DE10001525A1

DE10001525A1 - Steckernetzteil zur Versorgung von elektrischen Kleinverbrauchern

Info

Publication number: DE10001525A1
Application number: DE10001525A
Authority: DE
Inventors: Joerg-Michael Hasemann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-01-15
Filing date: 2000-01-15
Publication date: 2001-07-19
Also published as: AU3534301A; WO2001052026A1

Abstract

Bei einem Steckernetzteil (1) zur Versorgung von elektrischen Kleinverbrauchern mit einer Niederspannung, wobei das Steckernetzteil (1) ein Steckernetzteil (2) zum Transformieren einer Wechselspannung eines Versorgungsnetzes in die Niederspannung hat, sind in das Steckernetzteil (1) aufladbare Batterien (6) integriert, um den Kleinverbraucher bei Nichtverfügbarkeit des Versorgungsnetzes mit Energie zu versorgen, und es ist eine Schaltungsanordnung (7) in dem Steckernetzteil (1) zur Steuerung des Ladevorgangs der aufladbaren Batterien (6) und der Versorgung des angeschlossenen Kleinverbrauchers vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckernetzteil zur Versor gung von elektrischen Kleinverbrauchern mit einer Nie derspannung, wobei das Steckernetzteil ein Netzteil zum Transformieren einer Wechselspannung eines Versorgungs netzes in die Niederspannung hat.

Steckernetzteile zur Versorgung von elektrischen Klein verbrauchern, wie z. B. von Tischtelefonen, Faxgeräten, Anrufbeantwortern, Uhrenradios etc., sind hinreichend bekannt. Bei derartigen Steckernetzteilen ist das Netzteil zusammen mit den Steckerkontakten baulich in einem Gehäuse untergebracht, so daß das Steckernetzteil mit den Steckerkontakten als solche in die Steckdose eines Wechselspannungsversorgungsnetzes eingeschoben werden kann. Die Steckernetzteile haben in der Regel einen Niederspannungs-Kabelausgang zum Anschluß an elektrische Kleinverbraucher. Üblicherweise wird die Niederspannung gleichgerichtet.

Viele elektrische Kleingeräte müssen ständig mit Strom versorgt werden, um deren ständige Verfügbarkeit zu garantieren. In die Kleinverbraucher sind oftmals auf ladbare oder nicht aufladbare Batterien integriert, um bei einem Ausfall der Netzversorgung eine Stromversor gung und damit einen Weiterbetrieb zu ermöglichen. Derartige Kleinverbraucher mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung sind relativ teuer.

Dieser Nachteil wird durch ein Steckernetzteil zur Ver sorgung elektrischer Kleinverbraucher gemäß Patentan spruch 1 behoben, indem aufladbare Batterien in dem Steckernetzteil integriert sind, um den Kleinverbrau cher bei einer Nichtverfügbarkeit des Versorgungsnetzes mit Energie zu versorgen, und bei dem eine Schaltungs anordnung in dem Steckernetzteil zur Steuerung des La devorgangs der aufladbaren Batterien und der Versorgung des angeschlossenen Kleinverbrauchers vorgesehen ist.

Durch die Integration der unterbrechungsfreien Strom versorgung in das Steckernetzteil kann dieses univer sell für eine Vielzahl von Kleinverbrauchern verwendet werden, die ihrerseits keine Batterien und keine bei gegebenenfalls aufladbaren Batterien zugehörige Lade einrichtung mehr erfordern. Hierdurch werden die Kosten für die Kleinverbraucher gesenkt. Die Kleinverbraucher können zudem kleiner gebaut werden, da kein Batterie schacht und keine Ladeelektronik bei wiederaufladbaren Batterien erforderlich ist. Des weiteren ist keine Um schaltelektronik erforderlich, um vom Steckernetzteil betrieb auf Batteriebetrieb umzuschalten. Zudem sinkt der Materialaufwand, der konstruktive und gestalteri sche Aufwand und die Werkzeugkosten für die mecha nischen Bauteile.

Dadurch, daß die unterbrechungsfreie Stromversorgung erfindungsgemäß in das Steckernetzteil verlagert wird, kann das Steckernetzteil als Standardeinheit für ver schiedene Endgeräte in höheren Stückzahlen gefertigt werden, so daß die Kosten für das Steckernetzteil ge ringer sind als für die herkömmlich in die Kleinver braucher integrierte unterbrechungsfreie Stromversor gung.

Das Steckernetzteil hat entweder einen Transformator oder ein Schaltnetzteil zum Transformieren der Wechsel spannung des Versorgungsnetzes in die Niederspannung. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Niederspannung mit einem Gleichrichter gleichgerichtet wird.

Vorteilhafterweise ist in dem Steckernetzteil eine Schaltungsanordnung mit einer Ladeeinheit zum gesteuer ten Laden der Batterien, einem Trennschalter zum Tren nen des Steckernetzteils vom Versorgungsnetz, Schaltern zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil oder die Batterien und eine Steuereinheit zur Steuerung der Ladeeinheit, des Trennschalters und der Schalter in Abhängigkeit von der Versorgungsnetzspannung, der Bat teriespannung und der Versorgungsspannung und/oder des Versorgungsstroms für den Kleinverbraucher vorgesehen.

Dadurch, daß der Kleinverbraucher in Abhängigkeit von der benötigten Leistung des Kleinverbrauchers gesteuert werden kann, ist es möglich, das Steckernetzteil sehr stromsparend zu betreiben. Sobald der Kleinverbraucher z. B. im Stand-by-Betrieb wenig Leistung benötigt, kann eine Versorgung des Kleinverbrauchers durch die auflad baren Batterien erfolgen. Hierdurch entfällt die Ver lustleistung des Spannungwandlers, d. h. des Transforma tors oder des Schaltnetzteils, das vom Netz getrennt ist. Erst bei Erreichen einer kritischen Entladungs schwelle der aufladbaren Batterien wird bei geringer Leistungsaufnahme des Kleinverbrauchers das Stecker netzteil wieder zum Laden der aufladbaren Batterien an das Netz geschaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 - Querschnittsansicht des Steckernetzteils zur Versorgung von elektrischen Kleinverbrauchern mit integrierten aufladbaren Batterien;

Fig. 2 - Blockdiagramm der in das Steckernetzteil in tegrierten Schaltungsanordnung.

Die Fig. 1 läßt ein Steckernetzteil 1 erkennen, bei dem ein Netzteil 2 in einem Gehäuse 3 integriert ist, das in herkömmlicher Weise Steckerkontakte 4 zum Einstecken des Steckernetzteils 1 in die Steckdose eines Wechsel spannungs-Versorgungsnetzes hat. Aus dem Gehäuse 3 ist ein Kabel 5 zur Versorgung eines elektrischen Kleinver brauchers mit einer Niederspannung herausgeführt.

Erfindungsgemäß sind in dem Gehäuse 3 aufladbare Batte rien 6 zur Versorgung des elektrischen Kleinverbrau chers integriert, so daß der Kleinverbraucher mit einer Versorgungsspannung versorgt wird, auch wenn das Ver sorgungsnetz nicht verfügbar ist. Hierdurch können Kleinverbraucher wie Tischtelefone, Faxgeräte, Anrufbe antworter, Uhrenradios etc. in ständiger Betriebsbe reitschaft gehalten werden.

In das Steckernetzteil 1 ist weiterhin eine Schaltungs anordnung 7 zur Steuerung des Ladevorgangs der auflad baren Batterien 6 und zur Steuerung der Versorgung der angeschlossenen Kleinverbraucher integriert. Die Schal tungsanordnung 7 ist in der Fig. 2 als Blockdiagramm im Detail skizziert. Die Schaltungsanordnung 7 besteht im wesentlichen aus einem Spannungswandler 8, wie z. B. einem Transformator oder einem Schaltnetzteil, mit ei nem Gleichrichter 9 zum Heruntertransformieren und Gleichrichten der Wechselspannung des Versorgungsnetzes, einer Ladeelektronik 10 für die aufladbaren Batte rien 6, einem Trennschalter 11 zum Trennen des Stecker netzteils 1 von dem Versorgungsnetz und aus Schaltern 12, 13 zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil 2 oder die Batterien 6. Die Ladeelektronik 10, der Trennschalter 11 und die Schalter 12, 13 zum An schalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil 2 oder die Batterien 6 werden von einer Steuerungselektronik 14 gesteuert. Hierzu wird die Netzspannung U_N, die Bat teriespannung U_B und/oder der Ladestrom I_B sowie die Versorgungsspannung U_V bzw. der Versorgungsstrom I_V für den Kleinverbraucher gemessen und von der Steuerungs elektronik 14 ausgewertet. Wenn eine Netzspannung U_N vorhanden ist, d. h. wenn das Versorgungsnetz verfügbar ist, dann wird das Netzteil 2 an das Versorgungsnetz geklemmt und der Spannungswandler 8 eingeschaltet. In diesem Fall wird der Kleinverbraucher aus dem Span nungswandler 8 bzw. dem Versorgungsnetz versorgt und im Bedarfsfalle die aufladbaren Batterien 6 geladen. An sonsten wird wenn keine Netzspannung U_N vorhanden und das Versorgungsnetz somit somit nicht verfügbar ist, der Kleinverbraucher aus den aufladbaren Batterien 6 versorgt.

Die Steuerungselektronik 14 ist für ein stromsparendes Steckernetzteil 1 so ausgebildet, daß der Kleinverbrau cher aus den aufladbaren Batterien 6 versorgt und der Spannungswandler 8 ausgeschaltet wird, wenn der Ver brauch des Kleinverbrauchers, der anhand des Versor gungsstromes I_V und der Versorgungsspannung U_V zum Kleinverbraucher gemessen wird, unterhalb eines ersten Schwellwertes S₁ und die Batteriespannung U_B oberhalb eines zweiten Schwellwertes S₂ ist. Anderenfalls wird, wenn eine Netzspannung U_N vorhanden und das Versor gungsnetz verfügbar ist, der Spannungswandler 8 einge schaltet, die aufladbaren Batterien 6 geladen und der Kleinverbraucher aus dem Spannungswandler 8 bzw. dem Versorgungsnetz versorgt.

Claims

1. Steckernetzteil (1) zur Versorgung von elek trischen Kleinverbrauchern mit einer Niederspan nung, wobei das Steckernetzteil (1) ein Netzteil (2) zum Transformieren einer Wechselspannung eines Versorgungsnetzes in die Niederspannung hat, da durch gekennzeichnet, daß in das Steckernetzteil (1) aufladbare Batterien (6) integriert sind, um den Kleinverbraucher bei Nichtverfügbarkeit des Versorgungsnetzes mit Energie zu versorgen, und eine Schaltungsanordnung (7) in dem Steckernetz teil (1) zur Steuerung des Ladevorgangs der auf ladbaren Batterien (6) und der Versorgung des an geschlossenen Kleinverbrauchers vorgesehen ist.

2. Steckernetzteil (1) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (7) ei nen Transformator zum Transformieren der Wechsel spannung des Versorgungsnetzes in die Niederspan nung hat.

3. Steckernetzteil (1) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (7) ein Schaltnetzteil zum Transformieren der Wechselspan nung des Versorgungsnetzes in die Niederspannung hat.

4. Steckernetzteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal tungsanordnung (7) einen Gleichrichter (9) zur Erzeugung einer Gleichspannung aus der Wechsel spannung des Versorgungsnetzes hat.

5. Steckernetzteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal tungsanordnung (7) eine Ladeeinheit (10) zum ge steuerten Laden der Batterien (6), einen Trenn schalter (11) zum Trennen des Steckernetzteils (1) von dem Versorgungsnetz, Schalter (12, 13) zum Anschalten des Kleinverbrauchers an das Netzteil (2) oder die Batterien (6) und eine Steuereinheit (14) zur Steuerung der Ladeeinheit (10), des Trennschalters (11) und der Schalter (12, 13) in Abhängigkeit von der Versorgungsnetzspannung U_N, der Batteriespannung U_B und der Versorgungsspan nung U_V und/oder des Versorgungsstroms I_V für den Kleinverbraucher hat.