DE19624793A1 - Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei Stromversorgungseinrichtungen sowie Anordnung - Google Patents
Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei Stromversorgungseinrichtungen sowie AnordnungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/10—Parallel operation of dc sources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur
Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei parallel
betreibbaren regelbaren Stromversorgungseinrichtungen.
Stromversorgungseinrichtungen werden insbesondere zur
Erzielung höherer Ausgangsleistung parallel geschaltet. Bei
einer solchen Parallelschaltung treten jedoch Probleme
hinsichtlich der Lastverteilung auf. Aus "Modern DC-TO-DC
Switchmode Power Converter Circuits", R. P. Severns, G. E.
Bloom, Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1984, Seiten
169 bis 171 ist es bekannt zur gleichmäßigen Lastverteilung
Regelstromsensoren zu verwenden. Die individuellen
Schaltströme werden dort mit einer Fehlerspannung
verglichen, die ein Maß für die Gesamtbelastung darstellt.
Das Verfahren nach Patentanspruch 1 bzw. die Anordnung nach
Patentanspruch 4 gewährleistet eine einfache und genaue
sowie sichere Belastungsverteilung auf parallel betriebene
Stromversorgungseinrichtungen. Es müssen lediglich
belastungsstromabhängige Signale auf eine gemeinsame
Busleitung gespeist werden und die an den Koppelelementen
der Busleitung auftretenden Signale ausgewertet werden. Es
ist nicht notwendig ein Summensignal aller
Stromversorgungsgeräte zu bilden und anhand dieses
Summensignals eine Lastverteilung vorzunehmen. Es ist pro
Auswertung lediglich ein Stromsensor notwendig sowie ein
Widerstand und ein beschalteter Operationsverstärker, dessen
Ausgangssignal direkt zum Regler der jeweiligen
Stromversorgung geführt werden kann. Ggf. sind zusätzlich
lediglich Signalumsetzer erforderlich zur Umsetzung der
Signale in Abhängigkeit der Belastungsströme für die
Einspeisung in die Busleitung.
Fig. 1 zeigt einen Stromlaufplan, der auf dem Verfahren
nach der Erfindung basiert und
Fig. 2 eine Schaltungsalternative hierzu.
Fig. 1 zeigt zwei Stromversorgungseinrichtungen SV1 und
SV2, die im Parallelbetrieb zur Stromversorgung einer Last
RL vorgesehen sind. Jedes dieser Stromversorgungsgeräte
verfügt über eine Speisequelle Q1, Q2, einen Regler LR1, LR2
und einen Stromsensor RM1 bzw. RM2 in Form eines
Strommeßwiderstandes für seinen jeweiligen Belastungsstrom.
Natürlich können auch mehr als die zwei in Fig. 1
dargestellten Stromversorgungsgeräte parallel betrieben
werden. Die über die Stromsensoren RM1, RM2 erfaßten
Belastungsströme 11, 12, werden jeweils über Koppelmittel
R1, R2 in eine allen Stromversorgungseinrichtungen
gemeinsame Busleitung BL eingespeist. Ggf. werden die
mittels der Stromsensoren RM1, RM2 erfaßten Belastungsströme
I1, I2 in Signalumsetzern IU1, IU2 zur Strom-/Spannungs
wandlung vorher umgesetzt. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind solche Signalumsetzer als Signal
verstärker vorgesehen, die aus gegengekoppelten
Operationsverstärkern mit den Beschaltungswiderständen RE1
bzw. RE2; RM1 bzw. RM2; R1 bzw. R2 und RG1 bzw. RG2
bestehen. Die Eingangsklemmen dieser Operationsverstärker
führen zu den Anschlußklemmen der Stromsensoren RM1, RM2,
wobei die negierenden Eingänge der Operationsverstärker
jeweils über Entkopplungswiderstände RE1, RE2 mit den
Strommeßwiderständen - Sensoren RM1, RM2 - verbunden sind.
Die Ausgangssignale der Operationsverstärker IU1, IU2 sind
über die als Widerstände R1, R2 ausgebildeten Koppelmittel
an die Busleitung BL angeschlossen. Durch diese
Beschaltungsart fließt auf der Busleitung BL ein
Ausgleichsstrom, so daß durch Auswertung jeweils der an den
Koppelmitteln R1, R2 auftretenden Signalgrößen - hier
jeweils der Spannungsabfall an den den
Stromversorgungseinrichtungen zugeordneten Widerständen -
die jeweiligen Stromversorgungseinrichtungen SV1, SV2
nachgeregelt werden können. Mittels der den
Stromversorgungseinrichtungen zugeordneten Fehlerverstärker
RV1, RV2 wird jeweils ausgewertet, ob der Spannungsabfall an
einem Koppelelement größer oder kleiner ist als der
Mittelwert aller Spannungsabfälle an den Koppelelementen und
in Abhängigkeit der festgestellten Abweichung von diesem
Mittelwert die jeweilige Stromversorgungseinrichtung
nachgeregelt. Das Maß für die Nachregelung läßt sich durch
die Wahl der Gegenkopplung der Fehlerverstärker RV1, RV2
oder durch ein zugeführtes Referenzsignal zur Feststellung
der Abweichung vom Mittelwert einstellen.
Die Ausgänge der Fehlerverstärker RV1, RV2 sind über Dioden
D1, D2 mit den Reglereingängen gekoppelt. Durch
entsprechende Wahl der Polarität dieser Dioden läßt sich
eine Nachregelung auf die Ausgangsspannung jener
Stromversorgungseinrichtung erreichen, die im Alleinbetrieb
die höchste oder niedrigste Ausgangsspannung liefern würde.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Polarität der
Dioden D1, D2 so gewählt, daß immer auf die höchste
Ausgangsspannung nachgeregelt wird. Bei umgekehrter
Polarität würde die Nachregelung auf die niedrigste
Ausgangsspannung erfolgen. Wählt man an Stelle der Dioden
D1, D2 Durchverbindungen, stellt sich eine Zwischenspannung
ein, auf die nachgeregelt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Regler LR1,
LR2 als Längsregler ausgebildet. Natürlich können anstelle
der Längsregler beispielsweise auch Schaltregler vorgesehen
sein, deren Pulsbreite oder Pulsfrequenz in Abhängigkeit der
Ausgangsspannung der Fehlerverstärker RV1, RV2 nachgeregelt
wird.
Zur sicheren Arbeitsweise sollten die Daten der
Strommeßwiderstände, der Signalumsetzer, der Koppelmittel
und der Fehlerverstärker mit Beschaltung möglichst
übereinstimmen. Natürlich ist es günstig, wenn auch die
Stromversorgungseinrichtungen vom gleichen Typ sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist nicht nur eine
Busleitung BL für die ausgewerteten
belastungsstromproportionalen Signale vorgesehen, sondern
auch für den parallelen Ausgang zur Last RL (+ UA-Bus,
OV-Bus). Zwischen + UA-Bus und OV-Bus (i. A. Erdpotential)
sind für jede Stromversorgungseinrichtung SV1, SVn
gleichartige Spannungsteiler in Form von
Spannungsteilerwiderständen vorgesehen, deren gemeinsamer
Abgriff an die Verbindungsleitung des entsprechenden
Fehlerverstärkers RV1, RVn mit einem Regler LR1, LRn
angeschlossen ist.
Claims (10)
1. Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens
zwei parallel betreibbaren regelbaren
Stromversorgungseinrichtungen (SV1, SV2) mit folgenden
Schritten:
- - es werden Signale in Abhängigkeit der Belastungsströme (I1, I2) der jeweiligen Stromversorgungseinrichtungen (SV1, SV2) ermittelt,
- - die ermittelten belastungsstromabhängigen Signale werden jeweils über Koppelmittel (R1, R2) in eine den Stromversorgungseinrichtungen gemeinsame Busleitung (BL) eingespeist,
- - die an den Koppelmitteln (R1, R2) auftretenden Signalgrößen, insbesondere deren Spannungsabfälle, werden dahingehend ausgewertet, ob die auftretende Signalgröße größer oder kleiner ist als der Mittelwert aller Signalgrößen,
- - in Abhängigkeit der festgestellten Abweichung vom Mittelwert wird die jeweilige Stromversorgungseinrichtung (SV1, SV2) nachgeregelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nachregelung der Stromversorgungseinrichtungen (SV1,
SV2) auf die Ausgangsspannung jener Stromversorgungs
einrichtung erfolgt, die im Alleinbetrieb die höchste oder
niedrigste Ausgangsspannung liefern würde.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nachregelung der Stromversorgungseinrichtungen (SV1,
SV2) auf einen Mittelwert der Ausgangsspannungen aller
Stromversorgungseinrichtungen (SV1, SV2) erfolgt.
4. Anordnung zur Stromversorgung einer Last aus mindestens
zwei parallel betreibbaren geregelten Stromversorgungs
einrichtungen (SV1, SV2) mit folgenden Merkmalen:
- - Sensoren (RM1, RM2) zur Erfassung der Belastungsströme (I1, I2) der jeweiligen Stromversorgungseinrichtung (SV1; SV2),
- - Koppelmitteln (R1, R2) zur Verknüpfung der Ausgangssignale der Sensoren (RM1, RM2) mit einer den Stromversorgungsein richtungen (SV1, SV2) gemeinsam zugeordneten Busleitung (BL),
- - Fehlerverstärkern (RV1, RV2), die jeweils in Abhängigkeit der an den Koppelmitteln (R1, R2) auftretenden Signalgrößen Nachstellsignale für die den Stromversorgungseinrichtungen zugeordneten Regler (LR1, LR2) liefern.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Koppelmittel aus gleichartigen Widerständen (R1, R2)
bestehen.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß Signalumsetzer (IU1, IU2) vorgesehen sind zur
Aufbereitung der belastungsabhängigen Signale der Sensoren
(RM1, RM2).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Fehlerverstärkern (RV1,
RV2) und den Reglern (LR1, LR2) Dioden (D1, D2) vorgesehen
sind, deren Polarität so gewählt ist, daß eine Nachregelung
auf die Ausgangsspannung jener Stromversorgungseinrichtung
(SV1, SV2) möglich ist, die im Alleinbetrieb die höchste
oder niedrigste Ausgangsspannung liefern würde.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Fehlerverstärker
(RV1, RV2) in Abhängigkeit eines ihnen zugeführten
Referenzsignals erfolgt.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Fehlerverstärker
(RV1, RV2) in Abhängigkeit ihrer Gegenkopplung erfolgt.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß als Regler (LR1, LR2) in den
Stromversorgungseinrichtungen (SV1, SV2) jeweils gleich
aufgebaute Längsregler vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996124793 DE19624793A1 (de) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei Stromversorgungseinrichtungen sowie Anordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996124793 DE19624793A1 (de) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei Stromversorgungseinrichtungen sowie Anordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19624793A1 true DE19624793A1 (de) | 1998-01-02 |
Family
ID=7797582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996124793 Withdrawn DE19624793A1 (de) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | Verfahren zur Stromversorgung einer Last aus mindestens zwei Stromversorgungseinrichtungen sowie Anordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19624793A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139565A1 (en) | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Linear Technology Corporation | Controlling switching circuits to balance power or current drawn from multiple power supply inputs |
-
1996
- 1996-06-21 DE DE1996124793 patent/DE19624793A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139565A1 (en) | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Linear Technology Corporation | Controlling switching circuits to balance power or current drawn from multiple power supply inputs |
US9705325B2 (en) | 2006-06-01 | 2017-07-11 | Linear Technology Corporation | Controlling switching circuits to balance power or current drawn from multiple power supply inputs |
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8141 | Disposal/no request for examination |