本发明专利技术涉及一种电源，具有至少一个用于输出输出直流电压的输出端和用于不中断地供应电流的电路，其中，在输入侧的直流‑直流转换器和用于调节至少一个输出直流电压的输出侧的至少一个输出开关调节器之间布置有具有可变的或未经调节的中间电路电压的中间电路。在具有可变的中间电路电压的所述中间电路上连接有蓄能器模块，蓄能器模块包括蓄电池。蓄电池经由充电电路连接到所述中间电路，所述充电电路除了充电调节器之外还包括用于将蓄电池能量输出到所述中间电路中的至少一个去耦合元件。此外，至少一个输出开关调节器具有运行电压下限，所述运行电压下限位于所述蓄能器模块的放电电压之下。
【技术实现步骤摘要】
电源
本专利技术涉及一种具有至少一个用于输出输出直流电压的输出端和用于不中断地供应电流的电路的电源。
技术介绍
电源用于将供电网电压转换为用于向至少一个连接的负载供电的经调节的输出直流电压。很多应用领域在此要求跨接电网失效。例如在供电网短时间失效的情况下应该继续向工业设备的控制装置供应电能。为此必需的是，暂存能量并且在需要时向要供电的负载输出能量。根据现有技术，用于不中断地供应电流的电路（USV）被布置在电源的输出端处。例如具有例如24V的输出直流电压的标准电源与直流USV联接。或者电容器（图1）或者蓄电池（图2）用作直流USV的蓄能器。直流USV从标准电源得到用于给蓄能器充电的能量。在电容器解决方案的情况下，由于电网失效，从标准电源到负载的电流路径被切换到从已充电的电容器到负载的电流路径。在此下行或上行开关调节器负责将下降的电容器电压转换为预先给定的输出直流电压。蓄电池的使用不需要下行开关调节器，因为相当恒定的蓄电池电压可适配于输出直流电压。为了借助标准电源给蓄电池充电，仅仅需要一个充电电路。在电网失效的情况下，通过另外的开关借助蓄电池向负载供电。缺点是在两个解决方案下的实现花费，因为使用了两个被控制的单元、即一方面标准电源和另一方面直流USV。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，针对开头所述方式的电源说明相对于现有技术的改进。根据本专利技术，该任务通过根据权利要求1的装置来解决。改进方案在从属权利要求中被说明。在此，在输入侧的直流－直流转换器和至少一个用于调节至少一个输出直流电压的输出侧的输出开关调节器之间布置有中间电路。蓄能器模块被直接连接到该具有可变电压的中间电路上。因此不需要附加的具有充电电路或充电监控装置和切换供电支路的装置的设备。直流-直流转换器和后置的输出开关调节器的两级性使得蓄能器能够直接连接到中间电路上。该中间电路有利地被构造为具有直至例如45V的电压的低电压中间电路，由此通过使用者的操作变得更简单和更安全。此外，在使用蓄电池的情况下更少的电池数量就足以。作为直流-直流转换器例如设置具有固定的变换比的谐振转换器。因为根据本专利技术的电源已经包括输出开关调节器，所以电网失效跨接时间的提高以简单的方式通过接通另外的蓄能器模块来实现，而无需电路结构的附加的改变。此外，多个输出开关调节器可连接到中间电路上，使得电源拥有多个、必要时也不同的输出直流电压。在一种有利的构造中，一个输出开关调节器或多个输出开关调节器被构造为下行开关调节器。以该方式可以将中间电路电压调节为低电压，该低电压允许组件的无危险的接通和断开。由这样的低电压中间电路借助下行开关调节器实现24伏特范围内的常见的输出电压。在下行开关调节器的输入和输出电压之间的小的水平差在此能够实现高的效率。在此有利的是，蓄能器模块被布置在单独的壳体中并且可借助插头接触部与该中间电路连接。为了连接多个蓄能器模块，中间电路具有多个接触部。替代于此，电网失效跨接时间的简单改变可通过更换不同容量的蓄能器模块来执行。根据本专利技术的装置的另外的优点在于，蓄能器模块附加地可用于满足在特别不稳定的负载情况下的功率尖锋，例如在起动直流发动机的情况下。蓄能器模块不必额外地被接通，因为该蓄能器模块被永久地连接在中间电路上。在本专利技术的一种改进方案中，直流-直流转换器通过所谓的有源功率因数校正电路（PFC电路）被连接到输入侧的供电电压上。这样的装置应该在单相供电网的情况下被设置并且减少具有高次谐波的电网的负荷。此外，因此更宽的输入电压范围是可能的。在最简单的情况下，蓄能器模块包括电容器、例如铝电解质电容器或所谓的超级电容器（Ultra－Cap）。电容器在此被直接连接到中间电路上。为了在电源的接通过程期间限制电容器的充电电流，适宜的是将电容器通过充电电阻连接到中间电路上。于是电容器的充电时间不限制电源的起动时间。输出直流电压在电容器的完全充电之前就已经可供使用。在一种有利的改进方案中，开关元件与该充电电阻并联。因此一旦电容器被充满，充电电阻就可被跨接。出于该目的，该开关元件与电源的控制装置连接。在本专利技术的另一种构型中，蓄能器模块包括蓄电池，由此可实现更长的电网失效跨接时间。如果在直流-直流转换器的输出端上的中间电路电压高于蓄电池的充电终止电压，那么只需要简单的开关、诸如二极管来用于反向馈电到中间电路中。任何其它的附加电子设备可以不用考虑。在其它的情况下合适的是，蓄电池通过充电电路被连接到中间电路上。这样的充电电路在最简单的情况下由具有蓄电池模块中的串联开关的电阻和去耦二极管组成。另一种变型规定，电源包括至少两个输出侧的输出开关调节器并且蓄电池通过被构型为充电电路的输出开关调节器被连接到中间电路上。输出开关调节器在此无论如何都拥有可调节的电压和电流限制。在电网失效的情况下，蓄电池通过开关调节器反向馈电到中间电路中。于是开关调节器在相反的方向上作为上行开关调节器工作并且将蓄电池电压水平提高到更高的中间电路电压水平上。一个输出直流电压或多个输出直流电压保持完全可调节。因此蓄电池的电池数量也不依赖于各个负载输出端的输出直流电压。替代于此，蓄电池附加地通过去耦元件被连接到中间电路上。在该情况下，输出开关调节器不必被设计为反馈蓄电池电流。输出开关调节器只须管理蓄电池的明显更小的充电电流。此外有利的是，充电电路或蓄能器模块通过附加的连接与电源的控制装置连接，以便确定蓄电池的充电状态。一般有利的是，输出开关调节器具有运行电压下限，该运行电压下限位于蓄能器模块的放电电压之下。蓄电池的放电终止电压经常明显地位于空转电压之下。于是该低的放电终止电压对于输出开关调节器来说也可用作输入侧的运行电压。本专利技术的另一种构型规定，设置另外的中间电路与该中间电路并联，该另外的中间电路被通过另外的直流-直流转换器馈电。输出开关调节器于是又被连接到该另外的中间电路上。在此有利的是，在每个中间电路上连接有自身的蓄能器模块。因此说明了一种将总功率分配到两个中间电路上的简单的结构。替代于此地规定，共同的蓄能器模块通过相应的开关单元被连接到两个中间电路上。有利地，相应的开关单元包括作为去耦元件的二极管。有利地，设置保险装置与至少一个开关单元串联。该保险装置被设计为在触发时另外的中间电路还可以被供电。以该方式，被保险的中间电路可以在干扰情况下与蓄能器模块分开，而不影响该另外的中间电路的运行。此外，借助蓄能器模块也可以缓冲所述另外的中间电路。在一种根据本专利技术的用于运行上面所述的电源的方法中规定，在正常的运行中蓄能器模块被用来自中间电路的能量充电并且在需要时将能量放电到中间电路中。必要时，在蓄能器模块连接到中间电路上之前或在电源的开动过程期间设置对蓄能器模块的另外的充电。附图说明下面以示例的方式参考附图解释本专利技术。其中以示意图：图1示出根据现有技术的具有电容器的USV；图2示出根据现有技术的具有蓄电池的USV；图3示出具有电容器的电路装置；图4示出具有电容器和充电电路的电路装置；图5示出具有蓄电池和充电电路的电路装置；图6示出具有蓄电池和开关调节器的电路装置，该开关调节器被用作充电电路；图7示出根据图6的具有双向工作方式的开关调节器；图8示出具有两个路径和两个蓄能器模块的电源；图9示出具有两个路径和一个蓄能器模块的电源。具体实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.电源，具有至少一个用于输出输出直流电压的输出端和用于不中断地供应电流的电路，其中，在输入侧的直流‑直流转换器（8）和用于调节至少一个输出直流电压的输出侧的至少一个输出开关调节器（91、92、93、9n）之间布置有具有可变的中间电路电压的中间电路（10），并且在具有可变的中间电路电压的所述中间电路（10）上连接有蓄能器模块（15、15′），其特征在于，所述蓄能器模块（15、15′）包括蓄电池（7），其中所述蓄电池（7）经由充电电路（16）连接到所述中间电路（10），所述充电电路（16）除了充电调节器之外还包括用于将蓄电池能量输出到所述中间电路（10）中的至少一个去耦元件，以及所述至少一个输出开关调节器（91、92、93、9n）具有运行电压下限，所述运行电压下限位于所述蓄能器模块（15、15′）的放电电压之下。
【技术特征摘要】
2012.02.06 EP 12153977.91.电源，具有至少一个用于输出输出直流电压的输出端和用于不中断地供应电流的电路，其中，在输入侧的直流-直流转换器（8）和用于调节至少一个输出直流电压的输出侧的至少一个输出开关调节器（91、92、93、9n）之间布置有具有可变的中间电路电压的中间电路（10），并且在具有可变的中间电路电压的所述中间电路（10）上连接有蓄能器模块（15、15′），其特征在于，所述蓄能器模块（15、15′）包括蓄电池（7），其中所述蓄电池（7）经由充电电路（16）连接到所述中间电路（10），所述充电电路（16）除了充电调节器之外还包括用于将蓄电池能量输出到所述中间电路（10）中的至少一个去耦元件，以及所述至少一个输出开关调节器（91、92、93、9n）具有运行电压下限，所述运行电压下限位于所述蓄能器模块（15、15′）的放电电压之下。2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述输出开关调节器（91、92、93、9n）被构造为下行开关调节器。3.根据权利要求1至2之一所述的电源，其特征在于，所述直流-直流转换器（8）被构造为谐振转换器。4.根据权利要求3所述的电源，其特征在于，用作直流-直流转换器（8）的谐振转换器具有固定的变换比。5.根据权利要求1至4之一所述的电源，其特征在于，所述蓄能器模块（15、15′）被布置在单独的壳体中并且可借助插头接触部与所述中间电路（10）连接。6.根据权利要求1到4之一所述的电源，其特征在于，所述直流-直流转换器（8）经由所谓...
【专利技术属性】
技术研发人员：C奥格斯基，H施魏格特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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