NL1020886C2

NL1020886C2 - Switched feed is from alternating voltage source, preferably public electricity mains, of short duration supply of large capacity to one or more direct current users, e.g. one or more current motors, separated from the voltage source

Info

Publication number: NL1020886C2
Application number: NL1020886A
Authority: NL
Inventors: Gerben Simon Hoeksma
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2003-12-19

Abstract

The swithed feed is from an alternating voltage source, preferably the public electricity mains, of short duration supply of a relatively large capacity to one or more direct current users, such as one or more direct current motors (9), galvanically separated from the alternating voltage course. Included are an input filter (2), a primary direct current rectifier (3), a high frequency uncoupling capacitor (C1) so dimensioned that under normal operating conditions no noteworthy surges of the rectified alternating voltage coming from the alternating voltage source (1) occur. A series connection between two capacity transistors (T1,T2) is connected between the positive and negative connection of the primary rectifier, fitted on a cooling plate. Steering devices (4) determine that the capacity transistors are brought into connection in turn and not overlapping. A transformer (Re1) with a primary winding (7) is relatively poorly coupled with one or more secondary windings (8a,8b) and on the one hand is connected with the node point of the capacity transistors and on the other hand via one or more first resonance capacities (C7) with one or both of the direct current connections of the primary rectifier secondary diodea (D1a,D1b) connected with the one or more secondary windings.

Description

- 1 -- 1 -

Schakelende voeding voor het kortstondig leveren van vermogen aan één of meer gelijkstroomgebruikersSwitching power supply for the short-term supply of power to one or more direct current users

De uitvinding betreft een voeding voor het kortstondig leveren van vermogens vanuit een 5 wisselspanningsbron aan één of meer galvanisch van deze wisselspanningsbron gescheiden gelijkspanningsgebruikers, in het bijzonder één of meer gelijkstroommotoren. Laagspanningsgelijkstroommotoren worden bijvoorbeeld gebruikt om werkbladen van tafels, of de stand van andere meubelen in een woon- of kantooromgeving, of de stand van bedden te wijzigen, of om op afstand bediende garagedeuren te openen.The invention relates to a power supply for the short-term supply of power from an alternating voltage source to one or more DC users separated from this alternating voltage source, in particular one or more direct-current motors. Low-voltage DC motors are used, for example, to change the tops of tables, or the position of other furniture in a living or office environment, or the position of beds, or to open remote-controlled garage doors.

1010

Genoemde gelijkstroommotoren worden uit kosten- en veiligheidsoverwegingen gevoed met een van de netwisselspanning gescheiden laagspanning, in het algemeen tussen 12 en 50 Volt gelijkspanning, bij stroomopnames tussen 0,5 Ampère en 10 Ampère.Said direct current motors are fed for low cost and safety reasons with a low voltage separate from the mains alternating voltage, generally between 12 and 50 Volt direct current, with current consumption between 0.5 Amp and 10 Amp.

Om genoemde motoren van het net gescheiden te voeden, worden meestal 15 scheidingstransformatoren gebruikt, waarvan de secundaire spanning gelijkgericht en afgevlakt wordt, en bijvoorbeeld via een tweetal wisselcontacten in een volle brug schakeling met de gelijkstroommotor verbonden, zodat deze motor in beide richtingen kan draaien door het aanbieden van een spanning van de juiste polariteit.In order to supply said motors separately from the mains, isolating transformers are usually used, the secondary voltage of which is rectified and smoothed, and for example connected to the direct-current motor via two change-over contacts in a full bridge circuit, so that this motor can run in both directions by offering a voltage of the correct polarity.

Om meerdere bewegingsvrijheidsgraden bij instelling van bijvoorbeeld meubels te verkrijgen, 20 kunnen meerdere motoren, elk met hun eigen schakelaars worden gebruikt. Ookjtan door nageschakelde regelaars de snelheid van de motoren worden geregeld.In order to obtain several degrees of freedom of movement when adjusting furniture, for example, several motors, each with their own switches, can be used. The speed of the motors can also be controlled by downstream regulators.

De dimensionering van de transformatoren, die gebruikt worden voor de voeding van de gelijkstroommotoren is daarbij zodanig dat deze transformatoren gedurende korte tijd een groot 25 vermogen kunnen leveren, bij relatief kleine afriietingen, omdat de door genoemde motoren bewerkstelligde positieveranderingen met een zeer lage gebruiksfrequentie worden uitgevoerd, en toepassing van grote en dure transformatoren daarom niet nodig en uit kostenoogpunt ook niet wenselijk is.The dimensioning of the transformers used for supplying the direct-current motors is such that these transformers can supply a large power for a short time, with relatively small faults, because the positional changes effected by said motors are carried out with a very low operating frequency. , and therefore the use of large and expensive transformers is not necessary and is also not desirable from a cost perspective.

Om oververhitting van de transformatorwikkeling te voorkomen wordt meestal een thermische 30 beveiliging aangebracht.To prevent overheating of the transformer winding, a thermal protection is usually provided.

Genoemde transformatoren zijn toch nog relatief zwaar, en bij zwaardere belasting van de motoren daalt de uitgangsspanning aanzienlijk, zodat als bijvoorbeeld een werkblad met daarop veel zware apparatuur omhoog gebracht moet worden, de motoren relatief langzaam gaan draaien.Said transformers are still relatively heavy, and with a heavier load on the motors, the output voltage drops considerably, so that if, for example, a worktop with a lot of heavy equipment has to be raised, the motors start to run relatively slowly.

3535

Verder hebben genoemde transformatoren, vooral als zij ontworpen zijn voor kortstondige piekbelastingen, een relatief groot nullastverbruik door grote magnetiseringsveriiezen, hetgeen uit oogpunt van energiebesparing ongewenst is. Om onnodig energieverbruik te verminderen zijn relatief complexe schakelingen nodig in combinatie met scheidingstransformatoren.Furthermore, said transformers, especially if they are designed for short-term peak loads, have a relatively large no-load consumption due to large magnetization losses, which is undesirable from the viewpoint of energy saving. To reduce unnecessary energy consumption, relatively complex circuits are required in combination with isolation transformers.

1020üö6 - 2 -10206-6 - 2 -

Als alternatief voor de zware scheidingstransformatoren kan een schakelende voeding worden ingezet Een schakelende voeding kan de uitgangsspanning over een groot belastingsbereik constant houden. In de gebruikelijke uitvoeringsvorm is een schakelende voeding echter te duur voor de beoogde toepassing, onder andere door relatief hoge kosten voor radiofrequente 5 ontstoring, en doordat dergelijke voedingen zowel aan primaire zijde als aan secundaire zijde afvlakcondensatoren hebben. Bovendien moet ook nog moet worden voldaan aan de eisen, die voor netbelasting gelden, waardoor bij een schakelende voeding nog een extra trap voorgeschakeld moet worden, de zogenaamde Power Factor Corrector (PFC), hetgeen de kosten nog weer extra verhoogt. Verder zijn bij schakelende voedingen die het vermogen 10 kunnen leveren, dat nodig is voor genoemde motoren, in het algemeen dure constructies nodig om de in de halfgeleiders ontwikkelde warmte te kunnen afvoeren, zoals grote, en vrij kostbare koelplaten, en ventilatoren.A switching power supply can be used as an alternative to the heavy isolation transformers. A switching power supply can keep the output voltage constant over a large load range. In the usual embodiment, however, a switching power supply is too expensive for the intended application, inter alia because of relatively high costs for radio frequency interference, and because such power supplies have smoothing capacitors on both the primary side and the secondary side. In addition, the requirements that apply to grid loads must also be met, which means that an additional stage must be connected in the case of a switching power supply, the so-called Power Factor Corrector (PFC), which further increases the costs. Furthermore, with switching power supplies capable of supplying the power required for said motors, expensive constructions are generally required to be able to dissipate the heat generated in the semiconductors, such as large and relatively expensive cooling plates, and fans.

Uit het oogpunt van optimaal comfort voor de gebruiker zou een constante verplaatsings-15 snelheid wenselijk zijn, ook als de belasting groot is.From the point of view of optimum comfort for the user, a constant displacement speed would be desirable, even if the load is high.

Hiertoe zou, in het geval slecht één motor op de voeding is aangesloten met een relatief grote inwendige weerstand, de voedingsspanning voor de motor bij voorkeur moeten stijgen, als de stroom naar de motor ten gevolge van een zwaardere belasting toeneemt, in plaats van zakken zoals met de gebruikelijke scheidingstransformatoren die nu gebruikt worden, het geval is. Bij 20 grotere systemen waarbij meerdere motoren gelijktijdig aangestuurd worden, moet de spanning bij voorkeur constant blijven.To this end, if only one motor is connected to the power supply with a relatively large internal resistance, the power supply voltage for the motor should preferably increase if the current to the motor increases as a result of a heavier load, instead of bags such as with the usual isolation transformers currently being used, is the case. With 20 larger systems in which several motors are driven simultaneously, the voltage should preferably remain constant.

Het eerste doel van de uitvinding is een voedingsapparaat mogelijk te maken voor het kortstondig leveren van een vermogen aan een gelijkspanningsgebruiker, in het bijzonder een 25 gelijkspanningsmotor, vanuit een voedende wisselspanningbron, met galvanische scheiding tussen genoemde wisselspanningbron en genoemde gelijkspanningsgebruiker, waarbij deze voeding een eenvoudige opbouw heeft en weinig radiofrequente storing veroorzaakt, en aan de eisen ten aanzien van de belasting van de wisselspanningbron met harmonische stromen voldoet, in het geval deze wisselspanningbron het openbare elektriciteitsnet is, waardoor geen 30 dure filters nodig zijn, geen dure koelplaten of ventilatoren nodig zijn, en geen afzonderlijke Power Factor Correctie schakelingen, waardoor de productiekosten laag gehouden kunnen worden.The first object of the invention is to enable a power supply device for briefly supplying a power to a direct current user, in particular a direct current motor, from a power supply alternating current source, with galvanic separation between said alternating current source and said direct current user, said power supply providing a simple has structure and causes little radio frequency interference, and meets the requirements for the load of the alternating current source with harmonic currents, if this alternating current source is the public electricity network, so that no expensive filters are required, no expensive cooling plates or fans are required , and no separate Power Factor Correction circuits, so that the production costs can be kept low.

Het tweede doel van de uitvinding is een voeding mogelijk te maken, die in afgeschakelde 35 toestand een laag eigen gebruik heeft.The second object of the invention is to enable a power supply which, when switched off, has a low self-consumption.

Het derde doel van de uitvinding is een constante verplaatsingssnelheid mogelijk te maken van de objecten, die door de op de uitgang van het voedingsapparaat aangesloten motor worden aangedreven.The third object of the invention is to enable a constant speed of movement of the objects that are driven by the motor connected to the output of the power supply.

1020886_ - 3 -1020886_ - 3 -

Het eerste doel wordt bereikt door gebruik te maken van een omvormerschakeling, die de netspanning gelijkricht, maar niet zoals gebruikelijk bij schakelende voedingen, afvlakt aan primaire zijde, maar deze direct door middel van een halve brug schakeling met twee vermogenstransistoren in een hoogfrequent wisselspanning omzet, en deze wisselspanning via 5 een scheidingstransformator bij voorkeur met een constructie, zoals bekend uit publicatie EP 0154052 op naam van aanvraagster, te transformeren naar een lagere wisselspanning, die vervolgens gelijkgericht en afgevlakt wordt.The first object is achieved by using an inverter circuit which rectifies the mains voltage, but not as usual with switching power supplies, on the primary side, but which converts it directly into a high-frequency alternating voltage by means of a half-bridge circuit with two power transistors, and transform this alternating voltage via a isolating transformer, preferably with a construction, as known from publication EP 0154052 in the name of applicant, into a lower alternating voltage, which is subsequently rectified and smoothed.

Bij gebruik van een dergelijke transformator worden in één component een serie zelfinductie tussen primaire en secundaire zijde van de transformator, een parallel zelfinductie aan primaire 10 zijde en een transformator- en scheidingsfunctie gerealiseerd.When using such a transformer, a series of self-inductance between the primary and secondary side of the transformer, a parallel self-induction on the primary side and a transformer and separation function are realized in one component.

Dezelfde functie kan ook verkregen worden door aan primaire of secundaire zijde van een conventioneel opgebouwde transformator voor schakelende voedingen, waarin de primaire en secundaire wikkelingen een zeer goede koppelfactor hebben, een serie spoel te plaatsen en de transformator kem van een luchtspleet te voorzien 15 Hierbij worden zowel aan primaire zijde als aan secundaire zijde resonantiecondensatoren aangebracht, en worden primaire en lekzelfinductie van de transformator, of in geval van een extra spoel de seriezelfinductie van de spoel en de zelfinductie van de transformator tezamen met genoemde resonantiecapaciteiten gebruikt om een serie-parallel resonante omzetter te verkrijgen, die zeer weinig radiofrequente storing veroorzaakt, waardoor de kosten voor 20 ontstoring laag kunnen blijven, en een zeer eenvoudige overbeiastingsbeveiliging wordt verkregen, en waarvan de uitgangsspanning op eenvoudige wijze geregeld kan worden. Verder worden eenvoudige koelplaten toegepast voor de vermogenstransistoren en de gelijkrichters, die de netspanning en de secundaire spanning van de transformator gelijkrichten, waarbij thermische sensoren, zoals NTC-weerstanden of PTC-weerstanden in combinatie met 25 elektronische schakelingen gebruikt worden om oververhitting van de halfgeleiders en transformatorwikkelingen te voorkomen. Als er geen of slechts een zeer kleine stroom aan de uitgang geleverd hoeft te worden, als de motoren niet aangestuurd worden of weinig vermogen vragen, wordt de omvormerschakeling volledig afgeschakeld of pulserend bedreven.The same function can also be obtained by placing a conventionally constructed transformer for switching power supplies on the primary or secondary side, in which the primary and secondary windings have a very good coupling factor, placing a series of coil and providing the transformer with an air gap. resonance capacitors are provided on both the primary side and the secondary side, and primary and leakage inductance of the transformer, or in the case of an additional coil, the series inductance of the coil and the self induction of the transformer are used together with said resonance capacities to produce a series-parallel resonant converter which causes very little radio frequency interference, whereby the costs for interference suppression can remain low, and a very simple overbeating protection is obtained, and whose output voltage can be controlled in a simple manner. Furthermore, simple cooling plates are used for the power transistors and the rectifiers, which rectify the mains voltage and the secondary voltage of the transformer, whereby thermal sensors such as NTC resistors or PTC resistors in combination with electronic circuits are used to overheat the semiconductors and prevent transformer windings. If no or only a very small current needs to be supplied to the output, if the motors are not driven or require little power, the inverter circuit will be completely switched off or pulsed.

30 Het tweede doel wordt bereikt door de omvormerschakeling alleen ononderbroken te bedrijven als er vermogensvraag van één van de aangesloten gelijkstroomgebruikers is, en tevens voorzieningen te treffen, die het mogelijk maken een vermogensvraag van de aangesloten gelijkstroomgebruikers te detecteren, op wijzen, die verder in de aanvraag beschreven zullen worden.The second object is achieved by operating the inverter circuit without interruption if there is a power demand from one of the connected DC users, and at the same time making provisions that enable a power demand from the connected DC users to be detected, in ways that are further down the line. application will be described.

3535

Het derde doel wordt bereikt door de uitgangsstroom van de voeding te meten en de gewenste waarde van de uitgangsspanning met een geïntegreerde waarde van de gemeten uitgangsstroom, nodig voor dynamische regelstabiliteit, te corrigeren op zodanige wijze dat bij grotere uitgangsstroom ook een hogere uitgangsspanning wordt ingesteld.The third object is achieved by measuring the output current of the power supply and correcting the desired value of the output voltage with an integrated value of the measured output current required for dynamic control stability in such a way that with a higher output current a higher output voltage is also set.

40 1020886 - 4 -40 1020886 - 4 -

De voeding volgens de uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van de figuren, waarin achtereenvolgens weergegeven: fig.1: een schakelschema van een voorkeursuitvoering van de schakeling volgens de uitvinding; 5 - fig.2: golfvormen op de top van de voedende netwisseispanning bij maximum vermogen in de schakeling van fig 1; fig 3: een detail van een mogelijke uitvoeringsvorm van een eerste thermische beveiliging van de voeding; fig.4: een mogelijke uitbreiding van de schakeling waardoor de ingang van de 10 voeding van het voedende wisselspanningnet kan worden gescheiden; fig.5: een detail van een tweede thermische beveiligingsschakeling van de voeding.The power supply according to the invention will now be described in more detail with reference to the figures, in which successively shown: Fig. 1: a circuit diagram of a preferred embodiment of the circuit according to the invention; 5 - FIG. 2: waveforms on top of the power supply line voltage at maximum power in the circuit of FIG. 1; Fig. 3: a detail of a possible embodiment of a first thermal protection of the power supply; Fig. 4: a possible extension of the circuit whereby the input of the power supply can be separated from the supply alternating voltage network; Figure 5: A detail of a second thermal protection circuit of the power supply.

De werking van de in fig 1 getoonde schakeling is als volgt:The operation of the circuit shown in Fig. 1 is as follows:

De voedende netwisseispanning (1) wordt na passeren van een eenvoudig LC filter (2) 15 dubbelfasig gelijkgericht door de primaire bruggelijkrichter (3), waarvan de uitgang verbonden is met een hoogfrequent ontkoppelcondensator.(CI), en de serieschakeling van twee vermogenstransistoren T1 en T2.After passing through a simple LC filter (2), the supply mains supply voltage (1) is double-phase rectified by the primary bridge rectifier (3), the output of which is connected to a high-frequency decoupling capacitor (CI), and the series connection of two power transistors T1 and T2.

Vermogenstransistoren T1 en T2, die bij voorkeur transistoren van het MOSFET type zijn, maar bijvoorbeeld ook als IGBT transistoren kunnen worden uitgevoerd, worden beurtelings en niet 20 overlappend in geleiding gebracht met een schakelfrequentie aanzienlijk hoger dan die van de voedende netwisseispanning, en met ongeveer gelijke inschakelduur van T1 en T2. De stuurimpulsen, die de halfgeleiderschakelaars T1 en T2 beurtelings in geleiding brengen worden gegenereerd door stuurmiddelen (4), bijvoorbeeld opgebouwd rond een geïntegreerde schakeling type IR2153 van het fabrikaat International Rectifier.Power transistors T1 and T2, which are preferably transistors of the MOSFET type, but can also be designed, for example, as IGBT transistors, are alternately and not overlapped with a switching frequency considerably higher than that of the supply mains alternating voltage, and with approximately the same duty cycle of T1 and T2. The control pulses which in turn conduct the semiconductor switches T1 and T2 are generated by control means (4), for example built around an integrated circuit type IR2153 of the manufacturer International Rectifier.

25 Bij voorkeur zijn capaciteiten C5 en C6 parallel aan T1 en T2 aangebracht, om de spanningsveranderingssnelheid op het knooppunt van de halfgeleiderschakelaars T1 en T2 te beperken, en daarmee ook de opgewekte radiofrequente storing te verminderen.Capacities C5 and C6 are preferably arranged in parallel with T1 and T2, in order to limit the voltage change speed at the junction of the semiconductor switches T1 and T2, and thereby also to reduce the generated radio frequency interference.

Op deze wijze kan de omzetter in het grootste deel van het werkbereik met Zero Voltage Transition (ZVT) werken.In this way the inverter can work with Zero Voltage Transition (ZVT) in most of the working range.

30 De transformator (Tr1) is als lektransformator uitgevoerd, en heeft bij voorkeur een luchtspleet tussen primaire en secundaire kemhelft, terwijl primaire en secundaire wikkeling ruimtelijk van elkaar gescheiden zijn.The transformer (Tr1) is designed as a leak transformer, and preferably has an air gap between primary and secondary core half, while primary and secondary winding are spatially separated from each other.

Bij voorkeur heeft de transformator de constructie, zoals beschreven in patentpublicatie EP 0154052 op naam van aanvraagster. Met deze transformator is een zeer betrouwbare isolatie 35 van de primaire en secundaire zijde van de transformator mogelijk, met name omdat de kemhelften, waartussen de isolatie is aangebracht, bij kortstondige zware belasting veel minder warm worden dan de primaire en secundaire transformatorwikkelingen.Preferably the transformer has the construction as described in patent publication EP 0154052 in the name of the applicant. With this transformer a very reliable insulation of the primary and secondary side of the transformer is possible, in particular because the core halves, between which the insulation is arranged, become much less hot under short-term heavy loads than the primary and secondary transformer windings.

De zelfinductie van de primaire transformatorwikkeling en de op de primaire zijde betrokken lekzelfinductie van de primaire transformator wikkeling ten opzichte van de secundaire 40 transformatorwikkeling zijn bij voorkeur ongeveer gelijk. Dit betekent dat als de secundaire 1020886_ - 5 - wikkeling of wikkelingen kortgesloten worden de aan de primaire zijde gemeten zelfinductie ongeveer halveert ten opzichte van de zelfinductie met secundaire wikkeling of wikkelingen open.The inductance of the primary transformer winding and the leakage inductance of the primary transformer winding related to the secondary transformer winding relative to the secondary transformer winding are preferably approximately the same. This means that if the secondary winding or windings are short-circuited, the inductance measured on the primary side is approximately halved compared to the self-induction with secondary winding or windings open.

5 In het uitvoeringsvoorbeeld van fig 1 is de secundaire wikkeling (8ab) van de transformator (Tr1) als centertap wikkeling uitgevoerd. De zelfde functionaliteit kan verkregen worden metéén secundaire wikkeling en een bruggelijkrichter.In the exemplary embodiment of Fig. 1, the secondary winding (8ab) of the transformer (Tr1) is designed as a center-tap winding. The same functionality can be obtained with a secondary winding and a bridge rectifier.

De primaire wikkeling (7) van de transformator TM is enerzijds verbonden met het knooppunt van de vermogenstransistoren (T1 en T2), en anderzijds met één of meer 10 resonantiecapaciteiten C7, waarvan het andere einde is verbonden met één van de aansluitingen van de gelijkspanningszijde van de primaire bruggelijkrichter (3). In fig 1 is er één capaciteit C7 aangebracht, doch de werking van de schakeling verandert niet wezenlijk als er ook een tweede capaciteit C7a tussen de transformatoraansluiting en de positieve aansluiting van de primaire gelijkrichter wordt aangebracht.The primary winding (7) of the transformer TM is connected on the one hand to the node of the power transistors (T1 and T2), and on the other hand to one or more resonance capacities C7, the other end of which is connected to one of the terminals of the direct voltage side of the primary bridge rectifier (3). In Fig. 1, one capacitance C7 is provided, but the operation of the circuit does not change substantially if a second capacitance C7a is also provided between the transformer connection and the positive connection of the primary rectifier.

15 Aan secundaire zijde is een tweede resonantiecapaciteit (C8) aangebracht. Deze tweede resonantiecapaciteit heeft een dubbele functie. Enerzijds wordt, zoals in het vervolg beschreven, de secundaire transformatorspanning buiten de nettoppen van de ingangsspanning nog extra opgeslingerd, anderzijds werkt de tweede resonantiecapaciteit bij hoge schakelfrequenties van de vermogenstransistoren T1 en T2 als shunt impedantie en 20 maakt zo de instelling van een lage, onbelaste uitgangsspanning mogelijk.A second resonance capacity (C8) is arranged on the secondary side. This second resonance capacity has a dual function. On the one hand, as described in the following, the secondary transformer voltage is even more oscillated outside the net tops of the input voltage, on the other hand, the second resonance capacity operates at high switching frequencies of the power transistors T1 and T2 as a shunt impedance and thus makes the setting of a low, unloaded output voltage possible.

Door bovengenoemde feiten wordt de ingangswisselspanning gedurende vrijwel de gehele tijd tussen twee nuldoorgangen belast, waardoor, zoals uit metingen is gebleken, over een groot vermogensbereik, bijvoorbeeld tussen 30% en 100% van het maximum vermogen, een Power Factor van meer dan 0,9 kan worden gerealiseerd.Due to the above facts, the input alternating voltage is loaded between two zero crossings for almost the entire time, so that, as measurements have shown, over a large power range, for example between 30% and 100% of the maximum power, a Power Factor of more than 0.9 can be realized.

25 De spanning op de secundaire wikkelingen (8ab) wordt door gelijkrichtdiodes D1 a, D1 b gelijkgericht, en vervolgens vindt afvlakking plaats door afvlakcapaciteit C9, die zowel de schakelfrequentie van het schakelen van T1 en T2 als de component met de dubbele frequentie van de voedende wisselspanningbron (1), die ontstaat doordat aan primaire zijde de netspanning dubbelfasig wordt gelijkgericht afvlakt.The voltage on the secondary windings (8ab) is rectified by rectifying diodes D1 a, D1 b, and then smoothing takes place through smoothing capacitance C9, which includes both the switching frequency of switching T1 and T2 and the double frequency component of the supply alternating voltage source (1), which arises because the mains voltage is double-phase rectified at the primary side.

30 Afhankelijk van de toepassing kan de resterende rimpelspanning, met een frequentie, die het dubbele is van de voedende netspanning, tot ongeveer 30 % van de gemiddelde uitgangsspanning bedragen. Eén of meer gelijkstroomgebruikers 9 worden op uitgangsklemmen 10 en 11 aangesloten.Depending on the application, the remaining ripple voltage, with a frequency that is twice the power supply voltage, can be up to about 30% of the average output voltage. One or more direct current users 9 are connected to output terminals 10 and 11.

In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 1 versterkt en integreert IC 2a de over R2 gemeten 35 spanning, die een maat is voor de uitgangsstroom, en de uitgangsspanning van IC2a beïnvloedt de waarde van de referentiespanning U-ref, die dient als maat voor de gewenste waarde van de uitgangsspanning.In the exemplary embodiment of Fig. 1, IC 2a amplifies and integrates the voltage measured over R2, which is a measure of the output current, and the output voltage of IC2a influences the value of the reference voltage U-ref, which serves as a measure of the desired value of the output voltage.

In het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 1 wordt de spanning over de secundaire wikkeling 8ab via een scheidingdiode D2 en een spanningsdeler R3, R4 aan één van de ingangen van 40 operationele versterker IC2b toegevoerd, en vergeleken met de gewenste maat U-ref voor de ! 0206 8 6 - 6 - uitgangsspanning tussen klemmen 10 en 11. De functie van de scheidingsdiode D2 zal verderop worden toegelichtIn the exemplary embodiment of FIG. 1, the voltage across the secondary winding 8ab is applied via a separation diode D2 and a voltage divider R3, R4 to one of the inputs of the operational amplifier IC2b, and compared with the desired size U-ref for the! 0206 8 6 - 6 - Output voltage between terminals 10 and 11. The function of the isolating diode D2 will be explained later

Het geïntegreerde verschil tussen gewenste en werkelijke waarde van de uitgangsspanning, dat ontstaat aan de uitgang van operationele versterker IC2b wordt via een scheidingselement 6, bij 5 voorkeur een optocoupler, teruggekoppeld via schakeling 5 naar de stuurmiddelen 4 voor T1 en T2.The integrated difference between the desired and actual value of the output voltage, which arises at the output of the operational amplifier IC2b, is fed back via a separation element 6, preferably an optocoupler, via circuit 5 to the control means 4 for T1 and T2.

De werking van IC2a kan geblokkeerd worden, bijvoorbeeld door de weerstand 7 in twee (niet in fig. 1 getoonde deelweerstanden 7a en 7b op te splitsen, en het knooppunt van weerstand 7a en 7b via een signaaltransistor naar de negatieve uitgangsklem 10 kort te sluiten.The operation of IC2a can be blocked, for example, by splitting the resistor 7 into two sub-resistors 7a and 7b (not shown in Fig. 1), and short-circuiting the junction of resistors 7a and 7b via a signal transistor to the negative output terminal 10.

10 De genoemde signaaltransistor kan door een besturingseenheid worden aangestuurd, zodat de uitgangsspanning naar wens wel of niet beïnvloed wordt door de uitgangsstroom, of kan door middel van een schakelbare verbinding op de voeding wel of niet geactiveerd worden.Said signal transistor can be controlled by a control unit, so that the output voltage is influenced or not influenced by the output current as desired, or can be activated or not activated by means of a switchable connection on the power supply.

Op deze wijze kan de aanstuurfrequentie voor T1 en T2 zodanig worden beïnvloed dat de 15 gewenste uitgangsspanning gehandhaafd kan worden.In this way the driving frequency for T1 and T2 can be influenced such that the desired output voltage can be maintained.

De primaire resonantiefrequentie f-rp, is de resonantiefrequentie bij secundaire wikkelingen (8ab) kortgesloten en capaciteit C7 parallel aan de primaire wikkeling (7). De secundaire resonantiefrequentie f-rs is de resonantiefrequentie bij primaire wikkeling 7 kortgesloten en secundaire wikkelingen 8ab en capaciteit C8 parallel geschakeld.The primary resonance frequency f-rp, the resonance frequency for secondary windings (8ab) is short-circuited and capacitance C7 parallel to the primary winding (7). The secondary resonant frequency f-rs is the resonant frequency at primary winding 7 short-circuited and secondary windings 8ab and capacitance C8 connected in parallel.

20 Karakteristiek voor de schakeling volgens de uitvinding is dat f-rp lager ligt dan f-rs, bijvoorbeeld f-rp 30 % lager dan f-rs, en dat de minimum aanstuurfrequentie van T1 en T2 iets hoger dan f-rp ligt, bijvoorbeeld minimum aanstuurfrequentie 15% hoger dan f-rp.Characteristic for the circuit according to the invention is that f-rp is lower than f-rs, for example f-rp 30% lower than f-rs, and that the minimum drive frequency of T1 and T2 is slightly higher than f-rp, for example minimum drive frequency 15% higher than f-rp.

Een goede werking van de schakeling is mogelijk als de verhouding tussen f-rs en f-rp ligt tussen 1:1,2 en 1:3.Proper operation of the circuit is possible if the ratio between f-rs and f-rp is between 1: 1.2 and 1: 3.

2525

De in de schakeling bij maximum vermogen, en op de top van de ingangswisselspanning optredende golfvormen zijn geschetst in fig.2.The waveforms occurring at the maximum power circuit and at the top of the input alternating voltage are shown in FIG.

Duidelijk is te zien dat er Zero Voltage Transition optreedt, omdat de schakeling bovenresonant aangestuurd wordt.It is clear to see that Zero Voltage Transition occurs, because the circuit is driven above resonantly.

30 In de tijdvakken t1-t2 en t3-t4 is één van de secundaire diodes D1a, D1b in geleiding waardoor de transformator met de er aan gekoppelde resonantiecapactiteit C7, resonantiefrequentie f-rp heeft.In the periods t1-t2 and t3-t4, one of the secondary diodes D1a, D1b is conductive, so that the transformer with the resonance capacitance C7 coupled thereto has resonance frequency f-rp.

In de tijdvakken t2-t3 en t4-t1 maakt de capaciteit C8 deel eveneens deel uit van het resonantiecircuit, de resonantiefrequentie van transformator met beide capaciteiten ligt dan 35 hoger.In the periods t2-t3 and t4-t1, the capacitance C8 is also part of the resonance circuit, the resonance frequency of transformer with both capacities is then higher.

Men kan over de gehele schakelperiode een effectieve resonantiefrequentie definiëren, die een gewogen gemiddelde is van de situatie met één van de secundaire diodes in geleidend en met beide diodes sperrend.An effective resonance frequency can be defined over the entire switching period, which is a weighted average of the situation with one of the secondary diodes conducting and with both diodes blocking.

Deze effectieve resonantiefrequentie ligt hoger dan f-rp.This effective resonance frequency is higher than f-rp.

1090886_ - 7 -1090886_ - 7 -

Bij ingangsspanningen buiten de topwaarde van de netspanning nemen de tijdvakken t1-t2 en t3-t4 in lengte af en t2-t3 en t4-t1 in lengte toe. Het resultaat is dat de eerder genoemde effectieve resonantiefrequentie hoger wordt, en de aanstuurfrequentie voorTI en T2 bij maximumvermogen dicht bij de resonantiefrequentie komt te liggen, waardoor er een sterkere 5 opslingering van spanningen plaatsvindt en ondanks de dalende momentane ingangsspanning er nog steeds een aanzienlijk vermogen doorgegeven kan worden naar de vrijwel constant blijvende uitgangsspanning over C9.With input voltages outside the peak value of the mains voltage, the periods t1-t2 and t3-t4 decrease in length and t2-t3 and t4-t1 increase in length. The result is that the aforementioned effective resonant frequency becomes higher, and the driving frequency for T1 and T2 at maximum power becomes close to the resonant frequency, so that a stronger oscillation of voltages takes place and, despite the falling instantaneous input voltage, a considerable power is still transmitted. can be applied to the almost constant output voltage across C9.

Rond de nuldoorgangen van de netspanning kan de effectieve resonantiefrequentie zelfs boven de aanstuurfrequentie van T1 en T2 komen te liggen, waardoor geen Zero Voltage Transition 10 meer optreedtAround the zero crossings of the mains voltage, the effective resonance frequency may even be higher than the driving frequency of T1 and T2, so that no Zero Voltage Transition 10 occurs anymore

Uit praktijkproeven is gebleken dat dit niet tot grote extra verliezen of extra radio frequente storing leidt bij grotere vermogens kan de aansturing van T1 en T2 rond de nuldoorgangen van de netspanning onderdrukt worden, hoewel dit extra kosten voor de stuurschakeling met zich mee brengt 15 Bij het verhogen van de schakelfrequentie voor de aansturing van T1 en T2 gaat C7 steeds meer als koppelcapaciteit werken en treedt aan primaire zijde van de transformator vrijwel geen opslingering van de spanning meer op, terwijl aan secundaire zijde capaciteit C8 steeds meer als hoogfrequente shunt met afnemende impedantie gaat werken. Samen met de lekzelfinductie van de transformator ontstaat zo een filterwerking, die bij voldoend hoge aanstuurfrequentie van 20 de transistoren T1 en T2 ook de onbelaste uitgangsspanning tot een lage waarde kan terugregelen, bij aanwezigheid van de condensatoren C5 en C6 echter begrensd door de voorwaarde voor passief commuteren van de spanning op het knooppunt van T1 en T2, omdat de primaire stroom i-pr met toenemende aanstuurfrequentie steeds verder afneemt.Practical tests have shown that this does not lead to large extra losses or extra radio frequency interference at higher powers, the control of T1 and T2 around the zero crossings of the mains voltage can be suppressed, although this entails additional costs for the control circuit. increasing the switching frequency for the control of T1 and T2, C7 will increasingly operate as coupling capacity and on the primary side of the transformer there will be virtually no oscillation of the voltage, while on the secondary side capacity C8 will increasingly act as a high-frequency shunt with decreasing impedance to work. Together with the leakage inductance of the transformer, a filtering effect is thus obtained which, with a sufficiently high drive frequency of the transistors T1 and T2, can also reduce the unloaded output voltage to a low value, but in the presence of the capacitors C5 and C6 limited by the condition for passive commutation of the voltage at the junction of T1 and T2, because the primary current i-pr decreases with increasing driving frequency.

25 In fig. 3 is een schakeling weergegeven die de thermische beveiliging van de voeding kan verzorgen. Bij voorkeur wordt NTC weerstand R6 op de koelplaat van transistoren T1 en T2 aangebracht.Fig. 3 shows a circuit which can provide the thermal protection of the power supply. Preferably, NTC resistor R6 is applied to the cooling plate of transistors T1 and T2.

Bij het bereiken van een zekere limietwaarde van de temperatuur van R6 is de weerstand zo laag geworden dat T3 in geleiding komt. In het schakelvoorbeeld van fig. 3 vormen T3 en T4 30 een thyristorschakeling, die de voedingsspanning Us-IC1 voor IC1 over condensator C2 beneden de onderspanningsafschakellimiet van IC1 laat zakken.Upon reaching a certain limit value of the temperature of R6, the resistance has become so low that T3 becomes conductive. In the circuit example of FIG. 3, T3 and T4 form a thyristor circuit that lowers the supply voltage Us-IC1 for IC1 across capacitor C2 below the undervoltage cut-off limit of IC1.

Afhankelijk van de gekozen weerstandswaardes in de schakeling kan de voeding na afkoelen opnieuw starten, of wordt deze blijvend afgeschakeld totdat de netspanning wordt weggenomen.Depending on the chosen resistance values in the circuit, the power supply can restart after cooling, or it will be permanently switched off until the mains voltage is removed.

3535

Met een rekenvoorbeeld wordt het thermische gedrag van de voeding volgens de uitvinding verduidelijkt In een praktische uitvoeringsvorm van de schakeling volgend de uitvinding heeft de primaire wikkeling 12,7 gram koper, resulterend in een warmtecapaciteit van 4,9 J/grd. De koelplaat voorTI en T2 bestaat uit 14,7 gram aluminium met een warmtecapaciteit van 12,9 40 J/grd.A calculation example illustrates the thermal behavior of the power supply according to the invention. In a practical embodiment of the circuit according to the invention, the primary winding has 12.7 grams of copper, resulting in a heat capacity of 4.9 J / grd. The cooling plate for TI and T2 consists of 14.7 grams of aluminum with a heat capacity of 12.9 40 J / grd.

I 02 068 6 - 8 -I 02 068 6 - 8 -

De verliezen in de primaire transformatorwikkeling en in T1 en T2 samen zijn bij een maximum vermogen van 300 Watt respectievelijk 2,5 Watt en 8 Watt.The losses in the primary transformer winding and in T1 and T2 together are 2.5 Watt and 8 Watt at a maximum power of 300 Watts respectively.

In een tijd van 2 minuten, gedurende welke de voeding het genoemde vermogen moet kunnen leveren is dan de temperatuurstijging van de wikkeling 61 °C en van de koelplaat 74 °C.In a time of 2 minutes, during which the power supply must be able to supply the stated power, the temperature rise of the winding is then 61 ° C and of the cooling plate 74 ° C.

5 Het afschakelpunt voor de thermische beveiliging kan in overeenstemming hiermee gekozen worden.5 The switch-off point for thermal protection can be selected accordingly.

De verliezen in de gelijkrichtdiodes D1a en D1b zijn bij geschikte dimensionering van deze diodes en van de koelplaat waarop deze diodes zijn aangebracht, eenvoudig zodanig te kiezen 10 dat bij geen enkele bedrijfstoestand de maximum toelaatbare temperatuur van deze onderdelen wordt overschreden. De temperatuur van secundaire wikkeling 8 van transformator Tr1 kan begrensd worden door een schakeling zoals aangegeven in fig.5. Hier wordt een NTC weerstand R7 thermisch gekoppeld met de secundaire wikkeling van Tri. Bij een zekere temperatuur van de wikkeling komt T6 in geleiding en brengt de waarde van de 15 referentiespanning U-ref, die bepalend is voor de uitgangsspanning, terug, waardoor de aangesloten belasting minder vermogen gaat opnemen en ook de verliezen in Tr1 zover worden teruggebracht dat een verdere temperatuurstijging van deze wikkeling wordt voorkomen.With suitable dimensioning of these diodes and of the cooling plate on which these diodes are mounted, the losses in the rectifier diodes D1a and D1b can be easily selected such that the maximum permissible temperature of these components is not exceeded in any operating condition. The temperature of secondary winding 8 of transformer Tr1 can be limited by a circuit as indicated in Fig. 5. Here, an NTC resistor R7 is thermally coupled to the secondary winding of Tri. At a certain temperature of the winding T6 becomes conductive and reduces the value of the reference voltage U-ref, which determines the output voltage, whereby the connected load starts to absorb less power and the losses in Tr1 are reduced to such an extent that a further rise in temperature of this winding is prevented.

20 In fig. 4 is een mogelijke uitvoeringsvorm van de schakeling geschetst waardoor afechakeling van de voedende netspanning mogelijk wordt door middel van een apparaat, als beschreven in Europees patent EP 0615667. Het afschakelen van de netspanning is wenselijk omdat de nullastverliezen van de voeding volgens de uitvinding relatief groot zijn. Dit wordt veroorzaakt door de relatief grote blindstromen in de resonantiecircuits en ook door de dimensionering van 25 de transformator, die is bepaald door de randvoorwaarde dat slechts gedurende korte tijd een groot vermogen geleverd behoeft te worden, en overigens door kostenoverwegingen is bepaald.Fig. 4 outlines a possible embodiment of the circuit which makes it possible to switch off the supply mains voltage by means of a device as described in European patent EP 0615667. Switching off the mains voltage is desirable because the no-load losses of the supply according to the invention are relatively large. This is caused by the relatively large reactive currents in the resonance circuits and also by the dimensioning of the transformer, which is determined by the condition that only a large power needs to be supplied for a short time, and otherwise determined by cost considerations.

De voedende wisselspanningbron wordt aangesloten op “Acin", de ingang van de in fig.1 getoonde voeding op “Acout”.The AC power source is connected to “Acin”, the input of the power supply shown in Figure 1 to “Acout”.

30 De voor de relaisspoel van het in EP 0615667 beschreven apparaat benodigde voedingsspanning wordt bij voorkeur via een capaciteit C11 van één van de secundaire wikkelingen 8a of 8b afgenomen, en via gelijkrichtdiodes D3a, D3b gelijkgericht en door condensator C12 afgevlakt.The supply voltage required for the relay coil of the device described in EP 0615667 is preferably taken via a capacitance C11 from one of the secondary windings 8a or 8b and rectified via rectifier diodes D3a, D3b and smoothed by capacitor C12.

Zodra één van de schakelaars S1 of S2 wordt bediend om de motor 9 te activeren, wordt via 35 één van de diodes D4a, D4b condensator C13 geladen, en wordt activeringstransistor T5 geleidend gestuurd. De relaisspoel van Ry1, die deel uit maakt van het in EP 0615667 beschreven apparaat, wordt hierdoor bekrachtigd.As soon as one of the switches S1 or S2 is operated to activate the motor 9, capacitor C13 is charged via one of the diodes D4a, D4b, and activation transistor T5 is conductively driven. The relay coil of Ry1, which is part of the device described in EP 0615667, is energized by this.

Door de belasting met motor 9 zakt, ten gevolge van de massatraagheid van de rotor die bij aanloop op snelheid gebracht moet worden, de spanning over C9 zeer snel, met een - 9 - tijdconstante, bepaald door de belastingsweerstand van de uitgangsbelasting en de capaciteit C9.Due to the load with motor 9, as a result of the inertia of the rotor that has to be brought up to speed on starting, the voltage across C9 drops very rapidly, with a time constant determined by the load resistance of the output load and the capacity C9 .

Om toch relaisspoel van Ry1 blijvend te laten aantrekken, zonder een zeer grote waarde van capaciteit C9 om de spanningsdaling ten gevolge de motorbelasting lang genoeg te kunnen 5 bufferen, is een extra capaciteit C12 aangebracht, die uitsluitend door de relaisspoel wordt belast waardoor de spanning er over niet wordt beTnvloed door de motorbelasting tijdens het op snelheid komen van motor 9.In order nevertheless to allow relay coil of Ry1 to continue to attract without a very large value of capacity C9 to be able to buffer the voltage drop due to the motor load long enough, an additional capacity C12 is provided, which is only loaded by the relay coil so that the voltage there is not influenced by the motor load during the speed of motor 9.

Er kunnen meerdere motoren op deze wijze worden aangestuurd.Multiple motors can be controlled in this way.

Deze schakeling kan ook worden toegepast als er relais gebruikt worden in plaats van 10 schakelaars voor het inschakelen van de motoren. De relaisspoelen kunnen dan eveneens vanuit de buffer capaciteit C12 worden gevoed, zodat ze niet direct na het starten van de motor door de sterke spanningsdaling over C9 weer afvallen. Essentieel voor de stuurschakeling van T5 is dat een spanningsimpuls moet ontstaan, vanuit een capaciteit die lang geladen kan blijven, zodra een inschakelcommando voor één van de gelijkstroommotoren gegeven wordt.This circuit can also be used if relays are used instead of 10 switches for switching on the motors. The relay coils can then also be supplied from the buffer capacity C12, so that they do not fall off again immediately after starting the engine due to the strong voltage drop across C9. Essential for the control circuit of T5 is that a voltage pulse must be created, from a capacity that can remain charged for a long time, as soon as a switch-on command is given for one of the DC motors.

15 Er kan, zoals ook beschreven in EP 0615667 een extra batterij worden aangebracht zodat in het geval de lading over C9 en C12 tengevolge van langdurig niet gebruikt te zijn geheel is weggelekt, toch de relaisspoel van Ry1 nog bekrachtigd kan worden.As is also described in EP 0615667, an additional battery can be provided so that in the event that the charge over C9 and C12 is completely drained as a result of being left unused for a long period of time, the relay coil of Ry1 can still be energized.

Om de lading van C9 na afschakeling niet weg te laten lekken worden de regelcircuits IC2, R3, R4, U-ref en bijbehorende onderdelen, via een scheidingsdiode D2 uit één van de secundaire 20 wikkelingen 8a of 8b gevoed. _ _ ___ _In order not to leak the charge of C9 after switching off, the control circuits IC2, R3, R4, U-ref and associated components are supplied via a separation diode D2 from one of the secondary windings 8a or 8b. _ _ ___ _

Een niet in de figuren getoonde hulpschakeling, opgenomen in blok 5 van fig.1 kan periodiek gedurende korte tijd de omvormer inschakelen, bijvoorbeeld eenmaal per dag gedurende korte tijd, om de capaciteit C9 geladen te houden. Een dergelijke schakeling kan eenvoudig worden gerealiseerd met behulp van een goedkope microcontroller met een laag stroomverbruik.An auxiliary circuit, not shown in the figures, included in block 5 of Figure 1 can periodically switch on the inverter for a short time, for example once a day for a short time, to keep the capacity C9 charged. Such a circuit can easily be realized with the aid of an inexpensive microcontroller with a low power consumption.

25 Zodra er dan vermogen van de uitgang gevraagd wordt kan, bijvoorbeeld via een niet getekende optocoupler, een signaal gegeven worden onder invloed waarvan de voeding ingeschakeld wordtAs soon as power is demanded from the output, a signal can be given, for example via an optocoupler, not shown, under which the power supply is switched on

Het detecteren van een vermogensvraag kan op verschillende manieren, bijvoorbeeld via de eerder beschreven D4a, D4b in fig. 4.Detecting a power demand can be done in various ways, for example via the previously described D4a, D4b in Fig. 4.

3030

Verder is het mogelijk de voeding voor het constant leveren van een klein vermogen geschikt te maken, bijvoorbeeld voor het laden van accu's voor een noodstroomvoorziening, door op bekende wijze een aan/uit regeling toe te passen (ook wel burst mode control genoemd).Furthermore, it is possible to make the power supply suitable for constantly supplying a small power, for example for charging batteries for an emergency power supply, by applying an on / off control in a known manner (also known as burst mode control).

Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door in schakeling 5 in fig.1 een detector in te 35 bouwen, die bij een sterk terugkoppelsignaal niet langer de frequentie van de aanstuurimpulsen voor T1 en T2 verder verhoogd, maar de omvormer periodiek geheel uitschakelt, door stuurimpulsen voor zowel T1 als T2 te blokkeren.This can be achieved, for example, by incorporating a detector in circuit 5 in Fig. 1 which, with a strong feedback signal, no longer increases the frequency of the driving pulses for T1 and T2, but which periodically completely switches off the inverter, by driving pulses for both T1 as T2.

Verder kan, bijvoorbeeld geïntegreerd met schakeling 5, een radiofrequent ontvanger worden opgenomen, die de voeding kan inschakelen. Dit kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor 1n? nfiflfi_ - 10 - garagedeuropeners. Dezelfde functionaliteit kan verkregen worden met ultrasone of infrarood activering.Further, for example integrated with circuit 5, a radio frequency receiver can be included, which can switch on the power supply. This can for example be used for 1n? nfiflfi_ - 10 - garage door openers. The same functionality can be obtained with ultrasonic or infrared activation.

Een verdere uitbreiding van de schakeling bestaat eruit dat de radiofrequent ontvanger tevens een signaal ontvangt dat de gewenste draairichting van de aangesloten gelijkstroommotor 5 aangeeft, en dat de schakeling 5 tenminste één element, bijvoorbeeld een dubbelpolig relais aanstuurt, dat de polariteit van de aan motor geleverde gelijkspanning kan omkeren, en zodoende de gewenst draairichting kan instellen..A further extension of the circuit consists in that the radio frequency receiver also receives a signal indicating the desired direction of rotation of the connected DC motor 5, and that the circuit 5 controls at least one element, for example a double-pole relay, which controls the polarity of the motor supplied to the motor. can reverse DC voltage, and thus set the desired direction of rotation.

Omdat achter de primaire gelijkrichter (3 in fig.1) een ontkoppelcondensator C1 is geschakeld, en niet zoals gebruikelijk in schakelende voedingen, een elektrolytische afvlakcondensator, is 10 de schakeling vrij gevoelig voor kortstondige energierijke overspanningen aan de ingang.Because a decoupling capacitor C1 is connected behind the primary rectifier (3 in Fig. 1), and not as usual in switching power supplies, an electrolytic smoothing capacitor, the circuit is quite sensitive to momentary energy-rich overvoltages at the input.

Deze gevoeligheid kan verminderd worden door aan de ingang een varistor op te nemen, en bijvoorbeeld opgenomen in blok 5 een overspannings-lock-out schakeling, die bij het overschrijden van een zekere maximumwaarde van de ingangsspanning de stuurimpulsen voor zowel T1 als T2 volledig blokkeert.This sensitivity can be reduced by including a varistor at the input and, for example, included in block 5 an overvoltage lock-out circuit which completely blocks the control pulses for both T1 and T2 when a certain maximum value of the input voltage is exceeded.

15 In de geblokkeerde toestand van beide transistoren wordt het spervermogen verdubbeld, dus als de vermogenstransistoren elk een sperspanning van 400 V verdragen, kan de serieschakeling in geblokkeerde toestand 800 V verdragen, zonder dat hierbij defecten optreden.In the blocked state of both transistors, the blocking power is doubled, so if the power transistors each tolerate a blocking voltage of 400 V, the series connection in the blocked state can tolerate 800 V without defects occurring.

mpnfiftfi 1mpnfiftfi 1

Claims

A switching power supply for connection to an a.c. voltage source (1), in particular the public electricity network, for briefly supplying power to one or more of said a.c. source galvanically isolated direct current users (9), comprising: an input filter (2) a primary rectifier (3), a high-frequency decoupling capacitor (C1) which is dimensioned such that under normal operating conditions no appreciable flattening of the rectified alternating voltage from alternating voltage source (1) takes place, a series connection of two power transistors (T1, T2) , connected between the positive and the negative connection of said primary rectifier, mounted on a cooling plate, control means (4) for conducting said power transistors in turn and not overlapping, a transformer (Tr1), with a primary winding (7) , relatively poorly linked with one or more secondary windings (8a, 8b), said primary winding being connected on the one hand to the node of said power transistors (T1, T2) and on the other hand via one or more first resonance capacities (C7) to one or both of the direct current connections of said primary rectifier more secondary rectifier diodes (D1a, D1b) connected to said one or more secondary windings, a secondary smoothing capacitance (C9), connected in such a way that the AC voltage rectified by said secondary rectifier diodes (D1a, D1b) from said secondary windings (8a, 8b ) is flattened while the load (9) is connected to said secondary smoothing capacitance, a secondary resonance capacitance (C8), connected in parallel to said one or more secondary windings (8ab), while also being defined: a primary resonance frequency, the resonance frequency of the primary winding connected in parallel with the pr imary resonance capacity with short-circuited secondary windings, a secondary resonance frequency, the resonance frequency of the one or more secondary windings, connected in parallel with the secondary resonance capacity, characterized in that the ratio between primary resonance frequency and secondary resonance frequency is between 1: 1.2 and 1: 3. ^ 0 £ d 8 b - 12 -

Switching power supply according to claim 1, characterized in that control means are present to determine the difference between an actual and a desired value of the voltage for the one or more direct current users (9), and to provide a feedback signal on the basis of the measured difference and that the control means (4) for alternately conducting the power transistors (T1, T2) vary the driving frequency of alternately conducting said power transistors based on the magnitude of said feedback signal. 10

Switching power supply according to claim 2, characterized in that said desired value of the voltage for the one or more direct current users (9) is set higher if the direct current user absorbs a larger current.

Power supply according to claim 2 or 3, characterized in that the difference between desired and actual value of the voltage for direct current user (9) is passed on to said control means (4) via an optical coupling element (6).

5. A power supply according to any one of claims 2, 3 or 4, characterized in that said control means (4) the driving frequency for the alternating conduction of said power transistors (T1, T2), said driving frequency can vary between a minimum frequency and a maximum frequency, wherein said minimum frequency is higher than the primary resonance frequency mentioned in claim 1. 25

Power supply according to claim 5, characterized in that if the maximum frequency mentioned in claim 5 is reached, while the voltage for the one or more direct current users is even higher than the desired value, the control means (4) the two power transistors (T1, T2) periodic blocking. 30

Power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the said transformer (Tr1) is constructed according to one of the claims of publication EP 0154052 in the name of the applicant.

A power supply according to claim 7, characterized in that the ratio between self-inductance measured over the primary winding (7) of the transformer (Tr1) with secondary windings (8ab) open, and the self-induction measured over the primary winding (7) with the secondary windings (8ab) are short-circuited between 3: 1 and 3: 2. 1020886_ - 13 -

A power supply according to any one of the preceding claims, characterized in that a thermal protection is provided, consisting of an NTC resistor (R6), thermally coupled to the cooling plate of the power transistors (T1, T2), which resistor at a resistance value lower than a a certain limit value causes the said control means (IC1) to no longer give the control pulses for the alternating conduction of the power transistors.

10. A power supply according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a thermal protection is provided, consisting of a PTC resistor, thermally coupled to the cooling plate of the power transistors, which resistor causes a resistance value higher than a certain limit value. that said control means (IC1) no longer give the control impulses for the alternating conducting of the power transistors.

Power supply according to claim 9 or 10, characterized in that said thermal protection removes or reduces the supply voltage for the control means (4)

12. Power supply according to any one of the preceding claims, characterized in that a thermal protection is provided, consisting of an NTC resistor, thermally coupled to one or more secondary windings (8ab), which NTC resistor at a resistance value lower than a certain limit value causes the output voltage for the one or more direct current users (9) to be reduced.

13. Power supply according to any of claims 1 to 11, characterized in that a thermal protection is provided, consisting of a PTC resistor, thermally coupled to the one or more secondary windings (8ab), which PTC resistor is higher at a resistance value then a certain limit value causes the output voltage for the one or more direct current users (9) to be reduced.

A power supply according to any one of claims 2 to 12, characterized in that the circuit for determining the difference between desired and actual value of the voltage on one or more direct current users (6) determines the actual value by means of a diode (2), not being one of the secondary rectifying diodes (D1ab) mentioned in claim 1, to rectify the voltage on at least one of the secondary windings mentioned in claim 35.

Power supply according to claim 14, characterized in that an additional buffer capacity (C12) is provided, fed from one or more of the secondary windings (8ab) of said transformer (Tr1), while an activation transistor (T4) with 40 associated control circuit is present which control circuit is connected via diodes {D4a, D4b) to an activation element (S1, S2) for the DC users, while a disconnection relay (Ry1) is included between the input AC voltage source (1) and the input of the power supply, and the relay coil of said disconnection relay is connected between said buffer capacity (C12) and said activation transistor (T4).

16. A power supply according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means (4) can be influenced by a receiver circuit, which can receive optical, radio frequency or acoustic signals, on the basis of which said control means 10 (IC1) provide control impulses to the Asset brokers can start or end.

17. Power supply according to claim 16, characterized in that said receiver circuit can also adjust the polarity of the voltage supplied to one or more direct current users per user via relays.

18. A power supply according to any one of claims 1 to 15, characterized in that a circuit is arranged which causes the control means (IC1) to periodically supply said control pulses for the power transistors with very small duty cycle, and which can receive an activation signal given as one or more of the said DC users requires DC power and, on the basis of that activation signal, continuously gives the said control pulses.

19. Power supply as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that an overvoltage protection circuit is included, which ensures that if the input voltage exceeds a certain limit value, the control means (4) block both power transistors (T1, T2) in a blocking manner.

20. A circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the one or more direct-current consumers are one or more direct-current motors. 102 08 8 fi