本發明涉及具有用于直流的低電壓輸出的定時電力供應單元,至少包括:
-變壓器的一個次級繞組,
-(直接地或者間接地)連接到次級繞組的一個整流器,
-在其處能夠分抽預限定的輸出電壓的兩個輸出,以及
-配置為提供與輸出電流成比例的電壓信號或者電流信號的分流器。
這樣的電力供應單元一般地包括輸入級,作為交流電壓(也就是說從交流網絡或者半導體橋)將供應電壓(輸入電壓)饋送到該輸入級中,并且供應到變壓器的初級繞組。電力供應單元的輸出級包括變壓器的次級繞組和整流器。在次級繞組和整流器和/或分流器之間自然地可以插入另外的級,也就是說,減壓變換器或者“降壓(buck)”調控器。
這樣的電力供應單元通常使用在用于電氣系統的開關設備盒體中以向控制電子器件單元提供預限定的供應電壓(控制電壓),例如24vdc。然而,原則上,高達120v的直流電壓進入低壓范圍內,而低于60vdc被稱為不要求任何特定屏蔽的無害電壓。
背景技術:
如果在引言中引用的電力供應單元使用在用于電氣系統的開關設備盒體中,則作為控制電壓的輸出電壓在開關設備盒體中的分布經由與信號線路一起平鋪在線纜通道中的單獨絕緣導體而發生。頻繁地,高達20個單獨導體平鋪在線纜通道中使得用于測量目的(也就是說用于測量電力供應單元的輸出電流)的線纜的臨時移除非常復雜。
當在其車間中的生產期間對開關設備盒體進行測試時,當在由開關設備盒體供應的電氣系統的啟動期間在開關設備盒體的安裝現場處實施錯誤搜索時,當實施維護操作時,或者當在電氣系統的操作期間實施錯誤搜索時,由電力供應單元(一般地為24vdc)遞送的供應電流的測量是診斷和錯誤限制的顯著特征。
完全布線的電氣系統的功耗的測量是復雜且耗時的,因為系統必須切斷或者要測量的導體必須從電力供應切斷并且電表必須進入循環(loopin)。由于在錯誤搜索期間的時間約束,耗時的測試被延遲并且僅在第一快速診斷沒有提供錯誤指示時實施。如果簡單且快速的錯誤搜索可用于服務技術員,則存在于控制電子器件系統中并且能夠由較大供應電流消耗(例如,在鄰域開關、擋光板等中)標識的缺陷可以在錯誤搜索期間快速標識和消除。
迄今為止僅用于通過確定功耗來標識錯誤的以下方法已經可用。
服務技術員借助于萬用表或在輸出電流電路中安裝電壓相關顯示器來測量控制電壓。顯示器能夠借助于例如led指示例如24v的期望輸出電壓和/或控制電壓的存在,和/或借助于led指示何時跌至電壓閾值(例如21v)以下。這兩個方法僅準許控制電壓的功耗的很間接的評估,因為其僅可能標識功耗中的大的增加(該大的增加使所供應的電力供應過載從而使得輸出電壓下降)。
用于輸出電流的直接測量的常規方法是從電力供應單元斷開輸出端子并且使電表進入循環。這要求電氣系統被切斷或者部分地切斷,因為進入循環僅能夠發生在無電流狀態中。否則,當接觸跳動時,其導致電表進入循環之前的多個簡短中止。這些不期望的中止可能引起電氣系統的附加不可預見的反應,諸如重置功能、致動器的多次激活等,這一般不是服務技術員(以及系統操作員)所接受的。
替代地,適用于直流的夾式(clip-on)電表也可以循環進入到電力供應單元的控制電壓輸出中。這在理論上是可能的(甚至是在系統處于操作中時),因為線纜連接不必斷開。與該方法有關的缺點在于,頻繁緊密平鋪在線纜通道中的導體是不可訪問的和/或使導體穿線通過該緊密布局是困難的。因此,導體在操作期間必須充分遠離地拉動到線纜通道外面,以用于使夾式電表利用磁性夾具適合通過。如果導體的線纜在沒有移動循環的情況下(即在沒有過大長度的情況下)平鋪,則通常不可能將其拉出。然而,系統操作員一般在任何情況下不會準許導體在操作期間拉動,從而導致系統必須絕對地切斷。
用于確定輸出電流的另外的方法是具有電子生成的信號,其與輸出電流成比例并且提供在測試點處。該方法一般要求小電壓信號的幅度,該小電壓信號通過還稱為分流器的電流測量電阻器來遞送,并且在電力供應單元的測量輸出處提供給顧客。因而,例如,通過比率1v=1a表示輸出電流的測量的電壓可以在測量輸出處提供。為了實現足夠的準確度,使用昂貴運算放大器(即具有低偏移電壓的運算放大器),以及類似的昂貴參考電壓源(其具有對于溫度和老化的低容忍度)。在任何情況下,相對小的附加錯誤可以在昂貴運算放大器和參考電壓的情況下發生,這進一步增大了分流器的不準確度。
電流測量設備在電力供應單元中的安裝也或許是可能的,其中電流測量設備測量輸出電流并且在電力供應單元上本地顯示它或者將它傳送給上級控制器(即經由數據總線)。然而,所安裝的電流測量設備的方法對于許多應用都太過復雜和昂貴。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種電力供應單元,其準許在沒有附加地安裝在電力供應單元中的昂貴單元的情況下并且在不必打斷電力供應以用于使測量設備進入循環的情況下確定輸出電流。
此目的通過具有權利要求1的特征的電力供應單元而實現。本發明的優選實施例在相應從屬權利要求中限定。
權利要求1是指一種具有用于直流的低電壓輸出的定時電力供應單元,至少包括
-變壓器的一個次級繞組,
-連接到次級繞組的整流器,
-在其處能夠分抽預限定的輸出電壓的兩個輸出,以及
-配置為提供與輸出電流成比例的電壓信號或電流信號的分流器。
根據本發明,提供電氣測量接觸點,在其處可以借助于電壓測量設備(或者在測量電流的情況下,借助于電流測量設備)的測試點而從電力供應單元外部分抽與輸出電流成比例并且從分流器處的電壓降轉移的測量電壓,或者從分流器轉移的測量電流。如果要求,則昂貴的電壓和/或電流測量設備(萬用表)的測試點(即測量接觸),可以應用在這些測量接觸點處并且可以對測量電壓和/或測量電流進行測量。在這些測量接觸點處、在額定負載和/或全負載下,該測量電壓(和/或該測量電流)從已知電壓(和/或已知電流)(例如之前以該方式測量過一次)的任何偏離是對輸出電流的任何更改的測量。
在該情況下,本發明優選地使用分流器,其從電力供應單元的現有組件形成和/或其被提供為分離的組件并且在用于電力供應單元中的其它操作功能的任何情況下被要求,也就是說,作為用于電流限制控制的實際電流值傳感器。因而,可以例如提供的是,分流器配置為以連接到電流限制單元的電流測量電阻器的形式的分離組件。這是根據本發明的主題已經在所謂的輸出電路(即由干線網絡供應的電力供應單元中的次級側)中安裝分流器以便限制電流的電力供應單元中的情況。流過分流器的輸出電流在該情況下引起分流器中的線性且直接成比例的電壓降,其被饋送到電流限制單元中。
用于限制電流的組件僅必須在超出額定電流時充分準確,其中分流器的電壓信號在任何情況下具有操作區域中的最高值。然而,預期的是,電流監控器甚至在部分負載的情況下具有大概一致的準確度。不管怎樣,如果成本有效的運算放大器使用在電流限制單元中,其偏移電壓相對高,在小電流值的情況下(即在部分加載電力供應單元以及因而要放大小的有用信號的情況下),高偏移電壓引起不成比例的大的錯誤。這些錯誤還將在測試系統時誤導技術員。
在這一方面中,更為有利的是,在從分流器轉移的電壓信號或電流信號的測量通過昂貴電壓和/或電流測量設備(萬用表)實施的情況下,該測量設備的接觸例如保持在測量接觸點處(例如通過服務電工)。因而,范圍從幾個毫伏直到幾百毫伏的非常小的電壓信號的準確測量不會構成用于這樣的萬用表的任何困難。市場上可買到的萬用表能夠以足夠的準確度(即以個位數百分比(singledigitpercentage)范圍中的準確度)測量范圍從10-100微伏的電壓或者在幾個μa到ma的范圍中的電流信號。
使用在電子器件中的分流器一般具有1-2%的容忍度,其中由此在分流器中產生的輸出電流和電壓降具有非常緊密的相關性,其充當用于本發明的主題的基礎。
然而,甚至在用于電流限制單元的分流器存在的情況下,附加分流器還可以安裝在輸出電路中,測量電壓和/或測量電流從該輸出電路轉移。如果分流器沒有針對電流限制單元而存在,則配置為組件的分流器還可以簡單地安裝用于對從其轉移的測量電壓或測量電流進行測量。
然而,分流器不必配置為分離的組件,而是還可以提供成分流器是電力供應單元的繞組材料的部分,其中對于從電壓降轉移的測量電壓,濾波器提供有截止頻率,其小于電力供應單元的時鐘頻率。
因此,在該情況下,繞組材料的歐姆組件被用作分流器。此處,繞組材料可以是線圈或節流閥,輸出電流在電力供應單元的切換時間的至少一個時間段中流過該線圈或節流閥。或許還可想到的是,為線圈或節流閥使用逆向(flyback)變換器,輸出電流和/或負載電流僅在消磁時間期間流過所述逆向變換器。因而,一般地取決于負載和輸入電壓的占空比包括在測量電壓中。然而,這可能至少部分地通過對應電路而補償。
在繞組材料作為分流器的情況下要求的濾波器一般地是rc低通濾波器。rc構件在該情況下形成近似理想的濾波器,因為除了由于歐姆電阻所致的電壓降之外不存在繞組材料上的正向電壓的可能性。為了不獲取通過切換頻率或時鐘頻率而影響測量結果的殘余紋波,濾波器限制頻率至多是時鐘頻率的1/1000的情形是有利的。
然而,根據本發明所使用的分流器還可以簡單地是電氣連接的一部分(即例如是條帶導體的一部分)、導體或者電力供應單元的輸出電路的端子。僅輸出電流必須流過該部分。該部分的長度可以容易地通過測量接觸點的布置而固定。
第一測量接觸點可以提供在輸出電流電路中的分流器的上游并且第二測量接觸點可以緊接著提供在輸出電流電路中的分流器的下游。通過“緊接著”來理解的是:沒有附加電氣組件存在于第二測量接觸點和分流器之間。在第一測量接觸點處,一般地在分流器和測量接觸點之間提供保護電阻器。
本發明的簡單實施例是,至少一個(特別地是第一)測量接觸點位于或者布置于電力供應單元中的導體條帶上,其中該測量接觸點能夠經由電力供應單元的外殼中的開口而被接觸,即與電壓或電流測量設備的測試點接觸。為此目的,在電力供應單元的外殼中,可以提供通道以用于引導測試點,該通道通往測量接觸點使得其它傳導部分不能夠無意間與測試點接觸。通道可以以最簡單的方式通過電力供應單元的外殼來配置。
測量接觸點可以配置為電力供應單元的印刷電路板上的空白導體條帶表面,或者插入印刷電路板中的金屬舌部,或者在每一個情況下連接到導電連接中的導體條帶的測試插頭或端子。特別地,關于空白導體條帶表面的使用,外殼中的開口可以配置成使得沒有電力供應單元的電子器件的其它組件能夠在使用電壓或電流測量設備的測試點實施測量時無意間接觸。
第二測量接觸點還可以設計為電力供應單元內的第一測量接觸點。這是分流器布置在其它組件的上游、距輸出一定距離的情形(例如分流器定位在輸出濾波器的上游或者當長連接存在于分流器和輸出之間的情形),該情形可能還由于電壓降而使測量電壓和/或測量電流有誤。
然而,如果在分流器和輸出之間不存在使測量電壓有誤的組件或線纜,則為了簡化,至少一個(特別地是第二)測量接觸點可以通過電力供應單元的輸出而形成,該測量接觸點通常可容易訪問。因而,可以使用輸出或信號端子的極子,也就是說具有0v輸出。當使用萬用表進行測量時,則可以針對第一測量接觸點處的第一測量點而使0v輸出或中繼信號連接進來。作為結果,省略了利用外殼中的通道的另外的測量接觸點的創建。
由于不必放大從分流器轉移的信號,所以放大器組件沒有提供在分流器和測量接觸點之間的情形是有利的。從其轉移的測量電壓或測量電流可以直接地經由線纜而傳導到測量接觸點,并且保護電阻器可以提供在分流器和測量接觸點之間。
取決于電路中的分流器的布置,脈沖電流也可以流過分流器(也就是說,當分流器位于線纜中時),其中負載電流流入負載電容器中。在該情況下,方便的是,借助于rc構件平滑分流器信號,以便不超出標準萬用表的截止頻率并且產生不正確的顯示。
為了獲取能夠更容易地變換成安培的測量電壓,可以提供的是,包括至少兩個電阻器的分壓器與分流器并聯地提供,其中至少一個測量接觸點提供在分壓器的兩個電阻器之間,使得在分流器處降低的電壓的部分電壓可以在分壓器的至少一個電阻器上測量。然而,朝向另一個測量接觸點流過電阻器之一的測量電流也可以在分壓器的一個電阻器上分抽。
在其處可以分抽部分電壓的電阻器與分壓器的其余電阻器相比尺寸設計成使得部分電壓對應于輸出電流的十進制分數(decimalfraction)的情形是特別有利的。因而,電阻器可以尺寸設計成例如使得10mv=1a,由此用戶在沒有進行計算的情況下并且簡單地通過移位小數點而快速得到最后結果。同樣適用于對測量電流進行測量的情況:分壓器的電阻器可以尺寸設計成使得測量電流對應于輸出電流的十進制分數。
因而,分流器處的電壓降可以通過分壓器而經由一個比率(在理想情況下為小數比率)而劃分。這意味著,存在于分流器處的電壓信號進一步減小。如果例如2a全負載處的分流器具有250mv的電壓降,則對于用戶而言,將更容易的是能夠取得讀數(如果2a的電流值借助于分壓器而產生能夠由用戶測量的200mv的信號的話)。因而,1a對應于100mv的測量電壓的關系準許僅僅通過取得讀數并且移位電壓值的小數點而以簡單的方式建立電流強度。
如果在電力供應單元上提供(特別地是固定)的變換因子以用于將測量電壓或測量電流變換成輸出電流,則不管怎樣都是有利的。變換因子可以直接地打印在電力供應單元上對于操作員而言可訪問并且可見的位置處,或者其可以位于應用于電力供應單元的標志上。最優地,變換因子直接定位成臨近用于測試點的通道。
作為固定變換因子的可替換方案,存在取決于其它相關參數(諸如例如輸入電壓)而提供變換因子的可能性。這可以以表格狀形式而示出,被提供為圖形、表格或者具有電氣-光學顯示的圖形(例如,led示出現在應用的是哪個變換因子)或者借助于顯示器。
特別地,當固定變換因子提供在一方面的測量電壓和/或測量電流與另一方面的輸出電流之間時,分壓器的電阻器和/或電阻器可以設計成與分流器可調節地并聯,使得取決于影響輸出電流的參數,可以調節一方面的測量電壓和/或測量電流與另一方面的輸出電流之間的變換因子。因而,借助于設置控制器或者選擇開關,可能的是調節影響參數(例如,輸入電壓),由此通過影響分壓器來校正所測量的值(來自萬用表)與實際輸出電流之間的變換因子。
作為與一般具有低歐姆電阻的分流器并聯的分壓器的結果,通過電壓測量設備對測量電壓的分抽很少要求任何或者不要求抵抗靜電放電(esd)或者其它干擾脈沖的附加保護措施,因為分流器一般地直接(即,在沒有另外電子組件的內插的情況下)連接到輸出(例如輸出端子),并且在任何情況下,對應保護措施被提供用于輸出。
特別地,當線纜(例如,導體條帶)或導體(例如,布線)的部分被用作分流器時,可以提供補償電路,電力供應單元的占空比中的浮動和/或電力供應單元中的變化溫度的影響可以通過所述補償電路減少到測量電壓或測量電流。如果節流閥的線纜或導線被用作分流器,則電氣電阻器的溫度依賴性可以通過導體材料(一般地銅)的溫度依賴性而補償。因而,應當補償該溫度依賴性。如果使用在整個定時時段期間沒有電流流過它的繞組材料或線纜,則測量電壓取決于電力供應單元的輸入電壓。這可以通過評估變壓器上的電壓水平的補償電路而顯著地改進。
由于分流器本身和/或與分流器并聯連接的任何分壓器和/或來自和去往分流器以及可選地分壓器的導體也可以具有與測量電壓或測量電流相關的溫度依賴性,因此也可以提供補償電路或者另外的溫度補償措施以用于這些組件的溫度依賴性。
測量接觸點可以提供有端子以便能夠分抽測量電壓或測量電流。作為結果,防止的是,測量必須經由導體條帶-接觸表面實施,并且因此測試點必須直接地定位到導體條帶-接觸表面上。
附加地,端子提供將放電信號引導到測量設備以用于連續顯示或遠程傳送的可能性。
測量接觸點可以提供有至少一個光照元件以便更容易地定位。為了將操作電工更容易地引導到電流監控器及其測量接觸點和/或接觸表面,還可能的是例如借助于至少一個led而以變換因子光照接觸表面、外殼中的供應通道和/或文本區域(textfield)。
根據本發明的電力供應單元可以用于測量輸出電流,使得借助于電力供應單元的測量接觸點處的電壓或電流測量設備的測試點,可以分抽測量電壓或測量電流,并且根據一方面的測量電壓和/或測量電流以及另一方面的輸出電流的電流強度與測量電流和/或測量電壓之間的已知聯系來確定對應于測量電壓和/或測量電流的輸出電流的電流強度。
根據本發明的解決方案能夠特別地使用在低商業價格的電力供應單元中,因為在這些設備中,高成本壓力存在于昂貴運算放大器的研發和生產和安裝中,并且參考出于成本原因而是不可能的。不管怎樣,借助于本發明,可以實現電流監控器,其中電流成比例的信號具有小于5%的不準確度。由于根據本發明的電流監控器一般地僅在要求的情況下使用,并且準確的萬用表屬于電工的標準儀器,所以顯示器上的測量信號的顯示以及準確放大可以轉移到萬用表而沒有對用戶的任何不利。
特別地,當在任何情況下分流器已經針對電流限制而存在時,在使用分壓器的最佳情況下,在傳統上要求僅兩個電阻器(例如作為表面安裝的組件(smd)),以及例如3x3mm或4x4mm的能夠通過外殼訪問的導體條帶表面,其充當用于萬用表的測試點的接觸表面。
當使用用于外殼的塑料時,用于電壓測量設備的測試點的外殼中的分離通道的設計一般不涉及部件成本中的任何顯著增加,但是僅招致注塑成型工具的一次性(one-off)適配中的成本。
附圖說明
在描述的以下部分中參考了用于本發明的進一步解釋的示意圖,可以從所述示意圖中導出本發明的另外有利的實施例、細節和發展。在附圖中:
圖1示出了具有負輸出的鄰域中的分流器和分壓器的電力供應單元的電路,
圖2示出了具有僅在負輸出處的分流器的電力供應單元的電路,
圖3示出了具有分壓器和兩個分離的測量接觸點的電力供應單元的電路,
圖4示出了如在圖1中但是用于正輸出的電路,
圖5示出了使用繞組材料作為分流器的電路,
圖6示出了使用附加分流器用于相同輸出的電路,
圖7示出了使用附加分流器用于其它輸出的電路,
圖8示出了通過具有通道和測量接觸點的電力供應單元的外殼的截面。
具體實施方式
在圖1中示出根據本發明的電力供應單元。它包括變壓器的次級繞組2,也圖示了變壓器的初級繞組1。次級繞組2連接到整流器3,其為兩個輸出4,5供應電壓。輸出電容器24在輸出4,5處提供輸出電壓,例如輸出4,5可以配置為端子。輸出4處的電壓在該情況下為0v,在輸出5處電壓為+24v。在該情況下,24v的輸出電壓充當用于電氣系統的控制電壓。
根據本發明,圖1的電路因而包括分流器6,其直接地布置在輸出4的上游——即在其之間沒有另外的組件——可選地,布置在到輸出電容器24的線纜的上游。分流器6處的電壓降通過電流控制器分抽,電流控制器在該情況下充當電流限制單元15,以便遞送用于在超出預限定的限制電流時限制控制初級電路晶體管的脈沖寬度調制器(pwm調制器)處的輸出電流的信號,這因此減少了晶體管的脈沖寬度。
分流器6在該情況下布置在輸出電路的負分支中,其通往負輸出4。在該情況下,包括兩個電阻器10,11的分壓器與分流器6并聯地連接,其中第一測量接觸點8提供在兩個電阻器10,11之間。在分流器6和測量接觸點8之間沒有提供放大器組件。第二測量接觸點9由輸出4形成。在可替換布置中,在測量接觸點8與兩個電阻器10和11的連接點之間連接另外的電阻器(未示出)以便調節可以通過萬用表在電流測量模式中檢測的測量電流。
圖2中的電路原理上與圖1中的電路相同,但是在圖2中沒有提供分壓器,而是在分流器6和第一測量接觸點8之間提供僅一個保護電阻器7。分流器6上游的電壓經由保護電阻器7分抽,并且分流器6下游的電壓經由輸出4處的第二測量接觸點9分抽。等同地,朝向第二測量接觸點9的電流可以經由保護電阻器7限定,使得與電力供應的輸出電流成比例的測量電流可以通過萬用表在電流測量模式中測量。分流器6可以附加地用于電流限制(這沒有在此處圖示),或者僅用于測量電壓和/或測量電流。
保護電阻器7有利地具有比分流器6明顯更高的歐姆電阻(例如,是分流器6的歐姆電阻的100倍或更多)并且除其它之外還具有保護電力供應單元以防無意間影響電流限制的目的,這可能引起電力供應單元的破壞或者無意間關機。在用戶錯誤的情況下,或許可能的是,將萬用表調節至電流測量而不是電壓測量,由此安裝在萬用表中的分流器與電力供應單元中的分流器6并聯連接。
圖3與圖1的不同僅在于,分流器6通過較長的傳導部分(參照雙箭頭)而與輸出4分離,該傳導部分可能由于由此引起的電壓降而使測量電壓有誤。因此在圖3中,第二測量接觸點9沒有提供在輸出4處,而是在分壓器的電阻器11的下游。第一測量接觸點8位于電阻器10和電阻器11之間。因而,電阻器11處的電壓降得以測量,其中電阻器11尺寸設計成使得電壓降對應于輸出電流的十進制分數。
可替換地,分壓器可以尺寸設計成使得萬用表測量兩個測量接觸點8,9之間的對應電流,其還與電力供應的輸出電流成比例。在最簡單的情況下,可以使用圖3的電路,其中電阻器11不是必要的。輸出電流和測量電流之間的變換因子的調節可以排他性地通過電阻器10的尺寸設計而發生。
圖4示出了如圖1中的電路,但是此處分流器6布置在通往正輸出5的輸出電路的正分支中。相應地,第二測量接觸點9可以在此通過正輸出5形成。分流器6在該情況下可以附加地用于電流限制(這沒有在此處圖示),或者僅用于測量電壓。等同地,測量電流可以可替換地通過由萬用表測量的從測量接觸點8流到測量接觸點9的電流而在此處使用。在該情況下,電阻器11不是必要的。
圖5示出了通過使用繞組材料12作為分流器的電路,該分流器在繼而位于輸出4,5之間的操作電容器25與整流器3之間布置于輸出電路的負分支中。對于繞組材料12,rc構件(其包括電阻器13和電容器14)并聯連接。在圖1中公開的分壓器在電阻器13和電容器14之間分支開,并且在繞組材料12(在rc構件的下游)和輸出4之間再次通到負輸出電路中。第一測量接觸點8位于分壓器的電阻器11和電阻器10之間。再次,負輸出4充當第二測量接觸點9。
此處再次可能的是,通過借助于電阻器10和電流測量模式中的萬用表而實施的分抽,從應用于電容器14的電壓傳導并且評估從測量接觸點8到輸出點4的測量電流。在最簡單的情況下,電阻器11可以省略。通過借助于rc構件的繞組材料12上的電壓降的積分,所述rc構件已經具有非常高的歐姆電阻。相應地,必須通過測量電流的解耦合而假設基本上更低的值,使得rc構件經受盡可能少的負載,由此信號將失真。
然而在圖5中,測量電壓也可以經由提供在電阻器13和電容器14之間的第一測量接觸點8而直接地通過省去分壓器而分抽,并且從電力供應單元傳遞出去。
根據圖6的電路示出了甚至在用于電流限制單元15的分流器17存在的情況下,可以簡單地提供適當的附加分流器6以用于測量從其確定輸出電流的測量電壓。
在相同分支中(在該情況下為來自次級繞組2的輸出電路的負分支),最初提供分流器17以用于電流限制單元15并且然后簡單地提供分流器6以用于對測量電壓進行測量。在分流器6和負輸出4之間提供到電壓調控器16的另外的分支。由于原本沒有組件存在于分流器6和輸出4之間,所以該分支能夠充當第二測量接觸點9。第一測量接觸點8提供在分流器6的上游。繼而,借助于單獨的電阻器,分流器6處的電壓降也可以在此處變換為成比例的測量電流,其由萬用表在測量接觸點9處測量。
在現有技術中,在定時電力供應中,電壓調控器16測量輸出電壓并且比較該輸出電壓與參考電壓。在該情況下,一般地,運算放大器被用作比較器,其設計有作為調控器的適當反饋。由調控器產生從參考電壓的偏離,并且輸出電壓的圖示為控制信號,其受(一般地初級)切換晶體管的占空比影響。在該情況下的常規實施例是通過脈沖寬度調制(pwm)的激活信號的生成發生在初級側上。pwm信號繼而顯著地受電壓調控器16的控制信號影響。然而,由于電壓調控器16位于次級側上,所以必要的是利用絕緣信號傳送路徑來克服潛在屏障。在該情況下,具有傳送二極管20(一般地為紅外led)和接收晶體管的光電耦合器19已經證實是方便的。傳送二極管20在該情況下通過輸出電壓調控器16的控制信號來激活并且在該情況下以其傳導率控制初級側上的光學敏感晶體管。借助于光電耦合器19中的光學敏感晶體管的可變傳導率,占空比(pwm)信號得以更改,由此初級切換晶體管的接通時段得以更改,所述切換晶體管在接通時間期間將變壓器的初級繞組1直接連接到初級中間電路電容器。
如果除電壓調控器16之外還提供位于次級側上的另外的電流調控器15,則該另外的電流調控器還比較對應于輸出電流——也就是說,來自分流器6——的信號與參考。由于該電流調控器15一般地還設計為具有反饋的運算放大器,所以信號可以在控制輸出處流出,該輸出在其超出由參考設定的限制值時明顯變化。一般地,該信號在or電路中連接到光電耦合器19的傳送二極管20,并且也就是說,使得彼此分離的兩個調控器15,16能夠激活傳送二極管20(如果輸出電壓或者輸出電流超出相應限制值的話)。如果電路以這樣的方式設計,則當通過兩個控制信號之一激活傳送二極管20時,光學敏感晶體管的傳導率增大。晶體管方便地連接到pwm調控器使得在該情況下接通時間減少,并且作為結果,輸出電壓和輸出電流減小。
圖7示出了圖6的電路的變形,其中附加分流器6布置在輸出電路的正分支中,并且也就是說還在去往電壓調控器16的分支的上游,然而其中沒有另外的組件提供在分流器6和正輸出5之間。在圖7中,第一測量接觸點8直接提供在分流器6的上游,第二測量接觸點9是正輸出5。然而,或許還可想到的是,在圖7中,分流器17和電流限制單元15還布置在正分支中。
圖8在左下部示出了通過電力供應單元的外殼23的截面,電力供應單元作為示例而被示出到右邊。電力供應單元的各個導體和組件提供在印刷電路板22上,其中在該情況下僅一個第一測量接觸點8(例如,鍍錫表面)示出在印刷電路板上。由外殼形成的通道21從外殼23中的開口18通到內部中,該通道21終止在距測量接觸點8的某一距離處。在該情況下,通道21的直徑近似對應于測量接觸點8的直徑。電壓或電流測量設備(萬用表27)的測試點26可以通過該通道21插入并且因而測量接觸點8可以被接觸,而測試點26沒有轉移到印刷電路板22的其它區中。這樣的通道21可以被提供以用于圖1-7的測量接觸點8并且用于圖3的測量接觸點9。
萬用表27的其它電氣線纜連接到電力供應單元的0v端子,其由箭頭以及“0v”示出。用于將測量電壓變換成輸出電流的變換因子打印在電力供應單元上:“電流監控器20mv=1a”。
在原理上,根據本發明的電力供應單元還能夠用于除用于提供控制電壓之外的目的。
參考標記列表:
1變壓器的初級繞組
2變壓器的次級繞組
3整流器
4輸出
5輸出
6分流器
7保護電阻器
8第一測量接觸點
9第二測量接觸點
10分壓器的電阻器
11分壓器的電阻器
12繞組材料
13rc構件(濾波器)的電阻器
14rc構件(濾波器)的電阻器
15電流限制單元(電流調控器)
16電壓調控器
17用于電流調控器15的分流器
18外殼中的開口
19光電耦合器
20傳送二極管
21通道
22印刷電路板
23外殼
24輸出電容器
25操作電容器
26測試點
27萬用表。