DE10255110A1

DE10255110A1 - Schaltleistungsversorgungseinheit

Info

Publication number: DE10255110A1
Application number: DE10255110A
Authority: DE
Inventors: Tadahiko Matsumoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: GB2382935A; JP2003169471A; US7113379B2; GB0228211D0; JP3620497B2; US20030128485A1; DE10255110B4; GB2382935B

Abstract

Es ist eine Schaltleistungsversorgungseinheit vorgesehen, die einen Überstromschutzschaltungsabschnitt und einen Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt umfaßt. Der Überstromschutzschaltungsabschnitt führt eine Überstromschutzoperation zum Verriegeln und Anhalten des Schaltbetriebs eines Hauptschalters während eines Überstromzustands durch. Der Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt gibt lediglich während eines vorbestimmten Verriegelungsstop-Freigabezeitraums ein Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops aus, nachdem eine festgelegte Wartezeit seit dem Verriegelungsstop verstrichen ist. Diese Anordnung kann praktisch zum Zeitpunkt eines Überstroms eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchführen und kann den Anwendungsumfang einer Schaltleistungsversorgungseinheit erweitern. Schaltleistungsversorgungsschaltungen sind durch Simultanstartverbindungen miteinander verbunden. Schaltsteuerungen für die Hauptschalter sind verbunden, um Schluchaufmodus-Neustartzeitpunkte abzustimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltleistungsversorgungseinheit, die eine Funktion eines Schützens vor einem Ausgangsüberstrom aufweist.
In der Regel umfassen Schaltleistungsversorgungseinheiten eine Schaltung, die eine Überstromschutzfunktion zum Verhindern, daß Lastschaltungskomponenten aufgrund eines Ausgangsüberstroms während eines Kurzschlusses einer Last kaputtgehen, Rauch ausstoßen oder entzündet werden, aufweist. Die Schaltleistungsversorgungsschaltungen zum Erfüllen eines Überstromschutzes sind mit Einrichtungen zum Erfassen eines Überstroms versehen. Es sind verschiedene Schaltungssysteme zum Erfassen von Überstrom bekannt. Beispiele umfassen ein System, bei dem ein Stromerfassungselement, beispielsweise ein Stromtransformator oder Widerstand, in einen Ausgangsstrompfad eingeführt wird, um den Ausgangsstrom direkt zu erfassen. Für eine isolierte Schaltleistungsversorgungsschaltung, die einen Transformator aufweist, gibt es ein System, bei dem ein Stromerfassungselement, beispielsweise ein Stromtransformator oder Widerstand, in eine primäre Schaltstromschleife eingebracht ist und der Spitzenwert des Wechselstroms desselben beobachtet wird, um den Ausgangsstrom indirekt zu erfassen. Für eine Schaltleistungsversorgung, die eine hohe Ausgangsimpedanz aufweist, gibt es ein einfaches System, bei dem der Überstromzustand ermittelt wird, wenn die Ausgangsspannung abfällt, auch wenn die Ausgangsspannung durch die Lastverhältnissteuerung eines Schaltelements stabilisiert wird.
Es sind verschiedene Systeme zum Liefern einer Schutzoperation auf ein Erfassen eines Ausgangsüberstroms hin bekannt. Beispiele umfassen ein System, bei dem bewirkt wird, daß eine Ausgangsspannung abfällt, indem das Lastverhältnis eines Schaltelements verringert wird (ein Ausgangsspannungsabfallmodus), ein System, bei dem erfaßt wird, daß ein Ausgangsüberstrom den Schaltbetrieb zu einem gewissen Zeitpunkt nach der Überstromerfassung verriegelt und anhält (ein Verriegelungsstopmodus), und ein System, bei dem der Betrieb und das Anhalten des Schaltbetriebs auf ein Erfassen eines Ausgangsüberstroms hin zyklisch wiederholt wird (ein Schluckauf- oder intermittierender Modus) Ebenfalls erhältlich ist ein System, bei dem der Ausgangsspannungsabfallmodus und der Verriegelungsstopmodus oder der Schluckaufmodus kombiniert sind. In diesem Fall wird, wenn ein Überstrom erfaßt wird, sofort bewirkt, daß die Ausgangsspannung abfällt, und in diesem Zustand wird, wenn sich der Überstrom über einen gewissen Zeitraum oder länger fortsetzt, eine Überstromschutzoperation in dem Verriegelungsstopmodus oder dem Schluckaufmodus durchgeführt.
Für eine isolierte Schaltleistungsversorgungsschaltung, die einen synchronen Gleichrichter zum Gleichrichten des Ausgangsstroms verwendet, besteht ferner insofern ein Problem, als, wenn während eines Lastkurzschließens in einem Ausgangsspannungsabfallmodus ein Überstromschutz durchgeführt wird, die Leistungsversorgung zum Treiben des synchronen Gleichrichters nicht gesichert sein kann, wodurch der synchrone Gleichrichter erhitzt wird. Somit kann eine Überstromschutzoperation durch ein Kombinieren eines Ausgangsspannungsabfallmodus mit einem anderen Synchroner- Gleichrichter-Schutzmodus durchgeführt werden.
Ein geeignetes System ist aus den verschiedenen oben beschriebenen Überstromschutzsystemen ausgewählt und beispielsweise in Abhängigkeit von der Anwendung einer Schaltleistungsversorgungseinheit übernommen. Bei einer Anwendung, bei der es bevorzugt ist, daß die Schaltleistungsversorgung in dem Zeitraum von der Erfassung des Ausgangsüberstroms bis zum Zurücksetzen einer Schaltleistungsversorgungsschaltung angehalten bleibt, kann der Überstromschutz durch ein Kombinieren des Ausgangsspannungsabfallmodus und des Verriegelungsstopmodus durchgeführt werden. Bei einer Anwendung, bei der es gewünscht wird, daß sich die Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand beseitigt wird, wird der Überstromschutz durch ein Kombinieren des Ausgangsspannungsabfallmodus und des Schluckaufmodus durchgeführt.
Ein bekannter Lösungsansatz zum Erhöhen der Ausgangsleistung, die an eine Last angelegt wird, ist ein Parallelbetrieb, bei dem die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse einer Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet sind. Aufgrund eines Lastkurzschließens erfordern die Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel betrieben werden, auch einen Schutz vor einem Ausgangsüberstrom. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Überstromschutzoperation bei der oben beschriebenen Anwendung in einem Schluckaufmodus durchgeführt wird, wobei es erwünscht ist, daß sich die Ausgangsspannung erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand beseitigt wird.
Fig. 5 zeigt exemplarische Signalverläufe von Ausgangsströmen und Ausgangsspannungen von zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, ab dem Punkt, zu dem ein Lastkurzschließen stattfindet, zu dem Zeitpunkt, wenn das Lastkurzschließen beseitigt wird und die Schaltleistungsversorgungsschaltungen zu einer normalen Bedingung zurückkehren. Die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β werden parallel betrieben und führen einen Schluckaufmodus- Überstromschutz durch. In Fig. 5 ist ein Signalverlauf a der Gesamtausgangsstrom der beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, ist ein Signalverlauf b der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung α, ist ein Signalverlauf c der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung β und ist ein Signalverlauf d die Gesamtausgangsspannung beider Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β.
In einem Schluckaufmodus wird die Zeit (Wartezeit) von dem Anhalten des Schaltbetriebs nach dem Fluß des Oberstroms bis zum erneuten Starten des Schaltbetriebs durch eine Zeitkonstantenschaltung eingestellt. Die Kapazität, C und der Widerstandswert, R, der Zeitkonstantenschaltung können aufgrund von Variationen der Komponenten, die die Zeitkonstantenschaltung darstellen, variieren. Folglich kann die Wartezeit von dem Anhalten des Schaltbetriebs aufgrund eines Überstroms bis zum erneuten Starten desselben für jede Schaltleistungsversorgungsschaltung variieren.
Angenommen, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Lastkurzschließen findet aufgrund der Variationen der Wartezeit zum Zeitpunkt A statt, und dies führt zu einem Überstromzustand. In diesem Fall halten zwei Schaltleistungsschaltungen α und β im wesentlichen zum selben Zeitpunkt, t₁, an. Obwohl die Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallel betrieben werden, kann eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, α, zum Zeitpunkt t₂ früher erneut starten als die andere Schaltschaltung, β. Nach einem erneuten Starten hält die Schaltleistungsversorgungsschaltung α, die die Fortsetzung des Überstromzustandes erfaßt, zum Zeitpunkt t₃ wieder an. Anschließend startet die andere Schaltleistungsvorsorgungsschaltung β zum Zeitpunkt t₄ erneut, und desgleichen erhält sie auf ein Erfassen der Fortsetzung des Überstromzustands hin zum Zeitpunkt t₅ wieder an.
Angenommen, das Lastkurzschließen wird zu einem Zeitpunkt B beseitigt. Auf dieselbe Weise, wie sie oben beschrieben wurde, gibt die Schaltleistungsversorgungsschaltung α, wenn eine Schaltleistungsversorgungsschaltung α aufgrund der Variationen der Wartezeit zu einem Zeitpunkt t₆ früher erneut startet als die andere Schaltleistungsversorgungsschaltung β, einen Strom aus, der dem Strom entspricht, der durch die beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel betrieben werden, ausgegeben wird. Folglich bestimmt die Schaltleistungsversorgungsschaltung α fälschlicherweise, daß der Ausgangsüberstromzustand immer noch stattfindet, und hält zum Zeitpunkt t₇ wieder an. Danach hält die andere Schaltleistungsversorgungsschaltung β, die beispielsweise zum Zeitpunkt t₈ gestartet ist, aus demselben Grund zum Zeitpunkt t₉ wieder an. Ein solches Phänomen setzt sich fort, bis die Neustartzeitpunkte der beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel betrieben werden, sich zufällig aneinander annähern, und sie im wesentlichen zum selben Zeitpunkt erneut starten (Zeitpunkt C in Fig. 5).
Auf diese Weise verursacht die Abweichung der Neustartzeitpunkte aufgrund des Unterschieds zwischen Wartezeiten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel betrieben werden, insofern ein Problem, als die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β nicht unmittelbar nachdem eine Lastkurzschließung beseitigt wird, zu einem normalen Betrieb zurückkehren können.
Wenn ferner die Ausgangsspannung bei einem Zeitpunkt C zurückkehrt, aber die Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel betrieben werden, etwas abweichen, startet beispielsweise lediglich die Schaltleistungsversorgungsschaltung β, die früher erneut gestartet ist, in einem Überstromabfallzustand. Folglich, wenn die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β zu einem normalen Zustand zurückkehren, wird der Signalverlauf der Gesamtausgangsspannung derselben eine Schritt-Aufwärts- und Schritt-Abwärts-Form (Bezugnahme auf den Signalverlauf d in Fig. 5). Dies führt insofern zu einem Problem, als jegliche elektronische Vorrichtung, die als die Last angeschlossen ist, eine Fehlfunktion aufweisen kann.
Ferner variiert ein entsprechender Betriebsmodus für einen Überstromschutz in Abhängigkeit von der Anwendung, wie oben beschrieben wurde. Beispielsweise ist ein Verriegelungsstopmodus für eine Anwendung geeignet, bei der es bevorzugt wird, daß eine Schaltleistungsversorgungsschaltung in dem Zeitraum ab der Erfassung eines Ausgangsüberstroms bis zum Zurücksetzen der Schaltleistungsversorgungsschaltung angehalten bleibt. Ein Schluckaufmodus ist für eine Anwendung geeignet, bei der es gewünscht wird, daß sich die Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand beseitigt wird. Folglich besteht insofern ein Problem, als Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die für einen Verriegelungsstopmodus ausgelegt sind, nicht bei einer Anwendung verwendet werden können, bei der ein Schluckaufmodus gewünscht wird, d. h. bei einer Anwendung, bei der es gewünscht wird, daß sich die Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand beseitigt wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Schaltleistungsversorgungseinheiten zu schaffen, die eine Mehrzahl von parallel betriebenen Schaltleistungsversorgungsschaltungen umfassen und die unmittelbar zu einem normalen Zustand zurückkehren können, nachdem ein Lastkurzschlußzustand während einer Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird durch Schaltleistungsversorgungseinheiten gemäß den Ansprüchen 1, 4 oder 6 gelöst.

Ein zweites Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltleistungsversorgungseinheit zu schaffen, die in der Lage ist, wie es erforderlich ist, eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, die eine Schaltungskonfiguration zum Durchführen einer Verriegelungsstop-Überstromschutzoperation aufweist, nachdem ein eingestellter Zeitraum (Maskenzeitraum) seit der Erfassung eines Überstroms verstrichen ist, zu einer Schaltleistungsversorgungsschaltung zum im wesentlichen Durchführen einer Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation zu ändern.

Um die obigen Ziele zu erreichen, wird gemäß Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schaltleistungsversorgungseinheit bereitgestellt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel zueinander geschaltet sind. Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltungen wird an eine Last geliefert. Jede Schaltleistungsversorgungsschaltung umfaßt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands des Stroms, der an die Last ausgegeben wird, und einen Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf die Erfassung eines Überstromzustands hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt ferner eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus-Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen, wenn jede Schaltleistungsversorgungsschaltung die Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation unter Verwendung des entsprechenden Überstromschutzschaltungsabschnitts durchführt. Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Probleme, die durch ein Fehlabstimmen der Neustartzeitpunkte verursacht werden, zu verhindern, da die Schluckaufmodus- Neustartzeitpunkte abgestimmt werden können. Somit bietet der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Vorteil einer Lösung eines Problems, bei dem Variationen bei C- und R-Komponenten einer Zeitkonstantenschaltung, die eine Zeit ab dem Anhalten des Schaltbetriebs aufgrund eines Überstroms bis zu dem erneuten Starten desselben bestimmt, Variationen der Zeit ab dem Anhalten des Betriebs bis zu dem erneuten Starten desselben für jede Schaltleistungsversorgungsschaltung bewirken. Dies verschiebt die Neustartzeitpunkte, und nicht jede Leistungsversorgungsschaltung kann unmittelbar nachdem ein Lastkurzschließen beseitigt wird (d. h. nachdem ein Überstromzustand beseitigt wird) zu einem normalen Zustand zurückkehren. Ferner bietet der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung insofern den Vorteil einer Lösung eines Problems, bei dem eine Last eine Fehlfunktion aufweist, da die fehlabgestimmten Neustartzeitpunkte bewirken, daß der Spannungssignalverlauf eine Schritt- Aufwärts- und Schritt-Abwärts-Form annimmt, wenn die Schaltung zu einem normalen Zustand zurückkehrt.

Vorzugsweise umfaßt jede Schaltleistungsversorgungsschaltung eine Schaltsteuerung zum Steuern des Anhaltens und des Startens des Schaltungsbetriebs, und der Überstromschutzschaltungsabschnitt steuert die Schaltsteuerung, um die Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchzuführen. Vorzugsweise umfaßt jede Schaltleistungsversorgungsschaltung ferner eine Simultanstartverbindung, die mit der entsprechenden Schaltsteuerung verbunden ist. Die Simultanstartverbindungen der Schaltleistungsversorgungsschaltungen sind direkt oder indirekt miteinander verbunden, so daß die Schaltsteuerungen der Schaltleistungsversorgungsschaltungen miteinander verbunden sind, um zu den durch die Überstromschutzschaltungsabschnitte verursachten Neustartzeitpunkten des Schluckaufmodus zu passen. Bei dieser Anordnung ist es möglich, Schluckaufmodus-Neustartzeitpunkte unter Verwendung einer einfachen Schaltungskonfiguration anzupassen und zu verhindern, daß die Schaltungskonfiguration kompliziert wird.

Vorzugsweise sind die Schaltleistungsversorgungsschaltungen über die Simultanstartverbindungen miteinander verbunden, um zu bewirken, daß jede Schaltleistungsversorgungsschaltung gleichzeitig zu einem normalen Zustand zurückkehrt, nachdem ein Überstromzustand beseitigt ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltleistungsversorgungseinheit vorgesehen, die eine Last mit Leistung versorgt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands eines Stroms, der zu der Last ausgegeben wird, und einen Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb verriegelt und angehalten wird, nachdem ein vorbestimmter Zeitraum seit der Erfassung eines Überstromzustands verstrichen ist. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt ferner einen Verriegelungsstop- Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt zum Ausgeben eines Signals, lediglich in einem vorbestimmten Verriegelungsstop-Freigabezeitraum, zum Freigeben des Verriegelungsstops, nachdem eine eingestellte Wartezeit seit dem Verriegelungsstop, der durch den Überstromschutzschaltungsabschnitt verursacht wird, verstrichen ist. Der Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt ist intern oder extern vorgesehen und führt praktisch eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durch. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine einzelne Leistungsversorgungsschaltung an einen Verriegelungsstopmodus oder einen Schluckaufmodus anzupassen, indem man eine einfache Schaltung hinzufügt. Lies liefert insofern einen Vorteil, als der Umfang der Anwendung der Schaltleistungsversorgungsschaltung erweitert werden kann.

Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann ferner eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen umfassen, die parallel zueinander geschaltet sind. In diesem Fall umfaßt jede Schaltleistungsversorgungsschaltung einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt und einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt. Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltung wird der Last bereitgestellt, und die Verriegelungsstop- Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitte sind üblicherweise mit den Schaltleistungsversorgungsschaltungen verbunden. Jede Schaltleistungsversorgungsschaltung führt praktisch eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durch. Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann ferner eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus- Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen umfassen. Diese Anordnung kann dieselben Vorteile liefern wie der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltleistungsversorgungseinheit zum Versorgen einer Last mit Leistung bereitgestellt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt einen Überstromerfassungsszhaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands eines Stroms, der an die Last ausgegeben wird, einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands hin verriegelt und angehalten wird, und einen Schluckaufmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt ferner eine Überstromschutzmodus-Auswahleinrichtung zum selektiven Versetzen lediglich entweder des Verriegelungsstopmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitts oder des Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts in einen Zustand, in dem ein Treiben möglich ist. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine einzige Schaltleistungsversorgungsschaltungen entweder an einen Verriegelungsstopmodus oder einen Schluckaufmodus anzupassen und den Umfang der Anwendung der Schaltleistungsversorgungsschaltung zu erweitern.

Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann ferner eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen umfassen, die parallel zueinander geschaltet sind. In diesem Fall umfaßt jede Schaltleistungsversorgungsschaltung den Überstromerfassungsschaltungsabschnitt und den Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt. Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltungen wird der Last bereit gestellt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann ferner eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus-Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen, wenn der Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt ausgewählt ist, umfassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltungsdiagramm, das eine Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 einen Graphen, der beispielhafte Signalverläufe von Ausgangsströmen und Ausgangsspannungen der Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm, das eine Schaltleistungsversorgungsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und

Fig. 5 einen Graphen, der herkömmliche Probleme veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt die Schaltungskonfiguration einer Schaltleistungsversorgungseinheit eines ersten Ausführungsbeispiels. Das erste Ausführungsbeispiel entspricht einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, 2 ist eine weitere Schaltleistungsversorgungsschaltung, 3 ist eine Gleichstromeingangsleistungsversorgung, 4 ist ein positiver Eingangsanschluß, 5 ist ein negativer Eingangsanschluß, 6 ist ein Simultanstartanschluß, der als Verbindung für ein gleichzeitiges Starten dient, 7 ist ein Transformator, 8 ist ein Hauptschalter und 9 ist eine PWM-Steuerungs- IC, die als Schaltsteuerung für den Hauptschalter 8 dient. Das Bezugszeichen 9-1 bei der PWM-Steuerungs-IC 9 ist ein Gattertreiberanschluß für den Hauptschalter 8, 9-2 ist ein EIN-/AUS-Steueranschluß und 9-3 ist ein Anschluß zum Empfangen der Versorgung einer Steuerschaltungsansteuerspannung Vcc. Das Bezugszeichen 10 ist ein Eingangsspannungsüberwachungsschaltungsblock; 11 ist ein Reglerschaltungsblock; 12 ist ein Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock, der als Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt dient; 13 ist ein NPN-Transistor; 14, 20 und 21 sind Dioden; 15 ist ein Stromerfassungswiderstand; 16, 17, 18 und 19 sind Widerstände; 22 ist eine Drosselspule; 23 ist ein Kondensator; 24 ist ein positiver Ausgangsanschluß; 25 ist ein negativer Ausgangsanschluß; und 26 ist eine Last.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 isolierte Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler (Gleichstromeingabe-Gleichstromausgabe- Wandler), die parallel zueinander geschaltet sind und parallel betrieben werden, zum Erhöhen der Leistung, die der Last 26 bereitgestellt werden soll.
Die PWM-Steuerungs-IC 9 jeder der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 weist eine Konfiguration auf, bei der der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch eine Pulsbreitenmodulation gesteuert wird, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren. Die PWM-Steuerungs-IC 9 führt den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch, wenn der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch wird, und hält den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 an, wenn der Spannungspegel Niedrig wird.
Jeder Eingangsspannungsüberwachungsschaltungsblock 10 ist konfiguriert, um den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 anzuhalten, wenn eine Spannungseingabe von der Gleichstrom- Eingangsleistungsversorgung 3 auf einen gewissen Wert oder sogar darunter abfällt.
Jeder Reglerschaltungsblock 11 liefert dem Anschluß 9-3 der PWM-Steuerungs-IC 9 eine regulierte Spannung Vcc.
Jeder Stromerfassungswiderstand 15 stellt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum indirekten Erfassen des Überstromzustands eines Stromausgangs an die Last 26 dar. Wenn der Spitzenwert einer über den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Wechselspannung einen festgelegten Wert oder mehr annimmt, kann bestimmt werden, daß er ein Überstromzustand ist.
Auf ein Erfassen eines Überstroms gemäß der über den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Spannung hin bewirkt der Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12 sofort, daß die Ausgangsspannung abfällt. Wenn der Überstromzustand ferner über einen gewissen Zeitraum oder länger fortdauert, führt der Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12 eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durch, bei der das EIN und AUS des Schaltbetriebs des Hauptschalters 8 (Anhalten und erneutes Starten des Schaltungsbetriebs) zyklisch wiederholt werden.
Beispielsweise weist der Überstromschutz-Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12 eine innere Oszillatorschaltung, beispielsweise einen Multivibrator, auf und schaltet die Diode 14 gemäß einem aus der Oszillatorschaltung ausgegebenen Signal zyklisch ein und aus. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Spannungspegel des EIN-/AUS- Steueranschlusses 9-2 Niedrig, wenn die Diode 14 eingeschaltet wird, so daß der Schaltsteuerbetrieb der PWM- Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 anhält. Wenn die Diode 14 ausgeschaltet wird, wird der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch, so daß der Schaltsteuerbetrieb der PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 startet, wodurch der Schaltungsbetrieb neu gestartet wird. Die Wiederholung dieser Operation führt zu der Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation.
Wenn eine Schaltleistungsversorgungseinheit, die eine derartige Konfiguration aufweist, aufgrund eines Kurzschließens der Last 26 aus irgendeinem Grund in einen Überstromzustand versetzt wird, wird der Spitzenwert der über den Stromerfassungswiderstand 15 jeder der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 erzeugten Wechselspannung ein festgelegter Wert oder mehr, und dann bewirkt der Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12 sofort, daß die Ausgangsspannung abfällt. Wenn sich der Überstromzustand ferner einen gewissen Zeitraum lang oder länger fortsetzt, bewirkt der Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12, daß die Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation startet.
Der Überstromschutz-/Schluckaufbetriebsschaltungsblock 12 bei jeder der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 verwendet eine eingebaute Zeitkonstantenschaltung, um die Zeit ab dem Anhalten des Schaltbetriebs des Hauptschalters 8 bis zum erneuten Starten desselben, d. h. den Zeitraum, in dem die Diode 14 EIN ist, einzustellen. Aufgrund der Variationen bei den C- und R-Komponenten jeder Zeitkonstantenschaltung kann die Periode, in der die Diode 14 EIN ist, zwischen den Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 variieren. Auch in einem solchen Fall sind die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 miteinander verbunden, so daß die EIN-/AUS- Steueranschlüsse 9-2 der PWM-Steuerungs-ICs 9 miteinander verbunden sind, und somit kann das erste Ausführungsbeispiel die Neustartzeitpunkte des Schluckaufmodus der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 abstimmen.
Beispielsweise sei angenommen, daß, nachdem die Diode 14 aufgrund der Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation eingeschaltet wird, um den Hauptschalter 8 anzuhalten, der EIN-Zeitraum der Diode 14 bei der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 kürzer ist als bei der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2, und daß die Diode 14 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 früher ausgeschaltet wird, um den Hauptschalter 8 erneut zu starten. Auch in diesem Fall, da die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 miteinander verbunden sind, fließt, wenn die Diode 14 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 EIN ist, ein Strom durch die Widerstände 19 und durch die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2, und somit wird der EIN-/AUS-Steueranschluß 9-2 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 auf einem Niedrigen Pegel gehalten.
Folglich wird der Hauptschalter 8 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 nicht erneut gestartet.
Diese Operation bewirkt, daß das erneute Starten der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Diode 14 in der Schaltleistungsversordungsschaltung 2 ausgeschaltet wird und die Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 erneut gestartet wird, wartet. Folglich sind die Neustartzeitpunkte beider Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 abgestimmt.
Fig. 2 zeigt exemplarische Signalverläufe von Ausgangsspannungen und Ausgangsströmen, wenn in der Schaltung des ersten Ausführungsbeispiels ein Lastkurzschließen stattfindet. In Fig. 2 ist ein Signalverlauf a der Gesaintausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2, Signalverlauf b ist der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1, Signalverlauf c ist der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 und Signalverlauf d ist die Gesamtausgangsspannung der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2.
Wie bei den exemplarischen Signalverläufen gezeigt ist, stimmen bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 während einer Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation im wesentlichen miteinander überein (siehe "Zeitpunkt t_k" in Fig. 2). Sogar nachdem das Lastkurzschließen (Überstromzustand) beseitigt ist (nach Zeitpunkt B), starten die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 im wesentlichen zum selben Zeitpunkt (siehe "Zeitpunkt t_m"). Folglich wird das Phänomen, wie es oben beschrieben wurde, bei dem eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, die früher startete, einen Strom ausgibt, der einem durch zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen ausgegebenen Strom entspricht, auch nachdem ein Überstromzustand beseitigt ist, und bei dem die Schaltleistungsversorgungsschaltung anschließend fälschlicherweise bestimmt, daß der Ausgangsüberstromzustand immer noch fortdauert, und somit wieder anhält, nicht erzeugt. Somit kann diese Anordnung unmittelbar nachdem eine Lastkurzschließung beseitigt ist, zu einem normalen Betrieb zurückkehren.
Da die Neustartzeitpunkte im wesentlichen abgestimmt sind, kehren die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 ferner gleichzeitig zu einem normalen Zustand zurück, nachdem ein Überstromzustand beseitigt ist, und das Phänomen, bei dem der Spannungssignalverlauf eine Schritt-Aufwärts- und Schritt-Abwärts-Form annimmt, nachdem die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 in einen normalen Zustand versetzt werden, wird nicht erzeugt. Wenn eine elektronische Vorrichtung als die Last 26 angeschlossen ist, wird durch diese Anordnung somit das Risiko einer Fehlfunktion der elektronischen Vorrichtung vermieden.
Im folgenden wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 3 zeigt die Schaltungskonfiguration einer Schaltleistungsversorgungseinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels. Bei Fig. 3 gibt Bezugszeichen 1 eine Schaltleistungsversorgungsschaltung an, 3 ist eine Gleichstromeingangsleistungsversorgung, 4 ist ein positiver Eingangsanschluß, 5 ist ein negativer Eingangsanschluß, 6 ist ein Simultanstartanschluß, der als Verbindung für einen Simultanstart dient, 7 ist ein Transformator, 8 ist ein Hauptschalter und 9 ist eine PWM-Steuerungs-IC, die als Schaltsteuerung für den Hauptschalter 8 dient. Bezugszeichen 9-1 bei der PWM-Steuerungs-IC 9 ist ein Gattertreiberanschluß für den Hauptschalter 8, 9-2 ist ein EIN-/AUS-Steueranschluß und 9-3 ist ein Anschluß zum Empfangen der Versorgung einer Steuerschaltungsansteuerspannung Vcc. Bezugszeichen 11 ist ein Reglerschaltungsblock; 13 ist ein NPN-Transistor; 15 ist ein Stromerfassungswiderstand; 16, 19, 29, 36, 37, 38 und 40 sind Widerstände; 20, 21 und 35 sind Dioden; 22 ist eine Drosselspule; 23, 34 und 39 sind Kondensatoren; 24 ist ein positiver Ausgangsanschluß; 25 ist ein negativer Ausgangsanschluß; und 26 ist eine Last. Ferner ist Bezugszeichen 27 ein Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock, der als ein Verriegelungsstopmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitt dient, 28 ist ein N- Kanal-MOSFET, 30 ist ein Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß, 31 ist ein entfernter Anschluß, 32 ist ein Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock, der außerhalb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen ist und als Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt dient, und 33 ist ein P-Kanal- MOSFET.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 eine innere Schaltung eines Schaltleistungsmoduls (eines isolierten Gleichstrom- Gleichstrom-Wandlers), und der Verriegelungsstopmodus- /Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 ist eine externe Schaltung und ist somit außerhalb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen.
Die PWM-Steuerungs-IC 9 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 weist eine Konfiguration auf, bei der der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch eine Pulsbreitenmodulation gesteuert wird, um die Ausgangsspannung zu regeln. Die PWM-Steuerungs-IC 9 führt den Schaltbetrieb des Hauptschalters F3 durch, wenn der Spannungspegel des EIN- /AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch wird, und hält den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 an, wenn der Spannungspegel Niedrig wird.
Der Reglerschaltungsblock 11 liefert der PWM-Steuerungs-IC 9 eine regulierte Spannung Vcc.
Der Stromerfassungswiderstand 15 stellt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum indirekten Erfassen des Überstromzustands eines an die Last 26 ausgegebenen Stroms dar. Wenn der Spitzenwert einer Wechselspannung, die über den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugt wird, ein festgelegter Wert oder mehr wird, kann bestimmt werden, daß er ein Überstromzustand ist.
Auf ein Erfassen eines Überstromzustands gemäß der über den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Spannung hin bewirkt der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 sofort, daß die Ausgangsspannung abfällt. Wenn der Überstromzustand über einen gewissen Zeitraum oder länger fortdauert, verriegelt und stoppt der Überstromschutz- /Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 und legt eine Spannung an das Gatter des N-Kanal-MOSFET 28 an, um denselben einzuschalten.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn sich der Hauptschalter 8 in einem Verriegelungsstopzustand befindet, schaltet der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den N-Kanal-MOSFET 28 ein, und während des Normalbetriebs schaltet der Überstromschutz- /Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den N-Kanal- MOSFET 28 aus. Der Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß 30 gibt ein Signal zum Anzeigen der Anwesenheit/Abwesenheit des Verriegelungsstops gegenüber dem Raum außerhalb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 aus, gemäß dem EIN- /AUS-Betrieb des N-Kanal-MOSFET 28.
Der entfernte Anschluß 31 ist ein Anschluß zum Eingeben eines Signals zum externen Steuern dem EIN-/AUS-Betrieb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn der Spannungspegel des entfernten Anschlusses 31 auf Hoch eingestellt wird, um den NPN- Transistor 13 einzuschalten, wird der Spannungspegel in dem EIN-/AUS-Steueranschluß 9-2 der PWM-Steuerungs-IC 9 Niedrig, so daß der Schaltsteuerbetrieb der PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 anhält. Im Gegensatz dazu, wenn der Spannungspegel des entfernten Anschlusses 31 auf Niedrig eingestellt wird, um den NPN- Transistor 13 auszuschalten, wird der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 der PWM-Steuerungs-IC 9 Hoch, so daß der Schaltsteuerbetrieb der PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 startet.
Nach einem Verriegeln und Anhalten des Hauptschalters 8 wird der Überstromschutz/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 zurückgesetzt, um den Verriegelungsstop freizugeben, wenn der NPN-Transistor 13 eingeschaltet wird.
Bei der Schaltleistungsversorgungseinheit des wie oben beschrieben konfigurierten zweiten Ausführungsbeispiels wird der Verriegelungsstopbetrieb zum Zeitpunkt eines Oberstroms durchgeführt, falls lediglich die innere Schaltung (die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1) vorgesehen ist; jedoch führt der Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus- Umwandlungsschaltungsblock 32, der extern vorgesehen ist, zum Zeitpunkt eines Überstroms praktisch eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durch.
Da der N-Kanal-MOSFET 28 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 im Normalbetrieb AUS ist, fließt bei dem Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 in einem Pfad, der über den Verriegelungsstop- Anzeigeanschluß 30 durch die Widerstände 36, 38 und 40 verläuft, kein Strom, so daß zwischen dem Gate und der Source des P-Kanal-MOSFET 33 keine Spannung erzeugt wird. Folglich bleibt der P-Kanal-MOSFET 33 AUS.
Wenn die Last 26 aus irgendeinem Grund während des Betriebs der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 kurzgeschlossen wird und somit in einen Überstromzustand versetzt wird, nimmt wie oben beschrieben wurde, der Spitzenwert der über den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Gleichspannung einen festgelegten Wert oder einen höheren Wert an, so daß der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 sofort die Ausgangsspannung abfallen Läßt. Wenn der Überstromzustand ferner über einen gewissen Zeitraum oder länger fortdauert, wird ein Verriegelungsstopschaltungsabschnitt in dem Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 angetrieben, so daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 in einen Nicht- Betriebszustand verwandelt wird. Zur selben Zeit schaltet der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den N-Kanal-MOSFET 28 ein. Folglich wird durch den Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß 30 extern ein Strom eingebracht.
Folglich fließt der Strom in einen Pfad, der durch die Widerstände 36, 38 und 40 verläuft, und einen Pfad, der durch den Kondensator 34 und die Widerstände 37, 38 und 40 verläuft, so daß der Kondensator 34 gemäß der Zeitkonstanten relativ zu einer Reihenschaltung, die durch den Kondensator 34 und die Widerstände 37, 38 und 40 gebildet wird, geladen ist. Wenn eine geladene Spannung über den Kondensator 34 (d. h. die Spannung zwischen dem Gate und der Source des P- Kanal-MOSFET 33) den Schwellwert, oder einen hörieren Wert, des P-Kanal-MOSFET 33 annimmt, wird der P-KanaL-MOSFET 33 eingeschaltet. Als Reaktion fließt ein Strom in der Basis des NPN-Transistors 13 durch den entfernten Anschluß 31 und den Widerstand 29 in der Schaltleistungsversorgung 1, wodurch der NPN-Transistor 13 eingeschaltet wird.
Folglich fließt ein Strom durch den Widerstand 19 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 und den Kondensator 39 des Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblocks 32, so daß eine positive Rückmeldung erfolgt, bei der der Kondensator 34 weiter geladen wird. Allgemein ist eine derartige Positive-Rückmeldung-Operation erforderlich, um eine Oszillatorschaltung zu konfigurieren.
Unterdessen wird der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 zurückgesetzt, wenn der NPN- Transistor 13 eingeschaltet wird. Folglich wird der Verriegelungsstop freigegeben, um den Hauptschalter 8 erneut zu starten, und ferner wird der N-Kanal-MOSFET 28 ausgeschaltet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel fungiert ein Strom, der der Basis des NPN-Transistors 13 durch den entfernten Anschluß 31 und den Widerstand 29 der Schaltleistungsversorgung 1 von dem Verriegelungsstopmodus- /Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 bereitgestellt wird, als ein Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops. Die Wartezeit ab dem Zeitpunkt, zu dem der Verriegelungsstop durchgeführt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops ausgegeben wird, ist die Zeit, ab der der Verriegelungsstop durchgeführt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine geladene Spannung über den Kondensator 34 den Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 erreicht. Die Zeit kann gemäß einer Zeitkonstanten eingestellt werden, die durch den Kondensator 34 und die Widerstände 37, 38 und 40 bestimmt wird.
Wie oben beschrieben wurde, wird, wenn der Überstromschutz- /Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den N-Kanal- MOSFET 28 ausschaltet, die elektrische Ladung in den Kondensator 34 durch den Widerstand 37 und die Diode 35 gemäß einer auf dem Widerstand 37 und dem Kondensator 34 basierenden Zeitkonstanten entladen. Folglich, wenn die geladene Spannung über den Kondensator 34 (die Spannung zwischen dem Gate und der Source des P-Kanal-MOSFET 33) den Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 unterschreitet, wird öer P-Kanal- MOSFET 33 ausgeschaltet. Folglich endet die Stromversorgung von dem Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus- Umwandlungsschaltungsblock 32 zu dem NPN-Transistor 13. Auf ein erneutes Erfassen eines Überstromzustands hin verriegelt und stoppt anschließend der Überstromschutz- /Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den Hauptschalter 8. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Zeitraum, in dem das Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops ausgegeben wird, d. h. ein Verriegelungsstop- Freigabezeitraum, auf der Basis der Zeit ermittelt, die die geladene Spannung über den Kondensator 34 einen Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 aufgrund der Entladung des Kondensators 34 unterschreitet, und der Zeitraum kann voreingestellt werden.
Die Diode 35 weist eine Funktion zum Kleiner-Gestalten der Zeitkonstanten des Kondensators 34 als die Ladezeitkonstante desselben auf, was das Verhältnis des EIN-Zeitraums des Hauptschalters 8 während einer Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation verringert. Diese Anordnung kann die Wärmeerzeugung in Komponenten, die auf eine Energiezu fuhr in einem Überstromzustand zurückzuführen ist, hemmen.
Die Wiederholung der Operation des Verriegelungsstopmodus- /Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblocks 32, wie sie oben beschrieben wurde, bewerkstelligt die Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das spezifische erste und zweite Ausführungsbeispiel beschränkt und kann somit verschiedene Formen annehmen. Bei jedem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Leistungsumwandlungsschaltungssystem beispielsweise ein Durchflußwandler, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Somit kann das Leistungsumwandlungsschaltungssystem auf verschiedene Systeme, beispielsweise ein Sperrsystem, ein Schiebe-Zieh-System und ein Halbbrückensystem angewandt werden.
Die bei jedem Ausführungsbeispiel gezeigten Dioden 20 und 21 können Gleichrichterdioden oder ein synchroner MOSFET- Gleichrichter sein.
Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallel betrieben werden, ist die Anzahl derselben ferner nicht auf zwei beschränkt, und somit können drei oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen verwendet werden. Wenn drei oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet sind, beispielsweise auf dieselbe Weise wie beispielsweise bei dem ersten Ausführungsbeispiel, sind/werden Simultanstartanschlüsse 6, die als Verbindungen für Simultanstarts dienen, bereitgestellt, und die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen sind direkt oder indirekt verbunden. Dies kann die Neustartzeitpunkte während Schluckaufmodus-Überstromoperationen der Schaltleistungsversorgungsschaltungen abstimmen.
Ferner kann die in dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichte SchaLtleistungsversorgungsschaltung auch eine parallele Operation durchführen. In einem solchen Fall ist beispielsweise eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet, wie in Figur. 4 gezeigt ist. Das heißt, daß die positiven Eingangsanschlüsse 4, die negativen Eingangsanschlüsse 5, die positiven Ausgangsanschlüsse 24, die negativen Ausgangsanschlüsse 25, die Verriegelungsstop-Anzeigeanschlüsse 30 und die entfernten Anschlüsse 31 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen miteinander verbunden sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann der Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 eine gemeinsame Schaltung für die Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen sein, die parallel betrieben werden.
Auf dieselbe Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann ein Bereitstellen von Simultanstartanschlüssen 6 in den Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel betrieben werden, derart, daß die Simultanstartanschlüsse 6 mit den entsprechenden EIN-/AUS-Steueranschlüssen 9-2 der PWM-Steuerungs-IC 9 über die entsprechenden Widerstände 19 verbunden sind, und ein Miteinander-Verbinden der Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen auf die Neustartzeitpunkte während einer Schluckaufmodus- Überstromschutzope ration abgestimmt sein. Während in Fig. 4 ein Beispiel gezeigt ist, bei dem zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet sind, können selbstverständlich auch drei oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet sein.
Während der Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel außerhalb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen ist, kann er ferner auch in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen sind. In diesem Fall umfaßt die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt, der durch den Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 gebildet wird, und einen Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt, der durch den Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 und den Verriegelungsstopmodus-/Schluckaufmodus-Umwandlungsschaltungsblock 32 gebildet wird. In diesem Fall ist beispielsweise ein Anschluß als eine Überstromschutzmodus- Auswahleinrichtung vorgesehen, zum externen Eingeben eines Signals zum selektiven Versetzen entweder des Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts oder des Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts in einen Zustand, in dem ein Treiben möglich ist.
Ferner kann eine Mehrzahl von Schaltleistungsverssorgungsschaltungen, von denen jede einen derartigen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt und einen Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt umfaßt, parallel zueinander geschaltet sein. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt, damit jede Schaltleistungsversorgungsschaltung eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchführt, daß eine Einrichtung zum Abstimmen der Schluckaufmodus-Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen vorgesehen ist.
Während die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen bei dem ersten Ausführungsbeispiel direkt miteinander verbunden sind, können die Simultanstartanschlüsse 6 ferner über einen Widerstand indirekt miteinander verbunden sein.
Während die Schaltleistungsversorgungseinheit bei jedem Ausführungsbeispiel konfiguriert ist, um einen Überstromzustand indirekt zu erfassen, kann ferner ein Stromerfassungselement, beispielsweise ein Stromtransformator oder -widerstand, zum direkten Erfassen eines Ausgangsstroms vorgesehen sein, um einen Überstromzustand direkt zu erfassen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Schaltleistungsversorgungseinheit derart konfiguriert, daß sie auf ein Erfassen eines Überstromzustands hin zunächst die Ausgangsspannung abfallen läßt und anschließend, nachdem ein gewisser Zeitraum verstrichen ist, ihren Betrieb hin zu einem Schluckaufmodus-Überstromschutzbetrieb hin verschiebt. Alternativ kann die Schaltleistungsversorgungseinheit konfiguriert sein, daß sie auf ein Erfassen eines Überstromzustands hin sofort eine Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation startet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schaltleistungsversorgungseinheit ferner so konfiguriert, daß sie auf ein Erfassen eines Überstromzustands hin zunächst die Ausgangsspannung abfallen läßt und anschließend, nachdem ein gewisser Zeitraum verstrichen ist, einen Verriegelungsstop durchführt. Alternativ dazu kann die Schaltleistungsversorgungseinheit konfiguriert sein, um auf ein Erfassen eines Überstromzustands hin unmittelbar einen Verriegelungsstop durchzuführen.
Während die Form für die Leistungsumwandlung ein isolierter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ist, ist sie ferner bei jedem Ausführungsbeispiel nicht auf einen isolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf einen nicht-isolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler oder eine Wechselstromeingangs-/Gleichstromausgangs-Schaltleistungsversorgungsschaltung angewandt werden.

Claims

1. Schaltleistungsversorgungseinheit, die folgende Merkmale aufweist:
eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2), die parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Gesamtausgabe derselben einer Last (26) zugeführt wird, wobei jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustandes des Stroms, der zu der Last (26) ausgegeben wird, und einen Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird, umfaßt; und
eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus- Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2), wenn jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) die Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation unter Verwendung des entsprechenden Überstromschutzschaltungsabschnitts durchführt.

2. Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 1, bei der jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) eine Schaltsteuerung zum Steuern des Anhaltens und des Startens des Schaltungsbetriebs umfaßt und der Überstromschutzschaltungsabschnitt die Schaltsteuerung steuert, um die Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchzuführen, und bei der jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) eine Simultanstartverbindung aufweist, die mit der entsprechenden Schaltsteuerung verbunden ist, und bei der die Simultanstartverbindungen der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, so daß die Schaltsteuerungen der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) verbunden sind, um die durch die Überstromschutzschaltungsabschnitte bewirkten Neustartzeitpunkte des Schluckaufmodus abzustimmen.

3. Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 2, bei der die Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) über die Simultanstartverbindungen miteinander verbunden sind, um zu bewirken, daß jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) gleichzeitig zu einem Normalzustand zurückkehrt, nachdem ein Überstromzustand beseitigt ist.

4. Schaltleistungsversorgungseinheit, die einer Last (26) eine Leistung zuführt, wobei die Schaltleistungsversorgungseinheit folgende Merkmale aufweist:
einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustandes eines Stroms, der zu der Last (26) ausgegeben wird;
einen Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb verriegelt und angehalten wird, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit der Erfassung eines Überstromzustandes verstrichen ist; und
einen Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt zum Ausgeben eines Signals, lediglich in einem vorbestimmten Verriegelungsstop-Freigabezeitraum, zum Freigeben des Verriegelungsstops, nachdem eine eingestellte Wartezeit seit dem Verriegelungsstop, der durch den Überstromschutzschaltungsabschnitt bewirkt wurde, verstrichen ist, wobei der Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt intern oder extern vorgesehen ist und praktisch eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchführt.

5. Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 4, die ferner eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) aufweist, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) den Überstromerfassungsschaltungsabschnitt und den Verriegelungsstopmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitt umfaßt, wobei die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) der Last (26) zugeführt wird, die Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitte üblicherweise mit den Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) verbunden sind und jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) praktisch eine Schluckaufmodus-Überstromschutzoperation durchführt; und eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus-Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2), aufweist.

6. Schaltleistungsversorgungseinheit zum Zuführen von Leistung zu einer Last (26), wobei die Schaltleistungsversorgungseinheit folgende Merkmale aufweist:
einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands eines Stroms, der zu der Last (26) ausgegeben wird;
einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands hin verriegelt und angehalten wird;
einen Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt zum Durchführen einer Schluckaufmodus- Überstromschutzoperation, bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird; und
eine Überstromschutzmodus-Auswahleinrichtung zum selektiven Versetzen entweder des Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts oder des Schluckaufmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts in einen Zustand, in dem ein Treiben möglich ist.

7. Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 6, die ferner eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2), die parallel zueinander geschaltet sind, wobei jede Schaltleistungsversorgungsschaltung (1; 2) den Überstromerfassungsschaltungsabschnitt und den Verriegelungsstopmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitt umfaßt, wobei die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2) der Last (26) zugeführt wird; und eine Einrichtung zum Abstimmen von Schluckaufmodus- Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen (1; 2), wenn der Schluckaufmodus- Überstromschutzschaltungsabschnitt ausgewählt ist, aufweist.