DE69206471T2

DE69206471T2 - Speiseschaltung.

Info

Publication number: DE69206471T2
Application number: DE1992606471
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Ohishi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1991-05-01
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH04331468A; EP0511852A2; DE69206471D1; EP0511852B1; EP0511852A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsversorgungsschaltung und insbesondere auf eine Spannungsversorgungsschaltung, die mit einer kapazitiven Last, wie einem Elektrodenabschnitt einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung oder einer Elektrode einer Spannungsübertragungsvorrichtung mit elektrorheologischem Fluid zum Anlegen einer gewünschten Spannung an der kapazitiven Last, elektrisch verbunden ist und die dazu eingesetzt wird, die an der kapazitiven Last anliegende Spannung abzuschalten und die an der kapazitiven Last anliegende Spannung kontinuierlich oder in Schritten zu verändern.
Bekannt sind bisher Geräte, die ein elektrorheologisches Fluid verwenden, wie Schwingungsdämpfungsvorrichtungen oder Spannungsübertragungsvorrichtungen, bei denen das elektrorheologische Fluid zwischen Elektroden angeordnet ist und die Viskosität des elektrorheologischen Fluid, an das eine gewünschte Spannung angelegt wird, genutzt wird. Eine Spannungsversorgungsschaltung mit einem Transformator und einein Gleichrichterschaltkreis, der mit einer Sekundärwicklung des Transformators elektrisch verbunden und mit Kondensatoren bestückt ist, ist zum Einsatz bei diesem Gerätetyp geeignet. Man geht davon aus, daß die Antwort (ein Zeitintervall vom Zeitpunkt, zu dem die gewünschte Spannung anliegt, zum Zeitpunkt, zu dem die Orientierung der Moleküle abgeschlossen ist und die Viskosität der Moleküle konstant ist) des elektrorheologischen Fluid mehrere Millisekunden dauert. Es ist notwendig, die Antwort der Spannungsversorgungsschaltung als Hochgeschwindigkeitsantwort auf einige Millisekunden oder weniger, vorzugsweise 500 usec oder weniger, festzulegen, um den maximalen Nutzen aus dieser Antwortcharakteristik zu ziehen. Die Spannungsversorgungsschaltung sollte diese Antwort während der Versorgung einer Last mit der gewünschten Spannung berücksichtigen, d.h. während einer Dauer vom Zeitpunkt, in dem die die Spannung auf der Primärseite der Spannungsversorgungsschaltung anliegt zum Zeitpunkt, in dem die Spannung auf der Sekundärseite der Spannungsversorgungsschaltung vollständig auf eine Spannung nahe einer festgesetzten Spannung (d.h., auf 90% der festgesetzten Spannung). zunimmt. Die Spannungsversorgungsschaltung sollte ebenso die Antwort während einer Spannungsabschaltung berücksichtigen, d.h. während einer Dauer vom Zeitpunkt, in dem die Spannung auf der Primärseite der Spannungsversorgungsschaltung abgeschaltet wird, zum Zeitpunkt, in dem die Spannung auf der Sekundärseite der Spannungsversorqungsschaltung ausreichend abfällt (d.h. auf 10% der festgesetzten Spannung abnimmt).
Zur Verbesserung der Antwort einer konventionellen Spannungsversorgungsschaltung ist ein Verfahren bekannt, das die Fähigkeit, Spannung auf der Primärseite der Spannungsversorgungsschaltung bereitzustellen, vergrößert, um die Antwort der Spannungsversorgungsschaltung zum Zeitpunkt der Spannungsversorgung zu verbessern. Die Antwort der Spannungsversorgungsschaltung kann mehrere Schwingungszyklen oder Perioden dauern. Deshalb kann eine geeignete Antwort der Spannungsversorgungsschaltung sogar dann erwartet werden, wenn eine gewöhnlich verwendete Schwingungsfrequenz (Schwingungsdauer: 50 us) von 20 KHz verwendet wird.
Andererseits wurden als Verfahren zur Verbesserung der Antwort der Spannungsversorgungsschaltung während der Spannungsabschaltung ein Verfahren zur Montage eines Lastausgleichswiderstands oder eines Widerstands zum Entladen von in Kondensatoren eines Gleichrichterschaltkreises an der Ausgangsklemme des Gleichrichterschaltkreises gespeicherten elektrischen Ladungen, ein Verfahren zur Verkleinerung der Kapazität aller Kondensatoren im Gleichrichterschaltkreis, ein Verfahren zur Verkleinerung der Entladezeitkonstante und ein Verfahren zur Vergrößerung einer Wechselstromschwingungsfrequenz, die an der Primärwicklung eines Transformators angelegt wird und die absolute Zeitkonstante verkleinert, während dieselbe Entladezeitkonstante für jede Schwingungsperiode festgesetzt wird, bekannt.
Das Verfahren mit dem Lastausgleichswiderstand besitzt den Nachteil, daß die gesamte Betriebsleistung verringert wird, und die erzeugte Wärmemenge zunimmt, da die Leistung durch den Lastausgleichswiderstand aufgenommen wird. Beim Verfahren der Verkleinerung der Kapazität jedes Kondensators nimmt die Welligkeit am Ausgang des Gleichrichterschaltkreises zu, wodurch ein instabiles Ausgangssignal entsteht. Das Verfahren der Vergrößerung der Frequenz der Eingabespannung besitzt den Nachteil, daß der Entwurf der Spannungsversorgungsschaltung schwierig ist und daß die verwendeten Elemente ebenso Hochgeschwindigkeits-Antwortcharakteristiken besitzen müssen, wodurch die Herstellungskosten zunehmen.
Im Hinblick auf die oben genannten Nachteile ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannungsversorgungsschaltung vorzusehen, die eine Hochgeschwindigkeitsantwort (insbesondere die Antwort während des Abschaltens einer an eine kapazitive Last angelegten Spannung) bei geringen Kosten ohne Verringerung der Stabilität einer Ausgangsspannung erzeugen kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Spannungsversorgungsschaltung vorgesehen, die einen Transformator und einen Gleichrichterschaltkreis aufweist, der mit einer Sekundärwicklung des Transformators elektrisch verbunden ist und einen Kondensator aufweist. Die Spannungsversorgungsschaltung wird so aktiviert, daß die im Kondensator und in einem kapazitiven Bauteil der kapazitiven Last gespeicherten elektrischen Ladungen über ein Widerstandsbauteil der kapazitiven Last entladen werden, wenn die an einer mit den Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkre ises elektrisch verbundenen kapazitiven Last angelegte Spannung abgeschalten wird. Der Kondensator hat eine derart bestimmte elektrostatische Kapazität, daß eine Entladezeitkonstante eines den Kondensator und die kapazitive Last aufweisenden Schaltkreises kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Die Kapazität des Kondensators im Gleichrichterschaltkreis, d.h. der bei der Entladung mitwirkende Kondensator, der die elektrischen Ladungen speichert, die zusammen mit den im kapazitiven Bauteil der kapazitiven Last gespeicherten elektrischen Ladungen über das Widerstandsbauteil der kapazitiven Last entladen werden, wenn die an der kapazitiven Last angelegte Spannung abgeschaltet wird, ist so bestimmt, daß die Entladezeitkonstante des aus dem obigen Kondensator und der mit den Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises elektrisch verbundenen kapazitiven Last bestehenden Schaltkreises kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist die elektrostatische Kapazität des Kondensators im Gleichrichterschaltkreis, der an der Entladung mitwirkt, im Hinblick auf eine Charakteristik der kapazitiven Last vorbestimmt. Deshalb kann die notwendige Entladezeitkonstante durch Verkleinern der elektrostatischen Kapazität des Kondensators erhalten werden, wodurch es möglich ist, eine Hochgeschwindigkeitsantwort der Spannungsversorgungsschaltung zu erzeugen, wenn die Spannungsversorgung der kapazitiven Last abgeschalten wird. Es ist auch unnötig, die Größe der Frequenz einer angelegten Spannung über die notwendige Frequenz hinaus zu erhöhen. Deshalb wird die Spannungsversorgungsschaltung vereinfacht, und billigere elektrische Bauteile können verwendet werden. Da ferner die Kapazität des bei der Entladung mitwirkenden Kondensators verkleinert wird und die Kapazitäten der anderen Kondensatoren nicht stärker als notwendig verkleinert werden, kann die Welligkeit der Ausgangsspannung so bestimmt werden, daß sie keine Wirkung auf die kapazitive Last hat. Folglich kann eine Hochgeschwindigkeitsantwort erzielt werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Kapazität des bei der Entladung mitwirkenden Kondensators im Gleichrichterschaltkreis, wie oben beschrieben, so bestimmt werden, daß die Entladezeitkonstante kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Die vorliegende Erfindung kann deshalb den Vorteil haben, daß die Hochgeschwindigkeitsantwort (insbesondere die Antwort während des Abschaltens der an der kapazitiven Last anliegenden Spannung) der Spannungsversorgungsschaltung bei geringen Kosten ohne Herabsetzen der Stabilität der Ausgangsspannung erzeugt werden kann.
Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 und 10 beansprucht ist, wird nun beispielhaft unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, bei denen:
Figur 1 ein Blockschaltbild ist, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 2 eine Schaltungsanordnung ist, die einen in dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreis zeigt;
Figur 3 eine Schaltungsanordnung ist, die einen weiteren in dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreis zeigt;
Figur 4 ein Blockschaltbild ist, das ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Figur 5 eine Schaltungsanordnung ist, die eine Gruppierung von in dem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreisen zeigt;
Figur 6 eine Schaltungsanordnung ist, die eine weitere Gruppierung von im zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreisen zeigt; und
Figur 7 ein Schnitt ist, der ein Beispiel einer sowohl im ersten als auch im zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzten Last zeigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden detailliert unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Figur 1 zeigt eine Spannungsversorgungsschaltung als ein erstes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. Ein einen Umformer oder dergleichen aufweisender Wechselstrom- (im folgenden mit "Wechsel-" bezeichnet) richter 16 ist mit der Primärwicklung 12 eines Aufwärtstransformators 10 elektrisch verbunden. Eine Gleichstrom- (im folgenden als "Gleich-" bezeichnet) - spannungsversorgung 18 ist mit dem Wechselrichter 16 elektrisch verbunden. Ein Gleichrichterschaltkreis 20 ist mit der Sekundärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 10 elektrisch verbunden. Eine kapazitive Last 22 ist mit den Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20 elektrisch verbunden. Außerdem ist ein Spannungsmeßglied 24 mit den Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises elektrisch verbunden. Die Ausgangsklemme des Spannungsmeßglieds 24 ist mit einem Komparator 26, dem ein Ausgangsspannungs- Einstellwert eingegeben werden muß, elektrisch verbunden. Die Ausgangsklemme des Komparators 26 ist mit dem Wechselrichter 16 über eine Spannungssteuer/Regelschaltung 28 zum Steuern bzw. Regeln der Größe der dort mittels Pulsbreiten- Modulationssteuerung angelegten Spannung, elektrisch verbunden.
Wie in Figur 2 dargestellt, ist der Gleichrichterschaltkreis 20 mit einem Spannungsverdreifacher versehen. Der Spannungsverdreifacher weist drei Dioden 30, 32, 34 und drei Kondensatoren 36, 38, 40 auf. Die kapazitive Last 22 weist ein kapazitives Bauteil 42 und ein Widerstandsbauteil 44 auf. Die kapazitive Last 22 ist zum Kondensator 40 parallel geschaltet. Außerdem ist die Sekundärwicklung 14 zwischen Anode bzw. Kathode der Dioden 30, 34 elektrisch verbunden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Wechselstrom in der Sekundärwicklung 14 induziert, wenn der Wechseirichter 16 die Primärwicklung 12 mit Wechselstrom versorgt. Der induzierte Wechselstrom wird durch den Gleichrichterschaltkreis 20 gleichgerichtet und dann der kapazitiven Last 22 zugeführt. Das Spannungsausgangssignal des Gleichrichterschaltkreises 20 wird einer Regelung zugeführt, um durch das Spannungsmeßglied 24, den Komparator 26 und den Spannungsregelschaltkreis 28 den Ausgangsspannungsvorgabewert zu erzielen.
Wenn die an der kapazitiven Last 22 anliegende Spannung abgeschalten wird, werden die im Kondensator 40 und dem kapazitiven Bauteil 42 gespeicherten elektrischen Ladungen über das Widerstandsbauteil 44 entladen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kapazität C1 des Kondensators 40 so bestimmt, daß (C1 + C2) R kleiner oder gleich K ist, d.h. (C1 + C2) R ≤ K (wobei K = konstant), um eine schnelle Antwort auf die obige Entladung zu erzeugen. Im obigen Ausdruck stellt C2 die Kapazität des kapazitiven Bauteils 42 in der kapazitiven Last 22, R den Widerstand des Widerstandsbauteils 44 und (C1 + C2) R eine Entladezeitkonstante dar. K beträgt einige ms oder weniger, bevorzugt kleiner oder gleich 500 us, C2 beträgt 150 pF und R beträgt 2 MΩ. Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kapazität jedes Kondensators, der bei der Entladung des Gleichrichterschaltkreises beteiligt ist, wie oben beschrieben so festgesetzt, daß die Entladezeitkonstante einen vorbestimmten oder geringeren Wert erreicht, wodurch es möglich ist, eine schnelle Entladungsantwort zu erzeugen.
Figur 3 zeigt einen weiteren Gleichrichterschaltkreis 20, der im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Der Gleichrichterschaltkreis 20 weist einen Spannungsverdoppler auf. Der Spannungsverdoppler weist zwei Dioden 46, 48 und zwei Kondensatoren 50, 52 auf. Die sekundärwicklung 14 ist zwischen einem Verbindungspunkt, an dem der Kondensator 50 mit dem Kondensator 52 elektrisch leitend verbunden ist, und der Anode der Diode 46 elektrisch leitend verbunden. Wenn der Spannungsverdoppler in Betrieb ist, werden die in den Kondensatoren 50, 52 und dem kapazitiven Bauteil 42 gespeicherten elektrischen Ladungen über das Widerstandsbauteil 44 entladen. Deshalb kann die Gesamtkapazität beider Einzelkondensatoren 50, 52 kleiner oder gleich (K - C2 x R) / R sein.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist mit mehreren Sekundärwicklungen und mehreren Gleichrichterschaltkreisen versehen. Andere Bauteile der in dem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzten Schaltung sind mit den im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten identisch. Deswegen sind dieselben Bauteile der Schaltung, wie die im ersten Ausführungsbeispiel eingesetzten, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung ist deshalb weggelassen. Der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eingesetzte Aufwärtstransformator 10 weist eine einzelne Primärwicklung 12 und n Sekundärwicklung 14&sub1;, 14&sub2;, 14&sub3;, ..., 14n auf. Gleichrichterschaltkreise 20&sub1;, 20&sub2;, 20&sub3;, ..., 20n sind mit den verschiedenen zugeordneten Sekundärwicklungen 14&sub1;, 14&sub2;, 14&sub3;, ..., 14n elektrisch verbunden. Eine der Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20&sub1; ist mit einer der beiden Klemmen der kapazitiven Last 22 elektrisch verbunden. Eine der Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20&sub1; ist mit einer der zwei Klemmen der kapazitiven Last 22 elektrisch verbunden. Die andere Ausgangsklemme des Gleichrichterschaltkreises 20 ist mit einer der Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20&sub2; elektrisch verbunden. Die andere Ausgangsklemme des Gleichrichterschaltkreises 20&sub2; ist mit einer der Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20&sub3; elektrisch verbunden, deren andere Klemme mit einer der Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20&sub4; elektrisch verbunden ist. Auf ähnliche Weise werden die verbleibenden Gleichrichterschaltkreise miteinander über ihre Klemmen elektrisch verbunden. Deshalb sind die Gleichrichterschaltkreise 20&sub1;, 20&sub2;, 20&sub3;, ..., 20n miteinander in Serie geschaltet. Die andere der beiden Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises 20n ist mit der anderen Klemme der kapazitiven Last 22 elektrisch verbunden. Außerdem ist das Spannungsmeßglied 24 zwischen der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichterschaltkreises 20&sub1; und der anderen Ausgangsklemme des Gleichrichterschaltkreises 20n elektrisch verbunden. Der Spannungsverdreifacher, der in Figur 2 dargestellt ist und im ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, kann bei jedem der im vorliegenden Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreise, wie in Figur 5 gezeigt, eingesetzt werden. Der Spannungsverdoppier, der in Figur 3 dargestellt ist und im ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, kann bei jedem der in der vorliegenden Ausführungsbeispiel eingesetzten Gleichrichterschaltkreisen, wie in Figur 6 gezeigt, verwendet werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die n Sekundärwicklungen, die nicht miteinander verbunden werden, mit den verschiedenen zugeordneten Gleichrichterschaltkreisen elektrisch verbunden. Die Gleichrichterschaltkreise sind miteinander in Serie geschaltet. Folglich ist die über beiden Klemmen dieser Serienschaltung erzeugte Spannung gleich der Summe der Ausgangsspannungen der einzelnen Gleichrichterschaltkreise. Wenn angenommen wird, daß die Ausgangsspannungen der Gleichrichterschaltkreise zueinander gleich sind, dann kann ein Primär-zu-Sekundär- Übersetzungsverhältnis auf 1/n festgesetzt werden, um das Primär-zu-Sekundär-Spannungserhähungsverhältnis, d.h. das Verhältnis der Spannungszunahme, zu erzeugen, daß dem im ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Außerdem kann das Verhältnis einer Gleichspannung mit zweifachem Maximalwert der Eingangswechselspannung zur Eingangswechselspannung des Gleichrichterschaltkreises ebenso abhangig von der Anzahl der Gleichrichterschaltkreise verkleinert werden. Folglich kann jeder der Gleichrichterschaltkreise mit Dioden und Kondensatoren versehen werden, die alle einen geringeren Spannungswiderstand besitzen. Es ist deshalb möglich, die Antwortcharakteristik und die Betriebseffizienz der Spannungsversorgungsschaltung zu verbessern. Außerdem kann die Spannungsversorgungsschaltung mit geringeren Kosten hergestellt werden und klein ausgeführt sein.
Da das Spannungserhöhungsverhältnis durch Verwendung elektrischer Bauteile mit geringerem Spannungswiderstand vergrößert werden kann, kann das vorliegende Ausführungsbeispiel für fahrzeugtaugliche Geräte unter Verwendung eines elektrorheologischen Fluids eingesetzt werden, was eine Vergrößerung des Spannungsbereichs von etwa 12 Volt bis 10 KV ermöglicht. Wenn der Spannungsverdreifacher verwendet wird, können die Kapazitäten C&sub1;, C&sub2;, C&sub3;, ..., Cn der Kondensatoren 40&sub1;, 40&sub2;, 40&sub3;, ..., 40n so bestimmt werden, daß sie die folgende Gleichung erfüllen:
Wenn die verschiedenen Kapazitäten gleich Cc gesetzt werden, kann die obige Gleichung wie folgt zusammengefaßt werden:
Außerdem können die Kapazitäten C&sub1;, C&sub1;', C&sub2;, C&sub2;', C&sub3;, C&sub3;', ..., Cn, Cn' der Kondensatoren 50&sub1;, 52&sub1;, 50&sub2;, 52&sub2;, ..., 50n, 52n so bestimmt werden, daß sie die folgende Gleichung erfüllen:
Wenn die verschiedenen Kapazitäten auf Co festgesetzt werden, kann die obige Gleichung wie folgt zusammengefaßt werden:
Übrigens beschreibt jedes der obigen Ausführungsbeispiele einen Fall, bei dem die Gleichspannung in Wechselspannung umgewandelt wird und die gewandelte Wechselspannung über der Primärwicklung angelegt wird. Ebenso können Wechsel- und Gleichspannungen über der Primärwicklung angelegt werden. Alternativ dazu kann eine pulsierende Spannung an den Klemmen der Primärwicklung angelegt werden.
Die kapazitive Last wird nun speziell durch das folgende Beispiel unter Bezug auf die Figur 7 beschrieben.
Dieses spezielle Beispiel bezieht sich auf eine Fahrzeugaufhängung mit einer Kombination einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung 60 und einer Luftfeder 62. Die Schwindungsdämpfungsvorrichtung 60 besitzt zylindrische, elastische Diaphragmen 64, 66. Ein Ende eines Kolbens 68 wird in ein Ende des zylindrischen, elastischen Element 64 und das andere Ende des Kolbens 68 wird in ein Ende des zylindrischen, elastischen Elements 66 eingeführt, um flüssigkeitsundurchlässig zu sein, d.h. daß ein Lecken der Flüssigkeit verhindert wird. Die zylindrischen, elastischen Diaphragmen 64, 66 sind miteinander durch den Kolben 68 verbunden. Die anderen Enden der zylindrischen, elastischen Diaphragmen 64, 66 sind mit zwei Metalldeckplatten 70 bzw. 77 abgeschlossen, um flüssigkeitsundurchlässig zu sein. Folglich sind die flüssigkeitsundurchlässigen Kammern 74 in den zylindrischen, elastischen Diaphragmen 64, 66 festgelegt. Die Deckplatten 70, 72 sind mit einer stabartigen positiven Elektrode 80, die die Deckplatten 70, 72 durchdringt, und einer zylindrischen negativen Elektrode 78 mit einer Verengung oder Diaphragmapassage 82 versehen, die zwischen der positiven Elektrode 80 und der negativen Elektrode 78 definiert ist. Außerdem sind die Deckflächen 70, 72 miteinander durch ein Verbindungselement 76 verbunden, das sich zentral durch den Kolben 60 erstreckt und durch Führungselemente 65 geführt ist. Ein Bereich des Verbindungselements 76, der sich durch die Deckplatte 72 erstreckt, ist mit einem Propfen 88 aus elastischem Material abgedeckt. Die positive Elektrode 80 und die negative Elektrode 78 sind voneinander durch ein zwischen ihnen angeordnetes Isolationsmaterial 84 isoliert, das aus synthetischem Harz, einer Keramik oder dergleichen gebildet ist. Außerdem sind die positive Elektrode 80 und jede der Deckplatten 70, 72 voneinander durch das Isolationsmaterial 84 isoliert. Bohrungen 86 sind in Positionen nahe beider Enden der negativen Elektrode 78 vorgesehen. Die Bohrungen 86 lassen zu, daß die Kammern 74 mit dem Diaphragmadurchgang 82 in Verbindung stehen. Elektroreologische Fluide werden in die Kammern 74 und den Diaphragmadurchgang 82 eingefüllt.
Ein Flansch ist an der äußeren Umfangswand eines mittleren Bereichs des Kolbens 60 ausgebildet. Ein innerer zylindrischer Körper 90 mit einer Unterseite ist an der Flansch befestigt. Eine Öse 92 zur Montage dieser Vorrichtung an einem Befestigungsbereich eines Fahrzeugs ist an der Unterseite des inneren zylindrischen Körpers 90 befestigt.
Ein Ende eines äußeren zylindrischen Körpers 94 ist an der Deckplatte 70 befestigt. Ein Ende einer elastischen Hülse 96 ist hermetisch am anderen Ende des äußeren zylindrischen Körpers 94 befestigt. Das andere Ende der elastischen Hülse 96 ist hermetisch an die äußere Umfangswand des inneren zylindrischen Körpers 90 angepaßt. Folglich wird eine Luftkammer 98 durch die Innenseite des äußeren zylindrischen Körpers 94 und die Innenseite des inneren zylindrischen Körpers 90 ausgebildet. Die Innenseite des äußeren zylindrischen Körpers 94 und die Innenseite des inneren zylindrischen Körpers 90 stehen miteinander über eine Durchgangsbohrung 100 in Verbindung, die sich durch die Flansch erstreckt. Die Luftfeder 62 wird durch Befüllen der Luftkammer 98 mit Luft ausgebildet.
Die Elektroden der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 60, die, wie oben beschrieben, für eine Fahrzeugaufhängung konstruiert wurde, sind mit der oben erwähnten Spannungsversorgungsschaltung elektrisch verbunden. Da die Spannung einer Fahrzeugbatterie zu diesem Zeitpunkt 12 Volt beträgt, wird die Ausgangsspannung der Spannungsversorgungsschaltung auf etwa 10 KV festgesetzt.
Wenn kein elektrisches Feld im Raum zwischen den beiden Elektroden existiert, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 60 eine Schwingungsdämpfungsfunktion ausführen. Andererseits nimmt die Viskosität des elektrorheologischen Fluids entsprechend der Stärke des erzeugten elektrischen Feldes zu, wenn ein elektrisches Feld im Raum zwischen den Elektroden existiert. Deshalb kann eine vorgesehene Schwingungsdämpfungskraft durch Auswahl der Feldstärke erzeugt werden.
Bei der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 60 kann das Verbindungselement 76 außerhalb der Kammer 74 angeordnet sein. Jedoch wird bevorzugt, daß das Verbindungselement 76 sich durch den Kolben 60 erstreckt und innerhalb der Kammer 74 angeordnet ist, so daß die Vorrichtung kompakter gebaut werden kann. In diesem Fall wird die Gleitbewegung des Verbindungselements 76 entlang des Kolbens 60 durch Führungselemente 65, die am oberen bzw. unteren Ende des Kolbens 60 montiert sind, geführt. Deshalb kann das Verbindungselement 76 entlang des Kolbens leicht gleiten. Dieser Führungsvorgang wird im Hinblick auf die Tatsache bevorzugt, daß ein Anstoßen des Verbindungselements 76 gegen den Kolben 60 verhindert wird.
Es ist nicht notwendig, flüssigkeitsundurchlässige Dichtungen zwischen den Führungselementen 65 und dem Verbindungselement 76 auszubilden. Es kann verhindert werden, daß die Führungselemente 65 eng am Verbindungselement 76 anliegen. Dann kann das Verbindungselement 76 durch eine leichte Antriebskraft bewegt werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Diaphragmadurchgang 82 im Verbindungselement 76 in Form eines Zylinders ausgebildet, um einen gewünschten Querschnitt zu erzeugen. Jedoch kann die Form des Diaphragmadurchgangs 82 nach Bedarf auf andere Formen, zum Beispiel ein Rohr, eine Säule mit einer geeigneten Kontur usw., verändert werden. Der Fluß des in den Diaphragmen 64, 66 gespeicherten elektrorheologischen Fluid zum Diaphragmadurchgang 82 kann dadurch sichergestellt werden, daß der Diaphragmadurchgang, um mit den Innenseiten der Diaphragmen 64, 66 in Verbindung zu stehen, auf diesem Weg mittels Bohrungen 86 ausgebildet ist, die in den Enden des Verbindungselements 76 definiert sind.
Bei der wie oben ausgeführten Schwingungsdämpfungsvorrichtung kann die Länge des Diaphragmadurchgangs 82 vergrößert werden. Sogar wenn der Querschnitt des Diaphragmadurchgangs 82 bei Bedarf verringert wird, können die Elemente vollständig davon abgehalten werden, sich gegenseitig zu berühren. Deshalb kann die Schwingungsdämpfungsfunktion der Schwingungsdämpfungsvorrichtung wie erwartet ohne jegliche Nachteile verbessert werden.

Claims

1. Spannungsversorgungsschaltung, mit

einem Transformator (10); und

einem Gleichrichterschaltkreis (20), der mit einer Sekundärwicklung (14) des Transformators (10) verbunden ist und einen Kondensator (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine kapazitive Last (22) mit Ausgangsklemmen des Gleichrichterschaltkreises (20) verbunden ist, daß elektrische Ladungen, die im Kondensator (40) und in einem kapazitiven Bauteil (42) der kapazitiven Last (22) gespeichert sind, über ein Widerstandsbauteil (44) der kapazitiven Last (22) entladen werden, wenn die an der kapazitiven Last (22) anliegende Spannung abgeschalten wird und daß eine elektrostatische Kapazität (C1) des Kondensators (40) derart bestimmt ist, daß eine Entladezeitkonstante (K) eines Schaltkreises, der den Kondensator (40) und die kapazitive Last (22) enthält, einen vorbestimmten Wert oder weniger besitzt.

2. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine Primärwicklung (12) des Transformators (10) mit einer Gleichstrom- Spannungsversorgung (18) über einen Wechselrichter (16) elektrisch verbunden ist.

3. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (40) zur kapazitiven Last (22) elektrisch parallel geschaltet ist.

4. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichterschaltkreis eine Vielzahl Dioden (30,32,34) und eine Vielzahl Kondensatoren (36,38,40) einschl. eines Kondensators (40), der zur kapazitiven Last (22) elektrisch parallel geschaltet ist, aufweist.

5. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichterschaltkreis (20) folgendes aufweist:

eine erste Diode (30), deren Anode mit einem Ende der zweiten Wicklung (14) des Transformators (10) elektrisch verbunden ist;

eine zweite Diode (32), deren Anode mit einer Kathode der ersten Diode (30) und deren Kathode mit einem Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

eine dritte Diode (34), deren Kathode mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung (14) und deren Anode mit dem anderen Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

einen ersten Kondensator (36), dessen eines Ende mit dem einen Ende der Sekundärwicklung (14) und dessen anderes Ende mit der Kathode der dritten Diode (34) elektrisch verbunden ist;

einen zweiten Kondensator (38), dessen eines Ende mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung (14) und dessen anderes Ende mit der Kathode der ersten Diode (30) elektrisch verbunden ist; und

einen dritten Kondensator (40), dessen eines Ende mit der Kathode der zweiten Diode (32) und dessen anderes Ende mit der Kathode der dritten Diode (34) elektrisch verbunden ist.

6. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichterschaltkreis (20) eine Vielzahl Dioden (46,48) und eine Vielzahl elektrisch in Reihe geschalteter Kondensatoren (50,52), die mit der kapazitiven Last (22) elektrisch parallel geschaltet sind, aufweist.

7. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichterschaltkreis folgendes aufweist:

eine erste Diode (46), deren Anode mit einem Ende der Sekundärwicklung (14) und deren Kathode mit einem Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

eine zweite Diode (48), deren Kathode mit dem einen Ende der Sekundärwicklung (14) und deren Anode mit dem anderen Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist; und

zwei Kondensatoren (50,52) in elektrischer Reihenschaltung, wobei ein Ende der beiden Kondensatoren mit der Kathode der ersten Diode (46) und das andere Ende mit der Anode der zweiten Diode (48) und ein Verbindungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren (50,52) mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung (14) elektrisch verbunden ist.

8. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Last (22) eine ein elektrorheologisches Fluid verwendende Vorrichtung ist.

9. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert (K) einige mSec beträgt.

10. Spannungsversorgungsschaltung, enthaltend:

einen Transformator (10) mit einer Primärwicklung (12) und einer Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;, 14&sub2;, 14&sub3;, 14n), die untereinander elektrisch nicht verbunden sind; und

eine Vielzahl Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;,20&sub2;, 20&sub3;,20n), von denen jeder mit der entsprechenden Sekundärwicklung (14&sub1;-14n) des Transformators (10) elektrisch verbunden ist und einen Kondensator (50&sub1;,52&sub1;- 50n, 52n) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren der Vielzahl der Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;-20n) untereinander in Reihe geschaltet sind, wobei eine kapazitive Last (22) mit den Ausgangsklemmen einer Kombination der Vielzahl der Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;-20n) verbunden ist, daß elektrische Ladungen, die in der Vielzahl der Kondensatoren (50&sub1;,52&sub1;-50n,52n) und in einem kapazitiven Bauteil (42) der kapazitiven Last (22) gespeichert sind, über ein Widerstandsbauteil (44) der kapazitiven Last (22) dann entladen werden, wenn das Anlegen einer Spannung an die kapazitive Last (22) unterbrochen ist, und daß eine zusammengefaßte elektrostatische Kapazität der Vielzahl der Kondensatoren derart bestimmt ist, daß eine Entladezeitkonstante (K) eines die Vielzahl der Kondensatoren (50&sub1;,52&sub1;-50n,52n) und die kapazitive Last (22) enthaltenden Schaltkreises einen bestimmten Wert oder niedriger besitzt.

11. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (12) des Transformators (10) mit einer Gleichspannungsversorgung (18) über einen Wechselrichter (16) elektrisch verbunden ist.

12. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Kondensatoren (50&sub1;, 52&sub1;-50n, 52n) mit der kapazitiven Last (22) elektrisch parallel geschaltet ist.

13. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gleichrichterschaltkreise (20n-1) eine Vielzahl Dioden (46&sub1;, 48&sub1;-46n, 48n) und eine Vielzahl Kondensatoren (50&sub1;, 52&sub1;-50n, 52n) einschl. eines mit einem Kondensator (50n) eines benachbarten Gleichrichterschaltkreises (20n) elektrisch reihengeschalteten Kondensators (52n-1) aufweist.

14. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;, 20&sub2;-20n) folgendes aufweist:

eine erste Diode (30&sub1;-30n), deren Anode mit einem Ende einer der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) elektrisch verbunden ist;

eine zweite Diode (32&sub1;-32n), deren Anode mit einer Kathode der ersten Diode (30&sub1;-30n) und deren Kathode mit einem Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

eine dritte Diode (34&sub1;-34n), deren Kathode mit dem anderen Ende der einen der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) und deren Anode mit dem anderen Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

einen ersten Kondensator (36&sub1;-36n), dessen eines Ende mit dem einen Ende der einen der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) und dessen anderes Ende mit der Anode der dritten Diode (34&sub1;-34n) elektrisch verbunden ist;

einen zweiten Kondensator (38&sub1;-38n), dessen eines Ende mit dem anderen Ende der einen der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) und dessen anderes Ende mit der Kathode der ersten Diode (30&sub1;-30n) elektrisch verbunden ist und

einen dritten Kondensator (40&sub1;-40n), dessen eines Ende mit der Kathode der zweiten Diode (32&sub1;-32n) und dessen anderes Ende mit der Anode der dritten Diode (34&sub1;-34n) elektrisch verbunden ist, wobei der dritte Kondensator (40n-1) in Reihe mit einem Kondensator (40n) eines benachbarten Gleichrichterschaltkreises elektrisch verbunden ist.

15. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;-20n) eine Vielzahl Dioden (46&sub1;, 48&sub1;-46n, 48n) und eine Vielzahl in Reihe geschalteter Kondensatoren (50&sub1;, 52&sub1;-50n, 52n), die mit einem Kondensator eines benachbarten Gleichrichterschaltkreises elektrisch in Reihe geschaltet sind, enthält.

16. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Gleichrichterschaltkreise (20&sub1;-20n) folgendes aufweist:

eine erste Diode (46&sub1;-46n), deren Anode mit einem Ende der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) und deren Kathode mit einem Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist;

eine zweite Diode (48&sub1;-48n), deren Kathode mit dem einen Ende der einen der Vielzahl Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n) und deren Anode mit dem anderen Ende der kapazitiven Last (22) elektrisch verbunden ist; und

zwei Kondensatoren (50&sub1;,52&sub1;-50n, 52n), die miteinander elektrisch in Reihe geschaltet sind, wobei ein Ende (50&sub1;-50n) der beiden Kondensatoren mit der Kathode der ersten Diode (46&sub1;-46n), das andere Ende (52&sub1;-52n) mit der Anode der zweiten Diode und ein Verbindungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren mit dem anderen Ende des einen der Vielzahl der Sekundärwicklungen (14&sub1;-14n-1) elektrisch verbunden ist, wobei die beiden Kondensatoren mit einem Kondensator eines benachbarten Gleichrichterschaltkreises (14n) elektrisch verbunden sind.

17. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Last (22) eine ein elektrorheologisches Fluid verwendende Vorrichtung ist.

18. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert (K) einige mSec beträgt.