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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gleichstromquelle gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Eine solche Quelle ist aus dem Artikel "Power factor controller" in "ELECTRONICS WORLD
+ WIRELESS WORLD",
Dec. 1993, Seiten 1034, 1035 bekannt. Außerdem bezieht sich die Erfindung
auf ein Gleichstrom-Versorgungssystem. Im weiteren Sinne betrifft
die Erfindung Gleichstromquellen, wie sie oftmals in Geräten verwendet
werden, für
die eine hohe Zuverlässigkeit
erforderlich ist, etwa ein Bankautomat, ein Servercomputer oder
ein fehlertoleranter Computer.
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Die
Gleichstromleistungsquelle wandelt einen Wechselstrom, der vom Stromversorgungsnetz eingegeben
wird, in einen Gleichstrom um und gibt einen Gleichstrom aus, mit
dem die Leistung zum Betreiben des obengenannten Geräts geliefert
wird. Die Gleichstromleistungsquelle wird in einem Gerät eingesetzt,
für das
eine hohe Zuverlässigkeit
erforderlich ist, wobei zur Erhöhung
oder zur Stabilisierung der Ausgangsleistung oftmals parallelgeschaltete Leistungsversorgungsschaltungen
(Gleichstromleistungsquellen) verwendet werden. Die Gleichstromleistungsquelle
der vorliegenden Erfindung ist für
den Einsatz in redundantem Betrieb geeignet.
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Ein
redundanter Betrieb, in dem Leistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet
sind, wird im Hinblick auf eine Verbesserung (Stabilisierung) des
Ausgangsstrom-Gleichgewichts
verwendet. In 5 ist
eine herkömmliche
Leistungsquelle für
redundanten Betrieb gezeigt. Diese Leistungsquellenschaltung enthält einen
Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 101 zum Umsetzen
einer eingegebenen Wechselspannung (AC-IN) in eine Gleichspannung
sowie einen Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 102 zum Umsetzen
der Gleichspannung, die durch den Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 101 umgesetzt
worden ist und einen instabilen hohen Pegel besitzt, in eine stabile,
konstante Gleichspannung und zum Ausgeben dieser konstanten Gleichspannung. Als
Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer, der die Spannung mit konstantem
Pegel ausgibt, wird ein durch die Ausgangsspannung gesteuerter Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
verwendet, der eine Schaltung für
die Rückkopplungssteuerung
der Ausgangsspannung enthält.
Wenn die Leistungsquellenschaltungen in einer redundanten Konfiguration
verwendet werden, weil die Ausgangsspannung (DC OUT) der gesamten
Leistungsquelle stabilisiert werden soll, ist eine Gleichgewichtssteuerschaltung 103 erforderlich,
die die Ströme
erfaßt, die
von den einzelnen Leistungsquellenschaltungen in redundanter Konfiguration
ausgegeben wird, und die den Ausgangspegel der einzelnen Leistungsquellenschaltungen
in Übereinstimmung
mit den erfaßten Strömen steuert.
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Ein
solcher redundanter Betrieb von Leistungsquellenschaltungen ist
z. B. aus der JP 06-81502 B bekannt.
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Andererseits
besteht ein bei Leistungsquellen angetroffenes großes Problem
darin, einen harmonischen Strom zu unterdrücken, der den Netzstrom stört, und
eine Leistungsfaktorkorrektur zu erzielen.
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Eine
Unterdrückung
der Harmonischen ist z. B. in der JP 04-243058 A offenbart. Gemäß dieser
offenbarten Technik ist auf seiten des Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers der Leistungsquelle
eine Eingangsstrom-Korrekturschaltung vorgesehen, in der eine Wechselspannung
mittels eines Vollwellengleichrichters gleichgerichtet und anschließend einer
Spannungstransformation durch einen Umsetzer des Spannungserhöhungstyps
unterworfen wird und in der die Impulsbreite der Wechselspannung
in der Weise gesteuert wird, daß die
Form des Ausgangsstroms zu derjenigen der Eingangsspannung analog
wird. (Im allgemeinen ist die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung
auf ähnliche
Weise konstruiert, wobei ihre Ausgangsspannung ungefähr 360 Volt
beträgt.
Im Prinzip kann diese Leistungsfaktor-Korrekturschaltung mit Eingangswechselspannungen
des 100-Volt-Systems und des 200-Volt-Systems versorgt werden, weshalb
die Einstellung des Ausgangs des Spannungserhöhungsumsetzers auf ungefähr 360 Volt
wirksam ist.)
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Wenn
daher eine Verbesserung des Leistungsfaktors in der Leistungsquelle
erwünscht
ist, in der ein redundanter Betrieb auf der Grundlage einer Parallelschaltung
ausgeführt
wird, muß die
Eingangsstrom-Korrekturschaltung zum Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 101 hinzugefügt werden,
wodurch das Problem entsteht, daß der Schaltungsaufbau kompliziert
wird und daß die
Kosten der Leistungsquelle entsprechend ansteigen.
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Aus
dem eingangs genannten Artikel "Power factor
controller" ist
eine Stromquelle bekannt, die einen Vollwellengleichrichter, einen
Zerhacker mit einem Kondensator und einen weiteren Wandler aufweist.
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Aus
dem Artikel "Ein
primärgetaktetes
Ladegerät
mit sinusförmigem
Eingangsstrom" von
A. Dmowski und C. Schwarz in "der
elektroniker", Nr. 3/1987,
Seite 95–99.
ist ein Ladegerät
bekannt, das Netzwechselspannung zunächst gleichrichtet und dann über einen
Zerhacker hochtransformiert. Ein daran anschließender Wechselrichter weist
Schalttransistoren sowie einen Anpaß- und Trenntransformator auf.
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Der
Wechselrichter wird extern angesteuert.
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Aus
der JP-58-151868 A ist ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler bekannt,
der intern einen Wechselrichter aufweist. Der Wechselrichter umfaßt zwei
Transistoren sowie einen Transformator. Die Transistoren werden
nach Maßgabe
von Eigenschwingungen im Wechselrichter angesteuert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Gleichstromquelle anzugeben, die bei
einfachem Aufbau rückwirkungsarm
und für
redundanten Aufbau geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Um
mit einer billigen Gleichstromleistungsquelle mit reduzierter Anzahl
von Bauteilen einen redundanten Betrieb zu erzielen, ist jede Leistungsversorgungsschaltung
erfindungsgemäß folgendermaßen konstruiert:
Jede Leistungsquellenschaltung enthält in Kombination einen Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
(einen Umsetzer, der einen Zerhacker enthält, der durch den der Eingangsspannung
folgenden Strom gesteuert wird) für die Steuerung der Form eines
Eingangswechselstroms in der Weise, daß sich diese Form des Stroms der
Form der Eingangswechselspannung annähert, für die Umsetzung der Eingangswechselspannung
in eine stabilisierte Gleichspannung und für die Ausgabe dieser Gleichspannung
sowie einen selbstlaufenden Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umsetzer (einen selbstlaufenden
DC-DC-Wandler des Stromrückkopplungstyps)
für die
Umsetzung der vom Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer ausgegebenen
Gleichspannung in eine Gleichspannung mit vorgegebenem Wert oder
Pegel und für
die Ausgabe der Gleichspannung mit vorgegebenem Pegel.
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Mit
jeder wie oben konstruierten Leistungsquellenschaltung kann eine
Stabilisierung ihrer Ausgangsspannung unter Verwendung der Spannungsstabilisierungsfunktion
des stromgesteuerten Zerhackers erzielt werden, ferner kann ein
Stromgleichgewicht zwischen den einzelnen Leistungsquellenschaltungen
während
des Parallelbetriebs unter Verwendung der Selbstausgleichsfunktion
aufgrund eines Impedanzabfalls im selbstlaufenden DC-DC-Wandler
erzielt werden.
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Der
Anmelder hat durch Experimente festgestellt, daß mit dieser Leistungsquellenvorrichtung eine
hochzuverlässige
Leistungsquelle erhalten werden kann.
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Durch
Parallelschalten der Leistungsquellenschaltungen in der Weise, daß sie für einen
redundanten Betrieb geeignet sind, kann mit einem billigen System,
bei dem die Anzahl der Bestandteile reduziert ist, ein stabiler
Ausgang erzeugt werden.
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Der
Wechselspannungs/Wechselspannungs-Umsetzer für die Steuerung der Form eines Eingangswechselstroms
in der Weise, daß sich
diese Form an diejenige der Eingangswechselspannung annähert, enthält eine
Gleichrichterschaltung für
eine Vollwellengleichrichtung der Eingangswechselspannung, eine
Umsetzerschaltung, die an die Gleichrichterschaltung angeschlossen
ist, um eine von der Gleichrichterschaltung ausgegebene Gleichspannung
in eine Gleichspannung mit vorgegebenem Pegel umzusetzen, sowie
eine Steuerschaltung für
die Steuerung der Umsetzerschaltung, die diese dazu veranlaßt, die
Form des Eingangswechselstroms an die Form der Eingangswechselspannung
anzunähern.
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Erfindungsgemäß ist die
Steuerschaltung, die im Stand der Technik notwendig ist, um die
Ausgangsströme
der Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer im Gleichgewicht zu
halten, nicht erforderlich. Außerdem
wird auch die Rückkopplungssteuerschaltung
für die
Stabilisierung der Ausgangsspannung jedes Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers beseitigt,
was zur Reduzierung der Bestandteile beiträgt.
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Wenn
die erfindungsgemäße Gleichstromleistungsquelle
beispielsweise in einem Bankautomaten verwendet wird, umfaßt sie zusätzlich zur Gleichstromversorgung
eine Batterieeinheit, wobei durch Verwenden einer größeren Anzahl
von Batterieladegeräten
als üblicherweise
erforderlich ein Gleichstromversorgungssystem geschaffen werden kann,
dessen Zuverlässigkeit
verbessert ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
Gleichstromquelle in redundanter Konfiguration gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Ausgangsstrom/Ausgangsspannungs-Kennlinie der in 1 gezeigten
Gleichstromquelle;
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3 Einzelheiten
der in 1 gezeigten Gleichstromquelle;
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4 ein
System, in dem die erfindungsgemäße Gleichstromquelle
angewendet wird; und
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5 die
bereits erwähnte
herkömmliche Gleichstromquelle
in redundanter Konfiguration.
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In 1 ist
eine Konfiguration einer Gleichstromquelle gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, in der Gleichstrom-Quellenschaltungen
zueinander parallel geschaltet sind. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen AC-IN eine Eingangswechselspannung. Im allgemeinen
wird eine Wechselspannung von 100 Volt mit 50 Hz oder von 200 Volt
mit 60 Hz angelegt. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
mit Eingangsstromkorrektur bezeichnet. Seine Einzelheiten werden
später
mit Bezug auf 3 beschrieben. Dieser Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
gibt eine stabilisierte Gleichspannung (von ungefähr 360 Volt)
e1 aus. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein selbstlaufender
Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer bezeichnet, der die Spannung
e1 empfängt und
eine isolierte, notwendige Spannung V0 liefert. Seine Einzelheiten
werden später
mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Wenn
die Ausgangsleistung erhöht
werden soll, werden die einzelnen Leistungsquellenschaltungen mit
ihren Wechselspannungseingangsanschlüssen und mit ihren Gleichspannungsausgangsanschlüssen parallelgeschaltet,
um einen redundanten Betrieb zu ermöglichen. In 1 sind
beispielhaft zwei Schaltungen zueinander parallel geschaltet, es kann
jedoch auch eine größere Anzahl
von Schaltungen parallelgeschaltet sein. Mit dem Bezugszeichen 3 ist
eine Diode bezeichnet, die Verbesserungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit
und der Wartung gewährleistet.
Diese Diode spielt im redundanten Betrieb eine wirksame Rolle.
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In
dieser Konfiguration kann ein paralleler, redundanter Betrieb mit
einem oder mehreren Gleichrichtern ausgeführt werden, die in Vorwärtsrichtung
mit dem Ausgang jeder Quellenschaltung in Serie geschaltet sind.
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In
der in 1 gezeigten Konfiguration wird die Ausgangsspannung
e1 des Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers 1 mit Eingangsstromkorrektur
mittels einer Steuerschaltung (20 in 3),
die im Umsetzer 1 enthalten ist, rückgekoppelt und stabilisiert,
so daß selbst
dann eine konstante Spannung ausgegeben werden kann, wenn sich die
Eingangsspannung oder der Eingangsstrom verändert. In dem selbstlaufenden
Gleichstrom/Gleichstrom-Umsetzer 2 wird
die Gleichspannung e1 in eine hochfre quente Wechselspannung umgesetzt, welche
durch einen hochfrequenten Leistungstransformator einer Spannungstransformation
unterworfen wird, wobei diese transformierte Spannung gleichgerichtet
und geglättet
wird, so daß eine Gleichspannung
ausgegeben wird. Der selbstlaufende Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 hat
nicht die Funktion der Stabilisierung der Ausgangsspannung, sondern
lediglich die Funktion der Spannungstransformation. Daher ist sein
innerer Aufbau sehr einfach.
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Nun
werden mit Bezug auf 3 Einzelheiten der Gleichstromleistungsquelle
beschrieben.
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In 3 bezeichnet
das Bezugszeichen 11 einen Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
mit Eingangsstromkorrektur, während
das Bezugszeichen 12 einen selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 bezeichnet. Diese
Umsetzer werden der Reihe nach beschrieben, wobei mit dem Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
mit Eingangsstromkorrektur begonnen wird.
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Von
einem Wechselspannungs-Eingangsanschluß (AC-IN) 13 wird
eine Eingangswechselspannung eingegeben und durch einen Gleichrichter
(D1 bis D4) 14 einer Vollwellengleichrichtung unterzogen. Ein
Transistor (Q1) 15, eine Reaktanzspule (L1) 16, ein
Kondensator (C2) 17, ein Kondensator (C3) 18 und
eine Diode (D5) 19 bilden eine Spannungserhöhungs-Zerhackerschaltung.
Diese Spannungserhöhungs-Zerhackerschaltung
ist eine wohlbekannte Umsetzerschaltung, in der Energie in der Reaktanzspule 16 gespeichert
wird, indem der Transistor 15 auf Durchlaß geschaltet
wird, und die gespeicherte Energie über die Diode 19 zu
den Kondensatoren 17 und 18 bewegt wird, während der
Transistor 15 sperrt.
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Die
Durchlaß-
und Sperrperioden des Transistors 15 werden durch eine
Steuerschaltung 20 bestimmt. In die Steuerschaltung 20 werden
eine vollwellengleichgerichtete Spannung, die an einen Kondensator
(C1) 21 angelegt wird, Gleichspannungen, die an die Kondensatoren 17 und 18 angelegt
werden, sowie eine an einem Widerstand (R1) 22 angelegte
Spannung, d. h. eine Spannung, die das Ergebnis der Umsetzung des
Emitterstroms des Transistors 15 ist, eingegeben.
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Auf
der Grundlage dieser Eingangsspannungen steuert die Steuerschaltung 20 den
Transistor 15 in der Weise in den Durchlaßzustand
oder in den Sperrzustand, daß die
Form des Eingangsstroms (die tatsächlich die Form eines geglätteten Stroms ist,
die sich aus der Glättung
eines Sägezahnstroms durch
den Kondensator 21 ergibt) zur Eingangswechselspannung
analog ist, wobei die Werte der an die Kondensatoren 17 und 18 angelegten
Gleichspannungen konstant gehalten werden.
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Weiterhin
führt die
Steuerschaltung 20 eine Steueroperation aus, um zu verhindern,
daß die
an den Widerstand 22 angelegte Spannung übermäßig groß wird (mit
anderen Worten, um sicherzustellen, daß die Ausgangs- und Eingangsströme dieser
Leistungsversorgungsvorrichtung nicht übermäßig groß werden).
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Nun
wird der selbstlaufende Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 12 beschrieben. Der
in 3 gezeigte selbstlaufende Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
ist ein selbstlaufender DC-DC-Wandler des Stromrückkopplungstyps.
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Die
Transistoren (Q3) 23 und (Q4) 24 werden durch
den Einfluß eines
Sättigungsphänomens eines sättigbaren
Transformators (T1) 25 abwechselnd in den Durchlaßzustand und
in den Sperrzustand versetzt. Genauer, wenn der Transistor 23 im
Durchlaßzustand
ist, wird an einem Ende einer Wicklung eines sättigbaren Transformators 25,
das an die Basis des Transistors 23 angeschlossen ist und
das durch eine Polaritätsmarkierung
gekennzeichnet ist, ein positives Potential erzeugt, wodurch der
Transistor 23 im Durchlaßzustand gehalten wird. In
diesem Zeitpunkt bewirkt ein Basisstrom, daß vom Emitter des Transistors 23 über den
sättigbaren
Transformator 25 an einen Transformator (T2) 26 ein
Strom oder ein Laststrom fließt,
wodurch die Wirkung eines Stromtransformators erzielt wird. Der
Transformator 25 hält
diesen Zustand so lange, bis sein Kern gesättigt ist, wobei in dem Zeitpunkt,
in dem diese Sättigung
eintritt, die Polarität
durch eine Triggerwirkung invertiert wird.
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Durch
die obige Operation dient eine Spannung über dem Kondensator 17 als
Eingangsspannung an den Transformator 26, wenn der Transistor 23 im
Durchlaßzustand
ist, wobei umgekehrt eine Spannung über dem Kondensator 18 als
Eingangsspannung an den Transformator 26 dient, wenn der Transistor 24 im
Durchlaßzustand
ist. Ein Kondensator (C4) 27 wirkt dahingehend, daß ein Gleichstrom
in den Transformator 26 verhindert wird und daß nur eine
sehr geringe Wechselspannung angelegt wird.
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Eine
Spannung an der Sekundärseite
des Transformators 26 wird durch einen Gleichrichter (D6,
D7) 28 und durch einen Kondensator (C5) 29 gleichgerichtet
und geglättet
und in Form einer Gleichspannung ausgegeben. In diesem Schaltbild sind
der innere Aufbau der Steuerschaltung und ein Teil der Schaltung
wie etwa eine Startschaltung für den
selbstlaufenden Invertierer und ein Stromstöße absorbierender Dämpfer nicht
dargestellt.
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Für die Leistungsquellenvorrichtung
mit einem Ausgang von 300 W und 48 V, die wie oben konstruiert ist,
hat sich gezeigt, daß ein
Impedanzabfall δ des
Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers 10 % beträgt und daß eine Parallelschaltung
mit einem Ausgangsstrom-Ungleichgewicht innerhalb eines Bereichs
von 20 % erzielt werden kann. Die Ausgangsspannungsfehlertoleranz
beträgt
ungefähr
6 %, was für
eine Spannungsstabilitätseigenschaft
eines Gleichstromleistungsbusses ein zufriedenstellender Wert ist.
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Wenn
in der in 1 gezeigten Konfiguration zwei
Schaltungen parallelgeschaltet sind, arbeiten sie auf die in 2 graphisch
dargestellte Weise. In 2 ist auf der Abszisse der Strom
aufgetragen, während
auf der Ordinate die Spannung aufgetragen ist. Zwei selbstlaufende
Gleichstrom/Gleichstrom-Umsetzer 2 sind parallelgeschaltet,
wobei dann, wenn jeder Umsetzer für sich arbeitet, d. h. wenn
die Parallelschaltung nicht vorhanden ist, Ausgangskennlinien erhalten
werden, wie sie durch die durchgezogenen Linien gezeigt sind.
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Der
selbstlaufende Gleichstrom/Gleichstrom-Umsetzer 2 hat nicht
die Funktion der Stabilisierung der Ausgangsspannung, so daß er eine
sogenannte Impedanzabfall-Kennlinie besitzt, bei der bei ansteigendem
Ausgangsstrom die Ausgangsspannung abnimmt. Die Ausgangsspannungen
(einschließlich
des jeweiligen obenerwähnten
Impedanzabfalls) sind zu den Eingangsspannungen e1 und en proportional,
weshalb dann, wenn die Eingangsspannungen e1 und en nicht gleich
sind, die entsprechenden Ausgangsspannungen relativ zueinander verschoben
werden und zwei im wesentlichen geradlinige durchgezogene Linien
wie in 2 gezeigt erhalten werden.
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Nun
wird unter erneuter Bezugnahme auf 1 wiederum
die Parallelschaltung betrachtet. Wenn die selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 parallelgeschaltet
sind, wird eine diesen Umsetzern 2 gemeinsame Ausgangsspannung
V0 erzeugt, wobei ein Ausgangsstrom I0 die Summe der Ausgangsströme I1 und
In der jeweiligen selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 ist.
Mit anderen Worten, diese Umsetzer stabilisieren einen Arbeitspunkt,
der in 2 durch eine Strichlinie gezeigt ist.
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Diese
Beziehung kann mathematisch folgendermaßen ausgedrückt werden: Hierbei ist eine
Impedanz, die eine Ursache für
den obenerwähnten
Impedanzabfall ist, durch R0 definiert, wobei angenommen wird, daß die beiden
selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 dieselbe Impedanz
R0 besitzen, ferner ist auch das Spannungstransformationsverhältnis A
der beiden selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 2 gleich. V0 = e1·A – I1·R0 = en·A – In·R0, (1) In/I1 = 1 – ((e1 – en)·A)/(R0·I1), (2)
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Wenn
(e1 – en)/e1
eine Ausgangsspannungsabweichung Δ ist
und (R0·I1)/(e1·A) ein
Impedanzabfall δ ist,
gilt: In/I1 = 1 – Δ/δ. (3)
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Das
Stromungleichgewicht während
der Parallelschaltung ist durch das Verhältnis zwischen der Ausgangsspannungsabweichung Δ des Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers 1 mit
Eingangsstromkorrektur und dem Impedanzabfall δ des selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzers 2 bestimmt.
Daher kann durch geeignete Einstellung dieses Verhältnisses
eine beabsichtigte Stromaufteilung während der Parallelschaltung
bestimmt werden.
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Oben
ist eine Beschreibung anhand zweier parallelgeschalteter Schaltungen
gegeben worden, eine Stromaufteilung kann jedoch auf der Grundlage des
gleichen Prinzips auch für
eine größere Anzahl von
parallelgeschalteten Schaltungen erhalten werden.
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4 zeigt
ein Leistungsversorgungssystem, auf das eine Leistungsquellenvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet ist.
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In 4 entspricht
ein N+1-Vorumsetzer 30 der in 1 gezeigten
Leistungsquellenvorrichtung, die z. B. drei Leistungsquellenschaltungen
enthält.
In diesem Leistungsversorgungssystem wird eine von einem Leistungsversorgungsstecker 37 eingegebene Wechselspannung
mittels des N+1-Vorumsetzers 30 in eine stabile Gleichspannung
von 48 Volt umgesetzt, wobei die Gleichspannung an einen DC48V-Bus 38 ausgegeben
wird. Die ausgegebene 48-Volt-Gleichspannung
wird für
einen mechanischen Betrieb wie etwa die Drehung eines Motors in einem
Bankautomaten oder einem Server verwendet. Der DC48V-Bus 38 ist
seinerseits an eine Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzergruppe 31 sowie
an eine Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzergruppe 32 angeschlossen.
Die Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzergruppe 31 setzt
die 48-Volt-Gleichspannung in eine Gleichspannung von 5 Volt um.
Die Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzergruppe 32 setzt die
48-Volt-Gleichspannung
in eine Gleichspannung von 3,3 Volt um. Das System wie oben beschrieben kann
Gleichspannungen für
verschiedene Anwendungen an Geräte
liefern.
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Mit
der Wechselspannungseingangsseite sind zwei Gruppen von Batterien 34 und
Batterieladegeräten 33 verbunden.
Eine Leistungsquellen-Steuereinrichtung 36 überwacht
die eingegebene Spannung, wobei dann, wenn die Versorgung mit ausreichender
Leistung nicht aufrechterhalten werden kann, die Batterien von der
Leistungsquellen- Steuereinrichtung 36 so gesteuert werden,
daß sie
Leistung liefern. Wenn die mit dem vorliegenden Leistungsversorgungssystem
verbundenen Vorrichtungen N Leistungsquellenschaltungen des Vorumsetzers 30,
M Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 31, P Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer 32 und
L Batterieladeeinheiten 35 während des Normalbetriebs erfordern,
wird die jeweilige Anzahl dieser Komponenten um Eins erhöht, um eine
höhere
Zuverlässigkeit
zu sichern.
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Wie
oben beschrieben, kann unter Verwendung der Wechselspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
mit Eingangsstromkorrektur und der selbstlaufenden Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer
in einer einfachen Kombination ein billiges Leistungsversorgungssystem
geschaffen werden, das die Unterdrückung von Harmonischen ermöglicht.