DE2445031C2 - Schaltungsanordnung zur Spannungsumwandlung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur SpannungsumwandlungInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
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- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion 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
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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.
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)
- 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. 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
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Legal Events
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