DE2351127B2 - Schaltungsanordnung zur spannungsregelung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur spannungsregelungInfo
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- 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
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- H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
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Description
konstante Frequenz ist relativ hoch (einige kHz), so daß der Brumm durch das Auf- und Entladen vernachlässigt
werden kann.
In der Fig.2 zeigt der Impulszug 10 beispielsweise
den Spannungsverlauf am Schalter 6 und der Impulszug 11 den Spannungsverlauf am Schalter 7 voll ausgezogen.
Die Impulszüge 10 und U gelten für eine mittlere Last. Die Lade- und Entladezeiten des Kondensators 4 sind
dabei etwa gleich groß. Für eine große Last gelten die Impulszüge 12 und 13. Aus der Fig.3 geht deutlich
hervor, daß bei einer großen Last der Schalter 6 während einer Periode länger geschlossen ist als der
Schalter 7. Eine kleine Last ist durch die gestrichelt gezeichneten Impulszüge 14 und 15 verkörpert In
diesem Fall ist der Schalter 6 während einer Periode kürzere Zeit geschlossen als der Schalter 7.
Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß bei konstanter Betätigungsfrequenz der Schalter 6 und 7 durch
Veränderung des Tastverhältnisses eine Veränderung der Spannung an den Klemmen 2 möglich ist. Der
Regler 5 beeinflußt das Tastverhältnis in der Weise, daß bei Änderungen der Last 1 die Spannung an den
Klemmen 2 konstant gehalten wird.
Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform des Reglers 5. Der Regler 5 enthält ein Vergleichsglied 16, dem an
einem Eingang 17 ein Sollwertsignal und an einem Eingang 18 ein Istwertsignal für die Spannung an den
Klemmen 2 zugeführt ist. Das Istwertsignal ist an einem Spannungsteiler 19 abgegriffen, der beispielsweise
parallel zu den Klemmen 2 geschaltet ist. Das Vergleichsglied 16 liefert an seinem Ausgang 20 ein der
Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der Ausgangsspannung entsprechendes Gleichspannungssignal einem Vergleichsglied 22. Das Vergleichsglied 21
erhält auf der Leitung 22 die Ausgangsspannung eines Dreiecksgenerators 23 und liefert an seinem Ausgang 24
Steuerimpulse zur Betätigung der Schalter 6 und 7.
In der Fig.4 zeigt die Kurve 25 die Spannung am
Eingang 22 des Vergleichsgliedes 21 und die Linie 26 die Spannung am Eingang 20 für den Fall einer mittleren
Last. Die Linie 26 liegt in diesem Fall etwa symmetrisch zwischen dem Dreieckssignal 25. Das Vergleichsglied 21
erzeugt an seinem Ausgang 24 Rechteckimpulse. Es kippt immer dann um, wenn die Spannung an seinen
Eingängen gleich groß ist, so daß dann, wenn die Spannungen an den Eingängen 20 und .22 gemäß 26 und
25 verlaufen, die Spannung am Ausgang 24 den Verlauf 27 hat. Ändert sich die Ausgangsspannung der
Schaltungsanordnung, so ändert sich auch die Lage der Spannung am Eingang 20 in bezug auf die Spannung am
Eingang 22. Dies ist durch die beiden gestrichelten Linien 28 und 29 in der F i g. 4 wiedergegeben. Aus der
F i g. 4 geht hervor, daß dann, wenn die Spannung am Eingang 20 in bezug auf die Spannung am Eingang 22
nach oben wandert, die Impulse am Ausgang 24 schmaler werden, während sie breiter werden, wenn die
Spannung am Eingang 20 gegenüber der Spannung am Eingang 22 nach unten wandert. Da eine wechselweise
Betätigung der Schalter 6 und 7 durch die Ausgangsspannung des Vergleichsgliedes 21 erfolgt, ändert sich
somit bei einer Veränderung der Lage der Spannung am Eingang 20 in bezug auf die Spannung am Eingang 22
das Tastverhältnis beider Schalter in entgegengesetztem Sinn, d. h. Spannungsschwankungen werden ausge-'
regelt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung mit einem Eingang für die ungeregelte und einem
Ausgang für die geregelte Spannung, zu dem ein Kondensator parallel geschaltet ist, der entsprechend der Differenz zwischen dem Soll- und dem
Istwert der Ausgangsspannung geladen und entladen wird, bei der in Reihe und parallel zum ι ο
Kondensator je eine Reihenschaltung aus einem Schalter und einem Widerstand liegt und bei der eine
Betätigungseinrichtung zum wechselweisen öffnen und Schließen der Schalter vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti-
gungseinrichtung (5) die Schalter (6,7) in Impulsbreitenmodulation bei konstanter hoher Frequenz
periodisch betätigt und das Tastverhältnis der Schalterbetätigung in Abhängigkeit von einem der
Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der Ausgangsspannung entsprechenden Regelsignal
(Regelabweichung) in der Weise veränderbar ist, daß die durch Überlagerung der Ausgangsspannung
eines Taktgebers (23) mit der Regelabweichung entstehenden Impulse und Impulspausen zur Steuerung des Längs- bzw. des Querschalters (δ bzw. 7)
dienen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (5)
ein Vergleichsglied (21) enthält, dem die Ausgangsspannung (25) eines Dreiecksgenerators (23) und das
Regeisignal als Gleichspannungssignal (26, 28, 29) zugeführt ist und das die Schalterbetätigung auslöst,
wenn seine Eingangssignale gleich sind, und daß das Regelsignal (26,28,29) so bemessen ist, daß es etwa
symmetrisch zwischen dem Dreieckssignal liegt, wenn am Ausgang eine mittlere Last (1) angeschlossen ist.
40
In dem Buch »Halbleiter-Schaltbeispiele« der Siemens & Halske AG, April 1966 ist auf den S. 70 bis 73
eine Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung beschrieben, bei der in Reihe zu einem Kondensator
eine Drossel liegt, deren gespeicherte Energie dann, wenn die Spannung am Kondensator einen vorbestimmten Wert unterschreitet, auf den Kondensator übertragen wird. Der Kondensator ist dabei dem Ausgang für
die geregelte Spannung parallel geschaltet und wird entsprechend der Differenz zwischen dem Soll- und
dem Istwert der Ausgangsspannung geladen und entladen. Die bekannte Schaltungsanordnung ist dann
schlecht anwendbar, wenn eine Hochspannung in der Größenordnung von einem bis zu mehreren kV geregelt
werden soll, weil dann die Drossel hochspannungsfest sein muß, was die Schaltungsanordnung verteuert.
In der DT-AS 15 13 237 und in der DT-OS 1056 853 sind Schaltungsanordnungen zur Spannungsregelung
beschrieben, bei denen dem Kondensator ein Längs- und ein Quertransistor als Schalter zugeordnet ist und
die Transistoren wechselweise zur Auf- und Entladung des Kondensators betätigt werden. In Reihe zu den
Transistoren liegen dabei Widerstände. Durch das Buch von S. W. W a g η e r »Stromversorgung elektronischer
Schaltungen und Geräte«, S. 492, 493 ist es auch bekannt, bei einer Gleichspannungsstabilisierungsschaltung in Reihe zu einem die Aufladung eines Kondensa
tors bewirkenden Schalter einen ohmschen Widerstand zu schalten und den Schalter in Impulsbreitenmodulation auszusteuern. Eine solche Impulsbreitenmodulation
bei konstanter Impulsfrequenz zu betreiben ist durch die Zeitschrift »Automatisierung«, Heft 11 (1959), S. 12 bis
14 aligemein und durch die GB-PS 9 10 884 speziell in Anwendung auf die Impulssteuerung einer Kupplung
bekannt. In diesem Anwendungsfall werden die Steuerimpulse durch Überlagerung der Ausgangsspannung eines Taktgebers mit der Regelabweichung
gewonnen.
Die drei ersten Schaltungen dieser Art haben den gemeinsamen Nachteil, daß die Frequenz, mit der die
Auf- und Entladung des Kondensators erfolgt, stark schwanken kann und unter Umständen auch sehr
niedrig sein kann, so daß verhältnismäßig große Regelabweichungen auftreten können; die beiden
letztgenannten Schaltungen mit konstanter Impulsfrequenz erlauben nur die Ansteuerung einer im Gleichtakt
mit den Impulsen betriebenen Einrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß der Brumm durch das Auf- und Entladen des Kondensators
vernachlässigt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Bei
dem Erfindungsgegenstand hängt die Spannung am Kondensator bei konstanter Betätigungsfrequenz der
Schalter vom Tastverhältnis der Betätigungsimpulse ab. Die konstante Frequenz kann so hoch gewählt werden,
daß der Brumm nicht mehr ins Gewicht fällt
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 wiedergegeben. Bei dieser Ausgestaltung
ist in einfacher Weise die Erzeugung eines Regelsignals mit konstanter Frequenz ermöglicht, dessen Tastverhältnis im Sinne der Differenz zwischen dem Ist- und
dem Sollwert der Ausgangsspannung verändert wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,
Fig.2 zwei Impulszüge zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1,
F i g. 3 eine Einzelheit der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 und
F i g. 4 zwei Spannungsverläufe zur Erläuterung der Anordnung nach F i g. 3.
In der F i g. 1 ist mit 1 ein Lastwiderstand bezeichnet, der mit einer geregelten Hochspannung an den
Klemmen 2 versorgt werden soll. Die ungeregelte Hochspannung liegt an den Klemmen 3. Parallel zu den
Klemmen 2 liegt ein Kondensator 4 sowie ein Regler 5, welcher zwei Schalter 6 und 7, die vorzugsweise von
zwei Schalttransistoren gebildet sind, wechselweise öffnet und schließt. Immer dann, wenn der Schalter 6
geöffnet ist, ist der Schalter 7 geschlossen und umgekehrt. Die Ladung des Kondensators 4 erfolgt
über einen Ladewiderstand 8 und die Entladung über einen Entladewiderstand 9. Die Schalter 6 und 7 werden
mit konstanter Frequenz geöffnet und geschlossen. Ist der Schalter 6 geschlossen, so wird der Kondensator 4
aufgeladen, ist er geöffnet und der Schalter 7 daher geschlossen, so erfolgt eine Entladung des Kondensators 4. Die Spannung am Kondensator 4 hängt bei
konstanter Betätigungsfrequenz der Schalter 6 und 7 vom Tastverhältnis der Betätigungsimpulse ab. Die
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732351127 DE2351127B2 (de) | 1973-10-11 | 1973-10-11 | Schaltungsanordnung zur spannungsregelung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732351127 DE2351127B2 (de) | 1973-10-11 | 1973-10-11 | Schaltungsanordnung zur spannungsregelung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2351127A1 DE2351127A1 (de) | 1975-04-24 |
DE2351127B2 true DE2351127B2 (de) | 1978-02-09 |
Family
ID=5895172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732351127 Withdrawn DE2351127B2 (de) | 1973-10-11 | 1973-10-11 | Schaltungsanordnung zur spannungsregelung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2351127B2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10025834A1 (de) * | 2000-05-25 | 2001-12-06 | Hilti Ag | Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Hochspannung aus einer Niedervolt-Versorgungsquelle |
-
1973
- 1973-10-11 DE DE19732351127 patent/DE2351127B2/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10025834A1 (de) * | 2000-05-25 | 2001-12-06 | Hilti Ag | Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Hochspannung aus einer Niedervolt-Versorgungsquelle |
DE10025834B4 (de) * | 2000-05-25 | 2005-07-14 | Hilti Ag | Einrichtung zur Erzeugung einer rauscharmen geregelten Hochspannung aus einer Niedervolt-Versorgungsquelle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2351127A1 (de) | 1975-04-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BHN | Withdrawal |