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DE2445031C2 - Schaltungsanordnung zur Spannungsumwandlung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Spannungsumwandlung

Info

Publication number
DE2445031C2
DE2445031C2 DE2445031A DE2445031A DE2445031C2 DE 2445031 C2 DE2445031 C2 DE 2445031C2 DE 2445031 A DE2445031 A DE 2445031A DE 2445031 A DE2445031 A DE 2445031A DE 2445031 C2 DE2445031 C2 DE 2445031C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
capacitors
circuit arrangement
circuit
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2445031A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2445031A1 (de
Inventor
Bernd Josef 8192 Geretsried Siepmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2445031A priority Critical patent/DE2445031C2/de
Priority to GB25675/75A priority patent/GB1516693A/en
Priority to ZA00754927A priority patent/ZA754927B/xx
Priority to AU83757/75A priority patent/AU498136B2/en
Priority to FR7528854A priority patent/FR2285740A1/fr
Priority to BE160255A priority patent/BE833678A/xx
Publication of DE2445031A1 publication Critical patent/DE2445031A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2445031C2 publication Critical patent/DE2445031C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

30
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von Wechselspannungen zweier unterschiedlicher Bereiche gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Brückeaschalldngen mit vier Gleichrichtern sind seit langem bekannt Sie w ;rden beispielsweise verwendet, um für Mittelfrequenz-Umrichter die Betriebsspannung zu erzeugen. Derartige Umrichterstromversorgungen sollen vielfach an Wechselspannungsnetzen unterschiedlicher Bereiche betrieben wer- den, wobei in der Regel Netzspannungen von 110 V, 125 V, 220 V und 240 V in Betracht kommen. Dazu wird ein Toleranzbereich von —15% und +10% gefordert, so daß die Umrichterschaltung einen Netzspannungsbereich von etwa 93 V bis 264 V ausregeln muß. Dies ist zwar im Prinzip durchaus möglich, erfordert jedoch einen hohen Aufwand an Schaltmitteln und Bauelementen.
Betrachtet man nun den genannten Netzspannungsbereich genauer, so stellt sich heraus, daß die in Betracht kommenden Wechselspannungen lediglich im Bereich von 93 bis 137 V und zwischen 187 und 264 V liegen, während der Zwischenbereich frei bleibt Der Regelbereich des Umrichters kann also wesentlich eingeschränkt werden, wenn man im unteren Bereich der Netzspannung, also im wesentlichen bis 110 V, eine Spannungsverdopplung vornimmt Ein Umrichter kann danach wesentlich einfacher und billiger aufgebaut werden.
Ein Teil der gesparten Mittel müßte allerdings wieder μ aufgewendet werden, wenn man eine an sich bekannte Verdopplerschaltung zusätzlich einsetzen und nach herkömmlicher Art eine umständliche Umschaltung zwischen Brückenschaltung und Spannungsverdoppler vornehmen wollte. Eine solche Verdopplerschaltung ist aus der US- PS 34 12 310 bekannt.
Für verschiedene Anwendungszwecke ist es wün sehenswert, neben dem Gleichstromverbraucher einen kleinen Wechselstromverbraucher mit anzuschließen. So wird beispielsweise bei Fernschreibeinrichtungen vielfach ein kleiner Lüftermotor mitbetrieben, der lediglich eine Leistung von einigen Watt verbraucht, während die benötigte Gleichstromleistung einige hundert Watt beträgt Für diesen kleinen Lüftermotor war bisher eine eigene Umschalteeinrichtung für die verschiedenen Netzspannungen erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umschaltung zwischen zwei Spannungsbereichen auf einfachste Weise zu ermöglichen, wobei gleichzeitig, ohne zusätzliche Schaltglieder, die Spannungsversorgung für einen kleinen Wechselstromverbraucher umgeschaltet wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird mit einer einfachen Drahtbrücke oder einem Schalter die Gleichrichterbrücke so umgeschaltet, daß zwei ihrer Gleichrichter als Teil einer Spannungsverdopplungsschaltung wirken. Die restlichen zwei Gleichrichter sind bei dieser Betriebsweise dauernd gesperrt Die beiden Kondensatoren bedeuten normalerweise keinen zusätzlichen Aufwand an Bauelementen, da auch bei einer gewöhnlich betriebenen Brückenschaltung zumindest ein Siebkondensator benötigt wird. Dieser Kondensator wird ohnehin vielfach aus wirtschaftlichen Gründen in zwei in Serie geschaltete Kondensatoren aufgeteilt Somit kann durch die Erfindung eine Spannungsverdopplung bei niedrigem Wechselspannungsbereich vorgenommen werden, ohne daß zusätzliche Bauteile erforderlich werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es nun möglich, ohne zusätzliche Schaltglieder einen kleinen Wechselstromverbraucher zwischen dem Verknüpfungspunkt der beiden Kondensatoren und die damit nicht verknüpfbare Eingangsklemme zu schalten. Solange am Ausgang Gleichstrom verbraucht wird, erhält dann der kleine Wechsslstromverbraucher ständig eine Wechselspannung des niedrigeren Spannungsbereiches (110 V), unabhängig davon, ob das Netz den höheren Spannungsbereich (220V) oder den niedrigeren Spannungsbereich führt Damit werden zusätzliche Umschaltmittel für den Wechselspannungsverbraucher eingespart; vor allem aber wird die Gefahr ausgeschaltet, daß bei Wechsel des Netzspannungsbereiches nur eine teilweise Umschaltung des Gerätes vorgenommen wird.
Wird jedoch am Gleichstromausgang nicht ständig Gleichstrom verbraucht, so kann man eine ständige Versorgung des Wechselspannungsverbrauchers durch eine Weiterbildung der Erfindung in der Weise erreichen, daß der Verbraucher für zwei Spannungsbereiche vorgesehen ist, jedoch mit derselben Umschalteinrichtung wie die Gleichrichteranordnung umgeschaltet wird. Dabei ist es ohne Bedeutung, ob der Verbraucher, beispielsweise ein Lüftermotor, direkt oder über einen kleinen Transformator an der Netzspannung liegt
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Spannungsumwandlung,
F i g. 2 dieselbe Schaltungsanordnung mit einem für zwei Spannungsbereiche ausgelegten kleinen Wechselstromverbraucher.
Die Fig. I zeigt eine einfache Schaltungsanordnung
mit einer Gleichricbterbrüeke, bestehend aus den Dioden D1, D 2, ρ 3 und D 4, An den Eingangsklemmen 1 und 2 liegt die Netzwechselspannung Un an, also beispielsweise 220 V oder UO V. An den Ausgangsklemmen 3 und 4 ist die gewünschte Gleichspannung abnehmbar. Zwischen diesen Ausgangsklemmen sind die beiden Kondensatoren CX und Ci in Serie angeordnet
Liegt nun am Eingang eine Netzspannung im Bereich von 220 V, so wird die Spannung Ober die Gleichrichter- ι ο brücke in üblicher Weise gleichgerichtet Die Kondensatoren Ci und C2 dienen zur Glättung der Ausgangsspannung. Liegt jedoch die Eingangsspannung im Bereich von 110 V, so wird zwischen den Klemmen 5 und 6 eine Brücke Si eingesetzt Nun wirken die Gleichrichter jDl und DI zusammen mit den Kondensatoren Ci und CI als Verdopplerschaltung, während die Dioden D 3 und D 4 gesperrt bleiben.
Bei der gezeigten erfindungsgemäßen Schaltung ist es weiterhin möglich, einen kleinen Wechselstromverbraueher ohne zusätzliche Mittel derart anzuschalten, daß er stets die gleiche Wechselspannung erhält Diese Möglichkeit ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, nämlich durch die Anschaltung eines Motors M zwischen die Eingangsklemme 1 und den Verknüpfungspunkt 6 zwischen den beiden Kondensatoren Ci und CI. Ganz unabhängig davon, ob die Netzspannung 220 V oder 110 V beträgt und ob dementsprechend der Schalter S i geschlossen oder offen ist erhält der Lüftermotor M stets eine Wechselspannung von 110 V. Allerdings gilt dies nur dann, wenn an den Ausgängen 3 und 4 stets Gleichstrom verbraucht wird.
Für den Fall, daß an den Ausgängen der erfindungsgemäßen Schaltung nicht ständig Gleichstrom verbraucht wird, ist in der Fig.2 eine etwas andere Anschaltung des Wechselstromverbrauchers dargestellt Der Motor M ist über einen Transformator angeschlossen, dessen Primärwicklung L i für zwei Spannungsbereiche ausgelegt ist Der Umschalter SI, mit dem die Eingangsklemme 2 wahlweise an den Eingangs der Brückenschaltung oder an den Verknüpfungspunkt 6 zwischen den Kondensatoren Ci und CI geschaltet werden kann, dient hier gleichzeitig dazu, die Eingangsklemme 2 entweder an den Punkt 7 oder an den Punkt 8 der Primärwicklung L1 des Übertragers anzuschalten. In bekannter Weise erhält dann der Motor M über die Wicklung LI stets die gleiche Spannung. Der Übertrager kann auch entfallen, wenn die Motorwicklungen direkt für zwei Spannungsbereiche ausgelegt und entsprechend umschaltbar sind.
Mit der Anordnung nach F i g. 2 kann also durch die Umschalteinrichtung SI wiederum gleichzeitig eine Umschaltung des Gleichstromverbrauchers und des kleinen Wechselstromverbrauchers erf.: Igen. Dabei ist noch darauf hinzuweisen, daß im niedrigen Netzspannungsbereich (110 V) keine Speisung der Gleichrichterbrücke über die Transformatorwicklung L1 erfolgt da der Wechselstromverbraucher nur für eine geringe Leistung ausgelegt ist welche etwa ein Hundertstel der Gleichstromleistung beträgt Die Schaltung nach F i g. 2 bleibt deshalb beim niedrigen Spannungsbereich ebenso wie die Schaltung nach F i g. 1 eine Verdopplerschaltung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche;
    1, Schaltungsanordnung zur Umwandlung von Wechselspannungen zweier unterschiedlicher Bereiche in einen Gleichspannungsbereich mittels einer Gleichrichterbrückenschaltung, an deren Eingangsklemmen die jeweilige Wechselspannung anliegt, und an deren Ausgangsklemmen die Gleichspannung abnehmbar ist, wobei zwischen den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung in Reihe zwei Kondensatoren etwa gleicher Kapazität angeordnet sind, deren Verknüpfungspunkt an eine Eingangsklemme anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verknüpfungspunkt (6) der beiden Kondensatoren (Ci, C2) und der nicht mit ihm bei Bedarf verknüpfbaren Eingangsklemme (1) ein im Verhältnis zum Gleichstromverbraucher kleiner Wechselstromverbraucher (M) anschaltbar ist
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalteinrichtung (S2) zwischen dem Verknüpfungspunkt (6) der Kondensatoren (Ci, C2) und dem einen Eingang (2) der Brückenschaltung (Di, D % D 3, D 4) gleichzeitig zur Umschaltung des für zwei Spannungsbereiche ausgelegten Wechselstromverbrauchers (M)d\ent
DE2445031A 1974-09-20 1974-09-20 Schaltungsanordnung zur Spannungsumwandlung Expired DE2445031C2 (de)

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GB25675/75A GB1516693A (en) 1974-09-20 1975-06-17 Electrical power supply circuits
ZA00754927A ZA754927B (en) 1974-09-20 1975-07-30 Improvements in or relating to electrical power supply circuits
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FR7528854A FR2285740A1 (fr) 1974-09-20 1975-09-19 Circuit de conversion de tensions
BE160255A BE833678A (fr) 1974-09-20 1975-09-22 Circuit de conversion de tensions

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ZA (1) ZA754927B (de)

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ZA754927B (en) 1976-07-28
BE833678A (fr) 1976-03-22
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FR2285740B1 (de) 1981-08-07
DE2445031A1 (de) 1976-04-01
FR2285740A1 (fr) 1976-04-16
GB1516693A (en) 1978-07-05
AU8375775A (en) 1977-02-10

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