DE10043480A1

DE10043480A1 - Device for obtaining secondary electrical energy from a primary electrical energy source and its use

Info

Publication number: DE10043480A1
Application number: DE10043480A
Authority: DE
Inventors: Torsten Franke; Peter Tuerkes
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-28
Also published as: WO2002021673A1

Abstract

The invention relates to a device (2) for obtaining secondary electrical energy (E2) from a primary electrical energy source (2) which provides a temporally variable electrical voltage (U1). A capacitive voltage divider (20) induces a charge which is proportional to the temporal change of voltage (U1) and which is drawn onto a capacitor device (22') by a current-carrying circuit (21'). This capacitor device provides secondary energy (E2) at connections (33', 33) of the device (2) on the output side. The device can advantageously be used for obtaining control energy for a control device of a controllable electronic component, especially a semiconductor component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung sekun därer elektrischer Energie aus einer primären elektrischen Energiequelle, die eine zeitlich sich ändernde elektrische Spannung bereitstellt, und eine Anwendung dieser Vorrichtung.The invention relates to a device for obtaining sekun där electrical energy from a primary electrical Energy source which is a temporally changing electrical Provides voltage, and an application of this device.

Ein Beispiel einer Vorrichtung der genannten Art ist ein an ein Netzteil oder eine Stromversorgungsschaltung, das bzw. die an eine primäre elektrische Energiequelle in Form eines Wechselstromversorgungsnetzes anzuschließen ist und einen e lektrisch induktiven Transformator aufweist. Der Transforma tor weist auf seiner Primärseite zwei eingangsseitige An schlüsse und auf seiner Sekundärseite zwei ausgangsseitige Anschlüsse auf. Zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse ist die periodisch zeitlich sich ändernde Wechselspannung des Netzes anzulegen. An den ausgangsseitigen Anschlüssen steht die sekundäre elektrische Energie ebenfalls als Wechselstrom zur Verfügung. Dieser letztgenannte Wechselstrom kann in ei ner an die ausgangsseitigen Anschlüsse des Transformators an geschlossenen Gleichrichterschaltung in einen Gleichstrom um gewandelt werden, beispielsweise in einen pulsierenden Gleichstrom oder in einen mit Hilfe eines Kondensators ge glätteten Gleichstrom. Je nach Art des Transformators kann die Spannung der sekundären elektrischen Energie höher oder niedriger als die Spannung der primären Energiequelle trans formiert sein.An example of a device of the type mentioned is an a power supply unit or a power supply circuit that connected to a primary electrical energy source in the form of a AC power supply network is to be connected and an e has a dielectric inductive transformer. The transforma gate has two inputs on its primary side conclusions and on its secondary side two output sides Connections on. Is between the input connections the periodically changing AC voltage of the Network. Is on the output connections the secondary electrical energy also as alternating current to disposal. This latter alternating current can be in egg ner to the output connections of the transformer closed rectifier circuit into a direct current be converted, for example into a pulsating one DC or in a ge using a capacitor smoothed direct current. Depending on the type of transformer the voltage of the secondary electrical energy higher or lower than the voltage of the primary energy source trans be formed.

Ein anderes Beispiel einer Vorrichtung der genannten Art ist eine aus der Hochspannungstechnik bekannte kapazitive elekt rische Spannungsvielfacherschaltung, die aus einer an einer primären elektrischen Energiequelle zur Verfügung stehenden Wechselspannung kapazitiv unter Zuhilfenahme wenigstens einer Gleichrichterstufe sekundäre elektrische Energie einer Spannung erzeugt, die ein schaltungsspezifisch festgelegtes ganz zahliges Vielfaches der Wechselspannung der primären Energie quelle ist. Die primäre Energiequelle kann beispielsweise die Sekundärseite eines induktiven Transformators sein.Another example of a device of the type mentioned is a capacitive elect known from high voltage technology voltage multiplier circuit consisting of one on one primary electrical energy source available AC voltage capacitive with the help of at least one Rectifier stage secondary electrical energy of a voltage generates a circuit-specific set entirely Numerical multiples of the alternating voltage of the primary energy source is. The primary energy source can be, for example Secondary side of an inductive transformer.

Zu den erwähnten Beispielen siehe beispielsweise "Professio nelle Schaltungstechnik", Bd. 2, Applikationsschaltungen 755 bis 771, 1996 Franzis-Verlag GmbH, D-85622 Feldkirchen.For the examples mentioned see, for example, "Professio nelle Schaltstechnik", Vol. 2, application circuits 755 to 771 , 1996 Franzis-Verlag GmbH, D-85622 Feldkirchen.

Die im Anspruch 1 angegebene Erfindung stellt vorteilhafter weise eine baulich einfache Vorrichtung der eingangs genann ten Art bereit, mit der ohne Zuhilfenahme eines induktiven Transformators aus der primären elektrischen Energiequelle die sekundäre elektrische Energie mit einer Spannung gewonnen wird, die gegenüber der zeitlich sich ändernde elektrische Spannung der Energiequelle niedriger transformiert ist.The invention specified in claim 1 is more advantageous as a structurally simple device of the beginning ten kind ready with the help of an inductive Transformer from the primary electrical energy source the secondary electrical energy is obtained with a voltage is that compared to the temporally changing electrical Voltage of the energy source is transformed lower.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf:
The device according to the invention has:

- Two connections on the input side, between which the span of the primary source,
- A capacitive voltage divider that is between the one gear-side connections of the device is switched and two capacitor devices connected in series with each other gene, each of which each has at least one condenser Tor and each defines a capacity, and
- An energy storage circuit consisting of a current guide circuit, the two inputs and has two connections on the output side, and one for Current carrying circuit capacitor connected in parallel device having at least one capacitor and defines a capacity
- The energy storage circuit with the two output-side connections of the current carrying circuit of the is connected to the capacitive voltage divider, that the conduction circuit in series to a condenser satoreinrichtung the capacitive voltage divider and in parallel to the other capacitor device of the capacitive Voltage divider is switched,
- The capacitor device of the energy store circuit between the two output connections the current carrying circuit is switched,
- The current carrying circuit is designed in such a way that the capacitor device of the energy storage scarf device from the capacitive voltage divider by the current guide circuit only electrically charged, but not ent will load, and
- The charged capacitor device of energy storage circuit a secondary electrical energy source forms which is the secondary electrical energy at the output-side connections of the current supply circuit provides.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein induktiver Transformator konsequent vermieden, wodurch vorteilhafter weise ein beträchtliches Volumenreduktionspotential, die Eli minierung magnetischer Störfelder sowie eine aktive Span nungseinstellung dieser Vorrichtung zur Erhöhung der Effi zienz eröffnet ist.In the device according to the invention there is an inductive one Transformer consistently avoided, which makes it more advantageous have a considerable volume reduction potential, the Eli minimization of magnetic interference fields as well as an active chip voltage setting of this device to increase the effi ciency is opened.

Beispielsweise nimmt ein induktiver Transformator abhängig von der Leistungsklasse der Vorrichtung der eingangs genann ten Art ein beträchtliches Volumen ein. Für eine definierte Leistung ist das Volumen nur durch Erhöhung der Frequenz des diesen Transformator speisenden Stromes zu reduzieren. Zudem stellen die magnetischen Wechselfelder, die vom Transformator ausgehen, eine starke Störquelle für umliegende elektronische Bauelemente sowie eine Geräteumgebung dar. Bei der erfin dungsgemäßen Vorrichtung ist vorteilhafterweise der induktive Transformator zur Reduktion des Bauvolumens von Störeinflüs sen aus einer primären Energiequelle, bei Beibehaltung einer sicheren potenzialmäßigen Trennung von der primären Energie quelle, eliminiert. Bei induktiven Transformatoren wird bis lang eine Minimierung des magnetischen Streufeldeinflusses auf umgebende Schaltungen nur durch mechanische Optimierung der Transformatorgeometrie und durch Abschirmung über "Hoch- µ-Materialien" erreicht werden.For example, an inductive transformer is dependent from the performance class of the device mentioned at the beginning a considerable volume. For a defined Power is the volume only by increasing the frequency of the to reduce this transformer feeding current. moreover represent the alternating magnetic fields generated by the transformer go out, a strong source of interference for surrounding electronic Components and a device environment. At the invent device according to the invention is advantageously the inductive Transformer to reduce the volume of interference from a primary energy source while maintaining one safe potential separation from primary energy source, eliminated. In the case of inductive transformers, up to minimizing the magnetic stray field influence to surrounding circuits only through mechanical optimization the transformer geometry and by shielding via "high µ materials "can be achieved.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Spannung der sekundären elektrischen Energie im Vergleich zur Spannung der primären Energiequelle nicht wie bei einer aus der Hochspan nungstechnik bekannten Spannungsvielfacherschaltung höher, sondern niedriger transformiert. Eine solche Spannungsver vielfacherschaltung eignet sich überdies wegen hohen Verlus ten nur für sehr hochohmige Verbraucher, zum Beispiel eine Braunsche Röhre. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dage gen die sekundäre elektrische Energie vorteilhafterweise für in Bezug auf solche hochohmigen Verbraucher relativ niederoh mige Verbraucher bereitstellen.In the device according to the invention, the voltage is the secondary electrical energy compared to the voltage of the primary energy source not like one from the high chip voltage multiplier circuit known higher, but transformed lower. Such a voltage ver multiple switching is also suitable due to high loss only for very high-resistance consumers, for example one Braun tube. The device according to the invention can dage against the secondary electrical energy advantageously for relatively low in relation to such high-resistance consumers provide moderate consumers.

Die primäre Energiequelle kann bei der erfindungsgemäßen Vor richtung prinzipiell jede elektrische Quelle sein, die eine zeitlich sich ändernde elektrische Spannung aufweist. Diese Spannung kann eine periodisch sich ändernde Spannung, bei spielsweise eine Wechselspannung oder pulsierende Gleichspan nung, aber auch jede anderweitig zeitlich sich ändernde Span nung sein. Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vor teilhafterweise grundsätzlich individuell für jeden gegebenen Leistungsbedarf eines ausgangsseitig an die Vorrichtung anzu schließenden elektrischen Verbrauchers dimensioniert werden Die eingangsseitig an die Vorrichtung anzuschließende primäre Energiequelle ist entsprechend diesem Leistungsbedarf zu di mensionieren.The primary source of energy in the invention in principle, any electrical source, the one electrical voltage that changes over time. This Voltage can be a periodically changing voltage, at for example an alternating voltage or pulsating direct voltage voltage, but also any other temporally changing span be. The device according to the invention can also be used in some cases, in principle, individually for each given Power requirement of an output side to the device closing electrical consumer can be dimensioned The primary to be connected to the device on the input side Energy source is to di according to this power requirement mensionieren.

Vorteilhafterweise erlaubt die Erfindung, abhängig von der gewünschten Ausgangsleistung, eine Miniaturisierung der Stromversorgung im Vergleich zu konventionellen Transforma torkonzepten. Daneben ist das Nichtvorhandensein von magneti schen Störfeldern augenscheinlich. Im Gegensatz zur erwähnten kapazitiven Spannungsvervielfacherschaltung erfolgt bei der Erfindung eine Abwärtstransformation der Spannung der sekundären Energie, wobei diese Spannung stufenlos einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass lediglich die Kapazität die oder jeder Kondensatoreinrichtun gen des kapazitiven Spannungsteilers, die in Serie zur Strom führungsschaltung geschaltet ist, entsprechend der Spannung der primären Energiequelle zu bemessen sind.The invention advantageously allows, depending on the desired output power, miniaturization of the Power supply compared to conventional transforma torkonzepten. In addition, there is no magneti apparent interference fields. In contrast to the one mentioned capacitive voltage multiplier circuit takes place at the Invention a step down transformation of the voltage of the secondary Energy, this voltage is continuously adjustable is. Another advantage of the invention is that only the capacity of the or each capacitor device capacitive voltage divider, connected in series to the current is switched according to the voltage of the primary energy source.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge mäßen Vorrichtung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 17 hervor.Preferred and advantageous embodiments of the fiction moderate device emerge from claims 2 to 17.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemäß Anspruch 18 deren Anwendung zur Gewin nung einer Steuerungsenergie für eine Steuerungseinrichtung eines steuerbaren elektronischen Bauelements, das eine Anode und Kathode zum Anlegen einer zeitlich sich ändernden elekt rischen Spannung einer elektrischen Energiequelle zur Versor gung des Bauelements mit elektrischer Energie aufweist, wobei ein eingangsseitiger Anschluss der Vorrichtung mit der Anode des Bauelements verbunden ist, der andere eingangsseitige An schluss der Vorrichtung mit der Kathode des Bauelements ver bunden ist, ein ausgangsseitiger Anschluss der Vorrichtung mit einem elektrischen Steuerungsanschluss der Steuerungsein richtung zum Zuführen der elektrischen Steuerungsenergie ver bunden ist, und der andere ausgangsseitige Anschluss der Vor richtung mit der Kathode oder der Anode des Bauelements ver bunden ist.A particularly advantageous application of the invention Device is according to claim 18 their application for profit Control energy for a control device of a controllable electronic component that has an anode and cathode for applying a time-changing elect voltage of an electrical energy source to the utility supply of the component with electrical energy, wherein an input-side connection of the device to the anode of the component is connected to the other input side closure of the device with the cathode of the component ver is bound, an output-side connection of the device with an electrical control connection of the control unit direction for supplying the electrical control energy ver is tied, and the other output connection of the front direction with the cathode or the anode of the component is bound.

Ein Beispiel eines erwähnten steuerbaren elektronischen Bau elements ist ein leistungselektronisches MOS-Bauelement in z. B. einem Chopper oder Umrichter, das zum Betrieb eine Hilfsquelle zur Entnahme der Steuerungsenergie für die Steue rungseinrichtung dieses Bauelements benötigt. Im allgemeinen wird dafür eine Schaltungskonfiguration aus Netztransformator mit Gleichrichter und Glättkondensator verwendet. Bei Betrieb auf hohem oder floatendem Potenzial ergeben sich dadurch hohe Anforderungen an die sichere elektrische Trennung zwischen der Steuerungseinrichtung und dem zugehörigen Versorgungs netz.An example of a controllable electronic construction mentioned elements is a power electronic MOS component in z. B. a chopper or converter to operate a Auxiliary source for taking the control energy for the tax Rungseinrichtung this component needed. In general a circuit configuration consisting of a mains transformer used with rectifier and smoothing capacitor. In operation at high or floating potential, this results in high Requirements for safe electrical isolation between the control device and the associated supply network.

Gegenwärtig wird die Steuerungsenergie für die Steuerungsein richtung eines solchen leistungselektronischen Bauelements wegen der sicheren potenzialmäßigen Trennung beispielsweise über einen hochisolierten induktiven Transformator oder über ein Standardnetzteil mit nachgeschaltetem hochisolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler bereitgestellt. Die Steue rungsenergie wird üblicherweise nach einer elektro-optischen Wandlung über eine Lichtleitfaser in die Steuerungseinrich tung eingekoppelt.Currently the control energy is for the control direction of such a power electronic component because of the safe potential separation, for example via a highly insulated inductive transformer or via a standard power supply with downstream highly insulated DC-DC converter provided. The tax energy is usually based on an electro-optical Conversion via an optical fiber into the control device tion coupled.

Die erfindungsgemäße Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrich tung hat demgegenüber den Vorteil, dass die für die Steue rungseinrichtung des steuerbaren elektronischen Bauelements notwendige Steuerungsenergie direkt aus dem leistungselektro nischen Bauelement - also ohne externe Hilfsquelle mit induk tivem Transformator - in Form von elektrischer Energie ent nommen wird.The inventive application of the device according to the invention Tungsten has the advantage that the tax tion device of the controllable electronic component necessary control energy directly from the power electronics African component - without an external auxiliary source with induc tive transformer - in the form of electrical energy is taken.

Außerdem vermeidet die erfindungsgemäße Anwendung vorteil hafterweise die aufwendige und teuere Bereitstellung der Steuerungsenergie über einen induktiven Transformator mit ho her Gleichspannungsfestigkeit. Gleichzeitig wird vorteilhaft erweise die Steuerungsenergie der sowieso vorhandenen elekt rischen Versorgung des zu steuernden Bauelements als elektri sche Energie entnommen. Für die Bereitstellung der Steue rungsenergie sind außerdem vorteilhafterweise nur passive Bauelemente wie Kondensatoren und Dioden notwendig.In addition, the application according to the invention advantageously avoids unfortunately the complex and expensive provision of the Control energy via an inductive transformer with ho fro DC voltage resistance. At the same time it becomes advantageous prove the control energy of the existing elect supply of the component to be controlled as electrical cal energy. For the provision of the tax energy are also only passive Components such as capacitors and diodes are necessary.

Demgemäß vermeidet die erfindungsgemäße Anwendung vorteil hafterweise kostenaufwendige Bauteile wie Transformatoren und Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler und die Ausnutzung leistungs halbleiterspezifischer Schaltvorgänge zur Gewinnung der für die Steuerung des zu steuernden Bauelements notwendigen Steu erungsenergie.Accordingly, the application according to the invention advantageously avoids Unfortunately, expensive components such as transformers and DC-DC converter and the utilization of power semiconductor-specific switching processes to obtain the for the control of the component to be controlled necessary tax erungsenergie.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following description of the drawings explained in more detail by way of example. Show it:

Fig. 1 ein erstes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das eine Einweg-Stromführungsschaltung auf weist, das potenzialmäßig vollständig von der primä ren Energiequelle getrennt ist, und bei dem die zur Stromführungsschaltung parallel geschaltete Kondensa toreinrichtung des kapazitiven Spannungsteilers zwi schen die eingangsseitigen Anschlüsse der Stromfüh rungsschaltung geschaltet ist, Fig. 1 shows a first example of the Vorrich device according to the invention, which has a one-way current carrying circuit, which is potentially completely separated from the primary energy source, and in which the capacitor circuit of the capacitive voltage divider connected in parallel with the current carrying circuit between the input-side connections of the current sensor circuit is switched,

Fig. 2 ein zweites Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 1 nur darin unterscheidet, dass die zur Einweg- Stromführungsschaltung parallel geschaltete Kondensa toreinrichtung des kapazitiven Spannungsteilers zwi schen die ausgangsseitigen Anschlüsse der Einweg- Stromführungsschaltung geschaltet ist und zugleich die Kondensatoreinrichtung der Energiespeicherschal tung bildet, Fig. 2 shows a second example of the Vorrich device according to the invention, which differs from the example of FIG. 1 only in that the capacitor device of the capacitive voltage divider connected in parallel to the one-way current-carrying circuit is connected between the output-side connections of the one-way current-carrying circuit and at the same time the Capacitor device of the energy storage circuit forms,

Fig. 3 ein drittes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 2 nur darin unterscheidet, dass die Vorrichtung potenzialmäßig nicht vollständig von der primären Energiequelle ge trennt ist, Fig. 3 tung a third example of the present invention Vorrich that the example of FIG. 2, only different in that the device potential moderately not complete charge from the primary power source is cut,

Fig. 4 ein viertes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 1 nur darin unterscheidet, dass die Stromführungsschaltung eine Brücken-Stromführungsschaltung ist, Fig. 4 shows a fourth embodiment of the present invention Vorrich tung that the example of FIG. 1, only differs in that the power management circuit is a current-carrying bridge circuit,

Fig. 5 ein fünftes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 2 nur darin unterscheidet, dass die Stromführungsschaltung eine Brücken-Stromführungsschaltung und keine Einwegstrom führungsschaltung ist Fig. 5 tung a fifth example of the present invention Vorrich that the example of FIG. 2 only differs in that the power management circuit comprises a bridge circuit and current-carrying no one-way current routing circuit

Fig. 6 ein sechstes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 5 nur darin unterscheidet, dass die Brücken- Stromführungsschaltung potenzialmäßig nicht vollstän dig von der primären Energiequelle getrennt ist, Fig. 6 tung a sixth example of the present invention Vorrich that the example of FIG. 5 only differs in that the current-carrying bridge circuit is electrically not dig excessively separated completeness, from the primary energy source,

Fig. 7 ein siebtes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 3 nur darin unterscheidet, dass nicht wie bei letzterem eine Zeh nerdiode zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse der Einweg-Stromführungsschaltung geschaltet ist, sondern zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse dieser Schaltung geschaltet und Bestandteil dieser Schaltung ist, Fig. 7 shows a seventh example of the device according to the invention, which differs from the example according to FIG. 3 only in that, as in the latter, a tens diode is not connected between the output-side connections of the one-way current-carrying circuit, but rather is connected between the input-side connections of this circuit and is part of this circuit,

Fig. 8 ein achtes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 6 nur darin unterscheidet, dass nicht wie bei letzterem eine Zeh nerdiode zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse der Brücken-Stromführungsschaltung geschaltet ist, son dern dass zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse dieser Schaltung zwei Zehnerdioden geschaltet und Be standteil dieser Schaltung sind, Fig. 8 shows an eighth example of the device according to the invention, which differs from the example according to FIG. 6 only in that, as in the latter, a tens diode is not connected between the output-side connections of the bridge current-carrying circuit, but rather that between the input-side connections thereof Circuit switched two tens diodes and are part of this circuit,

Fig. 9 ein neuntes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 7 nur darin unterscheidet, dass die Zehnerdiode durch ein steuer bares Schaltelement ersetzt ist, das in Abhängigkeit von einer an der zur Stromführungsschaltung parallel geschalteten Kondensatoreinrichtung abgegriffenen e lektrischen Spannung gesteuert ist, Fig. 9 shows a ninth example of the Vorrich device according to the invention, which differs from the example of FIG. 7 only in that the tens diode is replaced by a controllable switching element, which is tapped as a function of a tapped at the capacitor circuit connected in parallel electrical device e-voltage is controlled

Fig. 10 ein zehntes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 8 nur darin unterscheidet, dass jede der beiden Zehnerdioden durch je ein steuerbares Schaltelement ersetzt ist, deren jedes in Abhängigkeit von einer an der zur Stromführungsschaltung parallel geschalteten Konden satoreinrichtung abgegriffenen elektrischen Spannung gesteuert ist, Fig. 10 shows a tenth example of the Vorrich device according to the invention, which differs from the example of Fig. 8 only in that each of the two tens diodes is replaced by a controllable switching element, each of which depending on a capacitor device connected in parallel to the current conduction circuit tapped electrical voltage is controlled

Fig. 11 ein elftes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 9 nur darin unterscheidet, dass zum Schaltelement eine elektri sche Spule in Serie geschaltet ist, Fig. 11 processing an eleventh example of the invention Vorrich that the example of FIG. 9 only differs in that the switching element has a specific electrical coil is connected in series,

Fig. 12 ein zwölftes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung, das sich vom Beispiel nach Fig. 10 nur darin unterscheidet, dass zwischen die beiden Schaltelemen te durch eine elektrische Spule geschaltet ist, Fig. 12 processing a twelfth example of the invention Vorrich that the example of FIG. 10 differs only in the fact that te between the two Schaltelemen is switched by an electric coil,

Fig. 13 ein Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das im Wesentlichen dem Beispiel nach Fig. 3 entspricht und erfindungsgemäß zur Gewinnung einer Steuerungs energie für eine Steuerungseinrichtung eines steuer baren elektronischen Bauelements angewendet ist. FIG. 13 shows an example of the device according to the invention, which essentially corresponds to the example according to FIG. 3 and is used according to the invention for obtaining a control energy for a control device of a controllable electronic component.

Fig. 14 den zeitlichen Verlauf von durch Dioden einer Ener giespeichereinrichtung des Beispiels nach Fig. 13 fließenden elektrischen Strömen nach einer Vorladung der Kondensatoreinrichtung dieser Energiespeicherein richtung, und Fig. 14 shows the time course of diodes of an energy storage device of the example of Fig. 13 flowing electrical currents after precharging the capacitor device of this energy storage device, and

Fig. 15 die zeitliche Entwicklung der elektrischen Spannung zwischen ausgangsseitigen Anschlüssen einer Stromfüh rungsschaltung des Beispiels nach Fig. 13 nach der Vorladung der Kondensatoreinrichtung der Energiespei chereinrichtung in vergrößertem Zeitmaßstab. Fig. 15 shows the temporal evolution of the voltage between output side terminals of a circuit Stromfüh approximately of the example of FIG. 13 after the precharge of the capacitor device of the Energiespei chereinrichtung on an enlarged time scale.

Bei jedem der in den Fig. 1 bis 13 in Form eines Schalt bildes dargestellten Beispielen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung sekundärer elektrischer Energie aus einer primären elektrischen Energiequelle generell mit 2 und die primäre Energiequelle selbst mit 1 bezeichnet.In each of the examples shown in FIGS . 1 to 13 in the form of a circuit diagram, the inventive device for obtaining secondary electrical energy from a primary electrical energy source is generally designated 2 and the primary energy source itself with 1.

Die primäre Energiequelle 1 erzeugt primäre elektrische Ener gie E1 einer zeitlich sich ändernden elektrischen Spannung U1. Die durch die Vorrichtung 2 aus der primären Energie E1 gewonnene sekundäre elektrische Energie ist mit E2 bezeich net.The primary energy source 1 generates primary electrical energy E1 of a temporally changing electrical voltage U1. The secondary electrical energy obtained by the device 2 from the primary energy E1 is designated E2.

Die Vorrichtung 2 weist zwei eingangsseitige Anschlüsse 23, 23 auf, und die primäre Energiequelle 1 ist zwischen diese Anschlüsse 23, 23 geschaltet. Demgemäß liegt zwischen den An schlüssen 23, 23 die zeitlich sich ändernde Spannung U1 der primären Energiequelle 1 oder, wenn zwischen einem Anschluss 23 und der primären Quelle 1 noch eine Kondensatoreinrichtung geschaltet ist, eine zu dieser Spannung U1 proportionale kleinere Spannung U1' an.The device 2 has two connections 23 , 23 on the input side, and the primary energy source 1 is connected between these connections 23 , 23 . Accordingly, between the connections 23 , 23, the time-changing voltage U1 of the primary energy source 1 or, if a capacitor device is also connected between a connection 23 and the primary source 1 , a smaller voltage U1 'proportional to this voltage U1.

Außerdem weist die Vorrichtung 2 einen kapazitiven Spannungs teiler 20 auf, der zwischen die beiden eingangsseitige An schlüsse 23, 23 der Vorrichtung 2 und damit parallel zur pri mären Energiequelle 1 geschaltet ist. Der Spannungsteiler 20 weist zwei zueinander in Serie geschaltete Kondensatorein richtungen 21 und 22 auf, deren jede je eine Kapazität C1 bzw. C2 definiert.In addition, the device 2 has a capacitive voltage divider 20 which is connected between the two input connections 23 , 23 of the device 2 and thus in parallel with the primary energy source 1 . The voltage divider 20 has two mutually connected capacitor devices 21 and 22 , each of which defines a capacitance C1 or C2.

Jede Kondensatoreinrichtung 21 bzw. 22 weist wenigstens je einen Kondensator 210 bzw. 220 der Kapazität C1 bzw. C2 auf, kann aber auch jeweils aus zwei oder mehreren Kondensatoren bestehen, die zueinander in Serie und/oder parallel geschal tet sind und gemeinsam die Kapazität C1 bzw. C2 definieren.Each capacitor device 21 or 22 has at least one capacitor 210 or 220 of the capacitance C1 or C2, but can also consist of two or more capacitors which are connected in series and / or parallel to one another and together have the capacitance C1 or define C2.

Die Vorrichtung 2 weist überdies eine Energiespeicherschal tung 20' auf, die aus einer Stromführungsschaltung 21' und einer zur Stromführungsschaltung 21' parallel geschalteten Kondensatoreinrichtung 22' besteht. The device 2 also has an energy storage device 20 ', which consists of a current carrying circuit 21 ' and a capacitor device 22 'connected in parallel with the current carrying circuit 21 '.

Die Stromführungsschaltung 21' weist zwei eingangsseitige An schlüsse 210', 210' und zwei ausgangsseitige Anschlüsse 23', 23' auf.The current-carrying circuit 21 'has two input-side connections 210 ', 210 'and two output-side connections 23 ', 23 '.

Die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' weist wenigstens einen Kondensator 220' einer Kapazität C4 auf, kann aber auch aus zwei oder mehreren Kondensatoren bestehen, die zueinander in Serie und/oder parallel geschal tet sind und gemeinsam die Kapazität C4 definieren.The capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' has at least one capacitor 220 'of a capacitance C4, but can also consist of two or more capacitors which are connected in series and / or parallel to one another and together define the capacitance C4.

Die Stromführungsschaltung 21' der Energiespeicherschaltung 20' ist mit den beiden eingangsseitigen Anschlüssen 210', 210' derart an den kapazitiven Spannungsteiler 20 angeschlos sen, dass die Stromführungsschaltung 21' in Serie zu einer der beiden Kondensatoreinrichtung 21 und 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 und parallel zur anderen der beiden Kon densatoreinrichtung 21 und 22 des kapazitiven Spannungstei lers 20 geschaltet ist. Dies bedeutet, dass sich ein ein gangsseitiger Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' zwischen den beiden Kondensatoreinrichtungen 21 und 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 und der andere eingangsseiti ge Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' zwischen ei nem eingangsseitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 und der Kondensatoreinrichtung 21 oder 22 des kapazitiven Spannungs teilers 20 befindet.The current carrying circuit 21 'of the energy storage circuit 20 ' is connected to the capacitive voltage divider 20 with the two input-side connections 210 ', 210 ' in such a way that the current carrying circuit 21 'is connected in series to one of the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 and in parallel with it another of the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 is connected. This means that there is an input-side connection 210 'of the current control circuit 21 ' between the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 and the other input-side connection 210 'of the current control circuit 21 ' between an input-side connection 23 of the device 2 and the capacitor device 21 or 22 of the capacitive voltage divider 20 is located.

Bei den dargestellten Beispielen ist die Stromführungsschal tung 21' speziell in Serie zur Kondensatoreinrichtung 21 und parallel zur Kondensatoreinrichtung 22 des kapazitiven Span nungsteilers 20 geschaltet, so dass sich der erwähnte andere eingangsseitige Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' zwischen dem auf der Seite der Kondensatoreinrichtung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 liegenden eingangsseitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 und dieser Kondensatoreinrich tung 22 befindet. In the examples shown, the current guide circuit 21 'is connected in series with the capacitor device 21 and in parallel with the capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 , so that the mentioned other input-side connection 210 ' of the current guide circuit 21 'is located between the capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 lying input-side connection 23 of the device 2 and this capacitor device 22 is located.

Die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' ist zwischen die beiden ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet.The capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' is connected between the two output terminals 23 ', 23 ' of the current carrying circuit 21 '.

Die Stromführungsschaltung 21' ist derart ausgebildet, dass die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' vom kapazitiven Spannungsteiler 20 her durch die Strom führungsschaltung 21' nur elektrisch geladen, nicht aber ent laden wird, wobei die geladene Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' eine sekundäre elektrische Ener giequelle bildet, welche die sekundäre elektrischen Energie E2 an den ausgangsseitigen Anschlüssen 23', 23' der Stromfüh rungsschaltung 21' bereitstellt. Die beiden ausgangsseitigen Anschlüsse 23' 23' der Stromführungsschaltung 21' bilden dem gemäß zugleich zwei ausgangsseitige Anschlüsse der Vorrich tung 2.The current guide circuit 21 'is designed such that the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'from the capacitive voltage divider 20 is only electrically charged by the current guide circuit 21 ', but not charged, the charged capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' being a secondary one forms electrical energy source, which provides the secondary electrical energy E2 at the output-side connections 23 ', 23 ' of the current-carrying circuit 21 '. The two output-side connections 23 '23' of the current-carrying circuit 21 'accordingly form two output-side connections of the device 2 at the same time.

Zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Strom führungsschaltung 21' und damit parallel zur Kondensatorein richtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' ist ein elekt rischer Verbraucher zu schalten, dem die sekundäre Energie E2 zur Verfügung steht und der in den Fig. 1 bis 12 symbo lisch durch einen elektrischen Widerstand 3 angedeutet ist.Between the output-side terminals 23 ', 23' of the current track circuit 21 'and thus the direction parallel to the Kondensatorein 22' of the energy storage circuit 20 'is to switch a elekt-driven consumer, which is the secondary energy E2 provided and in FIGS. 1 to 12 is symbolically indicated by an electrical resistor 3 .

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 2 ist generell wie folgt:
An den eingangsseitigen Anschlüssen 23, 23 der Vorrichtung 2 und damit über dem kapazitiven Spannungsteiler 20 liegt die zeitlich sich ändernde Spannung U1 der primären Energiequelle 1 oder ggf. die dazu proportionale kleinere Spannung U1' an. Wegen der spannungsteilenden Wirkung des kapazitiven Span nungsteilers 20 liegt zwischen den beiden eingangsseitigen Anschlüssen 210', 210' der parallel zur Kondensatoreinrich tung 22 (oder alternativ zur Kondensatoreinrichtung 21) des Spannungsteilers 20 geschalteten Stromführungsschaltung 21' eine zur Spannung U1 der primären Quelle 1 proportionale Spannung U2' an, die kleiner als die Spannung U1 und kleiner als ggf. die Spannung U1' ist.The operation of the device 2 is generally as follows:
At the input-side connections 23 , 23 of the device 2 and thus across the capacitive voltage divider 20 , the voltage U1 of the primary energy source 1, which changes over time, or possibly the smaller voltage U1 ′ proportional thereto, is present. Because of the voltage-dividing effect of the capacitive voltage divider 20 , between the two input-side connections 210 ', 210 ' of the current-carrying circuit 21 'connected in parallel to the capacitor device 22 (or alternatively to the capacitor device 21 ) of the voltage divider 20 ' is a voltage proportional to the voltage U1 of the primary source 1 U2 ', which is less than the voltage U1 and less than the voltage U1'.

Der kapazitive Spannungsteiler 20 wirkt insbesondere so, dass bei der zur Spannung U1 proportionalen und damit zeitlich sich ändernden Spannung U2' elektrische Ladung proportional zur Änderung der Spannung U2' und zur Kapazität C2 (oder al ternativ zur Kapazität C1) der Kondensatoreinrichtung 22 (o der der Kondensatoreinrichtung 21) induziert wird.The capacitive voltage divider 20 acts in particular in such a way that, when the voltage U2 'is proportional to the voltage U1 and thus changes over time, electrical charge is proportional to the change in the voltage U2' and to the capacitance C2 (or alternatively to the capacitance C1) of the capacitor device 22 (or the capacitor device 21 ) is induced.

Diese Ladung wird durch die Stromführungsschaltung 21' auf die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' gesaugt, sobald der Betrag der Spannung U2' größer als der Betrag einer über dieser Kondensatoreinrichtung 22' lie genden gleichgerichteten Spannung U2" ist. Die Aufladung der Kondensatoreinrichtung 22' erzeugt eine nutzbare Spannung U2, die aus einem Spannungsgleichgewicht zwischen der Spannung U2" und der Spannung U2' resultiert, die an den ausgangssei tigen Anschlüssen 23', 23' der Stromführungsschaltung 20' und damit der Vorrichtung 2 zur Verfügung steht, und die Bestand teil der sekundären Energie E2 ist.This charge is sucked through the current-carrying circuit 21 'onto the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'as soon as the amount of the voltage U2' is greater than the amount of a rectified voltage U2 'lying across this capacitor device 22 '. The charging of the capacitor device 22 ' generates a usable voltage U2, which results from a voltage balance between the voltage U2 "and the voltage U2 ', which is available at the terminations 23 ', 23 'of the current-carrying circuit 20 ' and thus the device 2 , and part of the inventory of secondary energy is E2.

Die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' hat überdies glättende Wirkung, d. h. die nutzbare Span nung U2 ist gegenüber der zeitlich sich ändernden Spannung U1 der primären Energiequelle 1 geglättet, derart, dass sie sich zeitlich nicht oder im Vergleich zur Spannung U1 zeitlich nicht wesentlich ändert.The capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' also has a smoothing effect, ie the usable voltage U2 is smoothed with respect to the time-changing voltage U1 of the primary energy source 1 in such a way that it does not change over time or does not change significantly over time compared to the voltage U1 ,

Durch die in Serie zur Stromführungsschaltung 20' geschaltete Kondensatoreinrichtung 21 (oder Kondensatoreinrichtung 22) des kapazitiven Spannungsteilers 20 ist die Vorrichtung 2 ü berdies teilweise galvanisch von der primären Energiequelle 1 getrennt.Moreover, the device 2 is partially galvanically separated from the primary energy source 1 by the capacitor device 21 (or capacitor device 22 ) of the capacitive voltage divider 20 connected in series with the current carrying circuit 20 '.

Es werden nun die in den Fig. 1 bis 12 dargestellten Bei spiele der Vorrichtung 2 näher erläutert. There are now shown in FIGS. 1 to 12 games of the device 2 explained in more detail.

Bei den Beispielen nach den Fig. 1 bis 12 ist die primäre Energiequelle 1 symbolisch wie eine Wechselspannungsquelle mit einem Pluspol 11 und einen Minuspol 12 dargestellt. Zwi schen diesen Polen 11 und 12 steht die zeitlich sich ändernde Spannung U1 zur Verfügung, die in der Praxis keine Wechsel spannung zu sein braucht, sondern eine beliebig zeitlich sich ändernde Spannung sein kann. Einer der beiden Pole 11 und 12, beispielsweise der Minuspol 12, ist z. B. auf Masse oder ein anderes festes elektrisches Referenzpotential U_ref gelegt, auf das die zeitlich sich ändernde Spannung U1 bezogen ist.In the examples according to FIGS. 1 to 12, the primary energy source 1 is represented symbolically like an AC voltage source with a positive pole 11 and a negative pole 12 . Between these poles 11 and 12 , the time-changing voltage U1 is available, which in practice does not need to be an alternating voltage, but can be any time-changing voltage. One of the two poles 11 and 12 , for example the negative pole 12 , is, for. B. to ground or another fixed electrical reference potential U _ref , to which the time-changing voltage U1 is related.

Ein Anschluss 23 der Vorrichtung 2 ist mit dem Pluspol 11 und der andere Anschluss 23 der Vorrichtung 2 mit dem Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 elektrisch verbunden.One connection 23 of the device 2 is electrically connected to the positive pole 11 and the other connection 23 of the device 2 to the negative pole 12 of the primary energy source 1 .

Beispielweise ist die Kondenstoreinrichtung 21 des kapaziti ven Spannungsteilers 20 direkt mit dem an den Pluspol 11 der primären Energiequelle 1 angeschlossenen eingangsseitigen An schluss 23 der Vorrichtung 2 verbunden und die Kondensator einrichtung 22 des Spannungsteilers 20 direkt mit dem an den Minuspol 12 der primären Quelle 1 angeschlossenen eingangs seitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 verbunden.For example, the capacitor device 21 of the capacitive voltage divider 20 is connected directly to the input-side connection 23 of the device 2 connected to the positive pole 11 of the primary energy source 1 and the capacitor device 22 of the voltage divider 20 is connected directly to the negative pole 12 of the primary source 1 connected input 23 of the device 2 .

Beim Beispiel nach Fig. 1 ist beispielsweise der direkt mit der Kondensatoreinrichtung 22 des Spannungsteilers 20 verbun dene eingangsseitige Anschluss 23 der Vorrichtung 2 durch ei ne zusätzliche Kondensatoreinrichtung 24 galvanisch vom kapa zitiven Spannungsteiler 20 und von der Stromführungsschaltung 20' getrennt. Demgemäß ist bei diesem Beispiel die Vorrich tung 2 galvanisch vollständig und nicht nur teilweise von der primären Quelle 1 getrennt.In the example according to FIG. 1, for example, the input-side connection 23 of the device 2 connected directly to the capacitor device 22 of the voltage divider 20 is galvanically isolated from the capacitive voltage divider 20 and from the current carrying circuit 20 'by an additional capacitor device 24 . Accordingly, in this example, the device 2 is galvanically complete and not only partially separated from the primary source 1 .

Die zusätzliche Kondensatoreinrichtung 24 weist wenigstens einen Kondensator 240 einer Kapazität C3 auf, kann aber auch aus zwei oder mehreren Kondensatoren bestehen, die zueinander in Serie und/oder parallel geschaltet sind und gemeinsam die Kapazität C3 definieren.The additional capacitor device 24 has at least one capacitor 240 of a capacitance C3, but can also consist of two or more capacitors which are connected in series and / or parallel to one another and together define the capacitance C3.

Die Stromführungsschaltung 21' des Beispiels nach Fig. 1 weist zwei Dioden 211' und 212' auf.The current carrying circuit 21 'of the example according to FIG. 1 has two diodes 211 ' and 212 '.

Die Diode 211' ist in Serie zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass sie zwischen diese Kondensatoreinrichtung 22' und den sich zwi schen den beiden Kondenstoreinrichtungen 21 und 22 des kapa zitiven Spannungsteilers 20 befindenden eingangsseitigen An schluss 210' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet ist und die Durchlassrichtung dieser Diode 211' zur Kondensator einrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' weist.The diode 211 'is connected in series with the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'in such a way that it is connected between this capacitor device 22 ' and between the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 on the input-side connection 210 'of the current-carrying circuit 21 'is connected and the forward direction of this diode 211 ' to the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' has.

Die Diode 212' ist parallel zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass sie zwischen dieser Kondensatoreinrichtung 22' und den eingangs seitigen Anschlüssen 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' angeordnet ist, zwischen diese Anschlüsse 210', 210' ge schaltet ist, und die Durchlassrichtung dieser Diode 212' zu dem sich zwischen den beiden Kondenstoreinrichtungen 21 und 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 befindenden eingangs seitigen Anschluss 210' der Stromspeicherschaltung 21' weist.The diode 212 'is connected in parallel to the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'in such a way that it is arranged between this capacitor device 22 ' and the connections 210 ', 210 ' on the input side of the current carrying circuit 21 ', between these connections 210 ', 210 '. ge is switched, and the forward direction of this diode 212 'to the located between the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 on the input side connection 210 ' of the power storage circuit 21 '.

Die Stromführungsschaltung 21' mit den beiden derart geschal teten Dioden 211' und 212' bewirkt, dass die Kondensatorein richtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' vom Spannungs teiler 20 her über einen eingangsseitigen Anschluss 210' nur geladen, nicht aber entladen werden kann.The power management circuit 21 'with the two such geschal ended diodes 211' and 212 'causes the Kondensatorein direction 22' of the energy storage circuit 20 is charged only '210 divider 20 forth from the voltage on an input side terminal', can not be discharged but.

Insbesondere wirkt die derart ausgebildete Stromführungs schaltung 21' so, dass ein elektrischer Strom I, der durch einen eingangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungsschal tung 21' in die Stromführungsschaltung 21' fließt, die Kon densatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' nur laden und nicht entladen kann, und dass ein elektrischer Strom I', der durch den anderen eingangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' in die Stromführungs schaltung 21' fließt, die Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20 weder laden noch entladen kann.In particular, the current-carrying circuit 21 'designed in such a way that an electrical current I which flows through an input-side connection 210 ' of the current-carrying circuit 21 'into the current-carrying circuit 21 ' only charges and does not discharge the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' can, and that an electric current I 'flowing through the other input-side terminal 210' '21 circuit in the current conducting' flows, the current-carrying circuit 21, the capacitor device 22 'of the e nergiespeicherschaltung 20 can not charge or discharge.

Diese Stromführungsschaltung 21' kann auch als Einweg- Stromführungsschaltung oder als Einweg-Stromgleichrichter schaltung bezeichnet werden.This current carrying circuit 21 'can also be referred to as a one-way current carrying circuit or as a one-way current rectifier circuit.

Speziell ist die Einweg-Stromführungsschaltung 21' nach Fig. 1 so ausgebildet, dass die Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20' durch einen elektrischen Strom I geladen wird, der durch den sich zwischen den beiden Konden satoreinrichtungen 21 und 22 des Spannungsteilers 20 befin denden eingangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungs schaltung 21' zur Diode 211' dieser Schaltung 21' fließt. Dieser Strom I gelangt durch die Diode 211' zur Kondensator einrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20', da der Strom I in der Durchlassrichtung dieser Diode 211' fließt. Gleichzeitig blockiert die andere Diode 212' der Stromfüh rungsschaltung 21' diesen Strom I, da dieser Strom I entge gengesetzt zur Durchlassrichtung der anderen Diode 212' fließt, wodurch der Strom I auch nicht zum anderen eingangs seitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' gelan gen und von dort abfließen kann.'1 of FIG. Configured such that the capacitor device 22' Specifically, the one-way current routing circuit 21 of the E nergiespeicherschaltung 'is loaded by an electric current I 20 flowing through the Sato devices between the two condensate 21 and 22 of the voltage divider 20 befin Denden input-side connection 210 'of the current carrying circuit 21 ' flows to the diode 211 'of this circuit 21 '. This current I passes through the diode 211 'to the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 ', since the current I flows in the forward direction of this diode 211 '. At the same time, the other diode 212 'of the current-carrying circuit 21 ' blocks this current I, since this current I flows in the opposite direction to the forward direction of the other diode 212 ', as a result of which the current I also does not reach the other input-side connection 210 ' of the current-carrying circuit 21 ' and can drain from there.

Dagegen kann ein elektrischer Strom I', der durch den anderen eingangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' fließt, durch die andere Diode 212' der Stromführungs schaltung 21' zu dem sich zwischen den beiden Kondensatorein richtungen 21 und 22 des Spannungsteilers 20 befindenden ein gangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' fließen, nicht jedoch ein Strom von der Kondensatoreinrich tung 22' der Energiespeicherschaltung 20' durch die eine Dio de 211' abfließen, da ein solcher Strom entgegengesetzt zur Durchlassrichtung dieser Diode 211' fließt und somit von die ser Diode 211' blockiert wird. In contrast, an electric current I ', the input side through the other port 210' of the flow guide circuit 21 ', flows through the other diode 212' of the current conducting circuit 21 'to which directions between the two Kondensatorein 21 and 22 of the voltage divider 20 that are available an aisle-side terminal 210 'of the flow guide circuit 21' to flow, but not a current from the Kondensatoreinrich tung 22 'of the energy storage circuit 20' through which a Dio de 211 'flow, since a current of opposite direction to the forward direction of the diode 211' flows, and thus of the ser diode 211 'is blocked.

Die Einweg-Stromführungsschaltung 21' könnte auch so ausge bildet sein, dass der Strom I' die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' nur laden und nicht entladen kann, und dass der Strom I diese Kondensatoreinrichtung 22' weder laden noch entladen kann.The one-way current carrying circuit 21 'could also be designed such that the current I' can only charge and not discharge the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' and that the current I can neither charge nor discharge this capacitor device 22 '.

Das Beispiel nach Fig. 1 weist überdies eine Überladeschutz einrichtung 25' zum Schutz der Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' gegen ein elektrisches Überladen auf. Diese Überladeschutzeinrichtung 25' weist beispielsweise eine Zehnerdiode 251' auf, die parallel zur Kondensatorein richtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet ist. Insbesondere ist die Zehnerdiode 251' beispielsweise zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Stromführungs schaltung 21' geschaltet, so dass sie zwischen diesen An schlüssen 23', 23' und der Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20' angeordnet ist.The example of FIG. 1 also has an overcharge protection device 25 'for protecting the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'against electrical overloading. This overcharge protection device 25 'has, for example, a tens diode 251 ', which is connected in parallel to the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 '. In particular, the zener diode 251 'is connected, for example, between the output-side connections 23 ', 23 'of the current-carrying circuit 21 ', so that it is arranged between these connections 23 ', 23 ' and the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20'.

Das in der Fig. 2 dargestellte Beispiel der Vorrichtung 2 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 1 nur darin, dass beim Beispiel nach Fig. 2 die zur Stromführungsschaltung 21' parallel geschaltete Kondensatoreinrichtung 22 des kapaziti ven Spannungsteilers 20 zwischen die ausgangsseitigen An schlüsse 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet ist und zugleich die Kondensatoreinrichtung 22' der Energie speicherschaltung 20' bildet. Demgemäß fehlt beim Beispiel nach Fig. 2 eine zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' geschaltete Konden satoreinrichtung.The example of device 2 shown in FIG. 2 1 only in that in the example of Fig. 2 for carrying current circuit 21 'connected in parallel with capacitor means 22 of the kapaziti ven voltage divider 20 circuits between the output-side at 23' differs from the example of FIG. , 23 'of the current carrying circuit 21 ' is connected and at the same time forms the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 '. Accordingly, in the example according to FIG. 2, a capacitor device connected between the input-side connections 210 ', 210 ' of the current carrying circuit 21 'is missing.

Beim Beispiel nach Fig. 2 stellt sich das zur Aufladung der Kondensatoreinrichtung erforderliche Spannungsgleichgewicht zwischen der Spannung U2' und der Spannung U2" augenblick lich mit der Änderung der Spannung U1 der primären Energie quelle 1 ein, da die Umladung der zwischen die eingangsseiti gen Anschlüsse 210', 210' der Stromführungsschaltung 21 geschalteten Kondensatoreinrichtung 22 des kapazitiven Span nungsteilers 20 entfällt.In the example according to FIG. 2, the voltage balance between the voltage U2 'and the voltage U2 "required for charging the capacitor device is set immediately with the change in the voltage U1 of the primary energy source 1 , since the charge transfer between the connections 210 on the input side ', 210 ' of the current carrying circuit 21 switched capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 is omitted.

Die Integration der beiden Kondensatoreinrichtungen 22 und 22' führt zu einer höheren Ausgangsleistung und Effizienz der Vorrichtung 2 bei geringerem Bauteileaufwand. Die Verwendung der zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' der Stromführungsschaltung 21 geschalteten Kondensatoreinrichtung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 ist jedoch mit modera teren Schalttransienten an der Stromführungsschaltung 21' verbunden, weshalb beide Vorrichtungsvarianten vorteilhaft einsetzbar sind.The integration of the two capacitor devices 22 and 22 ′ leads to a higher output power and efficiency of the device 2 with less component expenditure. However, the use of the capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 connected between the input-side connections 210 ', 210 ' of the current-carrying circuit 21 is connected to more moderate switching transients on the current-carrying circuit 21 ', which is why both device variants can be used advantageously.

Das in der Fig. 3 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 2 darin, dass beim Beispiel nach Fig. 3 die zusätzliche Kondensatoreinrichtung fehlt, so dass der mit dem Referenzpotential Uref verbundene Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 galvanisch mit dem diesem Minuspol 12 zugeordneten eingangsseitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 verbunden ist, so dass in diesem Fall die Vorrichtung 2 po tenzialmäßig nicht vollständig von der primären Energiequelle 1 getrennt ist.The example shown in FIG. 3 differs from the example according to FIG. 2 in that the additional capacitor device is missing in the example according to FIG. 3, so that the negative pole 12 of the primary energy source 1 connected to the reference potential Uref is galvanically connected to this negative pole 12 associated input-side connection 23 of the device 2 is connected, so that in this case the device 2 is not completely isolated from the primary energy source 1 .

Das Beispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 2 nur darin, dass beim Beispiel nach Fig. 4 die Stromführungsschaltung 21' der Energiespeicherschaltung 20' eine Brücken-Stromführungsschaltung oder Brücken-Stromgleich richterschaltung und keine Einweg-Stromführungsschaltung ist. Diese Brücken-Stromführungsschaltung oder Brücken-Strom gleichrichterschaltung 21' ist aus vier Dioden 211', 212', 213' und 214' gebildet.The example according to FIG. 4 differs from the example according to FIG. 2 only in that, in the example according to FIG. 4, the current carrying circuit 21 'of the energy storage circuit 20 ' is a bridge current carrying circuit or bridge current rectifying circuit and not a one-way current carrying circuit. This bridge current carrying circuit or bridge current rectifying circuit 21 'is formed from four diodes 211 ', 212 ', 213 ' and 214 '.

Die Diode 211' ist in Serie zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass sie zwischen diese Kondensatoreinrichtung 22' und den sich zwi schen den beiden Kondenstoreinrichtungen 21 und 22 des kapa zitiven Spannungsteilers 20 befindenden eingangsseitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet ist und die Durchlassrichtung dieser Diode 211' zur Kondensator einrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' zeigt.The diode 211 'is in series with the capacitor device 22' of the energy storage circuit 20 'are connected such that they between this capacitor device 22' and is Zvi rule the two Kondenstoreinrichtungen 21 and 22 of kapa zitiven voltage divider 20 that are available on the input side terminal 210 'of the flow guide circuit 21 'is switched and the forward direction of this diode 211 ' to the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' shows.

Die Diode 212' ist parallel zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass der sich zwischen den beiden Kondenstoreinrichtungen 21 und 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 befindende eingangsseiti gen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' und der an dere Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' über die antiseriell geschalteten Dioden 211' und 212' miteinander verbunden sind. Antiseriell bedeutet generell, dass zwei Dio den, hier die Dioden 211' und 212', zwar in Serie zueinander aber mit zueinander entgegensetzten Durchlassrichtung ge schaltet sind.The diode 212 'is connected in parallel to the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 ', such that the input-side connection 210 ' of the current-carrying circuit 21 'located between the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 and the other connection 210 ' of the Current carrying circuit 21 'are connected to one another via the diodes 211 ' and 212 'connected in series. Antiserial generally means that two diodes, here the diodes 211 'and 212 ', are connected in series to one another but with the forward direction opposite to one another.

Die Diode 213' ist in Serie zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass sie zwischen diese Kondensatoreinrichtung 22' und den eingangs seitigen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' ge schaltet ist, der über die zusätzliche Kondensatoreinrichtung 24 mit dem mit dem Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 verbundenen eingangseitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 verbunden ist, wobei die Durchlassrichtung dieser zusätzli chen Diode 213' von der Kondensatoreinrichtung 22' der Ener giespeicherschaltung 20' fort weist.The diode 213 'is connected in series to the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'in such a way that it is connected between this capacitor device 22 ' and the input-side connection 210 'of the current carrying circuit 21 ', which is connected to the device via the additional capacitor device 24 the negative pole 12 of the primary energy source 1 is connected to the input-side terminal 23 of the device 2 , the forward direction of this additional diode 213 'pointing away from the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 '.

Die Diode 214' ist parallel zur Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet, derart, dass der sich zwischen den beiden Kondenstoreinrichtungen 21 und 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 befindende eingangsseiti gen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' und der an dere Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' über die antiseriell geschalteten Dioden 213' und 214' miteinander verbunden sind.. The diode 214 'is connected in parallel to the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'in such a way that the input-side connection 210 ' of the current-carrying circuit 21 'located between the two capacitor devices 21 and 22 of the capacitive voltage divider 20 and the other connection 210 ' of the Current carrying circuit 21 'are connected to one another via the anti-series diodes 213 ' and 214 '.

Die Stromführungsschaltung 21' mit den beiden derart geschal teten Dioden 211' bis 214' bewirkt ebenfalls, dass die Kon densatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' vom Spannungsteiler 20 her über einen eingangsseitigen Anschluss 210' nur geladen, nicht aber entladen werden kann.The current carrying circuit 21 'with the two diodes 211 ' to 214 'switched in this way also has the effect that the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'from the voltage divider 20 can only be charged, but not discharged, via an input-side connection 210 '.

Insbesondere wirkt die derart ausgebildete Stromführungs schaltung 21' so, dass sowohl ein durch einen eingangsseiti gen Anschluss 210' der Stromführungsschaltung 21' in die Stromführungsschaltung 21' fließender elektrischer Strom I als auch ein durch den anderen einen eingangsseitigen An schluss 210' der Stromführungsschaltung 21' in die Stromfüh rungsschaltung 21' fließender elektrischer Strom I' die Kon densatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' je weils nur laden, aber nicht entladen kann.In particular, the thus formed current conducting acts circuit 21 'so that both a by a eingangsseiti gen terminal 210' flowing to the current-carrying circuit 21 'in the power management circuit 21' electric current I and a through the other an input side to circuit 210 'the power management circuit 21' in the current guide circuit 21 'flowing electrical current I' the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' each because it can only load but not discharge.

Diese Stromführungsschaltung 21' kann auch als Brücken- Stromführungsschaltung oder als Brücken-Stromgleich richterschaltung bezeichnet werden.This current carrying circuit 21 'can also be referred to as a bridge current carrying circuit or as a bridge current rectifying circuit.

Speziell ist die Brücken-Stromführungsschaltung 21' nach Fig. 4 so ausgebildet, dass der elektrische Strom I die Kon densatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' durch die Diode 211' lädt und der Strom I' diese Kondensator einrichtung 22' durch die Diode 212' lädt.Specifically, the bridges current command circuit 21 'of FIG. 4 is formed so that the electric current I densatoreinrichtung the Kon 22' of the energy storage circuit 20 'through the diode 211' loads and the current I 'this capacitor device 22' through the diode 212 ' invites.

Die Stromführungsschaltung 21' nach Fig. 4 kann auch als Brücken-Stromführungsschaltung oder als Brücken- Stromgleichrichterschaltung bezeichnet werden.The power management circuit 21 'of FIG. 4 may also be referred to as a current-carrying bridge circuit or bridge current rectifier circuit.

Das in der Fig. 5 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 5 nur darin, dass beim Beispiel nach Fig. 5, wie beim Beispiel nach Fig. 2, die zur Stromfüh rungsschaltung 21' parallel geschaltete Kondensatoreinrich tung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 zwischen die aus gangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet ist und zugleich die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' bildet.The example shown in FIG. 5 differs from the example according to FIG. 5 only in that in the example according to FIG. 5, as in the example according to FIG. 2, the capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 connected in parallel with the current conducting circuit 21 ′ is connected between the connections 23 ', 23 ' of the current carrying circuit 21 'on the output side and at the same time forms the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 '.

Das in der Fig. 6 dargestellte Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 5 nur darin, dass beim Beispiel nach Fig. 6, wie beim Beispiel nach Fig. 3, die zusätzliche Kon densatoreinrichtung fehlt, so dass der mit dem Referenzpoten tial Uref verbundene Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 galvanisch mit dem diesem Minuspol 12 zugeordneten eingangs seitigen Anschluss 23 der Vorrichtung 2 verbunden ist, so dass in diesem Fall die Vorrichtung 2 potenzialmäßig nicht vollständig von der primären Energiequelle 1 getrennt istThe example shown in FIG. 6 differs from the example according to FIG. 5 only in that in the example according to FIG. 6, as in the example according to FIG. 3, the additional capacitor device is missing, so that the potential associated with the reference potential Uref The negative pole 12 of the primary energy source 1 is electrically connected to the input-side connection 23 of the device 2 which is assigned to this negative pole 12 , so that in this case the device 2 is not potentially completely separated from the primary energy source 1

Das Beispiel nach Fig. 7 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 3 nur darin, dass beim Beispiel nach Fig. 7 die Zehnerdiode 251', welche die Überladeschutzeinrichtung 25' zum Schutz der Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespei cherschaltung 20' bildet, nicht zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Einweg-Stromführungsschaltung 21', sondern zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' dieser Schaltung 21' geschaltet ist und überdies zugleich die Diode 212' der Einweg-Stromführungsschaltung 21' bildet. Dem gemäß ist beim Beispiel nach Fig. 7 eine Diode weniger nötig als beim Beispiel nach Fig. 3.The example of FIG. 7 differs from the example of FIG. 3 only in that, in the example of FIG. 7, the tens diode 251 ', which forms the overcharge protection device 25 ' for protecting the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ', does not differ between the two output-side terminals 23 ', 23' of the one-way current routing circuit 21 ', but between the input side terminals 210', 210 'of this circuit 21' is connected, and moreover at the same time, the diode 212 'of the disposable current-carrying circuit 21' forms. Accordingly, one diode less is required in the example according to FIG. 7 than in the example according to FIG. 3.

Das Beispiel nach Fig. 8 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 6 darin, dass beim Beispiel nach Fig. 8, ähnlich wie beim Beispiel nach Fig. 7, die Überladeschutzeinrichtung 25' zum Schutz der Kondensatoreinrichtung 22' der Energie speicherschaltung 20' nicht zwischen die ausgangsseitigen An schlüsse 23', 23' der Stromführungsschaltung 21', sondern zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' dieser Schaltung 21' geschaltet ist. Beim Beispiel nach Fig. 8 ist speziell die Überladeschutzeinrichtung 25' durch zwei antise riell geschaltete Zehnerdioden 251' und 252' gebildet die zugleich zwei antiseriell geschaltete Dioden der Brücken- Stromführungsschaltung 21' des Beispiels nach Fig. 8, beispielsweise die antiseriell geschalteten Dioden 213' bzw. 214' bilden.The example according to FIG. 8 differs from the example according to FIG. 6 in that in the example according to FIG. 8, similar to the example according to FIG. 7, the overcharge protection device 25 'for protecting the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'does not between the output side to connections 23 ', 23' of the current carrying circuit 21 ', but between the input side terminals 210', 210 'of this circuit 21' is connected. In the example according to FIG. 8, the overcharge protection device 25 'is specifically formed by two antiserially switched tens diodes 251 ' and 252 ', which are also two antiserially connected diodes of the bridge current carrying circuit 21 ' of the example according to FIG. 8, for example the antiserially connected diodes 213 ' or 214 'form.

Von den Beispielen nach den Fig. 9 bis 12 weist jedes eine Überladeschutzeinrichtung 25' auf, die zumindest ein steuer bares Schaltelement aufweist, das parallel zur Kondensator einrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' geschaltet ist und wahlweise einen elektrischen Strom sperrt und durch lässt.Of the examples of FIGS. 9 to 12, each a overcharge protection device 25 'which comprises at least one control bares switching element in parallel with the capacitor 22' is connected to the energy storage circuit 20 'and selectively blocks an electric current and to pass through.

Beispielsweise wird das Schaltelement in Abhängigkeit von ei ner in der Energiespeicherschaltung 20' abgegriffenen elekt rischen Spannung, die z. B. die an der Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' abgegriffene Spannung U2" oder die an der zur Stromführungsschaltung 21' parallel geschalteten Kondensatoreinrichtung 22 des kapazitiven Span nungsteilers 20 abgegriffene Spannung U2' ist, gesteuert, wo bei diese abgegriffene Spannung mittels einer Potentiometer schaltung mit der Schaltschwelle des Schaltelements korre liert werden kann.For example, the switching element depending on egg ner in the energy storage circuit 20 'tapped electrical voltage, the z. B. the tapped at the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' voltage U2 'or the voltage tapped at the capacitor device 22 of the capacitive voltage voltage divider 20 connected in parallel with the current carrying circuit 21 ', where the voltage tapped by means of a potentiometer circuit can be corrected with the switching threshold of the switching element.

Eine derartige Überladeschutzeinrichtung 25' ist besonders dazu geeignet, durch Substitution einer oder mehrerer Zehner dioden, die zur Begrenzung der Spannung U2 an den ausgangs seitigen Anschlüssen 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' dieser Schaltung 21 geschaltet sind, eine Nachladung der Kondensa toreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' mittels beispielsweise einer Steuerungseinrichtung 250', welche die jeweilige Spannung U2' an dieser Kondensatoreinrichtung 22' abgreift, gezielt zu beeinflussen und weiterhin Verluste der Spannungsbegrenzung zu eliminieren, da bei Schaltelementen im Gegensatz zu Zehnerdioden das Produkt aus Spannung und Strom gleich Null ist.Such overcharge protection device 25 'is particularly adapted diode by substitution of one or more tens, which for limiting the voltage U2 at the output side terminals 23', 23 'of the current carrying circuit 21' between the input side terminals 210 ', 210' of this circuit 21 are switched to specifically influence a recharging of the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' by means of, for example, a control device 250 ', which taps the respective voltage U2' at this capacitor device 22 ', and furthermore to eliminate losses of the voltage limitation, since in contrast with switching elements for tens diodes the product of voltage and current is zero.

Das Beispiel nach Fig. 9 basiert auf dem Beispiel nach Fig. 7 und unterscheidet sich von diesem Beispiel 7 nur darin, dass die zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' geschaltete Zehnerdiode 251' des Beispiels nach Fig. 7 beim Beispiel nach Fig. 9 durch eine zwischen diese Anschlüsse 210', 210' geschaltete Überla deschutzeinrichtung 25' in Form eines steuerbaren Schaltele ments 253' ersetzt ist. Das Schaltelement 253' ist an die Steuerungseinrichtung 250' angeschlossen, welche das Schalt element 253' stromdurchlässig schaltet, sobald eine von der Steuerungseinrichtung 250' zwischen den eingangsseitigen An schlüssen 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' abgegriffene Spannung, beispielsweise die Spannung U2" an der Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20', einen maximal zulässigen Wert überschreitet. Das Schalt element 253' ist beispielsweise durch einen unipolaren Feld effekttransistor, z. B. ein MOS FET, realisiert.The example according to FIG. 9 is based on the example according to FIG. 7 and differs from this example 7 only in that the tens diode 251 'of the example according to FIG. 7 connected between the input-side connections 210 ', 210 'of the current carrying circuit 21 ' Example of FIG. 9 is replaced by a overload protection device 25 'connected between these connections 210 ', 210 'in the form of a controllable switching element 253 '. The switching element 253 'is connected to the control device 250 ', which switches the switching element 253 'in a current-permeable manner as soon as a voltage tapped by the control device 250 ' between the input-side connections 210 ', 210 ' of the current-carrying circuit 21 ', for example the voltage U2 " on the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' exceeds a maximum permissible value The switching element 253 'is implemented, for example, by a unipolar field effect transistor, for example a MOS FET.

Das Beispiel nach Fig. 10 basiert auf dem Beispiel nach Fig. 8 und unterscheidet sich von diesem Beispiel 8 nur darin, dass die zwischen die eingangsseitigen Anschlüsse 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' geschalteten beiden Zehnerdio de 251' und 252' des Beispiels nach Fig. 8 beim Beispiel nach Fig. 10 durch eine Überladeschutzeinrichtung 25' er setzt sind, die zwei zwischen die eingangseitigen Anschlüsse 210', 210' geschaltete steuerbare Schaltelemente 253' und 254' aufweist.The example according to FIG. 10 is based on the example according to FIG. 8 and differs from this example 8 only in that the two tens diodes 251 'and 252 ' of the example which are connected between the input-side connections 210 ', 210 ' of the current carrying circuit 21 ''are it sets, the two between the input side terminals 210' of FIG. 8 in the example of Fig. 10 by an overcharge protection device 25, 210 'connected controllable switching elements 253' and 254 having '.

Beispielsweise ersetzt das Schaltelement 253' die Zehnerdiode 251' und das Schaltelement 254' die Zehnerdiode 252' des Bei spiels nach Fig. 8.For example, the switching element 253 'replaces the tens diode 251 ' and the switching element 254 'the tens diode 252 ' of the example according to FIG. 8.

Jedes Schaltelement 253' bzw. 254' ist an die Steuerungsein richtung 250' angeschlossen, welche jedes Schaltelement 253' bzw. 254' stromdurchlässig schaltet, sobald eine von der Steuerungseinrichtung 250' zwischen den eingangsseitigen An schlüssen 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' abgegrif fene Spannung, beispielsweise die Spannung U2" an der Kon densatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20', einen maximal zulässigen Wert überschreitet. Jedes Schaltele ment 253' bzw. 254' ist beispielsweise durch einen je einen unipolaren Feldeffekttransistor, z. B. ein MOS FET, reali siert.Each switching element 253 'or 254 ' is connected to the control device 250 ', which switches each switching element 253 ' or 254 'in a current-permeable manner as soon as one of the control device 250 ' between the input-side connections 210 ', 210 ' of the current carrying circuit 21 ' tapped voltage, for example the voltage U2 "at the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ', exceeds a maximum permissible value. Each switching element 253 'or 254 ' is, for example, by a unipolar field-effect transistor, for example a MOS FET, realized.

Zur Vermeidung von Schaltverlusten erfolgt ein Stromdurchläs sigschalten eines Schaltelements 253' und/oder 254' vorzugs weise in einem Nulldurchgang der über diesem Schaltelement 253' bzw. 254' anliegenden elektrischen Spannung.To avoid switching losses, a Stromdurchläs sigschalt a switching element 253 'and / or 254 ' preferably takes place in a zero crossing of the applied across this switching element 253 'or 254 ' electrical voltage.

Bei den Beispielen nach den Fig. 9 und 10 lässt sich durch Einfügen einer induktiven elektrischen Spuleneinrichtung 26', die als eine Kommutierungsdrossel wirkt, auch bei von null verschiedener elektrischer Spannung über einem Schaltelement 253' und/oder 254' erreichen, dass das Schaltelement 253' und/oder 254' stromdurchlässig geschaltet werden kann, ohne dass zwangsläufig ein Schaltverlust entsteht. Dadurch kann ein Schaltelement 253' und/oder 254' prinzipiell zu jedem be liebigen Zeitpunkt stromdurchlässig geschaltet werden. Ohne eine induktive Spuleneinrichtung 26' ist verlustloses Ein schalten eines Schaltelements 253' und/oder 254' nur in einem Nulldurchgang der über dem jeweiligen Schaltelement 253' und/oder 254' anliegenden elektrischen Spannung möglich.In the examples according to FIGS. 9 and 10, by inserting an inductive electrical coil device 26 ', which acts as a commutation choke, even with non-zero electrical voltage across a switching element 253 ' and / or 254 ', the switching element 253 can be achieved 'and / or 254 ' can be switched in a current-permeable manner without necessarily causing a switching loss. As a result, a switching element 253 'and / or 254 ' can in principle be switched in a current-permeable manner at any time. Without an inductive coil device 26 ', a switching element 253 ' and / or 254 'can be switched on without loss only in a zero crossing of the electrical voltage present across the respective switching element 253 ' and / or 254 '.

Die Fig. 11 und 12 zeigen zwei Beispiele, deren jedes je eine als Kommutierungsdrossel wirkende induktive Spulenein richtung 26' aufweist. Die Spuleneinrichtung 2 definiert eine Induktivität L und ist derart geschaltet, dass ein Anstieg eines durch ein Schaltelement 253' oder 254' fließenden e lektrischen Stroms aus dem kapazitiven Spannungsteiler 20 zeitlich verzögert wird. FIGS. 11 and 12 show two examples, each of each acts as a directional commutating inductive Spulenein having 26 '. The coil device 2 defines an inductance L and is connected such that an increase in an electrical current flowing through a switching element 253 'or 254 ' from the capacitive voltage divider 20 is delayed in time.

Das Beispiel nach Fig. 11 basiert auf dem Beispiel nach Fig. 9 und unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 9 nur darin, dass zwischen den eingangsseitigen Anschlüssen 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' die Spuleneinrichtung 26' in Serie zum Schaltelement 253' geschaltet ist. The example according to FIG. 11 is based on the example according to FIG. 9 and differs from the example according to FIG. 9 only in that between the input-side connections 210 ′, 210 ′ of the current carrying circuit 21 ′, the coil device 26 ′ in series with the switching element 253 ′ is switched.

Das Beispiel nach Fig. 12 basiert auf dem Beispiel nach Fig. 10 und unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 10 nur darin, dass die Spuleneinrichtung 26' zwischen die Schalt elemente 253' und 254' und in Serie zu diesen Schaltelementen 253' und 254' geschaltet ist.The example according to FIG. 12 is based on the example according to FIG. 10 and differs from the example according to FIG. 10 only in that the coil device 26 'between the switching elements 253 ' and 254 'and in series with these switching elements 253 ' and 254 'is switched.

Die Spuleneinrichtung 26' nach den Fig. 11 und 12 weist jeweils nur eine Spule 260' auf. Anstelle aus nur einer Spule 260' kann die Spuleneinrichtung 26' auch zwei oder mehrere induktive Spulen 260' aufweisen, die zueinander in Serie und/oder parallel geschaltet sind und gemeinsam die Indukti vität L der Spuleneinrichtung 26' definieren.The coil device 26 'according to FIGS . 11 and 12 each has only one coil 260 '. Instead of only one coil 260 ', the coil device 26 ' can also have two or more inductive coils 260 'which are connected in series and / or parallel to one another and together define the inductance L of the coil device 26 '.

Ein bevorzugtes steuerbares Schaltelement 253' und/oder 254' besteht beispielsweise aus einem Halbleiterschaltelement, z. B. aus einem bipolaren Transistor. Ein bipolarer Transistor kann beispielsweise ein IGBT und ein unipolarer Transistor beispielsweise ein Feldeffekttransistor sein.A preferred controllable switching element 253 'and / or 254 ' consists, for example, of a semiconductor switching element, e.g. B. from a bipolar transistor. A bipolar transistor can be, for example, an IGBT and a unipolar transistor can be, for example, a field effect transistor.

Wesentliches Element der in den Fig. 1 bis 12 dargestell ten beispielhaften Vorrichtungen 2 ist der kapazitive Span nungsteiler 20 auf der Seite der primären Energiequelle 1, der sowohl eine galvanische Trennung von dieser Energiequelle 1 erlaubt als auch die an den ausgangsseitigen Anschlüssen 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' anstehende elektri sche Ladung bereitstellt. Die Bereitstellung und Übertragung dieser Ladung vom kapazitiven Spannungsteiler 20 zur Kapazi tätseinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' wird durch den an der primären Wechselstrom-Energiequelle 1 sowie so vorhandenen Spannungstransienten initiiert und durch die verschiedenen Ausbildungen der Stromführungsschaltung 21' vermittelt.An essential element of the exemplary devices 2 shown in FIGS . 1 to 12 is the capacitive voltage divider 20 on the side of the primary energy source 1 , which allows electrical isolation from this energy source 1 and also at the output-side connections 23 ', 23 'the current supply circuit 21 ' pending electrical charge provides. The provision and transfer of this charge from the capacitive voltage divider 20 to the capaci ity device 22 'of the energy storage circuit 20 ' is initiated by the existing at the primary AC power source 1 and voltage transients present and mediated by the various designs of the current carrying circuit 21 '.

Jede der in den Fig. 1 bis 12 dargestellten beispielhaften Vorrichtungen 2 ist vorteilhafterweise jeweils zur Gewinnung einer elektrischen Steuerungsenergie für eine Steuerungseinrichtung eines steuerbaren elektronischen Bauelements, das eine Anode und Kathode zum Anlegen einer zeitlich sich än dernde elektrische Spannung einer elektrischen Energiequelle zur Versorgung des Bauelements mit elektrischer Energie auf weist, geeignet.Each of the exemplary devices 2 shown in FIGS. 1 to 12 is advantageously in each case for obtaining an electrical control energy for a control device of a controllable electronic component which has an anode and cathode for applying a temporally changing electrical voltage of an electrical energy source for supplying the component with electrical energy, suitable.

Dabei ist generell ein eingangsseitiger Anschluss 23 der Vor richtung 2 mit der Anode des Bauelements zu verbinden, ist der andere eingangsseitige Anschluss 23 der Vorrichtung mit der Kathode des Bauelements zu verbinden, ist ein ausgangs seitiger Anschluss 23' der Vorrichtung mit einem elektrischen Steuerungsanschluss der Steuerungseinrichtung zum Zuführen der elektrischen Steuerungsenergie zu verbinden, und ist der andere ausgangsseitige Anschluss 23' der Vorrichtung 2 mit der Kathode oder der Anode des Bauelements zu verbinden.In general, an input-side connection 23 of the device 2 is to be connected to the anode of the component, the other input-side connection 23 of the device is to be connected to the cathode of the component, and an output-side connection 23 'of the device is to be connected to an electrical control connection of the control device to supply the electrical control energy, and the other output-side connection 23 'of the device 2 is to be connected to the cathode or the anode of the component.

In der Fig. 13 ist ein Beispiel einer derartigen Anwendung dargestellt, die speziell und ohne Beschränkung der Allge meinheit auf dem Beispiel der Vorrichtung 2 nach Fig. 1 ba siert. FIG. 13 shows an example of such an application, which is based on the example of the device 2 according to FIG. 1, specifically and without limitation of generality.

Bei diesem Beispiel ist das mit 4 bezeichnete steuerbare e lektronische Bauelement derart zwischen die Pole 11 und 12 der primären elektrischen Energiequelle 1 geschaltet, dass die Anode 41 dieses Bauelements 4 mit dem Pluspol 11 der E nergiequelle 1 und dessen Kathode 42 mit dem Minuspol 12 der eine elektrische Versorgung des Bauelements 4 bildenden pri mären Energiequelle 1 verbunden ist.In this example, the controllable electronic component denoted by 4 is connected between the poles 11 and 12 of the primary electrical energy source 1 such that the anode 41 of this component 4 with the positive pole 11 of the energy source 1 and its cathode 42 with the negative pole 12 of the an electrical supply to the component 4 forming primary energy source 1 is connected.

Zugleich ist einer der beiden eingangsseitigen Anschlüsse 23, 23 der Vorrichtung 2 mit dem Pluspol 11 und der andere ein gangsseitige Anschluss 23 der Vorrichtung 2 mit dem Minuspol 12 verbunden, so dass die Vorrichtung 2 parallel zum elektro nischen Bauelement 4 geschaltet ist und zusammen mit dem Bau element 4 aus der primären Energiequelle 1 mit elektrischer Energie E2 versorgt wird. At the same time one of the two input-side connections 23 , 23 of the device 2 with the positive pole 11 and the other an output-side connection 23 of the device 2 with the negative pole 12 is connected, so that the device 2 is connected in parallel to the electronic component 4 and together with the Construction element 4 is supplied with electrical energy E2 from the primary energy source 1 .

Das Bauelement 4 ist beispielsweise ein zu treibender MOS- Transistor oder IGBT (IGBT steht für Isolated Gate Bipolar Transistor).The component 4 is, for example, a MOS transistor or IGBT to be driven (IGBT stands for Isolated Gate Bipolar Transistor).

Die Vorrichtung 2 nach Fig. 13 weist den kapazitiven Span nungsteiler 20 auf, der zwischen die eingangsseitigen An schlüsse 23, 23 geschaltet ist und der die zwei zueinander in Serie geschalteten Kondensatoreinrichtungen 21 und 22 auf weist, deren jede jeweils wenigstens einen Kondensator 210 bzw. 220 aufweist und jeweils eine Kapazität C1 bzw. C2 defi niert.The device 2 according to FIG. 13 has the capacitive voltage divider 20 which is connected between the inputs 23 , 23 and which has the two capacitor devices 21 and 22 connected in series, each of which has at least one capacitor 210 or 220 and each defines a capacitance C1 or C2.

Beispielsweise ist diese Vorrichtung 2 so an die primäre E nergiequelle 1 angeschlossen, dass der auf der Seite der Kon densatoreinrichtungen 21 befindliche eingangsseitigen An schluss 23 der Vorrichtung 2 galvanisch mit dem Pluspol 11 der primären Energiequelle 1 und der Anode 41 des Bauelements 4 verbunden ist, und dass der auf der Seite der anderen Kon densatoreinrichtungen 22 befindliche andere eingangsseitige Anschluss 23 der Vorrichtung 2 galvanisch mit dem Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 und der Kathode 42 des Bauele ments 4 verbunden ist. Die Vorrichtung 2 ist dementsprechend potenzialmäßig nur teilweise von der primären Energiequelle 1 entkoppelt ist. Ebenso gut könnte diese Vorrichtung 2 poten zialmäßig durch die erwähnte zusätzliche Kondensatoreinrich tung 24 vollständig von der primären Energiequelle 1 entkop pelt sein.For example, this device 2 is connected to the primary energy source 1 in such a way that the input-side connection 23 of the device 2 on the side of the capacitor devices 21 is galvanically connected to the positive pole 11 of the primary energy source 1 and the anode 41 of the component 4 . and that the other input-side connection 23 of the device 2 located on the side of the other capacitor devices 22 is galvanically connected to the negative pole 12 of the primary energy source 1 and the cathode 42 of the component 4 . The device 2 is accordingly only partially decoupled from the primary energy source 1 . This device 2 could equally well be completely decoupled from the primary energy source 1 by the aforementioned additional capacitor device 24 .

Die Energiespeicherschaltung 20' besteht aus der Stromfüh rungsschaltung 21' mit den beiden eingangsseitigen Anschlüs sen 210', 210' und den beiden ausgangsseitigen Anschlüssen 23', 23' und aus der zur Stromführungsschaltung 21' parallel geschalteten Kondensatoreinrichtung 22', die zumindest einen Kondensator 220' aufweist und eine Kapazität C4 definiert. Die Stromführungsschaltung 21' ist wie beim Beispiel nach Fig. 1 speziell eine Einweg-Stromführungsschaltung, welche die beiden Dioden 211' und 212' aufweist, die wie beim Beispiel nach Fig. 1 geschaltet sind und in gleicher Weise wirken. Ebenso gut könnte die Stromführungsschaltung 21' eine Brü cken-Stromführungsschaltung sein.The energy storage circuit 20 'consists of the Stromfüh approximate circuit 21' with the two input-side connec sen 210 ', 210' and the two output-side terminals 23 ', 23' and from the current carrying circuit 21 'parallel-connected capacitor means 22', the at least one capacitor 220 'and defines a capacitance C4. As in the example according to FIG. 1, the current carrying circuit 21 'is specifically a one-way current carrying circuit which has the two diodes 211 ' and 212 ', which are connected as in the example according to FIG. 1 and act in the same way. The current carrying circuit 21 'could just as well be a bridge current carrying circuit.

Die Energiespeicherschaltung 20' ist mit den beiden eingangs seitigen Anschlüssen 210', 210' der Stromführungsschaltung 21' beispielsweise so an den kapazitiven Spannungsteiler 20 angeschlossen, dass die Stromführungsschaltung 21' in Serie zur Kondensatoreinrichtung 21 und parallel zur anderen Kon densatoreinrichtung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 geschaltet ist.The energy storage circuit 20 'is connected to the two input terminals 210 ', 210 'of the current carrying circuit 21 ', for example, to the capacitive voltage divider 20 such that the current carrying circuit 21 'in series with the capacitor device 21 and in parallel with the other capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 is switched.

Die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' ist zwischen die beiden ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' geschaltet. Die Stromfüh rungsschaltung 21' bewirkt, dass die Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' vom kapazitiven Span nungsteiler 20 her durch die Stromführungsschaltung 21' nur elektrisch geladen, nicht aber entladen wird.The capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' is connected between the two output terminals 23 ', 23 ' of the current carrying circuit 21 '. The current-carrying circuit 21 'has the effect that the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'from the capacitive voltage divider 20 is only electrically charged by the current-carrying circuit 21 ', but not discharged.

Die geladene Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicher schaltung 20' bildet die sekundäre elektrische Energiequelle, welche die sekundäre elektrischen Energie E2 an den ausgangs seitigen Anschlüssen 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' bereitstellt.The charged capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' forms the secondary electrical energy source, which provides the secondary electrical energy E2 at the output-side connections 23 ', 23 ' of the current carrying circuit 21 '.

Ein ausgangsseitiger Anschluss 23' der Stromführungsschaltung 21' ist mit einem elektrischen Steuerungsanschluss 43 einer Steuerungseinrichtung 40 des elektronischen Bauelements 4 zum Zuführen elektrischer Steuerungsenergie verbunden. Der andere ausgangsseitige Anschluss 23' der Stromführungsschaltung 21' ist beispielsweise mit der Kathode 42 des Bauelements 4 und damit mit dem Minuspol 12 der primären Energiequelle 1 ver bunden. Die Steuerungseinrichtung 40 bildet bei der Vorrich tung 2 nach Fig. 13 den in den Fig. 1 bis 12 symbolisch durch einen Widerstand dargestellten elektrischen Verbraucher 3. An output-side connection 23 'of the current-carrying circuit 21 ' is connected to an electrical control connection 43 of a control device 40 of the electronic component 4 for supplying electrical control energy. The other connection 23 on the output side of the current-carrying circuit 21 'is connected, for example, to the cathode 42 of the component 4 and thus to the negative pole 12 of the primary energy source 1 . The control device 40 forms in the device 2 according to FIG. 13 the electrical consumer 3 symbolically represented by a resistor in FIGS . 1 to 12.

Die Vorrichtung 2 nach Fig. 13 weist ebenfalls eine Überla deschutzeinrichtung 25' zum Schutz der Kondensatoreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' gegen ein elektrisches Überladen auf. Diese Überladeschutzeinrichtung 25' weist hier beispielsweise zwei seriell geschaltete Zehnerdioden 251' und 252' auf, die parallel zur Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20' und beispielsweise zwischen die ausgangsseitigen Anschlüsse 23', 23' der Stromführungsschal tung 21' geschaltet sind, so dass sie zwischen diesen An schlüssen 23', 23' und der Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20' angeordnet sind. Anstelle einer Zehnerdiode 251' und/oder 252' kann die Überladeschutzein richtung 25' einen Spannungsregler zur Stabilisierung der Gleichspannung U2 aufweisen, der beispielsweise und ähnlich wie bei den Beispielen nach den Fig. 9 bis 12 ein an eine Steuerungseinrichtung angeschlossenes Schaltelement aufweisen kann.The device 2 according to FIG. 13 also has an overload protection device 25 'for protecting the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'against electrical overloading. This overcharge protection device 25 'here has, for example, two series-connected tens diodes 251 ' and 252 'which are connected in parallel with the capacitor device 22 ' of the energy storage circuit 20 'and, for example, between the output-side connections 23 ', 23 'of the current-carrying circuit 21 ', so that they are arranged between these connections 23 ', 23 ' and the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20'. Instead of a zener diode 251 'and / or 252 ', the overcharge protection device 25 'can have a voltage regulator for stabilizing the DC voltage U2 which, for example and similarly to the examples according to FIGS. 9 to 12, can have a switching element connected to a control device.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 2 nach Fig. 13 ist so, dass der kapazitive Spannungsteiler 20 zusammen mit den Dio den 211' und 212' der Stromführungsschaltung 21' in einem Schaltbetrieb des elektronischen Bauelements 4 die Kondensa toreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' auflädt. An den ausgangsseitigen Anschlüssen 23', 23' steht dann die sekundäre Energie E2 mit der durch die Zehnerdioden 251' und 252' der Überladeschutzeinrichtung 25' stabilisierten Span nung U2 als Steuerungsenergie für die Steuerungseinrichtung 40 des steuerbaren elektronischen Bauelements 4 zur Verfü gung.The operation of the device 2 of Fig. 13 is so that the capacitive voltage divider 20 together with the Dio the 211 'and 212' of the flow guide circuit 21 'in a switching operation of the electronic component 4, the Kondensa gate device 22' of the energy storage circuit 20 charges'. At the output-side connections 23 ', 23 ', the secondary energy E2 with the voltage U2 stabilized by the tens diodes 251 'and 252 ' of the overcharge protection device 25 'is then available as control energy for the control device 40 of the controllable electronic component 4 .

Es ist zweckmäßig, die Kondensatoreinrichtung 22' der Ener giespeicherschaltung 20' zu Beginn eines Schaltbetriebes des Bauelements 4 auf eine nahe bei der Spannung U2 liegende e lektrische Spannung U20 vorzuladen. It is expedient to precharge the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' at the start of a switching operation of the component 4 to an electrical voltage U20 which is close to the voltage U2.

Eine solche Vorladung der Kondensatoreinrichtung 22' der E nergiespeicherschaltung 20' kann beispielsweise durch eine elektrische Widerstandseinrichtung 27' erfolgen, die parallel zu der in Serie zur Stromführungsschaltung 21' geschalteten einen Kondensatoreinrichtung 21 und in Serie zur anderen Kon densatoreinrichtung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 geschaltet ist und die einen bestimmten Widerstandswert R de finiert. Die Widerstandseinrichtung 27' weist zumindest einen oder mehrere parallel und/oder seriell zueinander geschaltete Widerstände 270 auf, die gemeinsam den Widerstandswert R de finieren.Such a precharge of the capacitor device 22 'of the E nergiespeicherschaltung 20' may, for example 27 'occur parallel to the in series with the current conduction circuit 21' by an electrical resistor means is connected connected a capacitor 21 and densatoreinrichtung in series to the other Kon 22 of the capacitive voltage divider 20 and which defines a certain resistance value R. The resistance device 27 'has at least one or more resistors 270 connected in parallel and / or in series with one another, which together define the resistance value R de.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Widerstandseinrichtung 27' eine Diode 28' in Serie geschaltet ist, die ebenfalls parallel zu der in Serie zur Stromführungsschaltung 21' geschalteten ei nen Kondensatoreinrichtung 21 und in Serie zur anderen Kon densatoreinrichtung 22 des kapazitiven Spannungsteilers 20 geschaltet ist.It is advantageous if a diode 28 'is connected in series to the resistance device 27 ', which is also connected in parallel to the series-connected current-carrying circuit 21 'and a series of capacitor devices 21 and the other capacitor device 22 of the capacitive voltage divider 20 .

Bei der Vorrichtung 2 nach Fig. 13 ist es vorteilhaft, die Werte der Kapazitäten C1 und C2 des kapazitiven Spannungstei lers 20 so zu optimieren, dass in den üblichen Betriebszu ständen und/oder Lastspannungsflanken genügend elektrische Ladung über die Stromführungsschaltung 21' auf die Kondensa toreinrichtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' gepumpt werden kann. Der Wert der Kapazität C4 der Kondensatorein richtung 22' der Energiespeicherschaltung 20' ist davon ab hängig, welcher Widerstand durch die nachfolgende Steuerungs schaltung 40 gegeben ist.In the device 2 according to FIG. 13, it is advantageous to optimize the values of the capacitances C1 and C2 of the capacitive voltage divider 20 such that in the usual operating states and / or load voltage edges there is sufficient electrical charge via the current-carrying circuit 21 'on the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' can be pumped. The value of the capacitance C4 of the capacitor device 22 'of the energy storage circuit 20 ' depends on which resistance is given by the subsequent control circuit 40 .

In der Fig. 14 sind über der Zeit t der durch die Diode 211' fließende elektrische Strom I und der durch die Diode 212' fließende Strom I' nach einer Vorladung der Kondensatorein richtung 22' der Energiespeichereinrichtung 20' auf die Span nung U20 = 10 Volt einander überlagert dargestellt. Der zeit liche Verlauf des Stroms I ist durch die in durchgezogener Linie dargestellte Kurve und der zeitliche Verlauf des Stroms I' durch die in gestrichelter Linie gezeigte Kurve in Fig. 14 dargestellt.In Fig. 14, over the time t through the diode 211 'flowing electrical current I and through the diode 212' flowing current I 'after a precharge the Kondensatorein direction 22' of the energy storage device 20 'to the clamping voltage U20 = 10 Volt shown superimposed on each other. The time course of the current I is shown by the curve shown in a solid line and the time course of the current I 'is shown by the curve shown in dashed lines in FIG. 14.

Die Fig. 15 zeigt die Entwicklung der elektrischen Spannung U2 zwischen den ausgangsseitigen Anschlüssen 23', 23' der Stromführungsschaltung 21' der Vorrichtung 2 nach Fig. 13 nach der Vorladung der Kondensatoreinrichtung 22' auf die Spannung U20 = 10 Volt über der Zeit t in vergrößertem Zeit maßstab. Der Zeitabschnitt A in der Fig. 15 entspricht dem in der Fig. 14 gezeigten ganzen Zeitabschnitt. FIG. 15 shows the development of the electrical voltage U2 between the output-side connections 23 ', 23 ' of the current carrying circuit 21 'of the device 2 according to FIG. 13 after the capacitor device 22 ' has been precharged to the voltage U20 = 10 volts over the time t in enlarged time scale. The time period A in FIG. 15 corresponds to the entire time period shown in FIG. 14.

Claims

1. Device ( 2 ) for obtaining secondary electrical energy (E2) from a primary electrical energy source ( 1 ), which provides a time-changing electrical voltage (U1), the device ( 2 ) having:

- Two connections ( 23 , 23 ) on the input side, between which the voltage (U1) of the primary energy source ( 1 ) is to be applied,
- A capacitive voltage divider ( 20 ) which is connected between the input-side connections ( 23 , 23 ) of the device ( 2 ) and has two capacitor devices ( 21 , 22 ) connected in series with each other, each of which has at least one capacitor ( 210 , 220 ) and each defines a capacity (C1, C2), and
- An energy storage circuit ( 20 ') consisting of a current carrying circuit ( 21 '), which has two input-side connections ( 210 ', 210 ') and two output-side connections ( 23 ', 23 '), and one for the current carrying circuit ( 21 ') capacitor device ( 22 ') connected in parallel, which has at least one capacitor ( 220 ') and defines a capacitance (C4),
- The energy storage circuit ( 20 ') with the two input-side connections ( 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ') is connected to the capacitive voltage divider ( 20 ) in such a way that the current carrying circuit ( 21 ') in series with a capacitor device ( 21 ; 22 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ) and connected in parallel to the other capacitor device ( 22 ; 21 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ),
- The capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') is connected between the two output-side connections ( 23 ', 23 ') of the current-carrying circuit ( 21 '),
- The current carrying circuit ( 21 ') is designed such that the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') from the capacitive voltage divider ( 20 ) is only electrically charged by the current carrying circuit ( 21 '), but not discharged, and
- The charged capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') forms a secondary electrical energy source which provides the secondary electrical energy (E2) at the output-side connections ( 23 ', 23 ') of the current carrying circuit ( 21 ') ,

2. The device ( 2 ) according to claim 1, wherein the current conduction circuit ( 21 ') connected in parallel other capacitor device ( 22 ; 21 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ) between the input-side connections ( 210 ', 210 ') of the current conduction circuit ( 21 ') is switched.

3. The device ( 2 ) according to claim 2, wherein the current conduction circuit ( 21 ') connected in parallel other capacitor device ( 22 ; 21 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ) between the output-side connections ( 23 ', 23 ') of the current conduction circuit ( 21 ') is connected and at the same time forms the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ').

4. Device ( 2 ) according to any one of the preceding claims, with an overcharge protection device ( 25 ') for protecting the capacitor device Kon ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') against electrical overloading.

5. The device ( 2 ) according to claim 4, wherein the overcharge protection device ( 25 ') has at least one tens diode ( 251 ', 252 ') which is connected in parallel to the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ').

6. The device ( 2 ) according to claim 5, wherein a tens diode ( 251 ', 252 ') is connected between the output-side connections ( 23 ') of the current carrying circuit ( 21 ').

7. The device ( 2 ) according to claim 5 or 6, wherein a tens diode ( 251 ', 252 ') is connected between the input-side connections ( 210 ', 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ').

8. The device ( 2 ) according to any one of claims 4 to 7, wherein the overcharge protection device ( 25 ') has at least one controllable switching element ( 253 ', 254 ') which parallel to the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') ge switches and is controlled as a function of an electrical voltage (U2 ") tapped at the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') or a voltage (U2 ') proportional to this voltage (U2").

9. The device ( 2 ) according to claim 8, wherein a controllable switching element ( 253 ', 254 ') between the output-side connections ( 23 ', 23 ') of the current-carrying circuit ( 21 ') is switched.

10. The apparatus of claim 8 or 9, wherein a controllable switching element ( 253 ', 254 ') between the input-side connections ( 210 ', 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ') is switched GE.

11. The device ( 2 ) according to one of claims 8 to 10, wherein a controllable switching element ( 250 ') has a transistor.

12. The device ( 2 ) according to one of claims 7 to 11, with an inductive electrical coil device ( 26 '), which has at least one electrical coil ( 260 ') and an inductor (L), and which is connected such that a Rise of an electrical current (I, I ') flowing through a switching element ( 253 ', 254 ') from the capacitive voltage divider ( 20 ) is delayed in time.

13. The device ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the current carrying circuit ( 21 ') of the energy storage circuit ( 20 ') is designed such that a through an input-side connection ( 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ') into the current carrying circuit ( 21 ') flowing electrical current (I; I') the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') can only charge and not discharge, and one through the other an input-side connection ( 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ' ) in the current management circuit ( 21 ') flowing electrical current (I'; I) the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ) can neither charge nor discharge.

14. The device ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the current carrying circuit ( 21 ') of the energy storage circuit ( 20 ') is designed such that both through an input-side connection ( 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ') into the Current carrying circuit ( 21 ') flowing electrical current (I; I') as well as an electrical current (I '; flowing through the other an input side connection ( 210 ') of the current carrying circuit ( 21 ') into the current carrying circuit ( 21 '); I) the capacitor device ( 22 ') of the energy storage circuit ( 20 ') can only charge and not discharge.

15. The device ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the one on the side of the other capacitor device ( 22 ; 21 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ) is an input-side connection ( 23 ) of the device ( 2 ) by an additional capacitor device ( 24 ) , which has at least one capacitor ( 240 ), is galvanically separated from the capacitive voltage divider ( 20 ) and from the current carrying circuit ( 21 ').

16. The device ( 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein in parallel with the series-connected to the current carrying circuit ( 21 ') a capacitor device ( 21 ; 22 ) of the capacitive voltage divider ( 20 ) an electrical resistance device ( 27 ') is connected, the has at least one electrical resistance ( 270 ') and defines a resistance value (R).

17. The apparatus of claim 16, wherein the resistance device ( 27 ') has a series-connected at least one resistor ( 270 ') diode ( 28 ').

18. Use of a device ( 2 ) according to one of the preceding claims for obtaining control energy (E2) for a control device ( 40 ) of a controllable electronic component ( 4 ) which has an anode ( 41 ) and cathode ( 42 ) for applying a Time-varying electrical voltage (U1) of an electrical energy source ( 1 ) for supplying the component ( 4 ) with electrical energy (E1), an input-side connection ( 23 ) of the device ( 2 ) with the anode ( 41 ) of the Component ( 4 ) is connected, the other input-side connection ( 23 ) of the device ( 2 ) is connected to the cathode ( 42 ) of the component ( 4 ), an output-side connection ( 23 ') of the device ( 2 ) with an electrical control connection ( 43 ) of the control device ( 40 ) for supplying the electrical control energy (E2) is connected, and the other output-side connection ( 23 ') of the device ( 2 ) with the cathode ( 42 ) or the anode ( 41 ) of the component ( 4 ) is connected.