DE212011100009U1

DE212011100009U1 - AC/DC-Niederspannungsnetzteilvorrichtung

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Publication number: DE212011100009U1
Application number: DE212011100009U
Authority: DE
Original assignee: NEY-LI Pte Ltd; NEY LI Pte Ltd
Current assignee: NEY-LI Pte Ltd; NEY LI Pte Ltd
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-07-24
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: SG187181A1; WO2012014202A1; CN103181049A; EP2599181A1; JP2013532944A; TW201240306A; KR20130132758A; US20130194843A1

Abstract

Eine mit einer Last verbindbare AC/DC-Netzteilvorrichtung, aufweisend: eine Heruntertransformationseinheit zum Heruntertransformieren einer von einer elektrischen Spannungsquelle bereitgestellten Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert, wobei besagte Heruntertransformationseinheit einen Schalter aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Energiespeichervorrichtung oder eine Lastvorrichtung mit einer elektrischen Wechselstromquelle (AC) bei einer Phase einer Periode des AC-Sinus zu verbinden, wenn die AC-Spannung in einem vorbestimmten Bereich ist, und besagte Energiespeichervorrichtung oder Lastvorrichtung von besagter AC-Quelle zu trennen, wenn besagte Spannung außer Bereich ist; wobei besagter Schalter dazu konfiguriert ist, in einer Bereitschaftsposition zu sein, wenn eine Spannung an besagter Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und betätigt wird, wenn besagte Spannung niedriger als besagter zweiter vorbestimmter Wert ist.

Description

Zusammenfassung
Eine Wechselstrom-/Gleichstrom-(AC/DC)Niederspannungsnetzteilvorrichtung umfasst eine Heruntertransformationseinheit zum Heruntertransformieren einer von einer elektrischen Stromquelle bereitgestellten Spannung, wobei die Stromquelle eine Spannung bis zu aber nicht über einem vorbestimmten Wert bereitstellt. Die Heruntertransformationseinheit umfasst einen Schalter zum Verbinden oder Trennen einer Energiespeichervorrichtung oder einer Lastvorrichtung mit einer elektrischen AC-Quelle.
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine AC/DC-Niederspannungsnetzteilvorrichtung und noch spezifischer auf einen Spannungswandler basierend auf dem Abtasten einer Eingangsspannungsamplitude.
Hintergrund
Stromrichter werden zu einem heißen Thema mit den stets zunehmenden elektronischen Vorrichtungen, die eine saubere DC-Spannung benötigen. Die Industrie zielt heute darauf ab, AC-DC-Adapter mit kleinen Formfaktoren für tragbare Anwendungen wie Notebookladegeräte, Telefonladegeräte und ähnliches bereitzustellen. Die Leistungsdichten von Vorrichtungen verbessern sich kontinuierlich. Die technischen Verbesserungen und die Verfügbarkeit von stromeffizienteren Vorrichtungen hat zu einer enormen Verbesserung in der AC-DC-Wandlereffizienz und der Größe der Wandler geführt.
Ein typisches Verfahren zur Ausführung einer AC zu DC Wandlung benutzt lineare Wandler. Lineare Wandler transformieren die Spannung mit einem Transformator herunter und regeln die Ausgangsspannung mit einem Regelwerk. Diese Architektur kann an niedriger Effizienz leiden. Daneben ist die erforderliche Größe eine Transformators für Systeme, die mit einer Netzfrequenz von 50 Hz–60 Hz arbeiten, zu groß für tragbare Anwendungen.
Ein zweites typisches Verfahren zur Ausführung einer AC nach DC Wandlung nutzt Schaltnetzteile. Schaltnetzteile haben wegen ihrer kleinen Formfaktoren und ihrer hohen Effizienz, was sie für tragbare Anwendungen geeignet macht, einen riesigen Markt gefunden. Schaltnetzteile haben aber nicht wünschenswerte nicht-lineare Charakteristika, die Oberwellen und Leistungsfaktorprobleme hervorrufen können.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Wechselstrom-/Gleichstrom-(AC/DC)Niederspannungsnetzteilvorrichtung wird offenbart. Die Vorrichtung umfasst eine Heruntertransformationseinheit zum Heruntertransformieren einer von einer elektrischen Stromquelle bereitgestellten Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert. Die Heruntertransformationseinheit umfasst einen Schalter zum Verbinden oder Trennen einer Energiespeichervorrichtung oder einer Lastvorrichtung mit einer elektrischen AC-Quelle.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine grafische Darstellung einer AC-Eingangsspannung und von abgetasteten Pulsen;
2 ist ein schematisches Diagramm der AC-DC-Wandlung;
3 ist ein schematisches Diagramm eines Beispielnetzteils;
4 ist eine grafische Darstellung gemessener Wellenformen von gleichgerichteten Spannungen und Ausgangsspannungen;
5 ist eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Vorrichtungseffizienz von deren Ausgangsleistung; und
6 ist eine grafische Darstellung von abgetasteten Pulsen und Kondensatorspannung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Um verschiedene internationale Vorschriften und Normen zu erfüllen, kann eine zweistufige Architektur, wie eine Leistungsfaktorkorrektur (PFC) gefolgt von einer DC-DC-Stufe, erforderlich sein. Diese Herangehensweise, obwohl erfolgreich, vergrößert die Komplexität des Systems wegen der zwei Regelkreise. Eine zweistufige Herangehensweise nutzt meist wegen der guten PFC-Fähigkeiten und der hohen Effizienz eines solchen Schaltkreises einen Boost-PFC-Schaltkreis für die erste Stufe. Die Folge von dessen Nutzung in der ersten Stufe ist jedoch die hohe Ausgangsspannung, was einen Kondensator mit hoher Nennspannung erforderlich macht, was zu einem Anstieg von Größe und Kosten führt.
Eine einstufige Architektur kombiniert die PFC- und die DC-DC-Stufe in einer einzigen Stufe, was die Regelkomplexität reduziert. Die PFC-Kompensation kann auch ohne einen Brückengleichrichter erfolgen. Zudem stellt eine einstufige Herangehensweise eine weniger komplexe Lösung bereit, was zu einer Größenreduktion führt.
Eine andere einstufige Wandleranwendung kann PFC im DCM-Modus verwenden, um eine PFC-Kompensation zu erhalten, und kann unter Verwendung eines von einem einzigen Schalter gesteuerten Sperrwandlers eine geregelte DC-Ausgangsspannung erreichen. Diese Art von Wandler kann einen in einer Boost-PFC integrierten Zweitransistorklemmschaltungssperrwandler als einstufigen Wandler umfassen.
Die vorstehend diskutierten Architekturen nutzen eine Boost-PFC, erfordern eine Boost-Induktivität guter Qualität, eine zusätzliche Induktivität oder Transformator, und einen Brückengleichrichter, was die Größe erhöht. Sie erfordern gute Gleichrichter mit hoher Wärmeabfuhrfähigkeit, Hochstromfähigkeiten und niedriger Dämpfung. Die Leitungsverluste von Gleichrichtern und der Vorwärtsspannungsabfall von Dioden beschränkt die erreichbare Effizienz. Um dies zu bewältigen und um die Anzahl der Schaltelemente im Strompfad zu reduzieren und dadurch die Effizienz zu erhöhen, wurden daher schon viele brückenlose PFC-Architekturen vorgeschlagen.
Die Verwendung eines brückenlosen SEPIC-Wandlers ist eine einfache Möglichkeit, die Spannung hoch- oder herunterzutransformieren und gleichzeitig das Erfordernis eines Hochspannungskondensators in der ersten Stufe zu eliminieren. Auch wird durch das Einführen eines brückenloses Schemas die Anzahl der Komponenten, die in einem Zyklus schalten, erheblich reduziert, was zu einer verbesserten Effizienz führt. Der SEPIC-Wandler arbeitet im DCM-Modus und erreicht eine gute PFC. Der SEPIC-Wandler braucht auch keine getrennte Ansteuerung, um MOSFET-Vorrichtungen zu steuern, was die Zahl der erforderlichen Komponenten reduziert. Ein exemplarischer 100 Watt (W) Wandler kann mit einer Effizienz von mehr als 89% bei einem Leistungsfaktor von 0.9 bei hohen Lasten arbeiten.
Es wird angemerkt, dass das Erfordernis von Eingangsinduktivitäten, die bei niedriger Frequenz arbeiten, eine hohe Größe notwendig macht. Auch muss der Ausgangskondensator groß sei, um Oberwellenspannungen zu unterdrücken. Für ein 50 Hz AC-Netzgerät leidet der Schaltkreis auch an einer 100 Hz Oberwelle am Ausgang. Da ein SEPIC ein Wandler höherer Ordnung ist, muss der Regelkreis mit Vorsicht gestaltet werden, um Instabilitäten zu vermeiden.
Die vorstehenden Architekturen zielen darauf ab, ein hohe Effizienz bei gleichzeitiger Absenkung der Spannung in der ersten Stufe zu erzielen, um dadurch die Komponentengrößen in nachfolgenden Stufen zu reduzieren. Ein Nachteil der Architekturen kann eine erhöhte Größe durch die Verwendung von weiteren Induktivitäten sein.
Eine zusätzliche Architektur kann einen Gleichrichter, eine Umschaltvorrichtung und einen Ausgangskondensator umfassen. Die Architektur richtet gleich und zerhackt eine Eingangs-AC-Welle mit einem Schalter. Der Schalter verbindet den Eingang nur dann mit dem Kondensator, wenn die Eingangsspannung niedriger ist als eine erforderliche Spannung und begrenzt dadurch den Spannungsumschlag, dem der Kondensator der ersten Stufe ausgesetzt ist, und erlaubt es dadurch dem Kondensator, eine geringere Nennspannung und Größe zu haben. Diese Architektur mag keine elektrische Isolierung gewährleisten und kann Oberwellenverzerrungen des Stroms generieren. Da der Eingang direkt zerhackt wird, können die Stromoberwellen hoch sein und eine zusätzliche Filterung erfordern, um Oberwellennormen zu erfüllen.
Die Stärke des elektrischen Stromes ist durch die folgende Gleichung definiert: P = IU, Gleichung (1) wobei I ein Strom über einer Last und U die Spannung an der Last ist.
Im Fall einer variierenden Spannung und eines variierenden Stromes, ist die mittlere Stärke P gegeben durch
wobei u_n and i_n momentane Werte von Spannung bzw. Strom sind. Die Werte u_n und i_n werden mit einem vorgegebenen Messabstand gemessen. Die analogen Werte werden mit einem Analog-Digital-Wandler digitalisiert und miteinander multipliziert, um die mittlere Stärke P zu erhalten.
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die Graphen der Netzspannung U zeigt. Ein Abtastelement einer AC/DC-Niederspannungsnetzteilvorrichtung ist dazu konfiguriert, das Lastvorrichtung mit einer elektrischen Stromquelle zu verbinden, wenn deren Spannung in einem vorbestimmten Bereich ist, und besagte Lastvorrichtung von der elektrischen Stromquelle zu trennen, wenn besagte Spannung außer Bereich ist. Mit anderen Worten wird die Spannung an die Last angelegt, wenn die Spannung in der Stromquelle innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist. Die Spannung kann an die Last nur angelegt werden, wenn die Spannung in der Stromquelle innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, und die Spannung kann von der Last getrennt werden, wenn die Spannung außerhalb des vorbestimmten Bereiches ist. Der Ausgang der AC/DC-Niederspannungsnetzteilvorrichtung stellt daher eine Abfolge von energetischen Pulsen E mit vorbestimmter Amplitude bereit. Die Pulse können benutzt werden, um ein beliebiges Speicherelement oder eine Vorrichtung wie einen Kondensator oder eine Akkumulatorzelle zu laden.
Ein Ziel der gegenwärtigen technischen Lösung ist es, einen kleinen Formfaktor und eine effiziente, transformatorlose AC-DC-Wandlung über einen weiten DC-Ausgangsspannungsbereich von 1,5 V bis 48 V bei einer Nennleistung von 100 W zu erreichen. Daneben mag ein Eingangsoberwellenfilter wünschenswert sein, um EMC/ECI-Effekte infolge der zerhackenden Natur des Aufschaltens eines Teils der AC-Quelle auf die Last zu reduzieren.
2 ist ein beispielhafter transformatorloser AC-DC-Wandler. Der Beispielwandler überwacht den Hochspannungs-AC-Eingang und lässt nur einen niederen Spannungsanteil der kompletten AC-Wellenform zum DC-DC-Wandler passieren, um eine stabile DC-Spannungsquelle zu generieren. Ein Controller wird kontinuierlich den AC-Eingang überwachen, der gelegentlich eine Phasenverschiebung durch Ein-/Ausschalten von Transformatoren in einem Übertragungsnetz aufweisen könnte, und der Controller steuert durch ein gepulstes Signal (wie gezeigt in 2 durch „Pulsbreite zum Durchlassen AC I/P”) einen Schalter, um nur den niederen Spannungsanteil eines AC-Signals (wie gezeigt in 2 durch „zerhackter AC”) passieren zu lassen. Ein interner Gleichrichter wird dann dieses zerhackte AC-Signal zu einem nur positiven gleichgerichteten zerhackten AC-Signal gleichrichten (wie in 2 gezeigt durch „Gleichgerichtet ohne Kondensator”). Es mag angemerkt sein, dass die Gleichrichterfunktion überbrückt werden kann, um Verluste im Verfahren zu vermeiden, wenn die Ausgangsspannung auf einen niedrigen Wert gesetzt ist, und der negative Anteil der AC-Wellenform nicht zur DC-DC-Stufe durchgelassen werden muss. Ein großer Kondensator kann am Ausgang eingesetzt werden, um die großen Spannungsoberwellen auszufiltern, um so eine Ausbringung mit erheblich reduzierten Spannungsoberwellen (wie in 2 angezeigt durch „Gleichgerichtet mit Kondensator”) an den DC-DC-Wandler zu generieren. Der DC-DC-Wander (beispielsweise ein Abwärtswandler) kann weiter den Eingang mit Oberwellen regeln, um eine stabile DC-Ausspeisung (wie in 2 angezeigt durch „DC O/P”) bereitzustellen.
3 ist ein Systemblockdiagramm eines beispielhaften transformatorlosen AC-DC-Wandlers. Am Eingang 105 können einige außerhalb des Chips befindliche Überspannungs-/Überstromschutzkomponenten 100 aus Sicherheitsgründen in das System integriert sein. Der Wandler kann einen eingebauten Versorgungsblock 110 (Vollwellengleichrichter) aufweisen, um eine Versorgungsspannung V_DDT bereitzustellen, um das Abtastnetzwerk 120 und den Digitalcontroller 140 während der Anfangsphase, wenn das System mit einer Steckdose verbunden wird, hochzufahren. Das Abtastnetzwerk 120 und der Digitalcontroller können dann den AC-Eingang kontinuierlich im Hinblick auf Informationen wie Eingangsfrequenz, Nulldurchgang und Eingangsamplitude überwachen. Ein Vollwellengleichrichter 135 kann die Eingangsspannung gleichrichten. Ein Schalter 145 kann durch einen Gate-Treiber 155 betätigt werden, der durch einen Controller 140 gesteuert sein kann. Spannungen, die durch den Schalter 145 zerlegt werden können und von einem DC-DC-Wandler 190 bereitgestellt werden, können durch die Spannungssensoren 180 bzw. 200 gemessen werden. Daten von den Sensoren 180 und 200 können mit dem Controller 140 gesammelt werden. Eine Analog-Digital-Wandlung kann durch ADCs 130, 160 und 170 ausgeführt werden. Ein DC-DC-Wandler 190 und ein Low-Dropout-Regler 210 können eine Eingangsspannung mit Oberwellen so wandeln, dass eine beständige Ausgangsspannung generiert wird, die niedriger ist, als das Minimum des Eingangs. Die von dem DC-DC-Wandler 190 bereitgestellte Spannung kann einen Kondensator 220 laden. Der Kondensator kann über eine Last 230 entladen werden.
Eine hocheffiziente und gut geregelte Versorgung kann durch Benutzung eines Abwärtswandlers in der zweiten Stufe der Wandlung erreicht werden. Der Controller zum Umschalten kann auf FPGA implementiert werden.
Abgesehen von den MOSFET-Schaltern, dem Kondensator und dem einzelnen Abwärtswandler, können alle anderen Komponenten des Wandlers auf einem Chip integriert sein. Durch Implementierung eines Digitalcontrollers kann ein hochgradig programmierbarer und hocheffizienter Wandler erreicht werden. Da der Abwärtswandler bis fast 95% Effizienz erreichen kann, kann die Zerhackerstufe die Gesamteffizienz bestimmen. Simulationsergebnisse der obigen ersten Stufe unter Verwendung von LT Spice wurden für zwei verschiedene MOSFET-Modelle durchgeführt, eines mit einem RDS(on) („on-Widerstand”) von 30 milliOhm (mΩ) und ein anderes MOSFET mit einem RDS(on) von 300 mΩ.
4 zeigt experimentelle Kurven von Wellenformen, die am Ausgang der ersten Stufe mit 10-facher Dämpfung (obere Kurve) und am DC-DC-Ausgang (untere Kurve) erhalten wurden.
Der DC-DC-Ausgang ist auf 10 Volt gesetzt worden und die Mindestspannung der ersten Stufe wurde auf mehr als 20 Volt gesetzt. Ein sauberes DC-Signal von 10,5 Volt mit sehr wenig Oberwellen am Ausgang wurde erhalten.
5 zeigt einen Graph der Effizienz der ersten Stufe bezüglich der Ausgangsleistung für zwei verschiedene Werte von MOSFET ”on-Widerstand”. Ein MOSFET von 30 mΩ ”on-Widerstand” liefert eine Effizienz von mehr als 89% für die meisten Lastbedingungen. 5 zeigt klar den Abfall der Effizienz mit einem Anwachsen des MOSFET „on-Widerstandes”. Ein MOSET mit einem niedrigen „on-Widerstand” kann für die erste Stufe ausgewählt werden, um Umschaltverluste zu minimieren. Auch der Gleichrichter kann ausgewählt sein, um Verluste zu minimieren. Ein EMI-Filter kann gemeinsam dazu benutzt werden, um Oberwellenströme zu dämpfen, die von der Zerhackung des Eingangs herrühren. In Anwendungen, bei denen die Isolierung eine vordringliche Besorgnis ist, kann auch ein DC-DC-Sperrwandler in der zweiten Stufe verwendet werden, um eine Transformatorisolierung zu gewährleisten, statt eines einfachen Abwärtswandlers. 6 veranschaulicht verschiedene, mit dem in 3 veranschaulichten Beispielsystem verbundene Wellenformen. Die AC-Eingangsspannung 310 wird abgetastet, wenn die AC-Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht. Die erhaltenen Pulse 320 laden den Kondensator 220 der Vorrichtung von 3. Der Controller 140 ist vorprogrammiert, um die Spannung 300 an dem Kondensator im wesentlichen konstant zu halten. Ein einem Ausführungsbeispiel kann der Controller 140 den Schalter 145 betätigen, wenn die Spannung 300 unterhalb eines vorbestimmten Wertes (beispielsweise 1,5, 6, 9, 12, 24 V oder irgendeine andere, für die spezielle Anwendung geeignete Spannung) ist. Der Wandler kann automatisch in einen Bereitschaftszustand fallen, wenn die Last keine Energie verbraucht und die vorbestimmte Spannung an der Last bereitstellen sobald erforderlich.
Das vorstehend beschriebene Netzgerät kann dazu benutzt werden, eine Niederspannungslast wie ein LED-Licht, ein Telefon, einen Organizer, eine Kamera, einen Computer, eine wiederaufladbare Vorrichtung oder jedwede andere geeignete Niederspannungsvorrichtung mit Energie zu versorgen. Es kann angemerkt werden, dass das vorstehend beschriebene Netzgerät nur zu minimalen Verluste (ungefähr 5%) führen kann.
Ausführungsformen:

1. Eine mit einer Last verbindbare Wechselstrom-/Gleichstromniederspannungsnetzteilvorrichtung.
2. Die Vorrichtung von Ausführungsform 1, weiter aufweisend eine Heruntertransformationseinheit zum Heruntertransformieren einer von einer elektrischen Spannungsquelle bereitgestellten Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert.
3. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei eine Heruntertransformationseinheit einen Schalter aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Energiespeichervorrichtung oder eine Lastvorrichtung mit einer elektrischen AC-Quelle bei einer Phase einer Periode des AC-Sinus zu verbinden, wenn die AC-Spannung in einem vorbestimmten Bereich ist.
4. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei eine Heruntertransformationseinheit einen Schalter aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Energiespeichervorrichtung oder eine Lastvorrichtung von einer elektrischen AC-Quelle zu trennen, wenn eine Spannung außer Bereich ist.
5. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei ein Schalter dazu konfiguriert ist, in einer Bereitschaftsposition zu sein, wenn eine Spannung an einer Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist.
6. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei ein Schalter dazu konfiguriert ist, betätigt zu werden, wenn besagte Spannung niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
7. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend einen Controller, der dazu konfiguriert ist, eine Schalter zu kontrollieren, derart, dass besagter Schalter offen ist, wenn eine Spannung an besagter Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist.
8. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend einen Controller, der dazu konfiguriert ist, eine Schalter zu kontrollieren, derart, dass besagter Schalter geschlossen ist, wenn besagte Spannung niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
9. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend zumindest einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, zumindest eine Spannung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer AC-Eingangsspannung, einer gleichgerichteten Spannung und einer Ausgangsspannung, zu messen.
10. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend eine Einheit zur Gleichrichtung abgetasteter Spannungspulse.
11. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend einen Puls-Skipping-modulierten Abwärtswandler.
12. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei die Energiespeichervorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Akkumulatorzelle, einem Kondensator und/oder einer Kombination davon.
13. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei eine Netzteilvorrichtung in und zur Energieversorgung einer Niederspannungsanwendung implementiert ist.
14. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei eine Niederspannungshausanwendung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Telefon, einem Organizer, einer Kamera, einem Computer, einer wiederaufladbaren Vorrichtung und/oder jedweder Kombination davon.
15. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, wobei die Spannungsabtastung zumindest einen Parameter, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Abtastphase, einer abgetasteten Spannung, einem Einstellfehler davon und/oder jedweder Kombination davon, umfasst.
16. Eine Vorrichtung wie in einer vorausgehenden Ausführungsform, weiter aufweisend eine Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Spannungsbereich in Reaktion auf Energiespeicherung und/oder Versorgungsparameter zu regeln.
17. Ein Verfahren zur Bereitstellung einer Niederspannung an einer Last in Übereinstimmung mit jedweder vorausgehender Ausführungsform.

Claims

Eine mit einer Last verbindbare AC/DC-Netzteilvorrichtung, aufweisend: eine Heruntertransformationseinheit zum Heruntertransformieren einer von einer elektrischen Spannungsquelle bereitgestellten Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert, wobei besagte Heruntertransformationseinheit einen Schalter aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Energiespeichervorrichtung oder eine Lastvorrichtung mit einer elektrischen Wechselstromquelle (AC) bei einer Phase einer Periode des AC-Sinus zu verbinden, wenn die AC-Spannung in einem vorbestimmten Bereich ist, und besagte Energiespeichervorrichtung oder Lastvorrichtung von besagter AC-Quelle zu trennen, wenn besagte Spannung außer Bereich ist; wobei besagter Schalter dazu konfiguriert ist, in einer Bereitschaftsposition zu sein, wenn eine Spannung an besagter Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und betätigt wird, wenn besagte Spannung niedriger als besagter zweiter vorbestimmter Wert ist.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend einen Controller, der dazu konfiguriert ist, besagten Schalter zu steuern, derart, dass besagter Schalter offen ist, wenn besagte Spannung an besagter Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als besagter zweiter vorbestimmter Wert ist, und geschlossen ist, wenn besagte Spannung niedriger als besagter zweiter vorbestimmter Wert ist.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend zumindest einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, zumindest eine Spannung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer AC-Eingangsspannung, einer gleichgerichteten Spannung und einer Ausgangsspannung, zu messen.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend eine Einheit zur Gleichrichtung abgetasteter Spannungspulse.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend einen Puls-Skipping-modulierten Abwärtswandler.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Energiespeichervorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Akkumulatorzelle, einem Kondensator und/oder einer Kombination davon.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Netzteilvorrichtung in und zur Energieversorgung einer Niederspannungsanwendung implementiert ist.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Niederspannungsanwendung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Telefon, einem Organizer, einer Kamera, einem Computer, einer wiederaufladbaren Verrichtung und jedweder Kombination davon.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Spannungsabtastung zumindest einen Parameter, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Abtastphase, einer abgetasteten Spannung, einem Einstellfehler davon und jedweder Kombination davon, umfasst.
Die Netzteilvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend eine Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, besagten vorbestimmten Spannungsbereich in Reaktion auf Energiespeicherung und Versorgungsparameter zu regeln.