Ausgangsspannungen erreicht werden. Durch Einstellen einer hohen Betriebsfrequenz können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die mehrere gewünschte Gleichspannungen erzeugt.
  • Ausführungsform 8:
  • Ein Schaltplan einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 20 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus einer Parallelschaltung, die aus n Reihenschaltungen aus Schalterelementen SW1i (i=1, 2,..., n) und C1i (i= 1, 2,..., n) besteht, und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung von an den Kondensatoren C11, C12,..., C1n anliegenden Spannungen ist parallel mit den Kondensatoren C11, C12,..., C1n verbunden. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i= 1, 2,..., n), SW3 und die Dioden D1 und D2. Parallel zu den Kondensatoren C1i sind Reihenschaltungen aus den jeweiligen Schalterelementen SW2i (i= 1, 2,..., n), der Induktivität L1 und der Diode D1 geschaltet. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW21, SW22,..., SW2n und der Induktivität L1 und Masse geschaltet. Im Fall der 20 ist n beispielsweise auf einen Wert von 3 eingestellt.
  • Nachfolgend wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden. Als erstes wird die durch die Wechselstromquelle angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1i (i=1, 2,..., n) alle in Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Signal gleichzeitig geschlossen werden, werden die Spannungen, die den Summen der Spannungen an den Kondensatoren C1i (i= 1, 2,..., n) und an dem Glättungskondensator C2 entsprechen, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Dann wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform nach dem Öffnen der Schalterelemente SW1i erklärt werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i auf einer Zeiteinteilung basierend geschlossen. Das führt dazu, daß die Kondensatoren C1i mit der Induktivität L1 verbunden werden, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1i zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW3 vorher in seinem geschlossenen Zustand belassen und der gleiche Vorgang wie oben durchgeführt. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Glättungskondensators C2 teilweise zur Induktivität L1 geführt und in dieser daraufhin in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1i aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2i gesperrt wird. Die in dem Kondensator C1 auf diese Weise gespeicherte überschüssige Energie wird durch die Induktivität L1 zu dem Lastkreis geschickt. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird die Spannung am Kondensator C1j (j= i+1; i=1, 2,..., n-1) in im wesentlichen der gleichen Weise wie oben eingestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Spannungen an den Kondensatoren C1i wirksam einzustellen.
  • Der obige Vorgang ermöglicht es, daß die Kapazitäten der Kondensatoren C1i klein gemacht werden können und der durch diese Schleife fließende Spitzenwert ebenfalls reduziert werden kann. Diese Wiederholung läßt die Spannung des Glättungskondensators C2 allmählich ansteigen. Der Kondensator C1i dient dazu, darin eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn die Schalterelemente SW11, SW12,...SW1n in ihrem geschlossenen Zustand sind, die pulsierende Eingangsspannung in Reihe mit einer Parallelschaltung aus den Kondensatoren C11, C12,..., C1n geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW2i (i= 1, 2,..., n) derart gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen am Kondensator (1i (i= 1, 2,..., n) und dem Glättungskondensator C2 entspricht, sofort nach dem Schließen der Schalterelemente SW11, SW12,..., SW1n in Übereinstimmung zu dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i (i=1, 2,..., n) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann diese Schaltung hinsichtlich ihrer Ausgangsspannung eingestellt werden.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus einer Parallelschaltung, die aus n Reihenschaltungen aus Schalterelementen SW1i (i=1, 2,..., n) und Kondensatoren C1i (i=1, 2,..., n) besteht; verbunden ist. Das Steuerungsmittel, das die Induk tivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1, 2,..., n), SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel mit den jeweiligen Kondensatoren C1i verbunden. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C1i durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Ferner können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden, wenn die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist. Folglich wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.
  • Ausführungsform 9:
  • Ein Schaltplan einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 21 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C11, dem Schalterelement SW41, dem Kondensator C12, dem Schalterelement SW42,..., dem Kondensator C1m, dem Schalterelement SW4m (m= n-1), dem Kondensator C1n und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Mit den Verzweigungspunkten des Kondensators C11 und des Schalterelementes SW41, des Kondensators C12 und des Schalterelementes SW42,..., und des Kondensators C1m und des Schalterelementes SW4m (m= n-1), und mit dem Verzweigungspunkt des Kondensators C1n und des Glättungskondensators C2 sind Dioden D3j (j=1, 2,..., m; m= n-1) verbunden. Parallel zu den Kondensatoren C1i (i=1, 2,..., n) ist ein Steuerungsmittel zur Einstellung von Spannungen an den Kondensatoren C1i verbunden. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2i (i=1, 2,..., n) und SW3 und die Dioden D1i (i=1, 2,..., n) und D2. Die Schalterelemente SW2i (i=1, 2,..., n) sind zwischen einem Anschluß der Kondensatoren C1i (i=1, 2,..., n) und einem Anschluß der Induktivität L1 verbunden. Die Dioden D1j (j=1, 2,..., m; m= n-1) sind zwischen die anderen Anschlüsse der Kondensatoren C1j (j=1, 2,..., m; m= n-1) und den anderen Anschluß der Induktivität über die Schalterelemente SW4j (j=1, 2,..., m; m= n-1) geschaltet. Die Dioden D1n sind zwischen die anderen Anschlüsse der Kondensatoren C1n und den anderen Anschluß der Induktivität L1 geschaltet. Außerdem liegt zwischen den Verzweigungspunkten der Induktivität L1 und der Dioden D11, D12,..., D1n und Masse das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zu dem Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW21, SW22,..., SW2n und der Induktivität und Masse geschaltet. Im Falle der 20 ist n beispielsweise auf einen Wert von 3 eingestellt.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1 und SW41,..., SW4m (m= n-1) als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen werden, werden die Spannungen, die der Summe der Spannungen an den Kondensatoren C11,..., C1n und an dem Glättungskondensator C2 entsprechen, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 geladen. Nun wird die Eingangsweise der vorliegenden Ausführungsform nach dem Öffnen der Schalterelemente SW1 und SW41, ..., SW4m (m= n-1) erklärt werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2i (i=1, 2,..., n) auf einer Zeiteinteilung basierend geschlossen. Das führt dazu, daß ein Teil der Energie des Kondensators C1i zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird.
  • Die vorläufig in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D13 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2i geöff net wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Die überschüssige, in dem Kondensator C1i gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt. Wenn dieser Vorgang beendet ist, wird die Spannung am Kondensator C1k (k= i+1; i=1, 2,..., m; m= n-1) in im wesentlichen der gleichen Weise wie oben eingestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Spannungen an den Kondensatoren C1i wirksam einzustellen. Als Folge davon kann die an die Induktivität angelegte Spannung vermindert werden, und der Wert der Induktivität L1 kann klein gemacht werden. Diese Wiederholung führt dazu, daß die Spannung des Glättungskondensators C2 allmählich anwächst. Eine Summe aus Spannungen an den Kondensatoren C11,..., C1n wird festgehalten oder gespeichert, und zwar als eine Spannung, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, so daß, wenn die Schalterelemente SW1, SW41, SW42,..., SW4m (m= n-1) in ihrem geschlossenen Zustand sind, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit den Kondensatoren C11, C12,..., C1n geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an den Kondensatoren C11,..., C1n und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen der Schalterelemente SW1, SW41, SW42,..., SW4m (m= n-1) in Übereinstimmung mit der Wellenform des vollweggleichgerichteten Ausgangssignals V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2i (i=1, 2,..., n) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung nimmt zu oder ab. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C11, dem Schalterelement SW41, dem Kondensator C12, dem Schalterelement SW42,..., dem Kondensator C1m, dem Schalterelement SW4m (m= n-1), dem Kondensator C1n und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Mit den Verzweigungspunkten des Kondensators C11 und des Schalterelementes SW41, des Kondensators C12 und des Schalterelementes SW42,..., des Kondensators C1m und des Schalterelementes SW4m (m= n-1), und dem Verzweigungspunkt des Kondensators C1n und des Glättungskondensators C2 sind die Dioden D3j (j=1, 2,..., m; m= n-1) verbunden. Parallel mit den Kondensatoren C1i (i=1, 2,..., n) ist das Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C1i verbunden. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C1i durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erzielt werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Folglich wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 10:
  • Ein Schaltplan einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 22 dargestellt. Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform sind in 23 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Eine Reihenschaltung aus der Induktivität L2, dem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung des Glättungskondensators C2 und des Verbrauchers R ist parallel zur Diode D3 geschaltet, und ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung an dem Kondensator C1 ist parallel zu dem Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L2, des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 verursacht das Durchschalten der Diode D3, wodurch die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie den Kondensator C1 und den Glättungskondensator C2 zusätzlich lädt. Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließende Strom Null wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 geringer als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW3) geöffnet wird, so daß die Diode D2 durchgeschaltet wird. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie wird auf diese Weise zum Lastkreis über die Induktivität L1 geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang führt dazu, daß die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich anwächst. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW1 in seinem geschlossenen Zustand ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) derart gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der an dem Kondensator C1 und an dem Glättungskondensator C2 liegenden Spannungen entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Darüber hinaus ermöglicht die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromwellenform die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder nimmt ab. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung die Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L2, dem Kondensator C1 und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R ist parallel zur Diode D3 geschaltet. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2 zur Einstellung der Spannung am Kondensator C1 enthält, wird parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugt.
  • Ausführungsform 11:
  • Ein Schaltplan einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 24 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1, der Induktivität L2 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe verbunden ist. Die Diode D3 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Konden sator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4 und die Dioden D11, D12 und D2. Am Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D11. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D11 und einem Verzweigungspunkt der Induktivität L2 und dem Glättungskondensator C2 liegt die Diode D12. Das Schalterelement SW3 ist zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D11 und Masse vorgesehen. Das Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Kondensator C1 und der Induktivität L2 geschaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Gleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz des Kondensators C1, der Induktivität L2 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 verursacht das Durchschalten der Diode D3, wodurch die in der Induktivität gespeicherte Energie zum Lastkreis geschickt wird. Als Folge davon kann die an der Induktivität L2 liegende Spannung höchstens die Ausgangsspannung Vout erreichen.
  • Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließende Strom Null wird. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 höher als die Ausgangsspannung Vout ist, ist lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Teilbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und den Induktivitäten L1 und L2 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 auf die Induktivitäten L1 und L2 geführt und in diesen in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D12 zum Glättungskondensator C2 geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW3) gesperrt ist, so daß die Diode D2 durchgeschaltet wird. In dem Talbereich verursacht die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie das Schließen des Schalterelementes SW4, um den Kondensator C1 zu laden, sobald die Schalterelemente SW2 und SW3 geöffnet werden.
  • Wie oben erwähnt wurde, wird die in dem Kondensator auf diese Weise gespeicherte überschüssige Energie zu dem Lastkreis über die Induktivität L1 geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang läßt die an dem Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich wachsen. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW1 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zu dem Verbraucher zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, so daß die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant gemacht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Ferner ermöglicht die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignalform S, die Eingangswellenverzerrung zu unterdrücken, und die strombegrenzertde Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein zu machen. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und der Induktivität L2 und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe geschaltet ist. Die Diode D3 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Das Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zu dem Kondensator C1 geschaltet. Wenn die an dem Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 12:
  • Ein Schaltplan einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 25 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Ausgangsanschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C1 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und einem Verbraucher R liegt an der Diode D3. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C1 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW2, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität übrige Energie zu dem Lastkreis zu schicken, wird die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse verbunden.
  • Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird die Resonanz der Induktivität L2, des Kondensators C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Nach dem Öffnen des Schalterelementes SW1, in einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, führt das Schließen des Schalterelementes SW4 zum Durchschalten der Diode D4, wodurch die in der Induktivität L2 gespeicher te Energie verwendet wird, um den Kondensator C1 weiter aufzuladen. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D3 durchgeschaltet, wenn das Schalterelement SW4 in seinem geschlossenen Zustand verbleibt, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie dazu führt, daß der Glättungskondensator C2 geladen wird. Als Folge davon kann die an die Induktivität L2 angelegte Spannung höchstens die Ausgangsspannung Vout erreichen.
  • Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt, nachdem der durch die Induktivität L2 fließende Strom Null wird. In dem Spitzenbereich ist lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich werden die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L2 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 geladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten.
  • Die überschüssige in dem Kondensator C1 gespeicherte Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang läßt die an dem Glättungskondensator C2. liegende Spannung allmählich wachsen. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout ent spricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW1 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C1 in Reihe geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) derart gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Ferner ermöglicht es die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Signalform, die Eingangsoberwellenverzerrungen zu unterdrücken, und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C1 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R liegt an der Diode D3. Die Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel mit der Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C1 verbunden. Das Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2 und SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unter drückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 13:
  • 26 zeigt einen Schaltplan einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1, dem Schalterelement SW3, der Induktivität L1, der Diode D1 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R in Reihe geschaltet ist. Die Diode D3 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Kondensators C1 und des Schalterelementes SW3 und einen Verzweigungspunkt der Diode D1 und des Glättungskondensators C2 geschaltet. Das Schalterelement SW2 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Kondensator C1 und dem Schalterelement SW3 geschaltet, und das Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Nun wird unten die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn die Schalterelemente SW1 und SW3 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen werden, sorgt die Resonanz des Kondensators C1, des Glättungskondensators C2 und der Induktivität L1 dafür, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 1A bezeichnet. Das Öffnen des Schalterelementes SW1 führt zum Durchschalten der Diode D2, wodurch die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie verwendet wird, um den Lastkreis zu laden. Dieser Vorgang wird als Zustand 1B bezeichnet. Diese Zustände 1A und 1B sind in den 27A und 27B durch entsprechende Schaltungen gezeigt.
  • Nachdem der durch die Induktivität L1 fließende Strom Null wird, wird, in einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW2 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 2B bezeichnet. Diese Zustände 2A und 2B sind in den 28A und 28B durch entsprechende Schaltungen gezeigt.
  • Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW4) geöffnet wird. Dieser Vorgang wird als Zustand 3 bezeichnet und ist in 29 als entsprechende Schaltung dargestellt. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie wird auf diese Weise über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung des Kondensators C1 wirksam einzustellen. Dieser Vorgang läßt die am Glättungskondensator C2 anliegende Spannung allmählich ansteigen. Der Kondensator C1 dient dazu, in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW1 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Signalform ermöglicht es, daß die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird, und die strombegrenzende Wirkung der Induktivität L1 ermöglicht es, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird.
  • Wie oben erklärt, besitzt in der vorliegenden Ausführungsform die einzelne Induktivität die Funktionen des Reduzierens des Eingangsstromes und des Einstellens der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes, und somit steigt oder fällt die Ausgangsspannung. Somit kann die Schaltung der vorliegenden Ausführungsform ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die herkömmliche Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, der Kapazität C1, dem Schalterelement SW3, der Induktivität L1, der Diode D1 und der Parallelschaltung des Glättungskondensators C2 und des Verbrauchers R in Reihe geschaltet ist. Die Diode D3 ist zwischen den Verzweigungspunkt des Kondensators C1 und des Schalterelementes SW3 und einen Anschluß der Diode D1 geschaltet. Das Schalterelement SW2 ist parallel zu der Reihenschaltung aus dem Kondensator C1 und dem Schalterelement SW3 geschaltet, und das Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Glättungskondensator C2 geschaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen den Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW2 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet. Somit kann, wenn die am Kondensator C1 liegende Spannung gesteuert wird, die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erhalten werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die entsprechenden Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 14:
  • 30 zeigt einen Schaltplan einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 31 zeigt Signalformen von Signalen, die den Eingangsstrom der vorliegenden Ausführungsform einschließen. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der achten Ausführungsform, jedoch ist n auf einen Wert von 2 eingestellt. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird eine Spannung, die einer Summe aus den Spannungen am Kondensator C11 und am Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, um das Schalterelement SW12 einzuschalten, wird eine Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, führt dazu, daß der Eingangsstrom Iin kontinuierlich aufgenommen wird.
  • Während des Einschaltzustandes des Schalterelementes SW12 arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schalterelement SW3 geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird.
  • Wie oben erwähnt, wird die durch den obigen Prozeß vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 erneut geschlossen, so daß in einem gleichen Vorgang wie oben das Schalterelement SW21 dazu führt, daß die Spannung am Kondensator C12 in Hinsicht auf das Schalterelement SW22 eingestellt wird. Die in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte überschüssige Energie wird auf diese Weise durch die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen der Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Diese Wiederholung läßt die an dem Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich anwachsen.
  • Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Darüber hinaus wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW11, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Wenn darüber hinaus die Schalterelemente SW11 und SW12 basierend auf einer Zeiteinteilung betrieben werden, um den Eingangsstrom Iin kontinuierlich aufzunehmen, wird die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die sich ergebende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Parallelschaltung aus der Reihenschaltung des Schalterelementes SW11 und des Kondensators C11 und der Reihenschaltung des Schalterelementes SW12 und des Kondensators C12 verbunden ist. Ein Steuerungsmittel, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2 enthält, liegt parallel zu den Kondensatoren C11 und C12. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von kleiner Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellt.
  • Ausführungsform 15:
  • In 32 ist ein Schaltplan einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Signalformen von Signalen, die den Eingangsstrom in der vorliegenden Ausführungsform einschließen, sind in 33 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Parallel zur Diode D3 liegt die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen einem Anschluß des Vollweggleichrichters DB und einem Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 vorgesehen. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C11 liegt eine Serienschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verbindungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselspannungsquelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L2 und des Kondensators C11 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen wird. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen wird. In diesem Falle wird die Diode D3 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie zum Kondensator und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Wenn das Laden des Kondensators C12 den Eingangsstrom I2 allmählich abfallen läßt, wird das Schalterelement SW12 wiederum geschlossen. Wenn der Strom I1 groß wird, wird das Schalterelement SW12 geöffnet. Die nachfolgenden Betriebsschritte werden im wesentlichen entsprechend den obigen Ausführungsformen ausgeführt. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom Iin, entsprechend einer Summe der Ströme I1 und I2, kontinuierlich aufgenommen werden.
  • Wenn das Schalterelement SW11 geöffnet wird, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen: In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schalterelement SW3 geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW1 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Selbst wenn sich das Schalterelement SW12 in seinem geöffneten Zustand befindet, führt entsprechend der gleiche Vorgang wie oben dazu, daß das Schalterelement SW21 es zuläßt, daß die Spannung des Kondensators C12 in Hinsicht auf das Schalterelement SW22 eingestellt wird. Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die am Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich anwachsen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Spannung V1 mit dem Kondensator C11 in Reihe geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so eingestellt, daß sowohl die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, als auch die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 in bezug auf die Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal gebracht wird, um die Einschaltzeit des Schalterelementes SW1 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die Schalterelemente SW11 und SW12 führen dazu, daß die durch diese fließenden Ströme kombiniert werden, so daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden kann, und die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden kann. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R liegt parallel zur Diode D3. Die Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen dem Ausgang des Vollweggleichrichters DB und dem Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 vorgesehen. Die Steuerungsmittel, die die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 (und SW3), und die Dioden D1 und D2 enthalten, sind parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Folglich kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung erzeugen kann.
  • Ausführungsform 16:
  • In 34 ist ein Schaltplan einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R ist parallel zur Diode D3 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C11 vorgesehen. Eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen einen Anschluß des Vollweggleichrichters DB und einen Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 liegt parallel zu den Kondensatoren C11 und C12. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterele ment SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Zunächst wird die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die Eingangsspannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L2 und des Kondensators C11 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß eine Spannung, die einer Summe der Spannungen am Kondensator C12 und am Kondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung aufgeladen wird. In diesem Fall wird in einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, das Schalterelement SW4 geschlossen, so daß die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D3 durchgeschaltet, und die in der Induktivität L2 gespeicherte Energie wird zu dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 geschickt. Wenn das Laden des Kondensators C12 einen allmählichen Abfall des Eingangsstromes I2 durch das Schalterelement SW12 verursacht, wird das Schalterelement SW11 wieder geschlossen. Wenn der Strom I1 durch das Schalterelement SW11 groß wird, wird das Schalterelement SW12 geöffnet. Der nachfolgende Vorgang wird im wesentlichen wie bei den obigen Ausführungsformen ausgeführt. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom Iin, der einer Summe aus den Strömen I1 und I2 entspricht, kontinuierlich aufgenommen werden.
  • Wenn das Schalterelement SW11 geöffnet ist, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In dem Spitzenbereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 auf die Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich bleibt das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Selbst wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, führt in entsprechender Weise wie oben das Schalterelement SW21 dazu, daß die Spannung des Kondensators C12 eingestellt wird in Hinsicht auf das Schalterelement SW22. Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte Energie wird über den Lastkreis durch die Induktivität L1 geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, in ihnen eine Spannung festzuhalten oder speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, wodurch, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so eingestellt, daß sowohl eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 entspricht, bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die Schalterelemente SW11 und SW12 führen dazu, daß die durch diese fließenden Ströme kombiniert werden, so daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen und die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden kann. Wenn darüber hinaus dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Eingangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie bereits oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW11 und der Diode D3 verbunden ist. Parallel zur Diode D3 liegen die Induktivität L2, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Die Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist mit der Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C11 verbunden. Die Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und dem Kondensator C12 ist zwischen dem Anschluß des Vollweggleichrichters DB und dem Verzweigungspunkt des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 vorgesehen. Die Steuerungsmittel, die die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2 umfassen, sind parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine konstante Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 17:
  • Ein Schaltplan einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 35 gezeigt. Signalformen von Signalen der vorliegenden Ausführungsform sind in 36 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L2, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Induktivität L2 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der In duktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L1 und des Kondensators C11 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Resonanz der Induktivität L22, des Kondensators C12 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In diesem Fall ist die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Entsprechend wird, sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, die Diode D32 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L22 gespeicherte Energie zum Kondensator C12 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 in dieser Weise, auf einer Zeiteinteilung basierend, betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.
  • Während der Einschaltzeit des Schalterelementes SW12 arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 auf die Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, bleibt das Schal terelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird vollständig durch die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Vorgang wie das Schalterelement SW21 ausführt, um die Spannung am Kondensator C12 einzustellen.
  • Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte überschüssige Energie wird vollständig über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzuhalten oder speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C12 geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Wenn ferner die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert wird, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW11, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 bezüglich der Signalform in Über einstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, basierend auf einer Zeiteinteilung, wird dazu führen, daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen wird und somit die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Als Folge davon kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und der parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungkondensator C2 vorgesehen. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegende Spannung durch das Steuerungsmittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 18:
  • Ein Schaltplan einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 37 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D3 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 eine Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 vorgesehen. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. Am Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einem Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse liegt das Schalterelement SW3. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einem Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung V1 wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L21, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Resonanz der Induktivität L22, des Kondensators C12 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird in diesem Falle das Schalterelement SW4 geschlossen, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie über die Diode D4 zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird die Diode D32 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L22 gespeicherte Energie zum Kondensator C12 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, in dieser Weise betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.
  • Während der Einschaltzeit des Schalterelementes SW12 arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In dem Spitzenbereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich bleibt das Schalterelement SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und in dieser dann in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 aufgeladen wird. Die vorübergehend in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird durch den obigen Prozeß vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Vorgang wie das Schalterelement SW21 durchführt, um die Spannung am Kondensator C12 einzustellen.
  • Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte überschüssige Energie wird dann über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die am Glättungskondensator C2 liegende Spannung allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die der Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar in der Weise, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C11 in Reihe geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Außerdem wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, als auch die Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12, bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Überein stimmung zur Eingangsspannungswellenform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Spannungssignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, wird dazu führen, daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen wird und somit die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) eingestellt wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung wächst oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und der parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn ferner die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 19:
  • Ein Schaltplan einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 38 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und einer parallel zu dieser Reihenschaltung geschalteten Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zur Diode D31 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Außerdem ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 eine Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 vorgesehen. Eine Diode D42 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW12 und der Induktivität L22 und einen Verzweigungspunkt der Diode D41 und des Schalterelementes SW4 geschaltet. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW21, SW22 und SW3 und die Dioden D1 und D2. An dem Kondensator C11 liegt eine Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW21, der Induktivität L1 und der Diode D1. Zwischen dem Kondensator C12 und der Induktivität L1 ist das Schalterelement SW22 vorgesehen. Zwischen einen Verzweigungspunkt der Induktivität L1 und der Diode D1 und Masse ist das Schalterelement SW3 geschaltet. Um die in der Induktivität L1 übrige Energie zum Lastkreis zu schicken, ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW21, SW22 und der Induktivität L1 und Masse geschaltet.
  • Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW11 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L21, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C11 und der Glättungskondensator C2 geladen werden. Sobald das Schalterelement SW11 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW12 geschlossen, so daß die Resonanz der Induktivität L22, des Kondensators C11 und des Glättungskondensators C2 dazu führt, daß der Kondensator C12 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird in diesem Falle das Schalterelement SW4 geschlossen, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie über die Diode D41 zum Kondensator C11 geschickt wird. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, wird die Diode D31 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L21 gespeicherte Energie zum Kondensator C11 und zum Glättungskondensator C2 geschickt wird. Selbst wenn das Schalterelement SW12 geöffnet wird, führen das Schalterelement SW4 und die Diode D32 den gleichen Vorgang wie beim Öffnen des Schalterelementes SW11 durch. Wenn die Schalterelemente SW11 und SW12 auf diese Weise auf einer Zeiteinteilung basierend betrieben werden, kann der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen werden.
  • Wenn sich das Schalterelement SW12 im geschlossenen Zustand befindet, arbeitet die vorliegende Ausführungsform folgendermaßen. In dem Spitzenbereich wird das Schalterelement SW21 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C11 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. In dem Talbereich bleibt das Schalterelement SW3 geöffnet. Das führt dazu, daß der Kondensator C11 mit dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C11 geladen wird. Die vorübergehend durch den obigen Prozeß in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird vollständig über die Diode D1 zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW21 (und SW3) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Sobald das Schalterelement SW12 geöffnet wird, wird das Schalterelement SW11 geschlossen, so daß das Schalterelement SW22 den gleichen Arbeitsvorgang wie das Schalterelement SW21 durchführt, um die Spannung am Kondensator C12 einzustellen.
  • Die auf diese Weise in den Kondensatoren C11 und C12 gespeicherte überschüssige Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannungen an den Kondensatoren C11 und C12 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich ansteigen. Die Kondensatoren C11 und C12 dienen dazu, um in ihnen eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW11 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C11 geschaltet wird, während, wenn das Schalterelement SW12 geöffnet ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 mit dem Kondensator C12 in Reihe geschaltet wird, um dadurch eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) so gesteuert, daß sowohl die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C11 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW11, als auch die Spannung, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C12 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW12 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Spannungssignalform und die Arbeitsweise der Schalterelemente SW11 und SW12, auf einer Zeiteinteilung basierend, führt dazu, daß der Eingangsstrom kontinuierlich aufgenommen wird und somit die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt wird. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis ferner durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW21 und SW22 (und SW3) eingestellt wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und mit der mit dieser Reihenschaltung parallel verbundenen Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zu der Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Die Diode D42 ist mit dem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW12 und der Induktivität L22 und dem Verzweigungspunkt der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 verbunden. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenver zerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 20:
  • 39 zeigt Signalformen von Signalen, die bei einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftreten. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der Schaltung der Ausführungsform der 1, ist jedoch dafür entwickelt, den Spitzenstrom zur Zeit der Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung in einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, zu reduzieren. Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird unten erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird zunächst am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. In der Schaltung der 1, wird, wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, eine Spannung, die der Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden, nachdem das Schalterelement SW11 geöffnet wurde. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird lediglich das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird.
  • In dem Talbereich der pulsierenden Spannung werden lediglich die Schalterelemente SW2 und SW3 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit einer Reihenschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß ein Teil der Energie des Glättungskondensators C2 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B-1 bezeichnet. Seine entsprechende Schaltung ist in 40A gezeigt. Dann führt das Öffnen des Schalterelementes SW3 dazu, daß die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie den Kondensator C1 auflädt. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B-2 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 40 gezeigt. Da dieses dazu führt, daß von dem Aufladen durch den Glättungskondensator C2 zu einem Aufladen durch die Induktivität L1 geschaltet wird, stoppt der Stromzuwachs und der Strom nimmt allmählich ab. Diese Variation ist in 39 anhand der durchgezogenen und gestrichelten Linien dargestellt. Die gestrichelte Linie bezieht sich auf den Zustand vor dem Wechsel, während die durchgezogene Linie sich auf die vorliegende Ausführungsform bezieht. Danach wird, wenn die Spannung Vc1 am Kondensator C1 eine eingestellte Spannung erreicht, das Schalterelement SW2 geöffnet. Die durch den obigen Prozeß in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird durch die Diode D1 vollständig zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 41 gezeigt. Die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (und SW3) wird so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung mit dem vollweggleichgerichteten Ausagangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um eine Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn ferner dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 (und SW3) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW11 und der Diode D31 und mit der mit dieser Reihenschaltung parallel verbundenen Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW12 und der Diode D32 verbunden ist. Die Induktivität L21, der Kondensator C11 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R sind parallel zu der Diode D31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu der Reihenschaltung aus der Induktivität L21 und dem Kondensator C11 geschaltet. Die Reihenschaltung aus der Induktivität L22 und dem Kondensator C12 ist zwischen der Diode D32 und dem Glättungskondensator C2 vorgesehen. Die Diode D42 ist mit dem Verzweigungspunkt des Schalterelementes SW12 und der Induktivität L22 und dem Verzweigungspunkt der Diode D41 und dem Schalterelement SW4 verbunden. Das Steuerungsmittel ist parallel zu den Kondensatoren C11 und C12 geschaltet. Wenn die an den Kondensatoren C11 und C12 liegenden Spannungen durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Auf diese Weise kann in dem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, der Spitzenstrom zur Zeit des Einstellens der Spannung am Kondensator C1 reduziert werden, um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, und darüber hinaus kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit kann eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen werden, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 21:
  • Ein Schaltplan einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 42 gezeigt, und Signalformen von Signalen, die in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, sind in 43 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit einer Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der an dem Kondensator C1 liegenden Spannung ist parallel zum Kondensator C1 geschaltet. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 bis D5 und den Energiespeicherungskondensator C3. An dem Kondensator C1 liegt eine Reihenschaltung aus der Induktivität L1 und der Diode D1 und dem Schalterelement SW2. Eine Reihenschaltung aus der Diode D3 und dem Schalterelement SW4 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus der Diode D1 und dem Schalterelement SW2 geschaltet. Parallel zum Schalterelement SW4 ist eine Reihenschaltung aus dem Energiespeicherungskondensator C3 und der Diode D5 geschaltet. Die Diode D2 ist zwischen einen Verzweigungspunkt des Energiespeicherungs kondensators C3 und der Diode D5 und Masse geschaltet. Eine Reihenschaltung aus der Diode D4 und dem Schalterelement SW3 ist parallel. zu einer Reihenschaltung aus der Diode D3 und dem Energiespeicherungskondensator C3 geschaltet. Außerdem ist die Diode D2 zwischen einen Verzweigungspunkt des Energiespeicherungskondensators C3 und der Diode D5 und Masse geschaltet.
  • Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung Vin wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird, wird eine Spannung, die einer Summe der Spannungen am Kondensator C1 und am Glättungskondensator C2 entspricht, auf die pulsierende Eingangsspannung V1 aufgeladen. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 44 gezeigt. Als nächstes wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt, nachdem das Schalterelement SW1 geöffnet wurde. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 über die Diode D1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW3 und SW4 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Energiespeicherungskondensator C3 und der Induktivität L1 über die Diode D4 in Reihe geschaltet wird, so daß die Energie des Energiespeicherungskondensators C3 zum Teil zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 aufgeladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnen. 45A und 45B zeigen entsprechende Schaltungen der Zustände 2A bzw. 2B. Die vorübergehend durch den obigen Prozeß in der Induktivität L1 gespeicherte Energie wird vollständig zum Energiespeicherungskondensator C3 geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (oder SW3, SW4) geöffnet wird, um die Dioden D3 und D5 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet, und seine entsprechende Schaltung ist in 46 gezeigt. Da in diesem Falle eine Spannung mit der entgegengesetzten Polarität in einem Zug an die Induktivität L1 angelegt wird, fällt der durch die Induktivität L1 fließende Strom abrupt ab. Da während dieses Vorgangs sogar die Spannung am Kondensator C1 kontinuierlich abnimmt, sinkt die Spannung am Kondensator C1 weiter mit dem gleichen Spitzenstrom. Das heißt, daß bei der gleichen eingestellten Spannung der Spitzenstrom im Vergleich zu demjenigen einer Ausführung des Stands der Technik vermindert werden kann.
  • Die auf diese Weise in dem Kondensator C1 gespeicherte überschüssige Energie wird über die Induktivität L1 zum Energiespeicherungskondensator C3 geschickt, um die Spannung am Kondensator C1 wirksam einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorgangs läßt die Spannung am Glättungskondensator und am Energiespeicherungskondensator C3 allmählich ansteigen. Der Kondensator C1 dient dazu, um in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn das Schalterelement SW1 geschlossen ist, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (oder SW3 oder SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die der Summe aus den Spannungen an dem Kondensator C1 und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen des Schalterelementes SW1 bezüglich ihrer Signalform in Übereinstimmung zu dem vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird, um die Eingangsoberwellenverzerrung zu unterdrücken. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit des Schalterelementes SW2 (oder SW3 oder SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen. Wie in 44 gezeigt, wird, um die Welligkeit in der Ausgangsspannung in der Größenordnung technischer Frequenzen zu reduzieren, die in dem Energiespeicherungskondensator C3 gespeicherte Energie verwendet, um den Lastkreis mit Energie zu versorgen. Die Einstellung dieser Energiemenge wird steuerbar durchgeführt, indem die Ausgangsspannung Vout erfaßt wird, mit einer Referenzspannung zur Bestimmung der Einschaltzeit des Schalterelementes SW4 verglichen wird, und durch die Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Schalterelementes SW3 die Ausgangsspannung konstant gehalten wird.
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1, dem Kondensator C1 und der Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R verbunden ist. Parallel zu dem Kondensator C1 ist das Steuerungsmittel geschaltet, das die Induktivität L1, die Schalterelemente SW2, SW3 und SW4, die Dioden D1 bis D5 und den Energiespeicherungskondensator C3 enthält. Wenn die Spannungen am Kondensator C1 durch das Steuerungsmittel gesteuert werden, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Ferner kann das Schalterelement SW4 Welligkeiten in der Ausgangsspannung in der Größenordnung technischer Frequenzen reduzieren. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvor richtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Ausführungsform 22:
  • Ein Schaltplan einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 47 gezeigt, und Signalformen von Signalen, die in der vorliegenden Ausführungsform auftreten, sind in 48 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 in Reihe verbunden ist. An der Diode D3 liegt eine Reihenschaltung aus der Induktivität L1, dem Schalterelement SW2, dem Kondensator C1 und einer Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Ein Steuerungsmittel zur Einstellung der Spannung liegt am Kondensator C1. Das Steuerungsmittel umfaßt die Induktivität L1, die Schalterelemente SW3 und SW4 und die Dioden D1 bis D2. An der Diode liegt eine Reihenschaltung aus den Schalterelementen SW3 und SW4. Die Diode D1 ist zwischen einen Verzweigungspunkt der Schalterelemente SW3 und SW4 und einen Verzweigungspunkt des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 geschaltet. An der Diode D2 liegt das Schalterelement SW2, der Kondensator C1 und eine Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R.
  • Unten wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die durch die Wechselstromquelle AC angelegte Spannung wird am Vollweggleichrichter DB gleichgerichtet. Das Ausgangssignal davon ist die pulsierende Spannung V1. Wenn das Schalterelement SW1 als Reaktion auf ein von der Steuerungsschaltung empfangenes Steuerungssignal geschlossen wird und gleichzeitig das Schalterelement SW2 geschlossen wird, führt die Resonanz der Induktivität L1, des Kondensators C1 und des Glättungskondensators C2 dazu, daß der Kondensator C1 und der Glättungskondensator C2 aufgeladen werden. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 1 bezeichnet und seine ent sprechende Schaltung ist in 49 gezeigt. Wenn das Schalterelement SW1 geöffnet wird, wird die Diode D3 durchgeschaltet, so daß die in der Induktivität L1 gespeicherte Energie den Kondensator C1 und den Glättungskondensator C2 über das Schalterelement SW2 lädt. Nun wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform erklärt, nachdem der Strom durch die Induktivität L1 geflossen ist. In einem Spitzenbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 größer als die Ausgangsspannung Vout ist, wird das Schalterelement SW3 und dazu das Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit der Induktivität L1 in Reihe geschaltet wird, so daß ein Teil der Energie des Kondensators C1 zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2A bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 50A gezeigt. In einem Talbereich der pulsierenden Eingangsspannung V1, in dem die Spannung V1 kleiner als die Ausgangsspannung Vout ist, werden die Schalterelemente SW3 und SW4 zusätzlich zu dem Schalterelement SW2 geschlossen. Das führt dazu, daß der Kondensator C1 mit dem Energiespeicherungskondensator C2 und der Induktivität L1 verbunden wird, so daß die Energie des Energiespeicherungskondensators C2 zum Teil zur Induktivität L1 geführt und dann in dieser in Form von magnetischer Energie gespeichert wird, während der Kondensator C1 geladen wird. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 2B bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 50B gezeigt. Die vorübergehend in der Induktivität durch den obigen Prozeß gespeicherte Energie wird über die Diode D1 vollständig zum Lastkreis geschickt, sobald das Schalterelement SW2 (und SW4) geöffnet wird, um die Diode D2 durchzuschalten. Dieser Betriebszustand wird als Zustand 3 bezeichnet und seine entsprechende Schaltung ist in 51 gezeigt. Die auf diese Weise in dem Kondensator C1 überschüssige gespeicherte Energie wird über die Induktivität L1 zum Lastkreis geschickt, um die Spannung am Kondensator C1 effektiv einzustellen. Die Wiederholung des obigen Vorganges läßt die Spannung am Glättungskondensator C2 allmählich an steigen. Der Kondensator C1 dient dazu, um in ihm eine Spannung festzuhalten oder zu speichern, die einer Differenz zwischen der pulsierenden Eingangsspannung V1 und der Ausgangsspannung Vout entspricht, und zwar derart, daß, wenn die Schalterelemente SW1 und SW2 beide geschlossen sind, die pulsierende Eingangsspannung V1 in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet wird, um eine Gleichspannung zum Lastkreis zu liefern. Ferner wird die Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 und SW3 (und SW4) so gesteuert, daß die Spannung V2, die einer Summe der Spannungen an dem Kondensator und dem Glättungskondensator C2 entspricht, kurz vor dem Schließen der Schalterelemente SW1 und SW2 bezüglich der Signalform in Übereinstimmung zum vollweggleichgerichteten Ausgangssignal V1 gebracht wird, um die Einschaltzeit der Schalterelemente SW1 und SW2 konstant zu machen, wodurch die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform in Übereinstimmung zur Eingangsspannungs zur Eingangsspannungssignalform gebracht wird. Die auf einer solchen Steuerung und Resonanz basierende Stromsignalform (48) ermöglicht die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung und ermöglicht es außerdem, daß die Hüllkurve der Eingangsstromsignalform klein gemacht wird. Wenn dieses Ähnlichkeitsverhältnis durch Einstellen der Einschaltzeit der Schalterelemente SW2 und SW3 (und SW4) verändert wird, variiert der Spitzenwert des Eingangsstromes und die Ausgangsspannung steigt oder fällt. Folglich kann die resultierende Spannungsversorgungsvorrichtung ihre Ausgangsspannung einstellen.
  • Wie oben erwähnt, ist die Wechselstromquelle AC mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden, der wiederum an seinen Anschlüssen mit der Reihenschaltung aus dem Schalterelement SW1 und der Diode D3 verbunden ist. An der Diode 3 liegt die Reihenschaltung aus der Induktivität L1, dem Schalterelement SW2 und dem Kondensator C1 und die Parallelschaltung aus dem Glättungskondensator C2 und dem Verbraucher R. Darüber hinaus ist das Steuerungsmittel vorgesehen, das die Schalterelemente SW3 und SW4 und die Dioden D1 und D2 enthält. Wenn die Spannung am Kondensator C1 durch das Steuerungs mittel gesteuert wird, kann die Unterdrückung der Eingangsoberwellenverzerrung, die Einstellung des Eingangsstromwertes und die Einstellung der Ausgangsspannung erreicht werden. Wenn darüber hinaus die Betriebsfrequenz hoch eingestellt ist, können die jeweiligen Kondensatoren, Induktivitäten und Schalterelemente klein gemacht werden. Somit wird eine Spannungsversorgungsvorrichtung von geringer Größe geschaffen, die eine gewünschte Gleichspannung herstellen kann.
  • Als nächstes ist in 52 ein Schaltplan einer geeigneten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform dargestellt. Insbesondere bestehen in der Schaltung der 52 die Schalterelemente SW1 bis SW4 alle aus NMOSFETs. Der NMOSFET des Schalterelementes SW1 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Vollweggleichrichter DB verbunden. Der NMOSFET des Schalterelementes SW2 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Kondensator C1 verbunden. Der NMOSFET des Schalterelementes SW3 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit der Induktivität L1 verbunden, und der NMOSFET des Schalterelementes SW4 ist an seiner Drain-Anschlußseite mit dem Schalterelement SW3 verbunden. Solch eine Anordnung ermöglicht das Weglassen der Diode D3 in 47. Darüber hinaus kann wegen einer parasitären Diode am Schalterelement SW2 des NMOSFETs der geschlossene Zustand des Schalterelementes SW2, in 48 dargestellt, dem Schaltungsbetrieb der 49 bis 51 genügen, wenn der geschlossene Zustand lediglich während des geschlossenen Zustands von sowohl dem in 47 gezeigten Schalterelement SW2 als auch dem in 47 gezeigten Schalterelement SW3 andauert. Mit anderen Worten ist es erforderlich, daß das Schalterelement SW2 während einer Zeitperiode vom Schließen des Schalterelementes SW1 bis zum Schließen des Schalterelementes SW3 (oder ungefähr bis zum Schließen des Schalterelementes SW3) in seinem geschlossenen Zustand verbleibt.
  • Ausführungsform 23:
  • 53 zeigt einen Schaltplan einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Eingangsfilterschaltung zwischen der Wechselstromquelle AC und dem Vollweggleichrichter DB vorgesehen. Das dient zur Verhinderung von Rauschen, das auf der Stromquelle basiert, und ermöglicht ebenfalls die Verhinderung der externen Übertragung von Rauschen, das von den Schalterelementen des Spannungswandlerteils stammt. Ein Beispiel dieser Eingangsfilterschaltung ist in 54 gezeigt, bei der eine einzige Induktivität und ein einziger Kondensator verwendet werden. Durch die Eingangsfilterschaltung kann die Eingangsstromwellenform der Eingangsspannungswellenform angenähert werden und außerdem kann die Eingangsoberwellenverzerrung unterdrückt werden.
  • Es ist zu erkennen, daß die Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge der Schalterelemente soweit erforderlich durch eine Steuerungseinheit in den vorhergehenden Ausführungsformen 2 bis 23 implementiert werden kann, wie sie in der Ausführungsform 1 der 1 dargestellt wurde. Die Steuerungsschaltung CON kann eine allgemeine Schalter-Steuerungsanordnung aufweisen.

Claims (26)

  1. Spannungsversorgungsvorrichtung mit einem Vollweggleichrichter, der mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, einer aus einem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und einem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) bestehenden Reihenschaltung, einem ersten Schalterelement (SW1), das über die Reihenschaltung mit den Ausgangsanschlüssen des Vollweggleichrichters verbunden ist, einer Steuerschaltung (CON), die dazu dient, das erste Schalterelement (SW1) zu steuern, einem Verbraucher (R), der parallel zum Spannungsstabilisierungsmittel (C2) geschaltet ist, und wenigstens einem zweiten Schalterelement (SW2 und/oder SW3) und einem zweiten Energiespeicherungsmittel (L1, C3) in Reihenschaltung mit dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) zur Einstellung der Spannung an dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1); dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das erste Schalterelement (SW1) durch die Steuerschaltung (CON) eingeschaltet worden ist, das erste Energiespeicherungsmittel (C1) und das Spannungsstabilisierungsmittel (C2) geladen werden, bis die an der aus dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) bestehenden Reihenschaltung liegende Spannung (V2) im wesentlichen den Wert der von dem Vollweggleichrichter stammenden pulsierenden Eingangsspannung (V1) annimmt; und das zweite Schalterelement (SWZ oder SW3) mit dem zweiten Energiespeicherungsmittel (L1; C3) so betrieben wird, daß dann, wenn das erste Schalterelement (SW1) durch die Steuerschaltung (CON) ausgeschaltet worden ist und die pulsierende Eingangsspannung (V1) größer als die an den Verbraucher gelieferte Ausgangsspannung (Vout) ist, die in dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) gespeicherte Energie auf das zweite Energiespeicherungsmittel (L1, C3) übertragen wird, während dann, wenn das erste Schalterelement (SW1) durch die Steuerschaltung (CON) ausgeschaltet worden ist und die pulsierende Eingangsspannung (V1) kleiner als die Ausgangsspannung (Vout) ist, die in dem zweiten Energiespeicherungsmittel (L1, C3) gespeicherte Energie auf das erste Energiespeicherungsmittel (C1) übertragen wird, wobei die Spannung (V2), die an der aus dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) bestehenden Reihenschaltung liegt, im wesentlichen die Signalform der pulsierenden Eingangsspannung (V1) annimmt und die Einschaltzeit des zweiten Schalterelements (SW2/SW3) so gesteuert wird, daß an den Verbraucher eine Ausgangsspannung mit einem frei wählbaren konstanten Wert angelegt wird, und wobei die Hüllkurve des Eingangsstroms im wesentlichen proportional zur Eingangsspannung wird.
  2. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Energiespeicherungsmittel eine Induktivität (L1) umfaßt.
  3. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus einem ersten Kondensator (C1) besteht, das Spannungsstabilisierungsmittel aus einem Glättungskondensator (C2) besteht, und die Induktivität (L1) an ihrem einen Anschluß über das zweite Schalterelement (SW2) mit einem Anschluß des ersten Kondensators (C1) und an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß einer ersten Diode (D1) verbunden ist, wobei die erste Diode (D1) an ihrem Kathodenanschluß mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators (C1) verbunden ist, und der erste Kondensator (C1) an dem anderen Anschluß mit einem Anschluß des Glättungskondensators (C2) verbunden ist, eine zweite Diode (D2), deren Anodenanschluß mit dem anderen Anschluß des Glättungskondensators (C2) und deren Kathodenanschluß mit dem einen Anschluß der Induktivität (L1) verbunden ist, und darüber hinaus ein drittes Schalterelement (SW3) umfaßt, das zwischen den anderen Anschluß des Glättungskondensators (C2) und den anderen Anschluß der Induktivität (L1) geschaltet ist, wobei der erste Kondensator (C1) über das zweite Schalterelement (SW2) mit einer Reihenschaltung aus der Induktivität (L1) und der ersten Diode (D1) verbunden wird, um dadurch vorübergehend in der Induktivität (L1) Energie zu speichern, während eine Spannung an dem ersten Kondensator (C1) eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, wobei der Glättungskondensator (C2) über das zweite Schalterelement (SW2), die Induktivität (L1) und das dritte Schalterelement (SW3) mit dem ersten Kondensator (C1) verbunden wird, um den ersten Kondensator (C1) zu laden und die daran anliegende Spannung einzustellen, um dadurch Energie in der Induktivität (L1) zu speichern, wenn die Eingangsspannung geringer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und wobei, wenn die Spannungseinstellung des ersten Kondensators (C1) beendet ist, das zweite Schalterelement (SW2) geöffnet und gleichzeitig die in der Induktivität (L1) gespeicherte Energie über die erste Diode (D1) und die zweite Diode (D2) zum Lastkreis (R) geschickt wird.
  4. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus einem ersten Kondensator (C1) besteht, das Spannungsstabilisierungsmittel aus einem zweiten Kondensator (C2) besteht, eine Induktivität (L1) an ihrem einen Anschluß über ein zweites Schalterelement (SW2) mit einem Anschluß des ersten Kondensators (C1) und an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß einer ersten Diode (D1) verbunden ist, wobei die erste Diode (D1) an ihrem Kathodenanschluß mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators (C1) über ein drittes Schalterelement (SW3) verbunden ist, und der erste Kondensator (C1) an dem anderen Anschluß mit einem Anschluß des zweiten Kondensators (C2) verbunden ist, eine zweite Diode (D2) mit ihrem Anodenanschluß mit dem anderen Anschluß des zweiten Kondensators (C2) und deren Kathodenanschluß mit dem einen Anschluß der Induktivität (L1) verbunden ist, und darüber hinaus ein viertes Schalterelement (SW4) zwischen den anderen Anschluß des zweiten Kondensators (C2) und den anderen Anschluß der Induktivität (L1) geschaltet ist, wobei der Energiespeicherungskondensator (C3) zwischen einen Verzweigungspunkt der ersten Diode (D1) und des dritten Schalterelements (SW3) und den anderen Anschluß des zweiten Kondensators (C2) geschaltet ist, und wobei der erste Kondensator über das zweite Schalterelement (SW2) mit einer Reihenschaltung aus der Induktivität (L1), der ersten Diode (D1) und dem dritten Schalterelement (SW3) in Reihe verbunden wird, um dadurch vorübergehend in der Induktivität (L1) Energie zu speichern, während eine Spannung an dem ersten Kondensator (C1) eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als eine eingestellte Ausgangsspannung ist, und derart, daß der erste Kondensator (C1) über das zweite Schalterelement (SW2), die Induktivität (L1) und das vierte Schalterelement (SW4) mit dem zweiten Kondensator (C2) in Reihe verbunden wird, um den ersten Kondensator (C1) zu laden und die daran anliegende Spannung einzustellen und um dadurch Energie in der Induktivität (L1) zu speichern, wenn die Eingangsspannung geringer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und derart, daß, wenn die Spannungseinstellung des ersten Kondensators (C1) beendet ist, das zweite Schalterelement (SW2) geöffnet und gleichzeitig die in der Induktivität (L1) gespeicherte Energie über die erste Diode (D1) und die zweite Diode (D2) zum Energiespeicherungskondensator (C3) geschickt und der Lastkreis (R) von dem Energiespeicherungskondensator (C3) mit Energie versorgt wird, um eine Verbraucherspannung durch das dritte Schalterelement (SW3) konstant zu halten.
  5. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsstabilisierungsmittel aus einem Energiespeicherungskondensator (C3) besteht, der Lastkreis aus einer Parallelschaltung des Glättungskondensators (C2) und des Verbrauchers (R) besteht, die über ein Schalterelement (SW3) parallel zum Energiespeicherungskondensator (C3) geschaltet ist, und die darüber hinaus Mittel zur Einstellung einer von dem Energiespeicherungskondensator (C3) zu dem Verbraucher (R) zu liefernden Energie umfaßt, um eine Spannung an dem Verbraucher (R) durch das Schalterelement (SW3) konstant zu halten.
  6. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlüssen des Vollweggleichrichters (DB) mehrere Reihenschaltungen aus jeweils einem Lastkreis aus dem Spannungsstabilisierungsmittel (C21, C22, C23) und dem parallel dazu geschalteten Verbraucher (R1, R2, R3) und einer Reihenschaltung aus dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11, C12, C13) und dem ersten Schalterelement (SW11, SW12, SW13) umfassen, so daß Energie zu mehreren Verbrauchern geliefert wird, wobei die an den Energiespeicherungsmitteln anliegenden Spannungen auf einer Zeiteinteilung basierend eingestellt werden, um gewünschte Ausgangsspannungen zu den Verbrauchern zu liefern.
  7. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der mehreren Reihenschaltungen auf der Basis der Eingangsspannung ausgewählt und dann geladen wird, um die Spannung an dem Energiespeicherungsmittel zu reduzieren.
  8. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der mehreren Reihenschaltungen deren zwischen ihren beiden Anschlüssen auftretende Spannung näher an der Eingangsspannung ist, gemäß der Variation der Eingangsspannung nacheinander auf einer Zeitteilung basierend aufgeladen wird.
  9. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie zu mehreren Verbrauchern (R1, R2, R3) mit gewünschten Spannungen über eines der Energiespeicherungsmittel (C21, C22, C23) geliefert wird.
  10. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Parallelschaltungen, in denen jeweils das erste Schalterelement (SW11, SW12, SW13) mit dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11, C12, C13) in Reihe geschaltet ist, mit einem einzigen Lastkreis verbunden sind, bei dem das Spannungsstabilisierungsmittel (C3) parallel zu dem Verbraucher (R) geschaltet ist, um Spannungen an mehreren der ersten Energiespeicherungsmittel auf einer Zeitteilung basierend einzustellen.
  11. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihenschaltungen, in denen jeweils das erste Schalterelement (SW11, SW12, SW13) mit dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11, C12, C13) in Reihe geschaltet ist, mit einem einzigen Lastkreis verbunden sind, bei dem das Spannungsstabilisierungsmittel (C3) parallel zu dem Verbraucher (R) geschaltet ist, um Spannungen an mehreren der ersten Energiespeicherungsmittel auf einer Zeitteilung basierend einzustellen.
  12. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Schalterelement (SW1) und das erste Energiespeicherungsmittel (C1) eine Induktivität (L2) eingefügt ist, und eine Diode (D3) als Mittel zum Entladen der in der Induktivität (L2) gespeicherten Energie vorgesehen ist, bis der Betrieb des ersten Schalterelementes (SW1) beendet ist, und nach Beendung des Betriebs des ersten Schalterelementes (SW1), um zusätzlich Energie zum ersten Energiespeicherungsmittel (C1) und zum Lastkreis (R) zu liefern.
  13. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Energiespeicherungsmittel (C1) und den Lastkreis aus dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) und dem zu diesem parallelgeschalteten Verbraucher (R) eine Induktivität (L2) eingefügt ist, und eine Diode (D3) als Mittel zum Entladen der in der Induktivität (L2) gespeicherten Energie vorgesehen ist, bis der Betrieb des ersten Schalterelementes (SW1) beendet ist, und nach der Beendung des Betriebs des ersten Schalterelementes (SW1), um zusätzlich Energie zum Lastkreis zu liefern.
  14. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Diode (D4) parallel zu einer Reihenschaltung aus der Induktivität (L2) und dem ersten Energiespeicherungsmittel (C1) über das zweite Schalterelement (SW4) in Energieentladungsrichtung der Induktivität (L2) geschaltet ist, um das zweite Schalterelement zum Zeitpunkt der Entladung der in der Induktivität gespeicherten Energie zu steuern, so daß die Energie zu dem ersten Energiespeicherungsmittel geliefert wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist.
  15. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus dem ersten Kondensator (C1) besteht, der an seinem einen Anschluß über das erste Schalterelement (SW1) mit einem ersten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) verbunden ist, eine Induktivität (L1) an ihrem einen Anschluß über das zweite Schalterelement (SW2) mit einem Anschluß des ersten Kondensators (C1) verbunden ist, eine erste Diode (D1) an ihrem Anodenanschluß mit dem anderen Anschluß der Induktivität (L1) und an ihrem Kathodenanschluß mit einem Anschluß des Lastkreises des Spannungsstabilisierungsmittels (C2) und des parallel zu diesem geschalteten Verbrauchers (R) verbunden ist, wobei der Lastkreis an seinem anderen Anschluß mit einem zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) verbunden ist, ein drittes Schalterelement (SW3), das zwischen dem anderen Anschluß des ersten Kondensators (C1) und einem Anschluß der Induktivität (L1) verbunden ist, ein viertes Schalterelement (SW4), das zwischen den anderen Anschluß der Induktivität (L1) und den zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) geschaltet ist, wobei der erste Kondensator (C1) mit seinem anderen Anschluß mit einem Kathodenanschluß einer dritten Diode (D3) verbunden ist, und der Lastkreis an seinem einen Anschluß mit einem Anodenanschluß der dritten Diode (D3) verbunden ist, und mit einer zweiten Diode (D2), deren Kathodenanschluß an einem Anschluß der Induktivität (L1) liegt, wobei der Anodenanschluß der zweiten Diode (D2) mit dem zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) verbunden ist, um die in der Induktivität (L1) übrige Energie zum Lastkreis zu liefern, wobei die Induktivität (L1), die erste Diode (D1) und die dritte Diode (D3) über das zweite Schalterelement (SW2) mit dem ersten Kondensator (C1) in Reihe geschaltet werden, um die Spannung am ersten Kondensator (C1) einzustellen und die Energie in der Induktivität (L1) vorübergehend zu speichern, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, wobei der erste Kondensator (C1), das zweite Schalterelement (SW2), die Induktivität (L1) und das vierte Schalterelement (SW4) von dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) ausgehend über die dritte Diode (D3) in Reihe verbunden werden, um den ersten Kondensator (C1) zu laden, an ihm die Spannung einzustellen und die Energie in der Induktivität (L1) zu speichern, wenn die Eingangsspannung kleiner als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und die in der Induktivität (L1) gespeicherte Energie über die erste Diode (D1) und die zweite Diode (D2) zum Lastkreis geliefert wird, sobald die Lieferung der Energie zur Induktivität (L1) beendet ist.
  16. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement (SW12) und dem zweiten Energiespeicherungsmittel (C12) parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement (SW11) und dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11) geschaltet ist, wobei das erste Schalterelement (SW11) und das zweite Schalterelement (SW12) abwechselnd wirken, um den Eingangsstrom kontinuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten und zweiten Energiespeicherungsmittels unter Verwendung derselben Steuerschaltung abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters (DB) über das erste und zweite Schalterelement in Reihe mit dem ersten oder zweiten Energiespeicherungsmittel geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher (R) zu liefern.
  17. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement (SW12) und dem zweiten Energiespeicherungsmittel (C12) parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement (SW11), der Induktivität (L2) und dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11) geschaltet ist, wobei das erste Schalterelement (SW11) und das zweite Schalterelement (SW12) in kombinierter Weise betrieben werden, so daß die durch die Schalterelemente fließenden Ströme kombiniert werden, was dazu führt, das eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels und des zweiten Energiespeicherungsmittels unter Verwendung derselben Steuerschaltung abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters (DB) mit dem ersten Energiespeicherungsmittel und dem zweiten Energiespeicherungsmittel über eine Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement und der Induktivität oder über das zweite Schalterelement in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher (R) zu liefern.
  18. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalterelement (SW12) und dem zweiten Energiespeicherungsmittel (C12) parallel zu einer Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement (SW11), der Induktivität (L2) und dem ersten Energiespeicherungsmittel (C11) geschaltet ist, wobei das erste Schalterelement (SW11) und das zweite Schalterelement (SW12) in kombinierter Weise betrieben werden, so daß die durch die Schalterelemente fließenden Ströme kombiniert werden, was dazu führt, daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels (C11) und des zweiten Energiespeicherungsmittels (C12) unter Verwendung derselben Steuerschaltung abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters (DB) mit dem ersten Energiespeicherungsmittel und dem zweiten Energiespeicherungsmittel über eine Reihenschaltung aus dem ersten Schalterelement und der Induktivität oder über das zweite Schalterelement in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher (R) zu liefern.
  19. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität (L21) und das Mittel (D41) zum Entladen der in der ersten Induktivität gespeicherten Energie zwischen das erste Schalterelement (SW11) und das erste Energiespeicherungsmittel (C11) geschaltet sind, und die zweite Induktivität (L22) und das Mittel (D42) zum Entladen der in der zweiten Induktivität gespeicherten Energie zwischen das zweite Schalterelement (SW12) und das zweite Energiespeicherungsmittel (C12) geschaltet sind, wobei das erste Schalterelement und das zweite Schalterelement abwechselnd betrieben werden, um den Eingangsstrom kontinuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels und des zweiten Energiespeicherungsmittels unter Verwendung derselben zweiten Steuerschaltung abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters (DB) über das erste Schalterelement und die erste Induktivität oder über das zweite Schalterelement und die zweite Induktivität mit dem ersten oder zweiten Energiespeicherungsmittel in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher (R) zu liefern.
  20. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität (L21) und das Mittel (D41) zum Entladen der in der ersten Induktivität (L21) gespeicherten Energie zwischen das erste Schalterelement (SW11) und das erste Energiespeicherungsmittel (C11) geschaltet sind, und die zweite Induktivität (L22) und das Mittel (D42) zum Entladen der in der zweiten Induktivität (L22) gespeicherten Energie zwischen das zweite Schalterelement (SW12) und das zweite Energiespeicherungsmittel (C12) geschaltet sind, wobei das erste Schalterelement und das zweite Schalterelement abwechselnd betrieben werden, um den Eingangsstrom kontinuierlich aufzunehmen, so daß eine Hüllkurve des Eingangsstromes proportional zur Eingangsspannung ist, wobei die Spannungseinstellung des ersten Energiespeicherungsmittels und des zweiten Energiespeicherungsmittels unter Verwendung derselben zweiten Steuerschaltung abwechselnd durchgeführt wird, und eine Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters (DB) über das erste Schalterelement und die erste Induktivität oder über das zweite Schalterelement und die zweite Induktivität mit dem ersten oder zweiten Energiespeicherungsmittel in Reihe geschaltet wird, um Energie zum Verbraucher (R) zu liefern.
  21. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Induktivität (L1) über die Schalterelemente (SW11, SW12, SW13) mit mehreren Spannungsquellen oder Energiespeicherungsmitteln (C21, C22, C23) verbunden ist, wobei die Energiespeicherungsmittel, die eine einem durch die Induktivität fließenden Strom entgegengesetzte Polarität besitzen, mit der Induktivität (L1) verbunden werden, wenn die Schalterelemente (SW11, SW12, SW13) zur Übertragung von Energie zur Induktivität (L1) betrieben werden, was mit dem Abschluß der Wirkung der Schalterelemente zur Begrenzung des durch die Induktivität fließenden Stroms und zur Aufladung der Energiespeicherungsmittel zusammenfällt.
  22. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Öffnen des zweiten Schalterelementes (SW2) das dritte Schalterelement (SW3) geöffnet wird, während das zweite Schalterelement (SW2) geschlossen bleibt, so daß das Aufladen vom Glättungskondensator (C2) zum ersten Kondensator (C1) beendet wird und die in der ersten Induktivität (L1) gespeicherte Energie den ersten Kondensator (C11) über die erste Diode (D1) auflädt.
  23. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus dem ersten Kondensator (C1) besteht, das Spannungsstabilisierungsmittel aus dem zweiten Kondensator (C2) besteht und eine Induktivität (L1) an ihrem einen Anschluß mit einem Anschluß des ersten Kondensators (C1) und an dem anderen Anschluß mit dem Anodenanschluß einer ersten Diode (D1) verbunden ist, deren Kathodenanschluß über das zweite Schalterelement (SW2) mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators (C1) verbunden ist, wobei der andere Anschluß des ersten Kondensators (C1) mit einem Anschluß des zweiten Kondensators (C2) verbunden ist, und die Induktivität (L1) mit dem anderen Anschluß mit dem Anodenanschluß einer dritten Diode (D3) verbunden ist, deren Kathodenanschluß über ein viertes Schalterelement (SW4) mit dem anderen Anschluß des ersten Kondensators (C1) verbunden ist, wobei der zweite Kondensator (C2) an dem anderen Anschluß mit einem Anodenanschluß der zweiten Diode (D2) verbunden ist, deren Kathodenanschluß mit dem Anodenanschluß einer fünften Diode (D5) verbunden ist, wobei die fünfte Diode (D5) mit ihrem Kathodenanschluß mit einem Anschluß des zweiten Kondensators (C2) verbunden ist, ein Energiespeicherungskondensator (C3) zwischen den Kathodenanschluß der zweiten Diode (D2) und den Kathodenanschluß der dritten Diode (D3) geschaltet ist, der Anodenanschluß einer vierten Diode (D4) mit dem Anodenanschluß der dritten Diode (D3) verbunden ist, wobei der Kathodenanschluß der vierten Diode (D4) über ein drittes Schalterelement (SW3) mit dem Kathodenanschluß der zweiten Diode (D2) verbunden ist, wobei der erste Kondensator (C1), die Induktivität (L1) und die erste Diode (D1) über das zweite Schalterelement (SW2) in Reihe geschalten werden, um die Energie vorübergehend in der Induktivität (L1) zu speichern, während die Spannung am ersten Kondensator (C1) eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und wobei der erste Kondensator (C1), die Induktivität (L1) und die vierte Diode (D4) über das dritte Schalterelement (SW3) und das vierte Schalterelement (SW4) mit dem Energiespeicherungskondensator (C3) verbunden werden, um den ersten Kondensator (C1) zu laden und die an ihm liegende Spannung einzustellen und die Energie in der Induktivität (L1) zu speichern, wenn die Eingangsspannung kleiner als die eingestellte Ausgangsspannung ist, wobei das Einstellen der Spannung am ersten Kondensator einen durch die Induktivität fließenden Strom begrenzt, wobei ferner die in der Induktivität (L1) gespeicherte Energie über die dritte Diode (D3) und die fünfte Diode zum Energiespeicherungskondensator (C3) geführt wird und eine Verbraucherspannung durch das vierte Schalterelement (SW4) konstant gehalten wird, sobald das zweite, dritte Schalterelement und vierte Schalterelement (SW2, SW3, SW4) geöffnet sind.
  24. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Energiespeicherungsmittel aus einem ersten Kondensator (C1) besteht, eine Induktivität (L1) an einem Anschluß über ein erstes Schalterelement (SW1) mit einem ersten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) verbunden ist, wobei der andere Anschluß der Induktivität (L1) über ein zweites Schalterelement (SW2) mit einem Anschluß des ersten Kondensators (C1) verbunden ist, der andere Anschluß des ersten Kondensators (C1) mit einem Anschluß des Lastkreises aus dem Spannungsstabilisierungsmittel (C2) um dem parallel zu diesem geschalteten Verbraucher (R) verbunden ist, der andere Anschluß des Lastkreises mit einem zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) verbunden ist, der andere Anschluß des ersten Kondensators (C1) mit einem Kathodenanschluß der ersten Diode (D1) verbunden ist, ein Verzweigungspunkt eines Anschlusses der Induktivität (L1) und des ersten Schalterelementes (SW1) über ein drittes Schalterelement (SW3) mit einem Anodenanschluß der ersten Diode (D1) verbunden ist, ein viertes Schalterelement (SW4) zwischen den Anodenanschluß der ersten Diode (D1) und den anderen Anschluß des Lastkreises geschaltet ist, eine zweite Diode (D2) zur Lieferung der in der Induktivität (L1) übrigen Energie zwischen den anderen Anschluß der Induktivität (L1) und den zweiten Anschluß des Vollweggleichrichters (DB) geschaltet ist und eine dritte Diode (D3) zwischen einen Anschluß der Induktivität (L1) und den anderen Anschluß des Lastkreises geschaltet ist, und wobei die Induktivität (L1) und die erste Diode (D1) über das zweite und dritte Schalterelement (SW2, SW3) mit dem ersten Kondensator (C1) in Reihe geschaltet werden, um die Energie vorübergehend in der Induktivität (L1) zu speichern, während die Spannung am ersten Kondensator (C1) eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung größer als die eingestellte Ausgangsspannung ist, sowie der erste Kondensator (C1) und die Induktivität (L1) über das zweite Schalterelement (SW2), das dritte Schalterelement (SW3) und das vierte Schalterelement (SW4) verbunden werden, um die Energie in der Induktivität (L1) zu speichern, während der erste Kondensator (C1) geladen und die Spannung an ihm eingestellt wird, wenn die Eingangsspannung kleiner als die eingestellte Ausgangsspannung ist, und die in der Induktivität (L1) gespeicherte Energie über die zweite Diode (D2) und die erste Diode (D1) und das dritte Schalterelement (SW3) zum Lastkreis geliefert wird, sobald die Lieferung der Energie zur Induktivität (L1) beendet ist.
  25. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bis vierte Schalterelement (SW1, SW2, SW3, SW4) aus jeweils einem MOSFET mit einer parasitären Diode besteht und die dritte Diode durch die parasitäre Diode eines MOSFETs gebildet ist.
  26. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangstiefpaßfilter, das wenigstens eine Induktivität und einen Kondensator umfaßt, zwischen der Eingangsstromquelle (AC) und den anderen Bestandteilen der Schaltung vorgesehen ist.
DE19605493A 1995-02-15 1996-02-14 Spannungsversorgungsvorrichtung Expired - Lifetime DE19605493B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27140/95 1995-02-15
JP02714095A JP3396984B2 (ja) 1995-02-15 1995-02-15 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19605493A1 DE19605493A1 (de) 1996-08-29
DE19605493B4 true DE19605493B4 (de) 2005-01-27

Family

ID=12212751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19605493A Expired - Lifetime DE19605493B4 (de) 1995-02-15 1996-02-14 Spannungsversorgungsvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5627741A (de)
JP (1) JP3396984B2 (de)
CN (1) CN1042581C (de)
DE (1) DE19605493B4 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6870355B2 (en) * 2002-03-26 2005-03-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Power converter
JP3811681B2 (ja) 2002-06-12 2006-08-23 日本碍子株式会社 高電圧パルス発生回路
JP4418212B2 (ja) 2003-11-21 2010-02-17 日本碍子株式会社 高電圧パルス発生回路
JP4538305B2 (ja) 2004-12-07 2010-09-08 日本碍子株式会社 放電装置
US20070242492A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-18 Ngk Insulators, Ltd. Pulse generator circuit
JP5097534B2 (ja) * 2007-07-26 2012-12-12 ローム株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ及びこれを用いた駆動装置
US8405321B2 (en) * 2007-07-26 2013-03-26 Rohm Co., Ltd. Drive unit, smoothing circuit, DC/DC converter
CN101809851B (zh) * 2008-09-09 2013-06-12 丰田自动车株式会社 电压变换装置及电负载驱动装置
DE102011085559A1 (de) * 2011-11-02 2013-05-02 Robert Bosch Gmbh Spannungswandler mit einer ersten Parallelschaltung
GB201312626D0 (en) * 2013-07-15 2013-08-28 Univ Plymouth Electrical conversion
JP6172088B2 (ja) * 2014-08-19 2017-08-02 株式会社デンソー 共振電流制限装置
TWI577128B (zh) * 2015-08-07 2017-04-01 DC motor control device
CN106059348A (zh) * 2016-07-11 2016-10-26 单专年 一种高纯度整流装置
KR102051570B1 (ko) * 2017-04-03 2019-12-05 한국과학기술원 멀티 패스를 가지는 컨버터 및 이의 제어 방법
US10516334B1 (en) 2018-11-01 2019-12-24 HKC Corporation Limited Power circuit, driving circuit for display panel, and display device
CN209170195U (zh) * 2018-11-01 2019-07-26 惠科股份有限公司 电源电路、显示面板的驱动电路及显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229690A (en) * 1990-09-25 1993-07-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Apparatus for operating discharge lamps utilizing a capacitor and charging circuit
DE19511242A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Matsushita Electric Works Ltd Stromversorgungseinrichtung
WO1995033301A1 (en) * 1994-05-31 1995-12-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson A device for converting an alternating voltage to direct current voltage

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0507393A3 (de) * 1991-04-04 1992-11-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Schaltungsanordnung
WO1993026078A1 (en) * 1992-06-10 1993-12-23 Digital Equipment Corporation High power factor switched dc power supply
KR960016605B1 (ko) * 1992-11-20 1996-12-16 마쯔시다 덴꼬 가부시끼가이샤 전원 공급 장치
JP2809569B2 (ja) * 1993-01-06 1998-10-08 株式会社日立製作所 多出力ｄｃ−ｄｃコンバータ
US5371665A (en) * 1994-03-14 1994-12-06 Quisenberry; Tony M. Power control circuit for improved power application and temperature control of thermoelectric coolers and method for controlling thereof
US5572416A (en) * 1994-06-09 1996-11-05 Lucent Technologies Inc. Isolated input current sense means for high power factor rectifier
US5572417A (en) * 1994-07-13 1996-11-05 Vlt Corporation AC to DC boost power converters
US5568041A (en) * 1995-02-09 1996-10-22 Magnetek, Inc. Low-cost power factor correction circuit and method for electronic ballasts

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229690A (en) * 1990-09-25 1993-07-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Apparatus for operating discharge lamps utilizing a capacitor and charging circuit
DE19511242A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Matsushita Electric Works Ltd Stromversorgungseinrichtung
WO1995033301A1 (en) * 1994-05-31 1995-12-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson A device for converting an alternating voltage to direct current voltage

Also Published As

Publication number Publication date
DE19605493A1 (de) 1996-08-29
US5627741A (en) 1997-05-06
JPH08223915A (ja) 1996-08-30
CN1139313A (zh) 1997-01-01
JP3396984B2 (ja) 2003-04-14
CN1042581C (zh) 1999-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69226300T2 (de) Gleichspannungswandler
DE19605493B4 (de) Spannungsversorgungsvorrichtung
DE4426258B4 (de) Umrichter
DE102006014608B4 (de) Filterschaltung und Spannungsversorgungseinheit
DE69522169T2 (de) Pulsbreitenmodulierter gleichspannungsaufwärtswandler
DE69119848T2 (de) Festfrequenter Einrichtungsdurchlassumformer mit Nullspannungsschaltung
DE69616149T2 (de) Energierückübertragung in einer nullstromschaltenden Leistungswandlerschaltung
DE69832220T2 (de) Kostengünstiger Stromwandler mit hohem Wirkungsgrad
DE102018112088A1 (de) Pwm-gesteuerter resonanzwandler
DE102016217040A1 (de) Hochleistungs-Ladungspumpe mit induktiven Elementen
DE102015212331A1 (de) Hochleistungsschaltaufwärtswandler mit reduzierter Induktorstromwelligkeit
DE112006002698T5 (de) Mehrphasiger DC/DC-Wandler
DE602004006098T2 (de) In reihe geschalteter verlustarmer synchron schaltbarer spannungs-chopper
DE10122534A1 (de) Resonanter Konverter
DE69118501T2 (de) Wechselrichteranordnung
DE69808133T2 (de) Steuerverfahren für gleichstromwandler mit induktivem energiespeicher
DE102016104294B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Leistungswandlerschaltung und Leistungswandlerschaltung
EP1852959A1 (de) Stromversorgung für einen Mittelfrequenz-Plasmagenerator
DE60116653T2 (de) Gleichstrom/gleichstrom wandler mit verringerter welligkeit des eingangsstromes
DE4217222A1 (de) In Zu- und Absetzbetriebsarten kontinuierlich Betreibbarer Leistungsstromrichter
DE102017222265A1 (de) Gleichspannungswandler
DE60200710T2 (de) Schaltnetzteil
DE3889012T2 (de) Hochspannungsgleichstromleistungsversorgung.
DE102013102433A1 (de) Wechselrichter für eine variable Eingangsgleichspannung
DE60205058T2 (de) Schaltnetzteil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R071 Expiry of right