DE4124616A1

DE4124616A1 - DC=DC converter operating at two switching frequencies - measures currents drawn by two transistor switching regulators, and adjusts higher frequency to minimise average deviation

Info

Publication number: DE4124616A1
Application number: DE19914124616
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Albach
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1993-01-28

Abstract

The resistive load (9) and a smoothing capacitor (10) are connected to the output terminals (7, 8) of a transistor switching circuit (1) with a series inductor (4) and output rectifier (6). A second circuit (13) supplying much less power is switched at a significantly higher frequency and connected selectively to the same load (9) or another one (26). Its current (I2) corresponds on average to the difference between a set-point (29) and the instantaneous value of the major current (I1) measured (21) for comparison (27). ADVANTAGE - DC source is loaded with min. disturbing currents and its output is utilised as fully as possible.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Speisen wenigstens einer Last aus einer eine Gleich spannung abgebenden Quelle.The invention relates to a circuit arrangement to feed at least one load from a same voltage source.

Aus der DE-OS 36 12 380 ist eine Schaltungsanordnung zur Verringerung eines in einer Last hervorgerufenen Stör stromes bekannt. Die Frequenz des Störstromes ist in der dort beschriebenen Schaltungsanordnung wesentlich höher als die des Stromes einer Speisespannungsquelle, die mit der Last gekoppelt ist. Zur Verringerung des Störstromes ist eine Kompensationsschaltung vorgesehen, die eine in die Zuleitungen zwischen der Last und der Speisespannungs quelle angeordnete parallel geschaltete Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer gesteuerten Signalquelle enthält. Die Signalquelle liefert einen Strom durch den Kondensator, der von einem aus dem Störstrom abgeleiteten Steuersignal abhängig ist und dessen Größe und Phase so bemessen ist, daß der Störstrom größtenteils durch den Kondensator fließen kann.From DE-OS 36 12 380 is a circuit arrangement for Reduction of interference caused in a load Stromes known. The frequency of the interference current is in the circuit arrangement described there is significantly higher than that of the current of a supply voltage source that with the load is coupled. To reduce the interference current a compensation circuit is provided, the one in the supply lines between the load and the supply voltage source arranged in parallel series connection from a capacitor and a controlled signal source contains. The signal source delivers a current through the Capacitor derived from one of the interference current Control signal is dependent and its size and phase so is dimensioned that the interference current largely through the Condenser can flow.

Ein derartiger Kondensator stellt einen Störstromkurz schluß dar, durch den parallel zu vorzugsweise einem Schaltnetzteil, durch das die Last gespeist wird, Kompen sationsströme derart fließen, daß die Summe aus dem vom Schaltnetzteil aufgenommenen Strom und dem Kompensations strom möglichst exakt dem von der Spannungsquelle auf zu nehmenden Strom entspricht. Dabei handelt es sich üblicherweise um einen Gleichstrom aus einer Konstant spannungsquelle oder um einen sinusförmigen Strom aus einem Stromversorgungsnetz. Such a capacitor shortens an interference current conclusion, by the parallel to preferably one Switching power supply through which the load is fed, Kompen sationsstrom flow such that the sum of the from Switched-mode power supply and the compensation current as exactly as possible from the voltage source corresponding current. It is about usually a direct current from a constant voltage source or a sinusoidal current a power supply network.

Durch die bekannte Schaltungsanordnung ist zwar eine Verringerung der von der Last hervorgerufenen Störströme möglich. Die über den Kondensator geleiteten Kompen sationsströme sind jedoch für die Speisung der Last nicht nutzbar, so daß die durch sie übertragene Leistung in der Leistungsbilanz verloren geht.Due to the known circuit arrangement is a Reduction of interference currents caused by the load possible. The Kompen conducted over the capacitor However, station currents are not for supplying the load usable so that the power transmitted through them in the Current account is lost.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zum Speisen wenigstens einer Last aus einer eine Gleich spannung abgebenden Quelle zu schaffen, die einerseits diese Quelle nur mit möglichst geringen Störströmen belastet und andererseits eine hohe Leistungsausbeute aufweist, d. h. die der Quelle entnommenen Leistungen bzw. Ströme möglichst vollständig der Last zuführt.The invention has the task of a circuit arrangement to feed at least one load from a same to create tension-giving source, on the one hand this source only with the lowest possible interference currents burdened and on the other hand a high performance yield has, d. H. the services taken from the source or Currents supply the load as completely as possible.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Schaltungs anordnung der vorstehend genannten Art ausgestattet ist mit einem ersten Hochsetzsteller, der mit einer ersten Schaltfrequenz betrieben wird und über den aus der Quelle ein erster Speisestrom wenigstens einer der Lasten zuführ bar ist, einem zweiten Hochsetzsteller, der mit einer gegenüber der ersten Schaltfrequenz wesentlich höheren zweiten Schaltfrequenz betrieben wird und über den aus der Quelle ein zweiter Speisestrom wenigstens einer der Lasten zuführbar ist, sowie einer Steuerschaltung zum Nachsteuern der zweiten Schaltfrequenz derart, daß der zweite Speise strom im Mittel der Differenz zwischen einem vorgegebenen Wert und dem Augenblickswert des ersten Speisestromes entspricht und die Abweichungen des zweiten Speisestromes von dieser Differenz klein gegen deren Maximalwert sind.This object is achieved in that a circuit arrangement of the type mentioned above is equipped with a first step-up converter, with a first Switching frequency is operated and via the source supply a first feed current to at least one of the loads bar, a second step-up converter with a compared to the first switching frequency much higher second switching frequency is operated and from which Source a second supply current of at least one of the loads can be fed, and a control circuit for readjustment the second switching frequency such that the second food current on average the difference between a given Value and the instantaneous value of the first supply current corresponds and the deviations of the second feed current of this difference are small compared to their maximum value.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß bei einem Schaltnetzteil vom Typ eines Hochsetzstellers bereits in Abhängigkeit von der Dimensionierung der Schaltungsanordnung ein kontinuierlicher Eingangsstrom, der konstant oder auch sinusförmig sein kann, mit über lagertem, hochfrequentem Störstrom fließt, dessen Amplitude wesentlich kleiner ist als die Amplitude bzw. der Konstantwert des Eingangsstromes. Dies wird bei einem Hochsetzsteller, bei dem die darin enthaltene Spule dauernd mit der Quelle verbunden ist, so daß der kontinuierliche Spulenstrom den der Quelle entnommenen Strom bildet, im wesentlichen dadurch erreicht, daß das Produkt aus Spuleninduktivität und Schaltfrequenz des Zerhackerschalters so groß gewählt wird, daß sich bei der gewünschten Ausgangsleistung der kontinuierliche, d. h. nicht lückende Spulenstrom ergibt. Als Störströme treten dann lediglich die Stromschwankungen auf, die durch wechselweises Ein- und Ausschalten des Zerhackerschalters des Hochsetzstellers entstehen.The invention takes advantage of the knowledge that at a step-up converter type power supply already depending on the dimensioning of the Circuit arrangement a continuous input current, which can be constant or sinusoidal, with over stored, high-frequency interference current flows, the Amplitude is significantly smaller than the amplitude or the constant value of the input current. This will be with one Step-up converter, in which the coil contained therein is permanently connected to the source, so that the continuous coil current taken from the source Electricity forms, essentially achieved in that the Product of the coil inductance and switching frequency of the Chopper switch is chosen so large that the desired output power of continuous, d. H. non-gap coil current results. Occur as interference currents then only the current fluctuations caused by alternate switching on and off of the chopper switch of the step-up converter arise.

Erfindungsgemäß wird durch den zweiten Hochsetzsteller ein Strom geführt, der im Idealfall der Differenz zwischen einem vorgegebenen Wert und dem Augenblickswert des ersten Speisestromes durch den ersten Hochsetzsteller entspricht. Der vorgegebene Wert kann dabei ein konstanter Wert oder auch ein sinusförmiger Strom- bzw. Spannungsverlauf sein. Um der Schwierigkeit zu begegnen, mit einem zweiten Hoch setzsteller einfacher Bauart die im ersten Hochsetzsteller bei der ersten Schaltfrequenz auftretenden Stromverläufe exakt mit umgekehrtem Vorzeichen nachzubilden, wird der zweite Hochsetzsteller mit einer gegenüber der ersten Schaltfrequenz wesentlich höheren zweiten Schaltfrequenz betrieben. Der zweite Speisestrom über den zweiten Hoch setzsteller wird dann mit wesentlich größeren zeitlichen Änderungen in einem eng begrenzten Toleranzfeld um den durch den ersten Speisestrom bzw. dessen Abweichungen vom idealen Wert vorgegebenen Sollwert gesteuert. Die Summe der beiden Speiseströme ergibt dann eine Auslöschung der Schwankungen des ersten Speisestromes bei der ersten Schaltfrequenz, so daß lediglich die Schwankungen des zweiten Speisestromes innerhalb des genannten Toleranz feldes die Quelle belasten. Diese Schwankungen können aber so gering gehalten werden, daß sie mit Netzfiltern einfacher Ausführung und geringer Dimensionierung unter drückt werden können.According to the invention, the second step-up converter sets one Current led, which is ideally the difference between a predetermined value and the instantaneous value of the first Feed currents through the first step-up converter corresponds. The specified value can be a constant value or also be a sinusoidal current or voltage curve. To face the difficulty, with a second high simple converter type in the first step-up converter current profiles occurring at the first switching frequency to reproduce exactly with the opposite sign, the second step-up converter with one compared to the first Switching frequency much higher second switching frequency operated. The second feed stream over the second high setter is then with much larger temporal Changes in a narrowly defined tolerance area around the by the first feed current or its deviations from the ideal value predetermined setpoint controlled. The sum of the two feed streams then results in an extinction of the Fluctuations in the first feed current in the first Switching frequency, so that only the fluctuations of the second supply current within the stated tolerance field burden the source. However, these fluctuations can be kept so low that with line filters simple design and small dimensions under can be pressed.

Vorzugsweise ist jeder Hochsetzsteller wenigstens mit einer Spule und einem Schalttransistor in einer mit Anschlüssen der Quelle verbundenen Reihenschaltung ausge bildet. Parallel zu dem Schalttransistor bzw. den Schalt transistoren ist die Last bzw. sind die Lasten über je eine Diode angeschlossen. Wegen der geringen Amplitude des zweiten Speisestromes und dessen höherer Frequenz kann bevorzugt die Spule des zweiten Hochsetzstellers eine wesentlich geringere Induktivität aufweisen als die Spule des ersten Hochsetzstellers. Dadurch wird der durch den zweiten Hochsetzsteller gegebene Schaltungsaufwand gering.Each step-up converter is preferably at least included a coil and a switching transistor in one with Connections of the source connected series connection out forms. In parallel to the switching transistor or the switching transistors is the load or are the loads above each a diode connected. Because of the low amplitude of the second supply current and its higher frequency can preferably the coil of the second step-up converter is one have much lower inductance than the coil of the first step-up converter. This means that the given the second step-up converter circuit complexity low.

Über die unterschiedlichen Hochsetzsteller können sowohl dieselben wie auch unterschiedliche Lasten gespeist werden. Beispielsweise kann eine gemeinsame Last durch beide Hochsetzsteller gespeist werden; in einer anderen Ausgestaltung können die beiden Hochsetzsteller aber auch völlig voneinander getrennte Lasten speisen. Auch der gesonderte oder gemeinsame Anschluß mehrerer Lasten an die Hochsetzsteller ist möglich.The different step-up converters can both fed the same as well as different loads will. For example, a shared load can go through both boost converters are fed; in another The two step-up converters can also be configured feed completely separate loads. Also the separate or joint connection of several loads to the Step-up converter is possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 ein Schaltungsschema des Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 1 is a circuit diagram of the embodiment of the invention,

Fig. 2 schematische Strom- und Spannungsverläufe bei einem Hochsetzsteller aus Fig. 1, Fig. 2 is a schematic current and voltage waveforms in a boost converter of FIG. 1,

Fig. 3 schematische Stromverläufe in der Schaltungs anordnung nach Fig. 1. Fig. 3 is a schematic current waveforms in the circuit arrangement of FIG. 1.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt einen ersten Hochsetzsteller 1, der zwischen zwei Eingangsanschlüssen 2 bzw. 3 eine Reihenschaltung aus einer Spule 4 und einem elektronischen Schalter 5 aufweist. Ein Verbindungspunkt zwischen der Spule 4 und dem elektronischen Schalter 5 ist mit der Anode einer Diode 6 verbunden, deren Kathode mit einem ersten Ausgangsanschluß 7 des Hochsetzstellers 1 verbunden ist, wohingegen ein zweiter Ausgangsanschluß 8 des ersten Hochsetzstellers 1 unmittelbar mit dessen zweitem Eingangsanschluß 3 verbunden ist. An die Ausgangs anschlüsse 7, 8 des ersten Hochsetzstellers 1 ist eine im vorliegenden Fall durch einen ohmschen Widerstand symboli sierte Last 9 angeschlossen, zu der parallel ein Glättungskondensator 10 liegt.The exemplary embodiment according to FIG. 1 shows a first step-up converter 1 , which has a series connection of a coil 4 and an electronic switch 5 between two input connections 2 and 3, respectively. A connection point between the coil 4 and the electronic switch 5 is connected to the anode of a diode 6 , the cathode of which is connected to a first output connection 7 of the step-up converter 1 , whereas a second output connection 8 of the first step-up converter 1 is directly connected to its second input connection 3 . To the output connections 7 , 8 of the first step-up converter 1 , a load 9 symbolized in the present case by an ohmic resistor is connected, to which a smoothing capacitor 10 is connected in parallel.

Dem ersten Hochsetzsteller 1 wird von Anschlüssen 11, 12, an die eine nicht dargestellte Quelle eine Gleich spannung UI liefert, ein erster Speisestrom I1 als Teil eines der Quelle entnommenen Gesamtstromes I zugeführt. Der erste Speisestrom I1 wird durch den Schaltbetrieb des elektronischen Schalters 5 mit der ersten Schaltfrequenz in an sich bekannter Weise erzeugt. Fig. 2 zeigt dazu schematisch einige Zeitdiagramme mit den im ersten Hoch setzsteller 1 auftretenden Strömen und Spannungen.The first step-up converter 1 is supplied with connections 11 , 12 to which a source (not shown) supplies a direct voltage UI, a first supply current I 1 as part of a total current I taken from the source. The first supply current I 1 is generated by the switching operation of the electronic switch 5 at the first switching frequency in a manner known per se. Fig. 2 shows schematically some timing diagrams with the currents and voltages occurring in the first step-up converter 1 .

Beim Betrieb des ersten Hochsetzstellers 1 ist der elek tronische Schalter 5 im ersten Teil zwischen den Zeit punkten 0 und TE jeder Periode T der ersten Schaltfrequenz leitend. Durch die Gleichspannung UI wird dann ein ent sprechend der Induktivität der Spule 4 linear ansteigender Strom geführt. Wird der elektronische Schalter 5 zum Zeit punkt TE nicht leitend geschaltet, dann fließt der Strom I1 in der Spule 4, der stetig sein muß, über die Diode 6 in den Glättungskondensator 10 und die Last 9. Da der elektronische Schalter 5 während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten TE und T im nicht leitenden Zustand bleibt, liegt über der Spule 4 eine sich aus der Differenz der Gleichspannung UI und einer am Glättungs kondensator 10 auftretenden Spannung UC sich ergebende Spannung an. Ist nach Inbetriebnahme der Schaltungsanord nung der Glättungskondensator 10 aufgeladen, ist der Wert der Spannung UC größer als die Gleichspannung UI, so daß bei nicht leitendem Schalter 5 die Spannung UL über der Spule 4 negativ wird. Entsprechend sinkt der erste Speise strom I1 zwischen den Zeitpunkten TE und T ab.When operating the first step-up converter 1 , the electronic switch 5 is conductive in the first part between the times 0 and TE of each period T of the first switching frequency. The DC voltage UI then leads to a linear increase in the inductance of the coil 4 accordingly. If the electronic switch 5 is not turned on at the time TE, then the current I 1 flows in the coil 4 , which must be continuous, via the diode 6 in the smoothing capacitor 10 and the load 9 . Since the electronic switch 5 remains in the non-conductive state during the time interval between the times TE and T, a voltage resulting from the difference between the direct voltage UI and a capacitor 10 occurring at the smoothing capacitor 10 is present across the coil 4 . If the smoothing capacitor 10 is charged after commissioning of the circuit arrangement, the value of the voltage UC is greater than the DC voltage UI, so that the voltage UL across the coil 4 becomes negative when the switch 5 is not conductive. Correspondingly, the first supply current I 1 drops between times TE and T.

Dies ist in Fig. 2a) und Fig. 2b) über der Zeit t darge stellt.This is shown in Fig. 2a) and Fig. 2b) over time t Darge.

Die Fig. 2c) und 2d) zeigen den zugehörigen Strom IT bzw. die zugehörige Spannung UT am Schalter 5. Bis zum Zeit punkt TE stimmt der Strom IT mit dem ersten Speisestrom I1 überein, um nach Sperren des Schalters 5 auf Null abzu fallen. Entsprechend verschwindet während des leitenden Zustands des Schalters 5 daran die Spannung UT; sie ent spricht nach Sperren des Schalters 5 bei leitender Diode 6 der Spannung UC am Glättungskondensator 10. Fig. 2c) and 2d) show the corresponding current IT or the associated voltage UT on the switch 5. Up to the point in time TE, the current IT coincides with the first supply current I 1 in order to drop to zero after the switch 5 has been blocked. Accordingly, the voltage UT thereupon disappears during the conductive state of the switch 5 ; it speaks ent after blocking the switch 5 with a conductive diode 6 of the voltage UC on the smoothing capacitor 10th

Der Strom ID und die Spannung UD an der Diode 6 sind in Fig. 2e) bzw. 2f) wiedergegeben. Der Strom ID verschwindet bei nicht leitender Diode, d. h. bis zum Zeitpunkt TE, während der Schalter 5 leitend ist, und entspricht danach bis zum Zeitpunkt T dem ersten Speisestrom I1. Bei leiten dem Schalter 5 liegt an der Diode 6 eine dem negativen Wert der Spannung UC entsprechende Spannung UD an, die bei leitender Diode 6 zwischen den Zeitpunkten TE und T verschwindet. The current ID and the voltage UD on the diode 6 are shown in Fig. 2e) and 2f). The current ID disappears when the diode is not conductive, that is to say up to the time TE while the switch 5 is conductive, and then corresponds to the first supply current I 1 until the time T. When the switch 5 is on, a voltage UD corresponding to the negative value of the voltage UC is present at the diode 6, which voltage disappears between the times TE and T when the diode 6 is conductive.

Der Hochsetzsteller 1 und die Last 9 sowie der Glättungs kondensator 10 sind derart dimensioniert, daß der erste Speisestrom I1 zu keinem Zeitpunkt verschwindet, so daß der Quelle über die Anschlüsse 11, 12 ein kontinuierlicher Strom entnommen wird. Dieser weist jedoch gemäß Fig. 2a) einen mit der ersten Schaltfrequenz sägezahnförmigen Verlauf auf, pendelt also gemäß diesem Sägezahnverlauf um seinen idealen, störungsfreien Wert. Zwar kann die Amplitude dieses sägezahnförmigen Verlaufs durch Vergrößern der Induktivität der Spule 4 verringert werden, diese wird dadurch jedoch sehr groß, auch zur Vermeidung von Sättigungseffekten.The step-up converter 1 and the load 9 and the smoothing capacitor 10 are dimensioned such that the first supply current I 1 never disappears, so that a continuous current is taken from the source via the connections 11 , 12 . According to FIG. 2a), however, this has a sawtooth-shaped course with the first switching frequency, that is, it swings according to this sawtooth course around its ideal, interference-free value. Although the amplitude of this sawtooth-shaped course can be reduced by increasing the inductance of the coil 4 , this becomes very large as a result, also to avoid saturation effects.

Zwar ließe sich grundsätzlich durch eine Erhöhung der ersten Schaltfrequenz und damit eine Verkürzung der Periode T bei unveränderter Dimensionierung der Spule 4 eine Verringerung der Amplitude der sägezahnförmigen Stromverläufe erzielen. Dies führt jedoch aufgrund der höheren Schaltfrequenz zu höheren Verlusten im Schalter 5 und in der Spule 4.In principle, an increase in the first switching frequency and thus a shortening of the period T with unchanged dimensioning of the coil 4 could achieve a reduction in the amplitude of the sawtooth-shaped current profiles. However, due to the higher switching frequency, this leads to higher losses in the switch 5 and in the coil 4 .

Gemäß der Erfindung weist daher die beispielhafte Schaltungsanordnung nach Fig. 1 einen zweiten Hochsetz steller 13 auf, dessen grundsätzlicher Aufbau vorteilhaft mit demjenigen des ersten Hochsetzstellers 1 überein stimmt, wobei jedoch der zweite Hochsetzsteller 13 ins besondere zum Übertragen einer wesentlich geringeren Leistung ausgelegt ist als der erste Hochsetzsteller 1. Der zweite Hochsetzsteller 13 umfaßt eine Spule 16, deren Induktivität wesentlich geringer ausgeführt sein kann als diejenige der Spule 4. Die Spule 16 ist zwischen zwei Eingangsanschlüssen 14, 15 des Hochsetzstellers 13 mit einem zweiten elektronischen Schalter 17 in Reihe angeord net. Mit dem Verbindungspunkt zwischen der Spule 16 und dem elektronischen Schalter 17 ist die Anode einer Diode 18 verbunden, deren Kathode einen ersten Ausgangs anschluß 19 des zweiten Hochsetzstellers 13 bildet, während ein zweiter Ausgangsanschluß 20 des zweiten Hoch setzstellers 13 unmittelbar mit dessen zweitem Eingangs anschluß 15 verbunden ist.According to the invention, the exemplary circuit arrangement according to FIG. 1 therefore has a second step-up converter 13 , the basic structure of which advantageously corresponds to that of the first step-up converter 1 , but the second step-up converter 13 is designed in particular to transmit a much lower power than that first step-up converter 1 . The second step-up converter 13 comprises a coil 16 , the inductance of which can be made significantly lower than that of the coil 4 . The coil 16 is net angeord between two input terminals 14 , 15 of the step-up converter 13 with a second electronic switch 17 in series. To the connection point between the coil 16 and the electronic switch 17 the anode of a diode 18, 15 is connected, the cathode terminal comprises a first output 19 of the second boost converter 13 forms, while a second output terminal 20 of the second boost converter 13 for connection directly to its second input connected is.

In die Zuführung zwischen dem Anschluß 11 der Quelle und dem ersten Eingangsanschluß 2 des ersten Hochsetz stellers 1 ist ein erstes Strommeßglied 21 eingefügt, das an einem Ausgang 22 ein erstes Strommeßsignal abgibt, das ein Maß für die Stromstärke des ersten Speisestromes I1 bildet. Entsprechend ist zwischen dem Anschluß 11 der Quelle und dem ersten Eingangsanschluß 14 des zweiten Hochsetzstellers 13 eine Verbindung über ein zweites Strommeßglied 23 ausgeführt, welches an einem Ausgang 24 ein zweites Strommeßsignal abgibt als Maß für einen zweiten Speisestrom I2, der am ersten Eingangsanschluß 14 dem zweiten Hochsetzsteller 13 zufließt. Der zweite Anschluß 12 der Quelle ist entsprechend seiner Verbindung mit dem zweiten Eingangsanschluß 3 des ersten Hochsetz stellers 1 auch mit dem zweiten Eingangsanschluß 15 des zweiten Hochsetzstellers 13 verbunden. Somit sind die Hochsetzsteller 1 und 13 bezüglich ihrer Eingänge parallel geschaltet.In the supply between the terminal 11 of the source and the first input terminal 2 of the first step-up converter 1 , a first current measuring element 21 is inserted, which emits a first current measuring signal at an output 22 , which forms a measure of the current intensity of the first supply current I 1 . Correspondingly, between the terminal 11 of the source and the first input terminal 14 of the second step-up converter 13, a connection is made via a second current measuring element 23 , which emits a second current measuring signal at an output 24 as a measure of a second supply current I 2 , which at the first input terminal 14 flows to second step-up converter 13 . The second terminal 12 of the source is also connected to the second input terminal 15 of the second step-up converter 13 in accordance with its connection to the second input terminal 3 of the first step-up converter 1 . The step-up converters 1 and 13 are thus connected in parallel with respect to their inputs.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist mit durchgezogenen Linien der Fall dargestellt, in dem die Hochsetzsteller 1, 13 auch bezüglich ihrer Ausgangsanschlüsse 7, 8 bzw. 19, 20 parallel geschaltet sind. Der vom zweiten Hochsetz steller 13 gelieferte Strom wird somit ebenfalls dem Glättungskondensator 10 und der Last 9 zugeführt. Wahl weise können aber auch eine zweite Last 26 und ein dazu parallel geschalteter zweiter Glättungskondensator 25 vorgesehen sein, die an die Ausgangsanschlüsse 19, 20 des zweiten Hochsetzstellers 13 angeschlossen sind. Diese Elemente sind in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet. Die gestrichelt durchgekreuzten Verbindungen zwischen den Ausgangsanschlüssen 7 und 19 bzw. 20 und 8 werden dann aufgetrennt.In the example according to FIG. 1, the case is shown with solid lines in which the step-up converters 1 , 13 are also connected in parallel with respect to their output connections 7 , 8 and 19 , 20 . The current supplied by the second step-up converter 13 is thus also supplied to the smoothing capacitor 10 and the load 9 . Alternatively, however, a second load 26 and a second smoothing capacitor 25 connected in parallel can be provided, which are connected to the output connections 19 , 20 of the second step-up converter 13 . These elements are shown in dashed lines in FIG. 1. The cross-hatched connections between the output connections 7 and 19 or 20 and 8 are then separated.

Zum Steuern des zweiten Speisestromes mit dem zweiten Hochsetzsteller 13 ist eine Steuerschaltung 27 vorgesehen, durch die dem zweiten elektronischen Schalter 17 über seinen Steueranschluß 28 ein Schaltsignal mit der zweiten Schaltfrequenz zugeleitet wird. Die zweite Schaltfrequenz wird dabei derart nachgesteuert, daß der zweite Speise strom I2 im Mittel der Differenz zwischen einem über eine Sollwertleitung 29 vorgegebenen Wert und dem Augenblicks wert des ersten Speisestromes I1 entspricht. Dazu wird in der Steuerschaltung 27 vorzugsweise in einem ersten Schritt die Differenz zwischen dem ersten Strommeßsignal vom Ausgang 22 und dem Signal auf der Sollwertleitung 29 gebildet und damit ein Sollwert erzeugt, auf den der im zweiten Strommeßglied 23 gemessene zweite Speisestrom I2 mit Hilfe der Schaltsignale am Steueranschluß 28 nach geregelt wird. Mit Hilfe des zweiten Strommeßsignals für den zweiten Speisestrom wird dabei eine Überwachung dahin gehend durchgeführt, daß der zweite Speisestrom von seinem Sollwert nur innerhalb eines eng begrenzten, vorgegebenen Toleranzfeldes abweicht.To control the second supply current with the second step-up converter 13 , a control circuit 27 is provided, by means of which a switching signal having the second switching frequency is fed to the second electronic switch 17 via its control connection 28 . The second switching frequency is readjusted such that the second supply current I 2 in the average of the difference between a target value via a line worth of the first supply current I 1 corresponding to 29 predetermined value and the moment. For this purpose, the difference between the first current measurement signal from the output 22 and the signal on the setpoint line 29 is formed in the control circuit 27, preferably in a first step, and thus a setpoint is generated to which the second supply current I 2 measured in the second current measurement element 23 is generated using the switching signals is regulated at the control connection 28 . With the help of the second current measurement signal for the second feed current, monitoring is carried out to the effect that the second feed current deviates from its target value only within a narrowly defined, predetermined tolerance range.

Eine weitere, nicht dargestellte Steuerverbindung kann außerdem zwischen der Sollwertleitung 29 und dem elek tronischen Schalter 5 dahingehend bestehen, daß der von der Last 9 aufgenommene bzw. der von der Quelle abgegebene Strom sowohl die erste Schaltfrequenz als auch den Soll wert auf der Sollwertleitung 29 bestimmen.Another control connection, not shown, can also exist between the setpoint line 29 and the electronic switch 5 to the extent that the load 9 received or the current output from the source determine both the first switching frequency and the setpoint value on the setpoint line 29 .

Fig. 3 zeigt die zeitlichen Verläufe der Speiseströme I1 und I2 in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. In Fig. 3a) ist mit I1 der schon aus Fig. 2a) grundsätzlich bekannte Verlauf des ersten Speisestromes eingetragen. Dieser weicht von dem Stromwert ISOLL, dem erwünschten, gleich förmigen, der Quelle zu entnehmenden Strom gemäß der vorbesprochenen Sägezahnform ab. Der Mittelwert des säge zahnförmigen Stromes I1 ist mit I1M eingetragen und weist einen deutlich geringeren Wert auf als ISOLL. FIG. 3 shows the temporal courses of the feed currents I 1 and I 2 in the circuit arrangement according to FIG. 1. In FIG. 3a), the course of the first feed stream, which is already known from FIG. 2a), is entered with I 1 . This deviates from the current value ISOLL, the desired, uniform current to be taken from the source in accordance with the sawtooth shape discussed above. The mean value of the sawtooth current I 1 is entered with I1M and has a significantly lower value than ISOLL.

Zur Kompensation der Abweichungen des ersten Speise stromes I1 vom Idealwert ISOLL dient ein idealer zweiter Speisestrom I2SOLL, der in Fig. 3b) aufgetragen ist und der Differenz ISOLL-I1 entspricht. Dessen Mittelwert ist mit I2M angegeben. Der Strom I2SOLL soll vom zweiten Hoch setzsteller 13 der Quelle, d. h. an den Anschlüssen 11, 12, entnommen werden, so daß der Gesamtstrom I der Quelle gleich dem Strom ISOLL wird.To compensate for the deviations of the first supply current I 1 from the ideal value ISOLL, an ideal second supply current I 2 SOLL is used, which is plotted in FIG. 3b) and corresponds to the difference ISOLL-I 1 . Its average is given as I2M. The current I 2 SHOULD be taken from the second step-up converter 13 of the source, ie at the connections 11 , 12 , so that the total current I of the source becomes equal to the current ISOLL.

In Fig. 3c) ist der mit der Ausführung nach Fig. 1 erzielte, tatsächliche zweite Speisestrom I2 wieder gegeben. Dieser schwankt gemäß der zweiten Schaltfrequenz sägezahnförmig um den Verlauf des Stromes I2SOLL. Ent sprechend der geringen Induktivität der Spule 16 sind die Steigungen des Stromverlaufes I2 stärker als diejenigen des ersten Speisestromes I1; die Schwankungen von I2 werden in einem vorgegebenen, engen Toleranzfeld gehalten. Durch Überlagerung der Ströme I1 und I2 entsteht ein Gesamtstrom I, der dem Verlauf ISOLL nur noch die hoch frequenten Schwankungen geringer Amplitude des zweiten Speisestromes I2 überlagert hat. Gegenüber dem Verlauf des ersten Speisestromes I1 sind somit die Schwankungen und damit die der Quelle übertragenen Störungen stark vermindert; außerdem erreicht der Mittelwert des zum Speisen der Last 9 ausgenutzten Stromes mit ISOLL einen gegenüber dem Mittelwert I1M merkbar erhöhten Wert. Damit wird auch die von der Quelle abgegebene Leistung besser genutzt.In Fig. 3c) the actual second supply current I 2 achieved with the embodiment according to Fig. 1 is given again. This fluctuates according to the second switching frequency in a sawtooth pattern around the current I 2 TARGET. Accordingly, the low inductance of the coil 16 , the slopes of the current profile I 2 are stronger than those of the first supply current I 1 ; the fluctuations in I 2 are kept within a predetermined, narrow tolerance range. By superimposing the currents I 1 and I 2 , a total current I is created which has only superimposed the high-frequency fluctuations of low amplitude of the second supply current I 2 on the profile ISOLL. Compared to the course of the first supply current I 1 , the fluctuations and thus the disturbances transmitted to the source are thus greatly reduced; in addition, the mean value of the current used to feed the load 9 with ISOLL reaches a value which is noticeably higher than the mean value I1M. This also makes better use of the power delivered by the source.

Claims

l. Circuit arrangement for feeding at least one load ( 9 , 26 ) from a source emitting a DC voltage, comprising:

- a first step-up converter ( 1 ), which is operated at a first switching frequency and via which a first supply current (I 1 ) from the source can be supplied to at least one of the loads ( 9 , 26 ),
a second step-up converter ( 13 ), which is operated with a second switching frequency that is significantly higher than the first switching frequency and via which a second supply current (I 2 ) from the source can be supplied to at least one of the loads ( 9 , 26 ),
- And a control circuit ( 27 ) for readjusting the second switching frequency such that the second supply current (I 2 ) corresponds on average to the difference between a predetermined value (ISOLL to 29 ) and the eyesight value of the first supply current (I 1 ) and the deviations of the second supply current (I 2 ) of this difference are small compared to their maximum value.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each step-up converter ( 1 , 13 ) with at least one coil ( 4 , 16 ) and a switching transistor ( 5 , 17 ) in a series connection connected to connections of the source ( 11 , 12 ) and that in parallel to the switching transistor (s) ( 5 , 17 ) the load (s) ( 9 , 26 ) is or are connected via a diode ( 6 , 18 ).

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the coil ( 16 ) of the second step-up converter ( 13 ) has a much lower inductivity than the coil ( 4 ) of the first step-up converter ( 1 ).

4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that via the different step-up converter ( 1 , 13 ) different loads ( 9 , 26 ) are fed.

5. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the same loads ( 9 ) are fed via the different step-up converter ( 1 , 13 ).

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second step-up converter ( 13 ) is designed to transmit a much lower power than the first step-up converter ( 1 ).