DE69818298T2 - Frequenzwandler und unterbrechungsfreie stromversorgung damit - Google Patents

Frequenzwandler und unterbrechungsfreie stromversorgung damit Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen verbesserten Frequenzumrichter und eine verbesserte Topologie für eine unterbrechungsfreie Energieversorgung (UPS vom englischsprachigen Ausdruck "Uninteruptable Power Supply"), die diesen verbesserten Frequenzumrichter verwendet.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine unterbrechungsfreie Energieversorgung wird verwendet, um elektrische Energie einer Last während einer "Notfall"-Situation bereitzustellen, in welcher die Hauptenergieversorgung nicht verfügbar ist, z. B. weil eine Netzphase ausgefallen ist. UPS-Topologien sind wohlbekannt. Sie verwenden üblicherweise 60 Hz-Spannungstransformatoren und erfordern Massenspeicher. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, den Bedarf eines solchen 60 Hz-Transformators und Massenspeichers zu eliminieren wegen der physikalischen Größe und Kosten dieser Komponenten.
  • FR 2 543 357 A1 offenbart einen Transformator, der verwendbar ist als Frequenzumrichter, wobei der Transformator eine Primärwicklung hat und eine Sekundärwicklung, sowohl die Primär-, als auch die Sekundärwicklungen einen ersten Endanschluss haben, einen zweiten Endanschluss und einen Mittelanschluss. Der Mittelanschluss der Primärwicklung ist mit einem ersten Anschluss einer Gleichspannungsquelle verbunden. Der Mittelanschluss der Sekundärwicklung ist mit einem ersten Lastanschluss verbunden. Ein erster Wechselrichter ist an die ersten und zweiten Endanschlüsse der Primärwicklung angeschlossen, sein Eingangsanschluss ist mit einem zweiten Anschluss der Gleichspannungsquelle verbunden und der Wechselrichter ist betreibbar zum abwechselnden Koppeln der ersten und zweiten Anschlüsse der Primärwicklung an den zweiten Anschluss der Gleichstromquelle zum Produzieren einer ersten Wechselspannung zwischen den ersten und zweiten Endanschlüssen der Sekundärwicklung des Transformators. Ein Gleichrichter ist an die ersten und zweiten Endanschlüsse der Sekundärwicklung angeschlossen und richtet die erste Wechselspannung gleich zum Produzieren einer gleichgerichteten Gleichspannung zwischen einem ersten Ausgangsanschluss und einem zweiten Ausgangsanschluss davon. Ein zweiter Invertierer ist an die ersten und zweiten Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters gekoppelt und hat einen Ausgangsanschluss konfiguriert, um an einen zweiten Lastanschluss verbunden zu sein. Der zweite Wechselrichter koppelt abwechselnde der ersten und zweiten Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters an den zweiten Anschluss der Last während aufeinanderfolgender Zeitperioden, um hierdurch eine zweite Wechselspannung über die Last zu produzieren. Diese Wechselrichter umfassen jeweils Schalter und die Steuerschaltungen dieser Schalter umfassen zusätzliche Transformatoren.
  • Ein ferneres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine unterbrechungsfreie Energieversorgungstopologie bereitzustellen, bei der die Hauptschaltelemente mit dem Nullleiter verbunden sind, weil solche Schalter mit Bezug leicht gesteuert werden können mit den Signalen ohne Verwendung von Transformatoren oder anderen Isoliervorrichtungen. Zusätzlich gibt es einen Bedarf für nur eine einzige Energieversorgung für die Gate-Antriebsschaltung, um hierdurch Komplexität und Kosten zu reduzieren. Zudem ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Unterbrechungsfreie Energieversorgungstopologie bereitzustellen, mit minimaler Teilezahl.
  • RESÜMEE DER ERFINDUNG
  • Eine unterbrechungsfreie Energieversorgung (UPS) in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung; einen Niederspannungsumrichter, eine eine Gleichspannung bereitstellende Batterie umfassend, eine erste Schalteinrichtung und eine erste Treibervorrichtung zum Antrieben der Schalteinrichtung von einem leitenden Zustand in einen nichtleitenden Zustand und umgekehrt; einen Gleichrichter zum Umsetzen der ersten Wechselspannung über die Sekundärwicklung zu einer ersten hohen Gleichspannung (2*V, wobei "V" die gewünschte Ausgangspannung ist), am ersten Ausgangsanschluss und eine zweite hohe Gleichspannung (–2*V) am zweiten Ausgangsanschluss; und einen Hochspannungswechselrichter (01), der einen Ausgangskondensator (C) an den Lastanschluss gekoppelt umfasst, eine dritte Schalteinrichtung (Q1) und eine vierte Schalteinrichtung (Q2) (wobei Q1 und Q2 jeweils an Widerstände R1 und R2 gekoppelt sind) und eine zweite Treibervorrichtung (43, 44) zum Antreiben der dritten und vierten Schalteinrichtungen und leitenden in nichtleitende Zustände und umgekehrt, um eine quasi-sinusförmige Ausgangsspannungswellenform über die Lastanschlüsse zu produzieren, wenn eine Last daran gekoppelt ist. Die Ausgangsspannung ist gekennzeichnet durch eine Amplitude, die zwischen einer positiven Spitze (V) und einer negativen Spitze (–V) variiert.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform der unterbrechungsfreien Energieversorgung treibt die erste Antriebsvorrichtung alternativ die ersten und zweiten Schalteinrichtungen vom leitenden Zustand in den nichtleitenden Zustand einer Trägerfrequenz oder zweiten Frequenz (f2) in den Bereich von etwa 15–25 kHz und insbesondere ist die zweite Frequenz näherungsweise 20 kHz in dem Ausführungsbeispiel. Zudem ist die quasi-sinusförmige Ausgangsspannungswellenform vorzugsweise gekennzeichnet durch eine Grund- oder erste Frequenz von näherungsweise 60 Hz und jede der ersten, zweiten, dritten und vierten Schalteinrichtungen umfasst vorzugsweise einen Transistor. Im allgemeinen ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die erste Frequenz viel niedriger als die zweite Frequenz. Die Batteriespannung in der bevorzugten Ausführungsform ist näherungsweise 12 V Gleichspannung und die quasi-sinusförmige Ausgangsspannung variiert zwischen +160 V und –160 V.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Frequenzumrichter bereit, der ein Eingangsspannungspaar mit einer Frequenz in eine Ausgangsspannung mit einer anderen Frequenz umsetzt, die zwischen einem Ausgangsanschluss und Bezugspotentialmasse auftritt. Der erfindungsgemäße Frequenzumrichter umfasst eine Gleichrichtervorrichtung zwischen einem Eingangsanschlusspaar gekoppelt und mit einem Anschlusspaar zum Bereitstellen einer gleichgerichteten Spannung, die darüber anfällt; einem paar Schaltvorrichtungen, die separat an die Gleichrichtvorrichtungsanschlüsse gekoppelt sind und ferner gegen Bezugspotential-Masse zum selektiven Koppeln der Gleichrichtvorrichtungsanschlüsse gegen Masse; und eine kapazitive Vorrichtung, zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse gekoppelt zum Filtern der Ausgangsspannung.
  • Eine derzeit bevorzugte Ausführungsform des Frequenzumrichters schließt auch eine Generatorvorrichtung ein zum Bereitstellen des Eingangsspannungspaares. Die Generatorvorrichtung schließt vorzugsweise eine Energieversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Spannung mit einer Frequenz ein und ein Paar elektromagnetisch gekoppelter induktiver Vorrichtungen zum Umsetzen der Energieversorgungsvorrichtungsspannung in das Eingangsspannungspaar. Die Energieversorgungsvorrichtungs- Spannung wird über eine induktive Vorrichtung angelegt und die andere induktive Vorrichtung ist zwischen den Eingangsanschlüssen gekoppelt und hat eine Anzapfung gekoppelt an den Ausgangsanschluss. Zusätzlich schließt die Generatorvorrichtung eine Quellenvorrichtung mit einem Anschlusspaar ein zum Bereitstellen einer Gleichspannung; einem Paar zweiter Schaltvorrichtungen zum selektiven Anlegen der Gleichspannung an die eine induktive Vorrichtung. Die eine induktive Vorrichtung hat ein Anschlusspaar und eine zweite Anzapfung gekoppelt an einen Quellenvorrichtungsanschluss und die zweite Schaltvorrichtung ist separat gekoppelt an die Anschlüsse der induktiven Vorrichtung und an den anderen Quellenvorrichtungsanschluss. In der bevorzugten Ausführungsform ist der andere Quellenvorrichtungsanschluss gegen Masse gekoppelt.
  • Die derzeit bevorzugte Ausführungsform des Frequenzumrichters schließt auch eine Generatorvorrichtung ein mit einem Anschlusspaar zum Bereitstellen einer darüber anfallenden Hilfsspannung und eine zweite Schaltvorrichtung mit einem paar Hilfsanschlüssen zum selektiven Koppeln eines Hilfsanschlusses an einen Generatorvorrichtungsanschluss oder den Ausgangsanschluss und zum selektiven Koppeln des anderen Hilfsanschlusses an jeweilige der anderen Generatorvorrichtungsanschlüsse oder Masse, wobei die Ausgangsspannung über die Hilfsanschlüsse erscheint.
  • Der Ausgangshilfsanschluss und der andere Generatorvorrichtungsanschluss sind gegen Masse gekoppelt. Die Hilfsspannung hat vorzugsweise eine Frequenz im wesentlichen gleich der anderen Frequenz.
  • Andere Merkmale der Erfindung werden nachstehend offenbart.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigt:
  • 1 schematisch eine verbesserte UPS-Topologie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • 2 Spannungswellenformen an Knoten 31 und 32 des Batterieumsetzabschnittes der erfindungsgemäßen unterbrechungsfreien Energieversorgung;
  • 3 Spannungswellenformen an Knoten 12, 14 und 16 des Hochspannungsumkehrabschnitts der erfindungsgemäßen unterbrechungsfreien Energieversorgung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie oben angezeigt, kann die vorliegende Erfindung anhand einer derzeit bevorzugten Ausführungsform erläutert werden, in welcher die Erfindung eine verbesserte unterbrechungsfreie Energieversorgung bereitstellt. Zusätzlich kann die Erfindung allgemeiner betrachtet werden als ein verbesserter Frequenzumrichter, der angewendet werden kann in anderen Nicht-UPS-Technologien. Daher stellt die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen als erstes eine Beschreibung der Erfindung anhand einer verbesserten unterbrechungsfreien Energieversorgung bereit und betrachtet dann die Erfindung als verbesserter Frequenzumrichter.
  • BESCHREIBUNG DER UNTERBRECHUNGSFREIEN ENERGIEVERSORGUNG BZW. UPS
  • Die UPS-Technologie der vorliegenden Erfindung weicht von früheren Designs in mehreren Punkten ab. Erstens wird der Transformator T nicht direkt mit dem Nullleiter verbunden, was es zu einer "starren" Spannungsquelle werden ließe, sondern es wird zugelassen, dass er sich in bezug auf den Nullleiter abhängig vom Zustand der Hochspannungswechselrichterschalter bewegt, wie in 1 gezeigt. Die Schaltung setzt sich aus drei Hauptkomponenten zusammen. Die erste Komponente 01 ist der Hochspannungsausgangsabschnitt, der auch Hochspannungswechselrichter genannt wird und umfasst Transistoren Q1, Q2 und Wiederstände R1, R2 und eine Gate-Treiberschaltung 43, 44 gesteuert von einem Mikroprozessor 100. Die Gate-Treiberschaltung 43, 44 in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt sich aus diskreten Komponenten zusammen, die mit dem Mikroprozessor verbunden sind. (Eine solche Gate-Treiberschaltung im Stand der Technik ist wohlbekannt und wird daher in dieser Beschreibung nicht detailliert beschrieben). Die zweite Komponente 02 ist der Niedrigspannungsumsetzabschnitt und setzt sich zusammen aus einer Batterie (B) (z. B. eine 12 V Batterie); einem Transistorpaar Q3, Q4; und entsprechenden Gate-Treiberschaltungen 41, 42 (z. B. Unitrode-UCC-3806-ICs). Der Batterieumsetzabschnitt 02 ist an den Hochspannungswechselrichtabschnitt 01 durch den Transformator und den Brückengleichrichter gekoppelt, wie dargestellt. Der erste Teil 50 ist die Übertragungsvorrichtung zum Schalten zwischen Normal- und Not-Betrieb. Während des Normalbetriebs ist die Last mit einer Versorgungsleitung verbunden und während des Not-Betriebs ist die Last mit der unterbrechungsfreien Energieversorgung (UPS) verbunden. Die Art und Weise, in der die Übertragungsvorrichtung einen Notfall erfasst (Fehlen von Netzenergie) und die Last zu der unterbrechungsfreien Energieversorgung umschaltet, ist wohlbekannt und wird hier nicht beschrieben werden. Der zweite der Transformatoren T mit Mittenabgriff ist durch die Leitung 10 an den Ausgangskondensator C gekoppelt, wie dargestellt.
  • Der Batterieumrichter 02 wird bei einer Frequenz moduliert, die niedrig ist ähnlich der Netzfrequenz. Die Modulation verursacht den Batterieumsetzer, für einige Teile der Periode zu arbeiten und sperrt dann den Batterieumrichter für den Rest des Zyklus, wie in 2 gezeigt. Zum Produzieren einer 60 Hz Ausgangswellenform über die Last würde diese Modulation bei einer Rate von 120 Hz oder dem doppelten der Netzfrequenz stattfinden. Wenn der Batterieumrichter betrieben wird, arbeiten die Transistoren Q3 und Q4 in einer Gegentaktkonfiguration mit einem Tastverhältnis von 50% während des EIN-Abschnitts. Diese Betriebsfrequenz ("zweite Frequenz" in der 2) ist wesentlich höher als die Netzfrequenz. Eine typische Betriebsfrequenz würde zwischen zehnmal der Grundfrequenz und näherungsweise 100 kHz liegen und vorzugsweise 20 kHz. Wenn der Batterieumrichter betrieben wird, werden die Sekundärwicklung des Transformators und der Gleichrichter eine Gleichspannung zwischen den Knoten 12 und 14 produzieren. Diese Gleichspannung ist zweimal so groß wie die gewünschte Ausgangsspannung "V". Beispielsweise kann die Spannungsdifferenz zwischen den Knoten 12 und 14 eine Gleichspannung von 320 V sein (wobei die gewünschte Ausgangsspannung 160 V ist).
  • In dem Hochspannungsausgangsabschnitt 01 leiten Transistoren Q1 und Q2 abwechselnd zum anlegen der Gleichspannung an die Last. Wenn Q1 leitet, wird der positive Gleichspannungsanschluss 12 durch einen Widerstand R1 an den Nullleiter verbunden. Der Mittelabgriff der Hochspannungswicklung ist nun bei –V. Diese negative Spannung wird angelegt an den Lastknoten 16 für die Dauer der EIN-Periode des Batterieumrichterbetriebs. Wenn der Batterieumrichter gesperrt ist, wird die Spannung –V aktiv entfernt von der Last durch simultanes Leiten von Q1 und Q2. Dies schließt effektiv die Last kurz und stellt eine "niederimpedante" Null zur Verfügung. Dies ist notwendig für induktive Lasten, um die Lastspannung am Knoten 16 von unkontrollierten Schwankungen zu bewahren. Gerade bevor der Batterieumrichter seinen Betrieb einstellt, wird der Transistor Q1 in den nichtleitenden Zustand geschaltet. Wenn der Batterieumrichter dieses mal arbeitet, wird die negative Spannung am Knoten 14 an den Nullleiter verbunden und die Spannung am Mittelabgriff der Hochspannungswicklung liegt auf +V-Potential. Wie oben diskutiert, wird diese Spannung an die Last angelegt für die Dauer des Batterieumrichterbetriebs. Noch einmal wird, wenn der Batterieumrichter gesperrt ist, die Spannung +V aktiv entfernt, um eine niederimpedante Null-Spannung zu produzieren. Diese Folge von Ereignissen wiederholt sich bei der "ersten Frequenz" (3) und produziert demnach eine Quasi-Rechteckwellenspannung der Amplitude V über die Last. Die beschriebenen Spannungen sind in 3 gezeigt.
  • Die Widerstände R1 und R2 bieten Stromschutz für die Transistoren Q1 und Q2. Während der niederimpedanten Null und dem Laden des Ausgangskondensators C können Ströme fließen, die die Transistoren zerstören könnten. Die Widerstände R1 und R2, die in die Source-Verbindungen von Q1 und Q2 eingefügt sind, werden die Gate-Spannung reduzieren gerade bevor zerstörerische Ströme fließen. Die reduzierte Gate-Spannung wird den Transistor verursachen, im linearen Bereich zu arbeiten, was zu begrenztem Strom in den Transistoren führt.
  • Wenn die Netzspannung ausreicht, die Last direkt mit Energie zu versorgen, stoppen der Batterieumrichterabschnitt und der Hochspannungsausgangsabschnitt den Betrieb und die Versorgung wird direkt mit der Last verbunden durch die Transfervorrichtung 50.
  • Wie erwähnt, sind die Einrichtungen Q1, Q2, Q3 und Q4 mit Gate-Treiberschaltungen 43, 44, 41 und 42 verbunden. Die Gate-Treiber werden mit einer Steuerschaltung verbunden, die nicht dargestellt ist. In dieser Topologie ist keine Batterieladeimplementierung gezeigt.
  • FREQUENZUMRICHTER
  • Wie oben diskutiert, stellt die vorliegende Erfindung einen Frequenzumrichter bereit. Der Frequenzumrichter setzt das Eingangsspannungspaar mit einer Frequenz in eine Ausgangsspannung mit einer anderen Frequenz um, die zwischen einem Ausgangsanschluss und Masse erscheint. Der erfindungsgemäße Frequenzumrichter schließt den Gleichrichter (aus Dioden D1, D2, D3 und D4 erstellt) gekoppelt zwischen "Eingangsanschlüssen" 33 und 34 ein, d. h. den zweiten Anschlüssen des Transformators T. Das Anschlusspaar 12, 14 stellt eine darüber erscheinende Rechteckspannung bereit und das Schaltvorrichtungspaar (Q1, Q2), das separat an die Gleichrichteranschlüsse und ferner gegen Masse verbunden ist, koppelt die Gleichrichteranschlüsse selektiv gegen Masse. Der zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse gekoppelte Kondensator C filtert die Ausgangsspannung. Die "Ausgangsspannung" des Frequenzumrichters wird über dem Kondensator C gemessen.
  • Eine "Generatorvorrichtung", d. h. den Transformator T und einen Niederspannungsbatterieumrichterabschnitt (einschließlich der Batterie B, den Transistoren Q3, Q4 und den Gate-Treiberschaltungen 41, 42) stellt das Eingangsspannungspaar dem Gleichrichter zur Verfügung. Die Generatorvorrichtung kann demnach beschrieben werden als eine Energieversorgungsvorrichtung einschließend zum Bereitstellen einer Spannung mit der einen Frequenz und ein elektromagnetisch gekoppeltes Paar von Induktivitätsvorrichtungen (d. h. einen Transformator T) zum Umsetzen der Energieversorgungsvorrichtungsspannung in das frequenzumgesetzte Eingangsspannungspaar. Die Ausgangsversorgungsspannung wird über eine induktive Vorrichtung angelegt (d. h. die primäre des Transformators) und die andere induktive Vorrichtung ist zwischen den Eingangsanschlüssen des Gleichrichters gekoppelt und hat eine Anzapfung an den Ausgangsanschluss des Kondensators C gekoppelt.
  • Die vorliegende Erfindung und demnach der Schutzbereich der folgenden Patentansprüche ist nicht beschränkt auf die spezifische derzeit bevorzugte Ausführungsform, die oben beschrieben worden ist. Beispielsweise ist in der bevorzugten Ausführungsform der Minusanschluss der Batterie verbunden mit dem Nullleiter, so dass die Anzahl von Energieversorgungen minimiert wird. Es ist möglich, die Batterie gegen Masse zu verbinden und isolierte Batteriesteuerungen bereitzustellen. Es ist auch möglich, einen Anschluss der Batterie an den Nullleiter zu verbinden zum Erzielen reduzierter Komplexität der Steuerung (bevorzugte Ausführungsform). Darüber hinaus ist der in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform verwendete Transistor ein MOSFET der eine interne anti-parallele Diode hat. Andere Einrichtungen können verwendet werden wie zum Beispiel ein IGBT mit einer anti-parallelen Diode. Ferner kann man statt eines Gegentaktbatterieumrichters einen Brückenumrichter verwenden, der gekennzeichnet ist durch vier Schaltelemente und eine einzige Primärwicklung statt einer mit Mittelabgriff versehenen Wicklung. Noch ferner könnte die Ausgangsgröße moduliert werden und gefiltert zum Produzieren einer Sinuswellenausgangswellenform und Transformatoren mit einer Vielzahl sekundärer Wicklungen können verwendet werden zum Produzieren hoher Spannungen an mehr als einer Stelle.

Claims (15)

  1. Energieversorgung, umfassend: einen Transformator (T) mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, wobei jede der Primärwicklung und Sekundärwicklung einen ersten Endanschluss (31, 33), einen zweiten Endanschluss (32, 34) und einen Mittelanschluss hat, wobei der Mittelanschluss der Primärwicklung konfiguriert ist, um mit einem ersten Anschluss einer Gleichstromenergiequelle (B) verbunden zu sein und der Mittelanschluss der Sekundärwicklung konfiguriert ist, um mit dem ersten Anschluss (16) einer Last verbunden zu sein; einen ersten Invertierer (02), an die ersten und zweiten Endanschlüsse der Primärwicklung gekoppelt und mit einem Eingangseinschluss, konfiguriert, um mit einem zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle verbunden zu sein, wobei der erste Invertierer (02) betreibbar ist, um abwechselnd einen von den ersten (31) und zweiten (32) Endanschlüssen der Primärwicklung an den zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle zu koppeln zum Produzieren einer ersten Wechselspannung zwischen den ersten (3) und zweiten (34) Endanschlüssen der Sekundärwicklung des Transformators; einen Gleichrichter (D1, D2, D3, D4), der an die ersten (33) und zweiten (34) Endanschlüsse der Sekundärwicklung gekoppelt ist und betreibbar ist zum Gleichrichten der ersten Wechselspannung zum Produzieren einer gleichgerichteten Gleichspannung zwischen einem ersten Ausgangsanschluss (12) und einem zweiten Ausgangsanschluss (14) davon; und einen zweiten Invertierer (01), an die ersten und zweiten Ausgangsanschlüsse (12, 14) des Gleichrichters (D1–D4) gekoppelt und mit einem Ausgangsanschluss, konfiguriert, um mit einem zweiten Anschluss der Last (neutral) verbunden zu werden, wobei der zweite Invertierer betreibbar ist zum abwechselnden Koppeln eines von dem ersten (12) und dem zweiten (14) Ausgangsanschluss des Gleichrichters an den zweiten Anschluss (neutral) der Last bei einer ersten Frequenz während aufeinanderfolgender Zeitperioden, um hierdurch eine zweite Wechselspannung über die Last zu produzieren, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Invertierer (02) betreibbar ist zum Entkoppeln sowohl des ersten als auch den zweiten Endanschlusses (31, 32) der Primärwicklung von dem zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle (B) während periodisch auftretender Intervalle, wenn der zweite Invertierer (01) Verbindungen (Q1, Q2) zwischen dem zweiten Anschluss (neutral) der Last und dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss (12, 14) des Gleichrichters (D1–D4) umschaltet.
  2. Energieversorgung nach Anspruch 1, wobei der erste Invertierer (02) betreibbar ist zum abwechselnden Koppeln eines von dem ersten und zweitem Anschluss (31, 32) der Primärwicklung an den zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle (B) während aufeinanderfolgendender Zeitperioden mit einer zweiten Frequenz, die größer ist als die erste Frequenz.
  3. Energieversorgung nach Anspruch 2, wobei der zweite Invertierer (01) betreibbar ist zum Koppeln sowohl des ersten als auch des zweiten Ausgangsanschlusses (12, 14) des Gleichrichters an den zweiten Anschluss (neutral) der Last während der periodisch auftretenden Intervalle.
  4. Energieversorgung nach Anspruch 3, wobei der zweite Invertierer (01) betreibbar ist zum Koppeln sowohl des ersten als auch des zweiten Ausgangsanschlusses (12, 14) des Gleichrichters (D1–D4) an den zweiten Anschluss (neutral) der Last und dann zum Entkoppeln eines von den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters von dem zweiten Anschluss der Last bevor der erste Invertierer einen der ersten und zweiten Anschlüsse (31, 32) der Primärwicklung während der periodisch auftretenden Intervalle an den zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle (B) verbindet.
  5. Energieversorgung nach Anspruch 3, wobei die zweite Frequenz weniger als 100 kHz ist.
  6. Energieversorgung nach Anspruch 5, wobei die zweite Wechselspannung eine Grundfrequenz näherungsweise halb so groß wie die erste Frequenz hat.
  7. Energieversorgung nach Anspruch 5, wobei die Grundfrequenz der zweiten Wechselspannung näherungsweise 60 Hz ist und wobei die zweite Frequenz in einem Bereich von zehnmal der Grundfrequenz bis zu 100 kHz ist.
  8. Energieversorgung nach Anspruch 3, wobei der erste Invertierer (02) umfasst: einen ersten Schalter (Q3), zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Endanschluss (31) der Primärwicklung verbunden, wobei der erste Schalter (Q3) betreibbar ist zum Koppeln und entkoppeln des ersten Endanschlusses (31) der Primärwicklung und des zweiten Anschlusses der Gleichstromenergiequelle; einen zweiten Schalter (Q4), zwischen dem Eingangsanschluss und dem zweiten Ende (32) der Primärwicklung verbunden, wobei der zweite Schalter (Q4) betreibbar ist zum Koppeln und Entkoppeln des zweiten Endanschlusses (32) der Primärwicklung und des zweiten Anschlusses der Gleichstromenergiequelle; und eine Vorrichtung (41, 42) zum Steuern der ersten und zweiten Schalter zum selektiven Koppeln der ersten und zweiten Endanschlüsse (31, 32) der Primärwicklung an den zweiten Anschluss der Gleichstromenergiequelle.
  9. Energieversorgung nach Anspruch 8, wobei die ersten und zweiten Schalter (Q3, Q4) jeweils erste und zweite Transistoren umfassen.
  10. Energieversorgung nach Anspruch 3, wobei der zweite Invertierer (01) umfasst: einen ersten Schalter (Q1), verbunden zwischen dem ersten Ausgangsanschluss (12) des Gleichrichters und dem Ausgangsanschluss (neutral) des zweiten Invertierers (01), wobei der erste Schalter (Q1) betreibbar ist zum Koppeln und Entkoppeln des ersten Ausgangsanschlusses (12) des Gleichrichters mit dem zweiten Anschluss (neutral) der Last und; einen zweiten Schalter (Q2), verbunden zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss (14) des Gleichrichters und dem Ausgangsanschluss (neutral) des zweiten Invertierers, wobei der zweite Schalter (Q2) betreibbar ist zum Koppeln und entkoppeln des zweiten Ausgangsanschlusses (14) des Gleichrichters mit dem zweiten Anschluss der Last (neutral); und eine Vorrichtung (43, 44) zum Steuern der ersten und zweiten Schalter (Q1, Q2) zum selektiven Koppeln der ersten und zweiten Ausgangsanschlüsse (12, 14) des Gleichrichters (D1–D4) an den zweiten Anschluss der Last.
  11. Energieversorgung nach Anspruch 10, wobei die ersten und zweiten Schalter (Q1, Q2) jeweils erste und zweite Transistoren umfassen.
  12. Energieversorgung nach Anspruch 1, ferner eine Vorrichtung (50) umfassend zum Koppeln des ersten Anschlusses (16) der Last an einen von dem Mittelanschluss der Sekundärwicklung oder einer externen Wechselspannungsversorgung.
  13. Energieversorgung nach Anspruch 1, außerdem einen Kondensator (C) umfassend, gekoppelt zwischen dem Mittelanschluss der Sekundärwicklung und dem Ausgangsanschluss des zweiten Invertierers (neutral).
  14. Energieversorgung nach Anspruch 1, außerdem eine Batterie (B) umfassend, gekoppelt zwischen dem Mittelanschluss der Primärwicklung und dem Eingangsanschluss des ersten Invertierers.
  15. Energieversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mittelanschluss der Primärwicklung konfiguriert ist zum Koppeln mit einem Anschlussleiter eines Wechselspannungsenergieversorgungssystems und wobei der zweite Invertierer (01) an die ersten und zweiten Ausgangsanschlüsse (12, 14) des Gleichrichters gekoppelt ist und einen Ausgangsanschluss hat, der konfiguriert ist zum Verbinden mit einem neutralen Leiter des Wechselspannungsenergieversorgungssystems, der zweite Invertierer (01) betreibbar ist zum alternativen Koppeln eines von den ersten und den zweiten Ausgangsanschlüssen (12, 14) des Gleichrichters (D1–D4) an den neutralen Leiter des Wechselspannungsenergieversorgungssystems während aufeinanderfolgender Zeitperioden bei einer ersten Frequenz um hierdurch die zweite Wechselspannung zwischen dem Versorgungsleiter und dem neutralen Leiter des Wechselspannungsenergieversorgungssystems zu produzieren.
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