STROMVERSORGUNGSVORRICHTUNG MIT LEIS ¹ TUNGSFAKTORKORREKT-UR UND (EISCHALT) -STROMBEGRENZUNG

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stromversorgungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Stromversorgungsvorrichtungen, insbesondere zur Anwendung in Flugzeugen, bekannt, die eine Regeleinheit aufweisen, die dazu vorgesehen sind, einen Stromverlauf an einen Spannungsverlauf anzugleichen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Stromversorgungsvorrichtung, insbesondere für ein Flugzeug, mit einer Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, einen Stromverlauf an einen Spannungsverlauf anzugleichen. Dabei soll unter "angleichen" insbesondere zumindest eine Annäherung des Spannungsverlaufs an den Stromverlauf verstanden werden.

Es wird vorgeschlagen, dass die Stromversorgungseinheit wenigstens eine Aktiveinheit mit zumindest einer zuschaltbaren

Einheit aufweist. Unter einer "Aktiveinheit" soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest teilautomatisiert einen Schaltvorgang zu realisieren. Ferner soll unter der "zuschaltbaren Einheit" ins- besondere eine Einheit verstanden werden, mittels der der

Stromverlauf in einem Arbeitsbereich beeinflusst werden kann. Unerwünschten Abweichungen des Stromverlaufs vom Spannungsverlauf trotz der Regelung durch die Regelungseinheit können damit vorteilhaft zumindest entgegengewirkt werden. Ferner kann eine Filterung in einem weiteren Frequenzbereich, insbesondere zwischen 350 - 800 Hz erreicht, ein Klirrfaktor kann verbessert und es kann eine vorteilhafte Begrenzung eines Einschaltstroms erzielt werden.

Ist die Aktiveinheit dazu vorgesehen, die Einheit im Bereich eines Nulldurchgangs des Spannungsverlaufs zuzuschalten, können insbesondere im Bereich des Nullpunkts des Spannungsverlaufs bzw. im Nulldurchgang Abweichungsfehler zumindest reduziert werden. Dabei soll unter "Bereich eines Nulldurchgangs des Spannungsverlaufs" insbesondere ein Bereich unter 30%, vorzugsweise unter 20% und besonders vorteilhaft unter 15% der maximal anliegenden Spannung verstanden werden.

Die Einheit kann von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheiten gebildet sein, insbesondere vorteilhaft von einer Einheit, die zumindest in einem Arbeitsbereich, vorzugsweise in einem Nulldurchgang der Spannung, ein zumindest im Wesentlichen lineares Verhalten aufweist, wobei unter "im Wesentlichen" insbesondere verstanden werden soll, dass dessen Verhalten weniger als 10% von einem theoretisch vollständig linearen Verhalten abweicht.

Ferner wird die Einheit besonders vorteilhaft von einer Widerstandseinheit gebildet, wobei unter einer "Widerstandseinheit" insbesondere eine Einheit verstanden soll, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Arbeitsbereich in einem Nulldurchgang einen ohmschen Widerstand nachzubilden, wie beispielsweise ein Feldeffekttransistor, und/oder vorzugsweise zumindest einen ohmschen Widerstand aufweist, wodurch die Widerstandseinheit besonders konstruktiv einfach realisierbar ist. Mittels einer Widerstandseinheit kann vorteilhaft ein- fach die Filterung in einem weiteren Frequenzbereich erreicht, der Klirrfaktor verbessert und es kann eine vorteilhafte Begrenzung eines Einschaltstroms erzielt werden, und zwar insbesondere, indem auf einen Eingangswiderstand der Regeleinheit verzichtet oder dessen Widerstandswert zumindest reduziert werden kann.

Weist die Einheit zumindest in einem Bereich wenigstens einen von einem Temperaturwert abhängigen Kennwert auf, um ein gezieltes Temperaturverhalten zu erreichen, kann vorteilhaft eine gewünschte automatisierte Anpassung an einen sich verändernden Temperaturwert erreicht werden und es kann eine vorteilhafte Linearisierung über der Last erzielt werden. Unter einem "gezielten Temperaturverhalten" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Einheit gezielt in der Weise ge- wählt ist, dass sich dessen Verhalten mit dem Temperaturwert verändert.

Besonders vorteilhaft weist die Einheit ein NTC-Verhalten auf (NTC: Negative Temperature Coefficient) , so dass mit steigen- der Temperatur ein Kennwert abfällt, wie vorteilhaft ein e- lektrischer Widerstand, wodurch eine erhöhte Sicherheit er-

reicht werden kann. Zur Erzielung des NTC-Verhaltens kann die Einheit verschiedene, dem Fachmann als geeignet erscheinende Bauteile aufweisen, vorteilhaft weist die Einheit jedoch zumindest einen NTC-Widerstand auf, wodurch ein entsprechendes Verhalten konstruktiv einfach und kostengünstig realisiert werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktiveinheit wenigstens eine Steuereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest bei einem bestimmten Phasenwinkel einen Schaltvorgang einzuleiten, wodurch gezielt bei bestimmten Phasenwinkeln auftretenden Störeffekten entgegengewirkt werden kann. Dabei kann die Steuereinheit von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erschei- nenden Einheiten gebildet sein, wie insbesondere von Phasen- winkelvergleichern und/oder von Einheiten, die bei bestimmten Zeiten schalten, bei denen bestimmte Phasenwinkel vorliegen usw. Eine Schaltschwelle kann an eine Phasenlage und/oder an eine Amplitude gekoppelt sein.

Vorzugsweise weist die Aktiveinheit wenigstens einen Kompara- tor auf, wodurch konstruktiv einfach ein gewünschter Schaltvorgang, insbesondere bei einem bestimmten Phasenwinkel, gezielt erreicht werden kann.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe- Schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und

die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen .

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stromversorgungsvorrichtung und Fig. 2 einen Spannungsverlauf.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte Stromversorgungsvorrichtung für ein Flugzeug mit einer Regeleinheit 10, die dazu vorgesehen ist, einen Stromverlauf an einen Spannungsverlauf 12 anzugleichen (Figuren 1 und 2) . Die Regeleinheit 10 ist mit den Anschlüssen 24, 26 mit einer nicht näher dar- gestellten AC Stromquelle (AC: alternating current) verbunden und weist nach dem Anschluss einen NTC-Widerstand 28 auf, um einen Einschaltstrom zu begrenzen. An den NTC-Widerstand 28 schließt sich ein Brückengleichrichter 30 der Regeleinheit 10 an. Ferner umfasst die Regeleinheit 10 einen Pufferkondensa- tor 32 für einen Schalter 34 der Regeleinheit 10, der von einem PFC-Chip 36 (PFC: Power Factor Correction) der Regeleinheit 10 geschaltet wird. Zudem weist die Regeleinheit 10 einen mit dem PFC-Chip 36 gekoppelte Elektronikeinheit 38 mit einer Drossel und einer Hilfsspule zur Energiespeicherung, eine der Elektronikeinheit 38 nachgeschaltete Diode 40 zur Gleichrichtung und einen der Diode 40 nachgeschalteten Kon-

densator 42 auf. Ferner weist die Regeleinheit 10 der Diode 40 nachgeschaltete, parallel zum Kondensator 42 geschaltete Widerstände 44, 46 zur Spannungsrückführung auf, wobei ein zwischen den Widerständen 44, 46 angekoppelter Pfad 48 zum PFC-Chip 36 geführt ist. Die Aufgabe der Regeleinheit 10 ist es, einen Strom zu erzeugen, der möglichst exakt der Sinus- Form der Spannung folgt. Dieses gilt sowohl für die Sinus- Form des Stroms als auch für die Phasenlage zwischen Strom und Spannung. Dies bedeutet, dass die Regeleinheit 10 dazu vorgesehen ist, quasi eine ohmsche Last zu simulieren.

Neben der Regeleinheit 10 weist die Stromversorgungsvorrichtung eine Aktiveinheit 14 mit einer von einem ohmschen NCT- Widerstand gebildeten zuschaltbaren Einheit 16 auf. Die Ak- tiveinheit 14 ist an den mit A und B gekennzeichneten Andockpunkten dem Schalter 34 in Reihe nachgeschaltet bzw. in den Strompfad des Schalters 34 integriert. Die Aktiveinheit 14 weist eine von einem Komparator gebildete Steuereinheit 22 auf, die dazu vorgesehen ist, eine nach dem Brückengleich- richter 30 anliegende Spannung mit einer Referenzspannung U _re f zu vergleichen, die zwischen 5% und 15%, vorzugsweise ca. 10% der maximalen Spannung bzw. ca. 15 V beträgt, und damit bei einem bestimmten Phasenwinkel die Einheit 16 in einem Bereich 18 eines Nulldurchgangs 20 des Spannungsverlaufs 12 mittels eines Schalters 50 zuzuschalten. Ausgehend von einem An- schluss 52 nach dem Brückengleichrichter 30 ist einem Pfad 54 zur Steuereinheit 22 ein Widerstand 56 vor- und ein Widerstand 58 nachgeschaltet, wobei der zweite Widerstand 58 an Masse gelegt ist.

Oberhalb der Referenzspannung U _rβf ist der Schalter 50 geschlossen. Wird die Referenzspannung U _re f unterschritten, wird von der Steuereinheit 22 der Schalter 50 geöffnet und der Strom des Schalters 34, der vom PFC-Chip 36 gesteuert wird, fließt über die Einheit 16, was sich auf die Taktfrequenz des PFC-Chips 36 auswirkt, indem eine weiche Kennlinie erreicht und die Taktfrequenz dadurch abgesenkt wird. Ferner wirkt sich die Zuschaltung auf den sinusförmigen Strom des Asynchrongenerators aus, indem ein tatsächlicher ohmscher Wider- stand anliegt. Steigt die sinusförmige Eingangsspannung wieder über die Referenzspannung U _re o wird die Einheit 16 wieder vom Schalter 50 kurzgeschlossen und ist somit außer Funktion.

Beim Einschalten der AC Stromquelle bzw. beim Hochfahren des Systems ist der Schalter 50 offen. Der Strom fließt demnach durch die von dem NTC-Widerstand gebildete Einheit 16 und wird auf einen bekannten Wert begrenzt. Nach einer gewissen Zeit, wenn das System angelaufen ist, schließt der Schalter 50 und die vom NTC-Widerstand gebildete Einheit 16 wird kurz- geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator 42 aufgeladen, der ohne die Aktiveinheit 14 und ohne den NTC- Widerstand 28 zu einem hohen Einschaltstrom geführt hätte, so dass das Deaktivieren der vom NTC-Widerstand gebildeten Einheit 16 keine Folgen hat. Bedingt durch die Aktiveinheit 14 kann der NTC-Widerstand 28 vorteilhaft klein dimensioniert oder sogar vollständig eliminiert werden, wodurch Verluste und eine dadurch bedingte Erwärmung zumindest reduziert werden können.

Durch die Ausbildung der Einheit 16 als NTC-Widerstand können Fehlfunktionen und überhitzungen bei Ausfall des Schalters 50 vermieden werden.

Bezugszeichen

10 Regeleinheit 52 Anschluss

12 Spannungsverlauf 54 Pfad

14 Aktiveinheit 56 Widerstand

16 Einheit 58 Widerstand

18 Bereich Uref Referenzspannung

20 Nulldurchgang A Andockpunkt

22 Steuereinheit B Andockpunkt

24 Anschluss

26 Anschluss

28 NTC-Widerstand

30 Brückengleichrichter

32 Pufferkondensator

34 Schalter

36 PFC-Chip

38 Elektronikeinheit

40 Diode

42 Kondensator

44 Widerstand

46 Widerstand

48 Pfad

50 Schalter