BE1024920B1

BE1024920B1 - Inrichting voor het omvormen van een ingangsspanning naar onafhankelijke uitgangsspanningen

Info

Publication number: BE1024920B1
Application number: BE2017/0080A
Authority: BE
Inventors: Peter VERHEIJ
Original assignee: DANTRONIC besloten vennootschap met beperkte aansprakelijkheid
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de uitvinding een terugslagomvormer (150) voor het omvormen van een ingangsspanning (100) naar twee onafhankelijke uitgangsspanningen (101, 102) omvattende een eerste terugkoppeling (130, 131, 123, 117) geconfigureerd om een ingangsschakelaar (115) aan te sturen om te voldoen aan de totale elektrische vermogensvraag van twee uitgangsgedeelten (106, 107) van de terugslagomvormer (150) en een tweede terugkoppeling om het elektrisch vermogen over het eerste (106) en tweede (107) uitgangsgedeelte te verdelen.

Description

(30) Voorrangsgegevens :

(73) Houder(s) :

DANTRONIC besloten vennootschap met beperkte aansprakelijkheid

2920, KALMTHOUT

België (72) Uitvinder(s) :

VERHEIJ Peter 2960 BRECHT België (54) INRICHTING VOOR HET OMVORMEN VAN EEN INGANGSSPANNING NAAR ONAFHANKELIJKE UITGANGSSPANNINGEN (57) Volgens een uitvoeringsvorm omvat de uitvinding een terugslagomvormer (150) voor het omvormen van een ingangsspanning (100) naar twee onafhankelijke uitgangsspanningen (101, 102) omvattende een eerste terugkoppeling (130, 131, 123, 117) geconfigureerd om een ingangsschakelaar (115) aan te sturen om te voldoen aan de totale elektrische vermogensvraag van twee uitgangsgedeelten (106, 107) van de terugslagomvormer (150) en een tweede terugkoppeling om het elektrisch vermögen over het eerste (106) en tweede (107) uitgangsgedeelte te verdelen.

BELGISCH UITVINDINGSOCTROOI

FOD Economie, K.M.O., Middenstand & Energie

Publicatienummer: 1024920 Nummer van indiening: BE2017/0080

Dienst voor de Intellectuele Eigendom

Internationale classificatie: H02M 1/00 H02M 3/335 Datum van verlening: 09/08/2018

De Minister van Economie,

Gelet op het Verdrag van Parijs van 20 maart 1883 tot Bescherming van de industriële Eigendom;

Gelet op de wet van 28 maart 1984 op de uitvindingsoctrooien, artikel 22, voor de voor 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op Titel 1 Uitvindingsoctrooien van Boek XI van het Wetboek van economisch recht, artikel XI.24, voor de vanaf 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op het koninklijk besluit van 2 december 1986 betreffende het aanvragen, verlenen en in stand houden van uitvindingsoctrooien, artikel 28;

Gelet op de aanvraag voor een uitvindingsoctrooi ontvangen door de Dienst voor de Intellectuele Eigendom op datum van 09/06/2017.

Overwegende dat voor de octrooiaanvragen die binnen het toepassingsgebied van Titel 1, Boek XI, van het Wetboek van economisch recht (hierna WER) vallen, overeenkomstig artikel XI.19, § 4, tweede lid, van het WER, het verleende octrooi beperkt zal zijn tot de octrooiconclusies waarvoor het verslag van nieuwheidsonderzoek werd opgesteld, wanneer de octrooiaanvraag het voorwerp uitmaakt van een verslag van nieuwheidsonderzoek dat een gebrek aan eenheid van uitvinding als bedoeld in paragraaf 1, vermeldt, en wanneer de aanvrager zijn aanvraag niet beperkt en geen afgesplitste aanvraag indient overeenkomstig het verslag van nieuwheidsonderzoek.

Besluit:

Artikel 1. - Er wordt aan

DANTRONIC besloten vennootschap met beperkte aansprakelijkheid, Franseweg 20, 2920 KALMTHOUT België;

vertegenwoordigd door

DUMAREY Robrecht, Hubert Frère-Orbanlaan 329, 9000, GENT;

een Belgisch uitvindingsoctrooi met een looptijd van 20 jaar toegekend, onder voorbehoud van betaling van de jaartaksen zoals bedoeld in artikel XI.48, § 1 van het Wetboek van economisch recht, voor: INRICHTING

VOOR HET OMVORMEN VAN EEN INGANGSSPANNING NAAR ONAFHANKELIJKE

UITGANGSSPANNINGEN.

UITVINDER(S):

VERHEIJ Peter, Koekoeksdreef 29, 2960, BRECHT;

VOORRANG:

AFSPLITSING :

Afgesplitst van basisaanvraag : Indieningsdatum van de basisaanvraag :

Artikel 2. - Dit octrooi wordt verleend zonder voorafgaand onderzoek naar de octrooieerbaarheid van de uitvinding, zonder garantie van de Verdienste van de uitvinding noch van de nauwkeurigheid van de beschrijving ervan en voor risico van de aanvrager(s).

Brussel, 09/08/2018,

Bij bijzondere machtiging:

- 1 B E2017/0080

INRICHTING VOOR HET OMVORMEN VAN EEN INGANGSSPANNING

NAAR ONAFHANKELIJKE UITGANGSSPANNINGEN

Technisch Gebied [01] De uitvinding situeert zieh in het domein van elektrische vermogensomvorming en meer in het bijzonder in het domein van terugslagomvormers.

Stand van de Techniek [02] Een inriehting voor het omvormen van een elektrisch vermögen is reeds gekend. Een terugslagomvormer, ook flyback converter genoemd, wordt gebruikt om een wissel- of gelijkspanning, de ingangsspanning genoemd, om te vormen naar een uitgangsspanning waarbij in- en uitgangsspanningen galvanisch van elkaar gescheiden zijn.

[03] In een uitvoeringsvorm wordt de ingangsspanning omgevormd tot één enkele uitgangspanning. De ingangsspanning wordt dan aangesloten op een ingangsketen die vervolgens verbonden is met een spoel aan de primaire zijde van een transformator. Aan de secundaire zijde van de transformator bevindt zieh dan de uitgangsketen. In deze laatste keten wordt er een diode geplaatst en parallel over de uitgangsketen achter de diode een condensator. Over deze condensator komt dan de uitgangsspanning te staan. De ingangsketen heeft verder een schakelaar, de ingangsschakelaar genoemd, die wordt aangestuurd om de vermogenstransfer van de ingangsspanningsbron naar de uitgangsspanning te regelen. De regeling kan bijvoorbeeld gebeuren op basis van de vermogensvraag aan de uitgang.

-2BE2017/0080 [04] Naast bovenstaande uitvoeringsvorm, kan verder worden voorzien in een schakeling die meerdere uitgangsspanningen omvat. Het geleverde vermögen is dan opnieuw afkomstig van één enkele ingangsspanningsbron en wordt verdeeld over verschillende uitgangsketens.

[05] Publicatie US6130828 beschrijft zo een schakeling waarbij wordt voorzien in een tweede uitgangsketen die aangesloten is op een tweede secundaire uitgang van de spoel. Deze tweede uitgangsketen is gescheiden van de eerste uitgangsketen. De regeling gebeurt door een terugkoppeling via de eerste uitgangsketen. Een nadeel van deze oplossing is dat een vermogensvraag in de tweede uitgangsketen een spanningsval in de eerste uitgangsketen kan veroorzaken. Bijgevolg is er een afhankelijkheid tussen beide uitgangsketens, die evenwel niet kan worden afgestemd op elkaar.

[06] De schakeling beschreven in octrooipublicatie US6504027B1 omvat eveneens meerdere uitgangsketens. Hierin gebeurt de terugkoppeling op basis van de som van de vermogensvraag van de verschillende uitgangen en wordt het vermögen verdeeld via een regelcircuit dat per uitgangsketen een schakelaar aanstuurt. Evenwel heeft ook deze schakeling enkele nadelen. Net zoals in de schakeling beschreven in US6130828 kan een schakelaar worden geschakeld terwijl deze nog stroomvoerend is. Hierdoor ontstaan niet alleen schakelverliezen, maar dienen de schakelaars ook te worden gedimensioneerd om een stroom in het midden van een stroomcyclus te kunnen onderbreken. Verder is het een nadeel dat per uitgangsketen in een schakelaar moeten worden voorzien. Dit verhoogt niet alleen de kostprijs van zulke schakeling, maar verhoogt ook de complexiteit van het terugkoppelingscircuit om enerzijds te vermogensvraag aan de ingangsketen aan te sturen en anderzijds de verdeling hiervan over de verschillende uitgangsketens te regelen.

[07] Bijgevolg bestaat de nood aan een inrichting om een ingangsspanning om te vormen naar onafhankelijke uitgangsspanningen waarbij wordt tegemoetgekomen aan bovenstaande opgesomde nadelen.

-3BE2017/0080

Samenvatting van de Uitvinding [08] Het is een doel van de onderhavige uitvinding om in een richting te voorzien om efficiënt en eenvoudig een ingangsspanning om te vormen naar uitgangsspanningen die onafhankelijk van elkaar zijn.

[09] Dit doel wordt, volgens een eerste aspect van de uitvinding, bereikt door te voorzien in een terugslagomvormer voor het omvormen van een ingangsspanning naar een eerste en een tweede uitgangsspanning, de terugslagomvormer omvattende:

- een transformator omvattende een primaire ingang en een eerste en tweede secundaire uitgang; en

- een ingangsgedeelte omvattende een spanningsingang voor het aanleggen van de ingangsspanning en een ingangsschakelaar geconfigureerd om een vermogenslevering van de spanningsingang naar de primaire ingang te onderbreken; en

- een eerste en tweede uitgangsgedeelte verbonden met respectievelijk de eerste en de tweede secundaire uitgang en geconfigureerd om respectievelijk de eerste en tweede uitgangsspanning te leveren via een respectievelijk eerste en tweede spanningsuitgang; en waarbij het tweede uitgangsgedeelte een uitgangsschakelaar omvat om een vermogenslevering van de tweede secundaire uitgang naar de tweede spanningsuitgang te onderbreken; en

- een eerste terugkoppeling geconfigureerd om de ingangsschakelaar aan te sturen op basis van een som van afwijkingen in stroom en/of spanning aan de eerste en tweede spanningsuitgang ten opzichte van een gewenste stroom en/of spanning aan de eerste en de tweede spanningsuitgang zodat het ingangsgedeelte een vermögen Ievert die de som van de afwijkingen compenseert; en een tweede terugkoppeling geconfigureerd om de uitgangsschakelaar aan te sturen op basis van een verschil van de afwijkingen in stroom en/of spanning zodat vermögen geleverd door

-4BE2017/0080 de eerste terugkoppeling over het eerste en het tweede uitgangsgedeelte wordt verdeeld die het verschil van de afwijkingen compenseert.

[10] De transformator omvat bijvoorbeeld magnetisch gekoppelde spoelen met één primaire ingang en twee secundaire uitgangen, maar kan ook bestaan uit een omvormer die een ingangsspanning omvormt naar twee uitgangsspanningen. De terugslagomvormer heeft verder een ingangsketen waaraan de ingangsspanningsbron worden aangesloten. Deze spanning is bijvoorbeeld een periodieke elektrische spanning op een industriële netfrequentie, zoals 50 of 60Hz, maar kan ook een gelijkspanningsbron zijn. De ingangsketen heeft verder een ingangsschakelaar om de elektrische vermogenslevering van de bron naar de transformator te onderbreken.

[11] De terugslagomvormer heeft twee uitgangsgedeelten die elk respectievelijk zijn verbonden met de eerste en tweede secundaire uitgang van de transformator of omvormer. De onafhankelijke spanningen worden dan geieverd via een eerste en tweede spanningsuitgang, elk voorzien aan respectievelijk het eerste en het tweede uitgangsgedeelte.

[12] Eén van de uitgangsgedeelten omvat een uitgangsschakelaar, bijvoorbeeld het tweede uitgangsgedeelte. Deze schakelaar is geconfigureerd om de vermogenslevering vanuit de transformator waarop het uitgangsgedeelte met de schakelaar is aangesloten naar de spanningsuitgang te onderbreken.

[13] Verder heeft de schakeling van de terugslagomvormer een eerste terugkoppeling. Deze terugkoppeling stuurt de schakelaar van het ingangsgedeelte op basis van de som van de afwijkingen in stroom en/of spanning ten opzichte van de gewenste waarde hiervan zodat vanuit het ingangsgedeelte een vermögen wordt geieverd om deze afwijkingen te compenseren. Met andere woorden, de ingangsschakelaar wordt

-5BE2017/0080 aangestuurd op basis van de som van de vermogensvraag van beide uitgangsgedeelten.

[14] Ten slotte omvat de terugslagomvormer nog een tweede terugkoppeling die de uitgangsschakelaar aanstuurt. Deze aansturing is op basis van een verschil van de afwijkingen in stroom en/of spanning ten opzichte van de gewenste waarde hiervan zodat over beide uitgangsgedeelten het vermögen wordt verdeeld. Anders gezegd, de uitgangsschakelaar wordt aangestuurd op basis van de verdeling van het vermögen over het eerste en tweede uitgangsgedeelte.

[15] Beide terugkoppelingen worden dus aangestuurd op basis van gemeten afwijkingen in stroom en/of spanning aan de twee uitgangsgedeelten. Het is bijgevolg een voordeel dat beide terugkoppelingen gebeuren door telkens één meting per uitgangsgedeelte uit te voeren. Hierdoor beperkt men het aantal componenten in het circuit terwijl het aansturen van beide schakelaars onafhankelijk van elkaar gebeurt. Een ander voordeel is ook dat enkel één schakelaar voor beide uitgangsgedeelten nodig is om het vermögen over beide te verdelen. Hierdoor beperkt men eventuele schakelverliezen en de benodigde vermogenscomponenten.

[16] Volgens een uitvoeringsvorm omvat de terugslagomvormer verder een geheugenelement geconfigureerd om het onderbreken van de ingangsschakelaar en de uitgangsschakelaar te synchroniseren.

[17] De totale vermogensvraag kan wijzigen in de tijd terwijl in eenzelfde période de onderlinge verdeling tussen de uitgangsgedeelten ook verändert. Door het onderbreken of schakelen van beide schakelaars te synchroniseren, worden rimpels in de spanningen ten gevolge van deze schakelingen geminimaliseerd. Dit heeft als voordeel dat de uitgangsspanningen stabieler zijn en een negatieve invloed op de werking van toestellen aangesloten hierop wordt beperkt.

-6BE2017/0080 [18] Volgens een uitvoeringsvorm omvat het geheugenelement een signaalingang, signaaluitgang en stuuringang waarbij;

- de signaalingang is verbonden met de uitgang van de tweede terug koppeling; en

- de signaaluitgang is verbonden met de uitgangsschakelaar; en

- de stuuringang is gekoppeld met de eerste of tweede secundaire uitgang; en waarbij de stuuringang is geconfigureerd om het geheugenelement te sturen op basis van een verandering in spanning in de eerste of tweede secundaire uitgang.

[19] Het geheugenelement is bijvoorbeeld een bistabiele multivibrator, ook wel een flipflop genoemd. Deze flipflop wordt geplaatst tussen de tweede terugkoppeling en de uitgangsschakelaar. Verder wordt hij aangestuurd op basis van een verandering in spanning in de eerste of tweede secundaire uitgang.

[20] Het voordeel van het geheugen is niet alleen dat een eenvoudige en gekende component wordt gebruikt om het onderbreken van de ingangs- en uitgangsschakelaar te synchroniseren, maar ook dat de uitgangsschakelaar enkel zal schakelen wanneer hij niet stroomvoerend is doordat de stuuringang de verandering in spanning meet. Hierdoor beperkt men de schakelverliezen tot een minimum en moet de schakelaar van de tweede terugkoppeling niet worden gedimensioneerd op het onderbreken van grote stroomwaarden. Hierdoor wordt de kostprijs van de terugslagomvormer gereduceerd.

[21] Volgens een uitvoeringsvorm omvat het eerste respectievelijk tweede uitgangsgedeelte een verschilversterker geconfigureerd voor het meten van de afwijking in stroom en/of spanning aan de eerste respectievelijk tweede spanningsuitgang. De verschilversterker of opamp wordt gebruikt om zelfs een kleine variatie in de stroom en/of spanning te meten.

-7BE2017/0080 [22] De verschilversterker in het eerste uitgangsgedeelte kan verder worden geconfigureerd om de eerste uitgangsspanning te meten zodat een afwijking in spanning wordt gemeten. Verder kan de verschilversterker in het tweede uitgangsgedeelte worden geconfigureerd om de afwijking in stroom aan de tweede spanningsuitgang te meten. Volgens een uitvoeringsvorm kan dit bijvoorbeeld gebeuren met behulp van een shuntweerstand.

[23] Bovendien kunnen één of beide verschilversterkers in de uitgangsgedeeltes een afwijking in spanning en/of stroom meten op basis van de gemeten spanning en een eerste respectievelijk tweede referentiespanning. Hierdoor worden de waarden van de uitgangsspanningen niet enkel bepaald door bijvoorbeeld de transformatieverhouding in de spoel, maar kunnen deze verder nog worden ingesteld door de eerste en/of tweede referentiespanning. Deze referentiespanningen kunnen op hun beurt ook nog aanpasbaar zijn om zo een grote flexibiliteit te hebben.

[24] De terugslagomvormer kan verder nog een optocoupler omvatten die geconfigureerd is voor het aansturen van de ingangsschakelaar. Op deze wijze heeft men dan een volledig galvanische scheiding tussen het ingangsgedeelte en beide uitgangsgedeelten.

[25] Volgens een uitvoeringsvorm omvat één en/of beide verschilversterkers in het eerste en/of tweede uitgangsgedeelte verder een integratorcircuit. Hierdoor wordt de alwijking van de spanning en/of stroom over de tijd gemeten. Het voordeel is dat er niet onmiddellijk wordt geanticipeerd op kleine schommelingen, maar dat deze over de tijd wordt uitgemiddeld. Hierdoor heeft men een stabielere werking van de terugslagomvormer en bijgevolg een stabielere waarde van de uitgangsspanningen.

-8BE2017/0080

Korte Beschrijving van de Tekeningen [26] De uitvinding zal nu verder worden beschreven aan de hand van de tekeningen waarin:

[27] Fig. 1 schematisch een terugslagomvormer toont om een ingangsspanning om te vormen naar twee onafhankelijke uitgangsspanningen volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en [28] Fig. 2 schematisch een terugslagomvormer toont omvattende verschillende met elkaar verbonden elektronische componenten volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Beschriivinq van Uitvoeringsvormen [29] Figuur 1 toont schematisch een terugslagomvormer 150 geconfigureerd om een ingangsspanningsbron 100 om te vormen naar twee onafhankelijke uitgangsspanningen V_outi 101 en V_out2 102 volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

[30] De terugslagomvormer 150, ook wel flyback converter genoemd, heeft een ingangsgedeelte 105 waarop de ingangsspanningbron 100 wordt aangesloten. Deze ingangsspanningsbron 100 is bijvoorbeeld een gelijkstroom of een wisselstroom op een industriële netfrequentie, zoals 50Hz of 60Hz. Verder omvat het ingangsgedeelte 105 een ingangsschakelaar 115 en een primaire spoel 111 van een transformator 110. Over de spoel 111 komt de ingangsspanning 100 te staan die dan wordt getransformeerd naar twee spanningen aan de secundaire zijde van de transformator 110: een spanning over een eerste secundaire spoel 112 en een spanning over een tweede secundaire spoel 113.

-9BE2017/0080 [31] De spanningen aan beide secundaire spoelen 112 en 113 worden bepaald door de transformatieverhouding tussen de spoelen in de transformator 110.

[32] De terugslagomvormer 150 heeft verder twee uitgangsgedeelten die elk een secundaire spoel omvatten. Zo omvat het eerste uitgangsgedeelte 106 de secundaire spoel 112 en het tweede uitgangsgedeelte 107 de secundaire spoel 113.

[33] Elk uitgangsgedeelte omvat verder een diode waarbij de diode is aangesloten op de secundaire spoel. Zo is de diode 120 in het eerste uitgangsgedeelte 106 aangesloten op de secundaire spoel 112 en de diode 121 aangesloten op de secundaire spoel 113 van het tweede uitgangsgedeelte 107. Elk uitgangsgedeelte omvat verder een condensator geplaatst tussen de diode en de andere aansluiting van de secundaire spoel. In het uitgangsgedeelte 106 is condensator 109 aangesloten aan de diode 120 en aan de tweede aansluiting van de secundaire spoel 112. Condensator 108 wordt op uniforme wijze aangesloten in het uitgangsgedeelte 107. Over de condensatoren komen dan de onafhankelijke uitgangsspanningen te staan: over condensator 109 staat de eerste onafhankelijke uitgangsspanning V_outi 101 en over condensator 108 staat de tweede onafhankelijke uitgangsspanning V_out2102.

[34] De terugslagomvormer 150 omvat verder een uitgangsschakelaar 116 geplaatst in één van de twee uitgangsgedeelten en tussen een diode en een condensator hiervan. Zo is in figuur 1 schematisch weergegeven dat de uitgangsschakelaar 116 in het tweede uitgangsgedeelte 107 is geplaatst en de verbinding tussen de diode 121 en de condensator 108 kan onderbreken.

[35] De terugslagomvormer 150 omvat verder twee terugkoppelingen: een terugkoppeling voor de regeling van de totale vermogensvraag van de twee uitgangsgedeelten 106 en 107 en een tweede terugkoppeling voor de

-10BE2017/0080 regeling van de vermogensverdeling over deze uitgangsgedeelten 106 en 107.

[36] Voor beide terugkoppelingen worden de spanningen over en/of strömen door de secundaire uitgangen 101 respectievelijk 102 gemeten. Dit is schematisch voorgesteld in figuur 1 door componenten 130 respectievelijk 131 die deze metingen uitvoeren.

[37] De eerste terugkoppeling is geconfigureerd om op basis van de gemeten spanningen en/of strömen door componenten 130 en 131 de ingangsschakelaar 115 aan te sturen. Dit gebeurt door per gemeten spanning en/of stroom deze te vergelijken met een gewenste waarde hiervan en dit per uitgangsgedeelte. Beide afwijkingen worden vervolgens gesommeerd, bijvoorbeeld door een sommator 123. De gesommeerde waarde stuurt dan de ingangsschakelaar 115 aan via een controle-eenheid 117. Het aansturen van de ingangsschakelaar 115 gebeurt in het algemeen aan een schakelfrequentie tussen de 50 tot 150kHz.

[38] Met andere woorden, de eerste terugkoppeling zorgt ervoor dat vanuit de ingangsspanningsbron 100 het totale gevraagde elektrische vermögen voor beide uitgangsgedeelten 106 en 107 wordt geleverd.

[39] De tweede terugkoppeling zal eveneens op basis van de gemeten spanningen en/of strömen door componenten 130 en 131 een schakelaar aansturen, in dit geval de uitgangsschakelaar 116. Hier gebeurt de terugkoppeling op basis van het verschil van de afwijkingen in stroom en/of spanning ten opzichte van een gewenste waarde zodanig dat het totale geleverde vermögen aangestuurd door de eerste terugkoppeling via de tweede terugkoppeling over het eerste 106 en tweede 107 uitgangsgedeelte wordt verdeeld.

[40] Het verschil tussen de spanningen en/of strömen gemeten door componenten 130 en 131 wordt bijvoorbeeld berekend door een differentiator

-11 BE2017/0080

124. De differentiator 124 stuurt dan op zijn beurt een tweede controleeenheid 118 aan die het onderbreken van de uitgangsschakelaar 118 regelt. Ook hier gebeurt dit in het algemeen aan een schakelfrequentie tussen de 50 tot 150kHz.

[41] Door beide terugkoppelingen wordt bijgevolg de ingangsspanning 100 omgevormd tot twee onafhankelijke uitgangsspanningen 101 en 102.

[42] Figuur 2 toont een terugslagomvormer 250 volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding met een verdere detaillering van elektronische componenten die kunnen worden gebruikt voor de eerste en de tweede terugkoppeling.

[43] In Figuur 2 wordt, identiek aan Figuur 1, opnieuw de ingangsspanningsbron 100 getoond, net zoals de ingangsschakelaar 115, de uitgangsschakelaar 116, de transformator 110 omvattende de primaire spoel 111, de twee secundaire spoelen 112 en 113, de condensatoren 108 en 109 en de diodes 120 en 121.

[44] De terugslagomvormer 250 in Figuur 2 omvat verder een operationele versterker 200 en een shuntweerstand 212. Deze operationele versterker 200 en shuntweerstand 212 stemmen overeen met component 131 uit Figuur 1 om, in dit geval, een stroom te meten door de kring in het tweede uitgangsgedeelte 107. Verder omvat deze component een regelbare gelijkspanningsbron 210. Deze regelbare gelijkspanningsbron 210 dient om de gewenste waarde van de uitgangsspanning 102 in te stellen, welke op zijn beurt een gewenste stroom in het tweede uitgangsgedeelte 107 bepaalt. Deze uitgangsspanning is in Figuur 2 voorgesteld als een potentiaalverschil tussen de punten 232 en 233.

[45] Op dit tweede uitgangsgedeelte 107 kunnen dan bijvoorbeeld lichtemitterende diodes 251 worden aangesloten.

-12BE2017/0080 [46] De component 130 in Figuur 1 stemt overeen met de operationele versterker 201 en de spanningsbron 211 in Figuur 2. De operationele versterker 201 meet de uitgangsspanning 101 van het eerste uitgangsgedeelte 106 welke in Figuur 2 is voorgesteld door het potentiaalverschil tussen de punten 230 en 231. In serie met de operationele versterker kan een gelijkspanningsbron 211 worden geplaatst om de gewenste waarde van de uitgangsspanning 101 in te stellen door een regelbare of vaste spanningsbron.

[47] De afwijkingen in stroom gemeten in het tweede uitgangsgedeelte 107 en in spanning gemeten in het eerste uitgangsgedeelte 106 worden gesommeerd door sommator 206. Deze sommator stuurt dan de controleeenheid 211 aan om de onderbrekingen van de ingangsschakelaar 115 te regelen.

[48] Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt tussen de sommator 206 en de controle-eenheid 221 nog een opto-coupler 234 geplaatst. Hierdoor heeft men een galvanische scheiding tussen enerzijds het ingangsgedeelte 105 en anderzijds de twee uitgangsgedeelten 106 en 107.

[49] In de tweede terugkoppeling wordt het verschil tussen de gemeten afwijkingen van de stroom in het tweede uitgangsgedeelte 107 en de gemeten afwijkingen van de spanning in het eerste uitgangsgedeelte 106 gemeten door de verschilversterker 207. Deze verschilversterker stuurt dan het onderbreken van de uitgangsschakelaar 116 aan.

[50] Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er tussen de verschilversterker 207 en de uitgangsschakelaar 116 een geheugenelement geplaatst om het schakelen van de ingangsschakelaar 115 en de uitgangsschakelaar te synchroniseren 116.

- 13BE2017/0080 [51] In Figuur 2 is dit geheugenelement schematisch voorgesteld door flipflop 202. De flipflop 202 heeft een signaalingang 205 waarop de verschilversterker 207 is aangesloten en een signaaluitgang 203 die verbonden is met de uitgangsschakelaar 116. De stuuringang 204 van de flipflop 202 is vervolgens aangesloten met de spoel 112 van de secundaire zijde van de transformator 110. Bij een negatieve flank van de spanning aan de secundaire zijde wordt de flipflop 202 getriggerd. Hierdoor wordt niet alleen het onderbreken van de ingangsschakelaar 115 met de uitgangsschakelaar 116 gesynchroniseerd, maar zorgt er verder voor dat de uitgangsschakelaar 116 het circuit in het tweede uitgangsgedeelte 107 niet onderbreekt wanneer hier stroom door vloeit.

[52] Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kunnen de verschilversterkers 200 en 201 verder een integratorcircuit omvatten. Hierdoor wordt de meting uitgemiddeld over de tijd waardoor de regeling stabieler gebeurt.

[53] Afhankelijk van de toepassing van de terugslagomvormer 250 en in welke type net deze wordt geplaatst, kunnen de punten 230 en/of 232 en/of 234 worden geaard.

[54] Hoewel de onderhavige uitvinding werd geïllustreerd aan de hand van specifieke uitvoeringsvormen, zal het voor de vakman duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de details van de voorgaande illustratieve uitvoeringsvormen, en dat de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd met verschillende wijzigingen en aanpassingen zonder daarbij het toepassingsgebied van de uitvinding te verlaten. De onderhavige uitvoeringsvormen moeten daarom op alle vlakken worden beschouwd als illustratief en niet restrictief, waarbij het toepassingsgebied van de uitvinding wordt beschreven door de bijgevoegde conclusies en niet door de voorgaande beschrijving, en alle wijzigingen die binnen de betekenis en de reikwijdte van de conclusies vallen, zijn hier derhalve mee opgenomen. Er wordt met andere woorden van uitgegaan dat hieronder alle wijzigingen,

-14BE2017/0080 variaties of equivalenten vallen die binnen het toepassingsgebied van de onderliggende basisprincipes vallen en waarvan de essentiële attributen worden geclaimd in deze octrooiaanvraag. Bovendien zal de lezer van deze octrooiaanvraag begrijpen dat de woorden omvattende of omvatten andere elementen of stappen niet uitsluiten, dat het woord een geen meervoud uitsluit, en dat een enkeivoudig element, zoals een computersysteem, een processor of een andere geïntegreerde eenheid de functies van verschillende hulpmiddelen kunnen vervullen die in de conclusies worden vermeld. Eventuele verwijzingen in de conclusies mögen niet worden opgevat als een beperking van de conclusies in kwestie. De termen eerste, tweede, derde, a, b, c en dergelijke, wanneer gebruikt in de beschrijving of in de conclusies, worden gebruikt om het onderscheid te maken tussen soortgelijke elementen of stappen en beschrijven niet noodzakelijk een opeenvolgende of chronologische volgorde. Op dezelfde manier worden de termen bovenkant, onderkant, over, onder en dergelijke gebruikt ten behoeve van de beschrijving en verwijzen ze niet noodzakelijk naar relatieve posities. Het moet worden begrepen dat die termen onderling verwisselbaar zijn onder de juiste omstandigheden en dat uitvoeringsvormen van de uitvinding in staat zijn om te functioneren volgens de onderhavige uitvinding in andere volgordes of oriëntaties dan die beschreven of geïllustreerd in het bovenstaande.

-15BE2017/0080

Claims

CONCLUSIES

1. Terugslagomvormer (150) voor het omvormen van een ingangsspanning (100) naar een eerste (101) en een tweede (102) uitgangsspanning, de terugslagomvormer (150) omvattende:

- een transformator (110) omvattende een primaire ingang (111) en een eerste (112) en tweede (113) secundaire uitgang; en

- een ingangsgedeelte (105) omvattende een spanningsingang voor het aanleggen van de ingangsspanning (100) en een ingangsschakelaar (115) geconfigureerd om een vermogenslevering van de spanningsingang naar de primaire ingang (111) te onderbreken; en

- een eerste (106) en tweede (107) uitgangsgedeelte verbonden met respectievelijk de eerste (112) en de tweede (113) secundaire uitgang en geconfigureerd om respectievelijk de eerste (101) en tweede uitgangsspanning (102) te leveren via een respectievelijk eerste en tweede spanningsuitgang; en waarbij het tweede uitgangsgedeelte (107) een uitgangsschakelaar (116) omvat om een vermogenslevering van de tweede secundaire uitgang (113) naar de tweede spanningsuitgang te onderbreken; en

- een eerste terugkoppeling (130, 131, 123, 117) geconfigureerd om de ingangsschakelaar (115) aan te sturen op basis van een som van afwijkingen in stroom en/of spanning aan de eerste en tweede spanningsuitgang ten opzichte van een gewenste stroom en/of spanning aan de eerste en de tweede spanningsuitgang zodat het ingangsgedeelte (105) een vermögen levert die de som van de afwijkingen compenseert; en

- een tweede terugkoppeling (130, 131, 124, 118) geconfigureerd om de uitgangsschakelaar (116) aan te sturen op basis van een verschil van de afwijkingen in stroom en/of spanning zodat vermögen geieverd door de eerste terugkoppeling over het eerste (106) en het tweede (107) uitgangsgedeelte wordt verdeeld die het verschil van de afwijkingen compenseert.

-16BE2017/0080
2. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 1, verder omvattend een geheugenelement (202) geconfigureerd om het onderbreken van de ingangsschakelaar (115) en de uitgangsschakelaar (116) te synchroniseren.
3. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 2, waarbij het geheugenelement (202) een signaalingang (205), signaaluitgang (203) en stuuringang (204) omvat; en waarbij

- de signaalingang (205) is verbonden met de uitgang van de tweede terugkoppeling (130, 131, 124, 118); en

- de signaaluitgang (203) is verbonden met de uitgangsschakelaar (116); en

- de stuuringang (204) is gekoppeld met de eerste (112) of tweede (113) secundaire uitgang; en waarbij de stuuringang (204) is geconfigureerd om het geheugenelement (202) te sturen op basis van een verandering in spanning in de eerste (112) of tweede (113) secundaire uitgang.
4. Terugslagomvormer (150) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste uitgangsgedeelte (106) een verschilversterker (201) omvat geconfigureerd voor het meten van de afwijking in stroom en/of spanning aan de eerste spanningsuitgang.
5. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 4, waarbij de verschilversterker (201) is geconfigureerd om de eerste uitgangsspanning (101) te meten zodat de verschilversterker (201) de afwijking in spanning aan de eerste spanningsuitgang meet.
6. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 5, waarbij de verschilversterker (201) is geconfigureerd om de afwijking in spanning te meten op basis van de gemeten spanning en een eerste referentiespanning (211).

- 17BE2017/0080
7. Terugslagomvormer (150) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het tweede uitgangsgedeelte (107) een verschilversterker (200) omvat geconfigureerd voor het meten van de afwijking in stroom en/of spanning aan de tweede spanningsuitgang.
8. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 7, waarbij de verschilversterker (200) is geconfigureerd om de tweede uitgangsspanning (102) te meten zodat de verschilversterker (200) de afwijking in stroom aan de tweede spanningsuitgang meet.
9. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 8, waarbij het tweede uitgangsgedeelte (107) een shuntweerstand (212) omvat en de verschilversterker (200) is geconfigureerd om de spanning over de shuntweerstand (212) te meten zodat de verschilversterker (200) de afwijking in stroom aan de tweede spanningsuitgang meet.
10. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 9, waarbij de verschilversterker (200) is geconfigureerd om de afwijking in stroom te meten op basis van de gemeten spanning en een tweede referentiespanning (210).
11. Terugslagomvormer (150) volgens conclusie 6 en 10, waarbij de eerste (211) en/of tweede referentiespanning (210) een aanpasbare spanning is.
12. Terugslagomvormer (150) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste terugkoppeling (130, 131, 123, 117) verder een optocoupler (220) omvat geconfigureerd voor het aansturen van de ingangsschakelaar (115).
13. Terugslagomvormer (150) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de verschilversterker in het eerste en/of tweede uitgangsgedeelte verder een integratorcircuit omvat.

- 18BE2017/0080

150

I

-19BE2017/0080 t\l *

,os

LL

-20BE2017/0080