DE1588133A1

DE1588133A1 - Circuit arrangement for keeping the output voltage delivered by an inverter constant

Info

Publication number: DE1588133A1
Application number: DE19671588133
Authority: DE
Inventors: Trnka Dipl-Ing Gerhard
Original assignee: Inst Post & Fernmeldewesen
Current assignee: Inst Post & Fernmeldewesen
Priority date: 1967-07-31
Filing date: 1967-07-31
Publication date: 1970-10-08

Description

Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der von einem Wechselrichter abgegebenen Ausgangsspannung.Circuit arrangement for keeping the energy from an inverter constant output voltage delivered.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum .Nonstanthalten der von einem Viechselrichter abgegebenen Ausgangsspannung zur unterbrechungsfreien Versorgung von hochwertigen Fernmeldeeinrichtungen.The invention relates to a circuit arrangement for keeping constant the output voltage delivered by a Viechselrichter for uninterruptible Supply of high quality telecommunications equipment.

Zur unterbrechungsfreien Versorgung von hochwertigen Fernmeldeeinrichtungen ist es in steigendem Maße üblich, die ungeregelte und in weiten Grenzen schwankende Wechselspannung des öffentlichen Versorgungsnetzes gleichzuriohten, wobei die sich ergebende Gleichspannung mit einfachen Mitteln in einem engen Toleranzbereich geregelt werden kann, und diese Gleichspannung zum Betrieb eines Wechselrichters zu verwenden, der seinerseits die Verbraucher mit der erforderlichen Wechselspannung versorgt Gleichzeitig wird eine Reservebatterie in geladenem Zustand- gehalten. Bei Ausfall des öffentlichen Versorgungsnetzes übernimmt die Batterie die Versorgung des Wechselrichters. Die Spannung der Batterie ist abhängig vom jeweiligen Ladezustand und sinkt während der Entladung ab.For the uninterrupted supply of high-quality telecommunications equipment it is increasingly common for the unregulated and fluctuating within wide limits The AC voltage of the public supply network is rectified, whereby the resulting DC voltage regulated with simple means within a narrow tolerance range and to use this DC voltage to operate an inverter, which in turn supplies the consumers with the required AC voltage At the same time, a reserve battery is kept charged. In the event of failure of the public supply network, the battery takes over the supply of the inverter. The voltage of the battery depends on the current state of charge and decreases during the discharge.

D4 die Ausgangsspannung des Wechselrichters bei den sehr empfindlichen Fernmeldeeinrichtungen nur in einem sehr engen Toleranzbereich schwanken darf, ist es erforderlich, seine Ausgangsspannung unabhängig von der Eingangsgleichspannung konstant zu halten. Hierfür sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. So ist es z.B. bekannt, im Moment der Umschaltung von der erzeugten Wechsdlepannung eine Zusatzgleichspannung abzuleiten und mit der Versorgungsgleichspennung in Reihe züi sehalten. Hierbei entspricht der Wert der Zuaatzgleichapannung-dem normalerweise bei der Umschaltung auftretenden Spannungsunterschied, ist jedoch weitgehend unabhängig von der tatsächlichen Höhe der Batteriespannung. Dadurch kern auch die Aus-, gangswechselspannure des Wechselrichters nur angenähert der Nennspannung angeglichen werden, die Einhaltung eines engen Toleranzbereiches ist nichtgewährleistet.D4 the output voltage of the inverter for the very sensitive Telecommunications equipment may only fluctuate within a very narrow tolerance range it required its output voltage to be independent of the DC input voltage keep constant. Various possibilities are known for this. So it is e.g. known, at the moment of switching from the generated alternating voltage an additional DC voltage derive and sehalten in series with the DC supply voltage. Here the value of the additional voltage corresponds to that normally at the Switchover occurring voltage difference, however, is largely independent on the actual level of the battery voltage. As a result, the output alternating voltages are also core of the inverter can only be approximated to the nominal voltage, compliance a narrow tolerance range is not guaranteed.

Zur exakten Regelung der Ausgangsspannung von Wechselrichtern sind Verfahren mit Amplitudensteuerung und Anschnittsteuerung.bekannt. Bei der Ampl.tudensteuerung mit elektronischem Gleichstromsteller wird nur fair eine bestimmte Zeit während einer Periodedle Batterie mit dem Wechselrichter verbunden. Aus dem Verhältnis dieser Zeit zur Periodendauer ergibt sich der Mittelwert der Gleichspannung, der bestimmend für die Höhe der Ausgangswechselspannung des Wechselrichters ist. Bei der Anschnittssteuerung wird die Breite der rechteckförmigen Spannungs-Zeit-I#lächen innerhalb der Halbschwingungen der Aus#-ganüsspannung so-verändert, daB die.Ausgangsspannung den gewünschten Wert erhält. Dabei kann das Stellglied grundsätzlich hinter, in oder vor dem Wechselrichter angeordnet sein.For the exact regulation of the output voltage of inverters are Method with amplitude control and gating control known. With the ampl.tuden control using electronic DC chopper will only be fair during a certain period of time a periodedle battery connected to the inverter. From the ratio of these The mean value of the DC voltage results from the time to the period duration, which is the determining factor for the level of the output AC voltage of the inverter. With the gate control the width of the rectangular voltage-time-I # areas within the half-oscillations the output voltage is changed in such a way that the output voltage has the desired value receives. The actuator can basically be behind, in or in front of the inverter be arranged.

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daf sie erheblichen zusätzlichen Aufwand im Wechselrichter erfordern. Dieser Aufwand ist jedoch im Normalfall, wenn der Wechselrichter aus einem Gleichrichter mit geregelter Ausgangsspannung gespeist wird, überflüssig und wird nur benötigt, wenn im Störungsfall die Batterie mit ihrer verHnderlichen Ausgangsspannung die Versorgung des Wechselrichters übernimmt. Die Pgrfindung bezweckt, den zur Regelung der Ausgangsspannung von Wechselrichtern erforderlichen Aufwand bei der Versorgung empfindlicher Fernmeldeeinrichtungen weitgehend einzusparen.What all of these procedures have in common is that they are considerably additional Require effort in the inverter. However, this effort is usually when the inverter is fed from a rectifier with regulated output voltage is superfluous and is only required if the battery with its Varying output voltage takes over the supply of the inverter. the The purpose of Pgrfindung is the one required to regulate the output voltage of inverters To largely save effort in the supply of sensitive telecommunications equipment.

-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung amugeben, bei der ein zur Versorgung empfindlicher Fernmeldeeinrichtungen dienender Wechselrichter mit hohen Anforderungen an die Konstanz der Ausgangswechselspannung sowohl im Normal- als auch im Störungsfall so `durch eine konstante Gleichspannung gespeist wird, daß ohne Regelung des Wechselrichters seine Ausgang;weehsel.-.$pannung innerhalb des geforderten Toleranzbereiches liegt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem im Normalbetrieb die Ausgangsspannung des den Wechselrichter aus dem öffentlichen Versorgungsnetz speisenden Gleichrichters in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Wechselrichters im erforderlichen Toleranzbereich geregelt und im Störungsfall bei Ausfall der Netzspannung zu der der Speisung des Wechselrichters dienenden-Batteriespannung eine in M-hängigkeit von der Ausgangsspannung des Wechselrichters geregelte Gleichspannung eines Transverters zugeschaltet wird. Die Speisung des Transverters kann dabei gemäß der Erfindung entweder ebenfalls aus der Batterie oder aus der Ausgangsspannung des Wechselrichters erfolgen. In letzterem Falle arbeitet dann der Transverter als Gleichrichter.The invention is based on the object of a circuit arrangement amugue, in which a serving to supply sensitive telecommunications equipment Inverters with high demands on the constancy of the AC output voltage in normal cases as well as in the event of a malfunction, by means of a constant DC voltage is fed that without regulation of the inverter its output; alternating .-. $ voltage is within the required tolerance range. The object is according to the invention solved by removing the output voltage of the inverter from the in normal operation public supply network feeding rectifier depending on the output voltage of the inverter regulated within the required tolerance range and in the event of a fault in the event of a mains voltage failure, the battery voltage used to supply the inverter a DC voltage that is regulated as a function of the output voltage of the inverter a transverter is switched on. The transverter can be fed according to of the invention either also from the battery or from the output voltage of the inverter. In the latter case, the transverter works as a Rectifier.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.' Es zeigen fig. 1 die bisher üblJche Schaltungsanordnung, Fig. 2 die Schaltungsanordnung nach der-Erfindung. Beider Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird die ungeregelte Wechselopannung aus dem öffentlichen Versorgungsnetz mittels GIFichrichter G1 gleich6Prichtct und durch oin zugehöriges Regelglied R auf einen-konstanten Wert geregelt. Üblich ist z:Z. die Regelung auf einen Toleranzbereich von + 2 %, jedoch wäre ohne großen Aufwand auch eine Regelung mit engerem Toleranzbereich möglich. Mit dieser geregelten Gleichspannung wird ein Wechselrichter W gespeist, dessen Ausgangsspannung entsprechend den Forderungen der angeschalteten Verbraucher, z.B. hoch. wertiger und empfindlicher Fernmeldeeinrichtungen, innerhalb eines engen Toleranzbereiches von einem zugehörigen Regelglied R, üblicherweise ± 1 %, geregelt wird. Vom Gleichrichter G1 wird gleichzeitig eine Batterie B im geladenen Zustand gehalten, die bei Netzaufifall die Weiterversorgung des Wechselrichters W über die dargestellte Diode D übernimmt. Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 01 auf einen genügend kleinen Toleranzbereich geregelt wird, ist die mit erheblichem Aufwand verbundene Regelung des Wechselrichters W nur bei Anschaltung der ungeregelten und in weitem Bereich schwankenden Spannung der Batterie B wirksam.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It show fig. 1 the previously usual circuit arrangement, FIG. 2 the circuit arrangement according to the invention. In the circuit arrangement according to FIG. 1, the unregulated alternating voltage from the public supply network is regulated to a constant value by means of the GIFichrichter G1 and is regulated to a constant value by the associated control element R. Common is z: Z. the regulation to a tolerance range of + 2%, however, regulation with a narrower tolerance range would also be possible without great effort. With this regulated DC voltage, an inverter W is fed, the output voltage of which is high according to the requirements of the connected consumers, for example. valuable and sensitive telecommunications equipment, is regulated within a narrow tolerance range by an associated control element R, usually ± 1%. At the same time, the rectifier G1 keeps a battery B in the charged state, which, in the event of a mains failure, takes over the continued supply of the inverter W via the diode D shown. If the output voltage of the rectifier 01 is regulated to a sufficiently small tolerance range, the considerable effort involved in regulating the inverter W is only effective when the unregulated and widely fluctuating voltage of the battery B is connected.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird der Gleichrichter G1 nicht in Abhängigkeit von seiner eigenen Ausgangsspannung, sondern in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Wechselrichters W geregelt, so daß für beide Baugruppen nur die mit erträglichem Aufwand realisierbare und auf jeden Fall notwendige Regelung des Gleichrichters G1 erforderlich ist, dagegen die mit erheblichem Aufwand verbundene Regelung des Wechselrichters W entfallen kann. Bei Netzausfall übernimmt die Batterie die Versorgung des Wechselrichters W. Ihrer ungeregelten Spannung Wird die Aus- gangsspannung eines Transverters Tr zugesetzt,. wobei. dieser Transverter Tr in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des iNechselrichters 'f innerhalb der durch den angeschalteten Verbraucher vorgeschriebenen engen Toleranzgrenzen liegt. Dabei erfolgt die Versorgung des Wechselrichters 17,1 im Augenblick der Umschaltung über die ungeregelten Dioden Du, um eine unterbrechungslose Anschaltung der Batterie B zu erreichen und gleichzeitig die zu Beginn der-Entladung kurzzeitig hohe Spannung der Batterie B abzusenken. Erst danach werden die geregelten Dioden Dg zugeschältet und übernehmen die weitere Versorgung des Wechselrichters V!i. Der Transverter Tr kann hierbei, wie in der Schaltung nach Fig. 2 dargestellt, aus der Batterie B betrieben werden , er kann aber auch von der Ausgangsspannung des Wechselrichters If versorgt werden und als reiner Gleichrichter arbeiten. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird erreicht, daß außer der auf jeden Fall erforderlichen Regelung des Gleichrichters G1 nur noch der Transverter Tr geregelt werden muß, was mit geringem Aufwand möglich ist, während eine Regelung des Wechselrichters W, die hohen Aufwand erfordert, entfallen kann.In the circuit arrangement according to the invention according to FIG. 2, the rectifier G1 is not regulated as a function of its own output voltage, but rather as a function of the output voltage of the inverter W, so that for both assemblies only the regulation of the rectifier that can be implemented with tolerable effort and is absolutely necessary G1 is required, on the other hand the control of the inverter W, which is associated with considerable effort, can be omitted. In case of power failure, the battery takes over the supply of the inverter W. your unregulated voltage If the output voltage of a transverter Tr added ,. whereby. depending on the output voltage of the inverter, this transverter Tr lies within the tight tolerance limits prescribed by the connected consumer. In this case, the inverter 17,1 is supplied at the moment of the switchover via the unregulated diodes Du in order to achieve an uninterrupted connection of the battery B and at the same time to lower the voltage of the battery B, which is briefly high at the beginning of the discharge. Only then are the regulated diodes Dg switched on and take over the further supply of the inverter V! I. The transverter Tr can in this case, as shown in the circuit according to FIG. 2, be operated from the battery B, but it can also be supplied by the output voltage of the inverter If and work as a pure rectifier. The circuit arrangement according to the invention ensures that, in addition to the regulation of the rectifier G1 which is required in any case, only the transverter Tr has to be regulated, which is possible with little effort, while regulation of the inverter W, which requires a great deal of effort, can be dispensed with.

Claims

Claims: 1g circuit arrangement for keeping the of output voltage output by an inverter, characterized in that im Normal operation the output voltage of the inverter (@) from the public Supply network feeding rectifier (G1) depending on the output; parr_ung des urechoelrichters (W) iiii required tolerance range is regulated and in the event of a mains voltage failure, in addition to that used to supply the inverter (: 1J) Voltage of the battery (B) depending on the output voltage of the inverter (Vl) regulated DC voltage of a transverter (Tr) is switched on.

2. Circuit arrangement to keep the output voltage delivered by an inverter constant Addressed 1, characterized in that the feeding of the transverter (Tr) from the Battery (B).

3. Circuit arrangement for the condensation of an inverter output voltage output according to Claim 1, characterized in that the supply of the transverter (Tr) takes place from the output voltage of the Vinverter (W) and the Tr ansverter (Tr) works as a rectifier.