(19)
(11) EP 0 535 763 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
07.04.1993  Patentblatt  1993/14

(21) Anmeldenummer: 92250211.7

(22) Anmeldetag:  11.08.1992
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)5B61L 5/18, B61L 3/12
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE

(30) Priorität: 30.09.1991 DE 4133090

(71) Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
D-80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Schurz, Helfried
    W-3300 Braunschweig (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Stromversorgungseinheit


    (57) Bei einer Stromversorgungseinheit für datenverarbeitende Anlagen, insbesondere Auswerte- und Codierschaltungen (10) von punktförmigen Zugbeeinflussungseinrichtungen soll die Versorgungsspannung für die am Ort der Gleiskoppelspule angeordneten Auswerte- und Codierschaltungen (10) aus den Signalstromkreisen (1) entnommen werden. Zur Energieauskopplung aus dem Signalstromkreis (1) ist ein nach dem Stromwandlerprinzip arbeitender Übertrager (6) mit seiner Primärwicklung (61) in den Signalstromkreis (1) geschaltet.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinheit für datenverarbeitende Anlagen, insbesondere Auswerte- und Codierschaltungen von punktförmigen Zugbeeinflussungseinrichtungen.

    [0002] Am Standort der mit einer punktförmigen Zugbeeinflussungseinrichtung ausgerüsteten Lichtsignale wird über eine ortsfeste Gleiskoppelspule der am Lichtsignal angezeigte Signalbegriff in codierter Form zur Empfangsspule vorüberfahrender Schienenfahrzeuge übertragen. Die Information über die Art des angezeigten Signalbegriffes wird hierbei Auswerte- und Codierschaltungen entnommen, die entweder ferngespeist oder bei geringer Leistungsaufnahme durch vom vorüberfahrenden Fahrzeug induzierte Energie versorgt werden.

    [0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stromversorgungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die es erlaubt, die Versorgungsspannung für die am Ort der Gleiskoppelspule angeordneten Auswerte- und Codierschaltungen aus den Signalstromkreisen zu entnehmen.

    [0004] Bei der Realisierung einer derartigen Stromversorgungseinheit ist darauf zu achten, daß eine gute Entkopplung der zusätzlich angeschlossenen Schaltungen von den Signalstromkreisen erreicht wird. Ferner sollen die Rückwirkungen der zusätzlich angeschlossenen Schaltungen auf die Signalstromkreise (Verformung des Signalstromes) möglichst gering und weitgehend unabhängig von deren Leistungsaufnahme und von der Größe des Signalstromes sein. Außerdem ist eine gleichmäßige Speisung der zusätzlich angeschlossenen Schaltungen sowohl bei unterschiedlichen Werten des Signalstromes (Tag/Nacht-Umschaltung) als auch bei getaktetem Strom (blinkender Signalbegriff) zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen die bereitzustellenden Versorgungsspannungen bestimmten Qualitätsanforderungen genügen, weil mit ihnen datenverarbeitende Anlagen betrieben werden. Die Spannungshöhe ist deshalb eng toleriert (ca. ± 5 %).

    [0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.

    [0006] Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit ist in den Signalstromkreis ein nach dem Stromwandlerprinzip arbeitender Übertrager eingefügt. Ein im Signalstromkreis fließender Wechselstrom läßt an der Sekundärwicklung des Übertragers eine Wechselspannung entstehen, die über eine Gleichrichteranordnung und eine Entkopplungseinrichtung eine Energiespeichereinrichtung auf eine konstante Zwischenspannung auflädt. Aus dieser Zwischenspannung werden über eine Spannungswandlereinrichtung die engtolerierten und galvanisch voneinander getrennten Versorgungsspannungen zum Betrieb der datenverarbeitenden Auswerte- und Codierschaltungen gewonnen.

    [0007] Durch die regelbare Gleichrichteranordnung wird die Zwischenspannung innerhalb vorgegebener Grenzen konstant gehalten. Bei einer Stromversorgungseinheit gemäß Anspruch 2 wird dazu immer dann, wenn die Zwischenspannung einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet - weil der vom Übertrager gelieferte, vom Signalstromkreis her vorgegebene Strom im allgemeinen größer ist als der von den Verbrauchern entnommene - die Gleichrichteranordnung an ihren Ausgangsanschlüssen kurzgeschlossen. Der gesamte vom Übertrager angebotene Strom kann nun ungehindert weiterfließen. Würde man diesen Stromfluß behindern, käme es zu Sättigungserscheinungen im Stromwandler mit unerwünschten Verformungen des Signalstromes. Solange die Ausgangsanschlüsse der Gleichrichteranordnung kurzgeschlossen sind, trennt die Entkopplungseinrichtung den nachfolgenden Teil der Stromversorgungseinrichtung von der Energiequelle und die Zwischenspannung sinkt während dieser Zeit allmählich ab. Unterschreitet die Zwischenspannung einen vorgegebenen unteren Grenzwert, dann wird die Gleichrichteranordnung wieder an den nachfolgenden Teil der Stromversorgungseinrichtung geschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der regelbaren Gleichrichteranordnung sind nunmehr nicht mehr kurzgeschlossen und die Energiespeichereinrichtung wird nachgeladen. Die Häufigkeit des Kurzschließens der Ausgangsanschlüsse der Gleichrichteranordnung wird bestimmt von den Grenzwerten der Zwischenspannung, von der Zeitkonstante der Last und vom Stromangebot des Signalstromkreises.

    [0008] Als Regeleinrichtung für die Gleichrichteranordnung sind außer diesem oben beschriebenen, periodisch kurzschließenden Zweipunktregler auch allgemein übliche Parallelregler denkbar. Bei Verwendung eines Parallelreglers als Regeleinrichtung für die Gleichrichteranordnung wird der Strom durch einen vor dem ausgangsseitigen Spannungswandler parallel angeordneten Lastwiderstand von einem Regelglied so gesteuert, daß die Zwischenspannung konstant bleibt. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist der nutzlose Verbrauch überschüssiger Leistung. Eine bessere, oben beschriebene Lösung bietet sich an, wenn man berücksichtigt, daß ein Stromwandler (Übertrager mit primärseitig eingeprägtem Strom) sekundärseitig kurzgeschlossen werden darf. Der Belastungskreis des Parallelreglers läßt sich deshalb ersetzen durch einen verlustarmen, periodisch schließenden Schalter (z. B. Transistor, vorzugsweise Leistungs-Feldeffekt-Transistor), dessen Tastverhältnis von einem Regel-Glied so gesteuert wird, daß die Zwischenspannung konstant bleibt. Man erhält dann einen Zweipunktregler, der wechselweise die speisende Stromquelle mit einem Eingangswiderstand des Verbrauchers belastet oder sie kurzschließt. Bei der im Anspruch 3 beschriebenen Stromversorgungseinheit ergeben sich somit zwei wesentliche Vorteile gegenüber der Verwendung eines Parallelreglers: Der an der Primärwicklung des auskoppelnden Übertragers entstehende Spannungsabfall wird im wesentlichen bestimmt vom Widerstand des ausgangsseitigen Verbrauchers und nicht von zusätzlichen, durch einen leistungsbehafteten Parallelregler verursachte Verluste. Ferner nimmt der Spannungsabfall mit zunehmendem Signalstrom nicht ebenfalls zu, sondern bleibt konstant oder sinkt leicht ab, je nach den im Auskoppelübertrager auftretenden Verlusten. Diese wichtige Eigenschaft sorgt für konstante Verhältnisse im Signalstromkreis auch bei unterschiedlichen Strömen (Tag/Nachtumschaltung).

    [0009] Die Gleichrichteranordnung der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit ist vorzugsweise als Vollweggleichrichterschaltung ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es dann anstelle einer Mittelpunktschaltung von Gleichrichterdioden eine Gleichrichterbrücke (Anspruch 6) zu wählen. Im Vergleich zur Mittelpunktschaltung wird einerseits nur die halbe Transformatorspannung benötigt, andererseits ist die maximale Sperrspannung an einer Gleichrichterdiode nur halb so groß wie bei einer Mittelpunktschaltung.

    [0010] Zum Schutz vor schädlichen Überspannungen kann die Stromversorgungseinheit spannungsbegrenzende Schaltungen (Ansprüche 9 bis 11) aufweisen. Bei einer Stromversorgungseinheit nach Anspruch 9 wird durch in Reihe geschaltete, parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers angeordnete Zenerdioden die am Übertrager auftretende Sekundär-Wechselspannung begrenzt. Die in den Stromversorgungseinheiten gemäß Anspruch 10 und 11 angeordneten Spannungsbegrenzerschaltungen sprechen bei offenen Ausgängen oder bei fehlerhaften Gleichrichteranordnungen an.

    [0011] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Ansprüchen 2 bis 12. Es zeigen:

    Fig. 1 ein Prinzip-Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit,

    Fig. 2 den Verlauf des Signalstroms und der am Übertrager auftretenden Senkundär-Wechselspannung, wobei das an den Ausgangsanschlüssen angeordnete Schaltelement geöffnet ist,

    Fig. 3 den Verlauf gemäß Fig. 2, jedoch mit periodisch betätigtem Schaltelement,

    Fig. 4 die Eingangskennlinie eines Spannungswandlers, der einen konstanten Lastwiderstand mit einer konstanten Ausgangsspannung speist,

    Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit,

    Fig. 6 einen an der im Signalstromkreis angeordneten Primärwicklung des Übertragers gemessenen Spannungsverlauf.



    [0012] In Fig. 1 ist mit 1 ein Signalstromkreis bezeichnet, in den ein Speisetransformator 2 mit seiner mit Abgriffen versehenen Sekundärwicklung 22 geschaltet ist. Der Speisetransformator 2 liegt hierbei mit den Anschlüssen seiner Primärwicklung 21 an einem Wechselstromnetz des Stellwerks an. In den Signalstromkreis 1 ist weiterhin eine an der Strecke befindliche Signallampe 3, ein veränderbarer Vorwiderstand 4 zum Feinabgleichen des Lampenstromes und ein Stromüberwachungsrelais 5 in Reihe geschaltet.

    [0013] In den Signalstromkreis 1 ist ferner ein nach dem Stromwandlerprinzip arbeitender Übertrager 6 zur Energieauskopplung eingefügt. Der Übertrager 6 ist hierzu mit seiner Primärwicklung 61 in Reihe zu den anderen im Signalstromkreis 1 angeordneten Bauelementen geschaltet.

    [0014] Dem Übertrager 6 ist eine Gleichrichteranordnung 7 mit nachfolgender Regeleinrichtung 8 nachgeschaltet, die in dem Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Gleichrichterbrücke ausgeführt ist. Die Regeleinrichtung 8 besteht im wesentlichen aus einem Regelglied 81 sowie einem Schaltelement 82. Bei der in Fig. 1 gezeigten Regeleinrichtung handelt es sich um einen Zweipunktregler, bei dem als Schaltelement 82 ein Leistungs-Feldeffekt-Transistor vorgesehen sein kann (Fig. 5). Bei dem in Fig. 5 dargestellten Zweipunktregler 8 ist als Regelglied 81 ein Operationsverstärker vorgesehen, der über eine Treiberschaltung 83 den Leistungs-Feldeffekt-Transistor 82 schaltet.

    [0015] Die Gleichrichterbrücke 7 ist mit ihren Eingangsanschlüssen an die Anschlußklemmen der Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 geschaltet. Weiterhin ist die Gleichrichterbrücke 7 über ihre Ausgangsanschlüsse mit Eingängen einer Spannungswandlereinrichtung 9 verbunden. Die Spannungswandlereinrichtung 9 ist schließlich mit ihren Ausgängen an eine datenverarbeitende Auswerte- und Codierschaltung 10 geführt.

    [0016] An den Ausgang der Gleichrichterbrücke 7 ist eine Entkopplungsdiode 11 geschaltet. Weiterhin ist parallel zu der Gleichrichterbrücke 7 sowie zu der Spannungswandlereinrichtung 9 eine Energiespeichereinrichtung 12 angeordnet, die in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Speicherkondensatoren besteht.

    [0017] Ein im Signalstromkreis 1 fließender Wechselstrom (Signalstrom IS) läßt an der Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 eine Wechselspannung entstehen, die über die Gleichrichterbrücke 7 und über die Entkopplungsdiode 11 die Speicherkondensatoren 12 auf eine konstante Zwischenspannung UZ auflädt. Aus dieser Zwischenspannung UZ werden über die Spannungswandlereinrichtung 9 die engtolerierten und galvanisch voneinander getrennten Versorgungsspannungen zum Betrieb der datenverarbeitenden Auswerte- und Codierschaltung 10 gewonnen.

    [0018] Durch die Regeleinrichtung 8 wird die Zwischenspannung UZ innerhalb vorgegebener Grenzen konstant gehalten. Immer dann, wenn die Zwischenspannung UZ einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, weil der vom Übertrager 6 gelieferte und vom Signalstromkreis 1 vorgegebene Strom im allgemeinen größer ist als der von der Auswerte- und Codierschaltung 10 entnommene, schließt das Schaltelement 82 die Gleichrichterbrücke 7 an ihren Ausgangsanschlüssen kurz. Der gesamte vom Übertrager 6 angebotene Strom kann nun ungehindert weiterfließen. Würde man diesen Stromfluß behindern, käme es zu Sättigungserscheinungen im Stromwandler (im Umrichter 6) mit unerwünschten Verformungen des Signalstromes IS. Solange das Schaltelement 82 geschlossen ist, trennt die Entkopplungsdiode 11 den nachfolgenden Teil der Stromversorgungseinrichtung von der Energiequelle, die Zwischenspannung UZ sinkt während dieser Zeit allmählich ab. Die Entkopplungsdiode 11 verhindert, daß sich die Speicherkondensatoren 12 über das geschlossene Schaltelement 82 entladen. Unterschreitet die Zwischenspannung UZ einen vorgegebenen unteren Grenzwert, dann öffnet das Regelglied 81 der Regeleinrichtung 8 das Schaltelement 82 und die Speicherkondensatoren 12 werden nachgeladen. Die Häufigkeit des Umschaltens wird vom Abstand zwischen der vorgegebenen Ober- und Untergrenze der Zwischenspannung UZ, von der Zeitkonstanten der Last und vom Stromangebot der Stromquelle bestimmt.

    [0019] In Fig. 2 und 3 ist die Wirkungsweise der in der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinheit bevorzugt eingesetzten Zweipunktregelung erläutert. Dargestellt ist jeweils der sinusförmige Signalstrom IS und der an der Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 auftretende Spannungsverlauf U₂(t). Bei ständig geöffnetem Schaltelement 82 entsteht nahezu phasengleich zum Signalstrom IS an der Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 eine rechteckähnliche Spannung U₂(t) mit dem Scheitelwert

    , wobei mit UD die Diodendurchlaßspannung bezeichnet ist. Die Flanken im Bereich der Nulldurchgänge stellen Anfangs- und Endstücke von Sinushalbwellen mit sehr großer Amplitude dar, die sich bei offener Sekundärwicklung einstellen würden; das gilt jeweils immer nur solange, wie U₂(t) < Û ist - wenn also die Gleichrichterdioden der Gleichrichterbrücke 7 sperren.

    [0020] In Fig. 3 ist wiederum der Signalstrom IS und die an der Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 entstehende Spannung U₂(t) gezeigt, jedoch ist hierbei das Schaltelement 82 durch das Regelglied 81 periodisch betätigt. Bei geschlossenem Schaltelement 82 verringert sich U₂(t) auf Uk. Der Signalstrom IS verändert sich dabei nur geringfügig, weil seine Amplitude nahezu völlig von den übrigen Signalkreis-Elementen bestimmt wird.

    [0021] Die Notwendigkeit einer Regelung bei der Spannungswandlereinrichtung 9 soll anhand von Fig. 4 erläutert werden. Bei der in Fig. 4 gezeigte Eingangskennlinie eines Gleichspannungswandlers, der einen konstanten Lastwiderstand mit konstanter Ausgangsspannung speist, lassen sich die mit Ab, Nb bzw. Ün bezeichneten Teilbereiche Anlaufbereich, Nutzbereich und Überspannungsbereich unterscheiden. Im Anlaufbereich (Ab) hat die Ausgangsspannung noch nicht ihren Nennwert erreicht; im Nutzbereich (Nb) liegt eine nahezu konstante Leistungsaufnahme des Gleichspannungswandlers vor; im Überspannungsbereich (Üb) nimmt der Eingangsstrom mit größer werdender Eingangsspannung wegen des dort schlechteren Wirkungsgrades und wegen spannungsbegrenzender Maßnahmen wieder zu. Beim Betrieb mit einem vorgegebenen Konstantstrom Iconst, den ein Stromwandler mit nachgeschaltetem Gleichrichter ohne zusätzliche Einrichtungen liefern würde, erhält man im interessierenden Strombereich drei mögliche, mit A,B,C bezeichnete Arbeitspunkte, von denen sich allein der Arbeitspunkt C im ungünstigen Überspannungsbereich als stabil erweist. Um im Nutzbereich einen stabilen Arbeitspunkt B zu erhalten, ist der Gleichspannungswandler statt mit vorgegebem Strom Iconst mit konstanter Eingangsspannung UEconst zu betrieben. Der zu diesem neuen Arbeitspunkt B gehörende Wandlereingangsstrom IEB ist im allgemeinen kleiner als der von der Stromquelle her angebotene Strom. Eine zwischen der Gleichrichteranordnung 7 und der Spannungswandlereinrichtung 9 einzufügende Regeleinrichtung 8 muß deshalb die Zwischenspannung UZ konstant halten und den überschüssigen, von der Stromquelle angebotenen Strom aufnehmen. Die Regeleinrichtung 8 kann hierzu als allgemein üblicher Parallelregler oder als periodisch kurzschließender Zweipunktregler ausgebildet sein. Bei einem Parallelregler wird der Strom durch einen vor den ausgangsseitigen Spannungswandlern parallel angeordneten Lastwiderstand von einer Regeleinrichtung so gesteuert, daß die Zwischenspannung UZ konstant bleibt. Hierbei wird allerdings die überschüssige Leistung nutzlos verbraucht. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Stromwandler (im vorliegenden Fall ist dies der Übertrager 6 mit primärseitig eingeprägtem Strom) sekundärseitig kurzgeschlossen werden darf, kann die Regeleinrichtung 8 in vorteilhafter Weise als periodisch kurzschließender Zweipunktregler ausgebildet sein. Der Belastungskreis des Parallelreglers ist dann durch ein verlustarmes, periodisch schließendes Schaltelement 82 (z. B. Transistor vorzugsweise ein Leistungs-Feldeffekt-Transistor) ersetzt, dessen Tastverhältnis von einem Regelglied 81 so gesteuert wird, daß die Zwischenspannung UZ konstant bleibt. Durch den Zweipunktregler 8 wird also der Übertrager 6 wechselweise mit dem Eingangswiderstand des Verbrauchers belastet oder kurzgeschlossen. Gegenüber einem Parallelregler bietet dieser Zweipunktregler zwei wesentliche Vorteile. Zum einen wird der an der Primärwicklung 61 des auskoppelnden Übertragers 6 entstehende Spannungsabfall U₁ im wesentlichen bestimmt vom Widerstand des ausgangsseitigen Verbrauchers und nicht durch zusätzliche, durch einen leistungsbehafteten Parallelregler verursachte Verluste. Zum anderen nimmt der Spannungsabfall U₁ mit zunehmendem Signalstrom IS nicht ebenfalls zu, sondern bleibt konstant oder sinkt leicht ab - Je nach den im Übertrager 6 auftretenden Verlusten. Diese wichtige Eigenschaft sorgt auch bei unterschiedlichen Strömen (Tag/Nachtumschaltung) für konstante Verhältnisse im Signalstromkreis 1. Ein gemessener Spannungsverlauf

    ist in Fig. 6 dargestellt. Mit N bzw. T sind hierbei die Betriebspunkte bei Nachtstrom (N) bzw. bei Tagstrom (T) bezeichnet.

    [0022] Die Spannungswandlereinrichtung 9 ist bei dem in den Fig. 1 und 5 dargestellten Anwendungsfall für eine Eingangsspannung UE von 14 bis 25 V ausgelegt, damit auch bei blinkendem Signalbegriff und demzufolge intermittierendem Signalstrom IS gleichbleibende Ausgangsspannungen bereitgestellt werden können. Voraussetzung hierfür ist, daß die Speicherkondensatoren 12 über eine hinreichend große Kapazität verfügen. Die in Fig. 1 und 5 zusätzlich eingezeichneten, nicht mit Bezugszeichen versehenen Übertragerwicklungen mit jeweils einer nachfolgenden Gleichrichterbrücke deuten an, daß die erfindungsgemäße Stromversorgungseinheit auch für die Energieauskopplung aus mehreren Signalstromkreisen geeignet ist.

    [0023] Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Zweipunktregler 8 einen als Komparator wirkenden Operationsverstärker 81, der über eine Treiberschaltung den Leistungs-Feldeffekt-Transistor 82 schaltet. Die Häufigkeit und Dauer des Einschaltens wird bestimmt von der Lage der Schaltschwellen (Komparator-Hysterese), von der Zeitkonstanten der Last und vom Stromangebot der Stromquelle.

    [0024] Die Stromversorgungseinheiten gemäß Fig. 1 und 5 sind weiterhin durch spannungsbegrenzende Schaltungen vor schädlichen Überspannungen geschützt. Zur Begrenzung der am Übertrager 6 auftretenden Sekundär-Wechselspannung sind parallel zur Sekundärwicklung 62 des Übertragers 6 zwei Dioden vorgesehen. Diese Zenerdioden 13 sind an ihren anodenseitigen Anschlüssen in Reihe geschaltet.

    [0025] Ferner ist zwischen den Speicherkondensatoren 12 und der Spannungswandlereinrichtung 9 eine zu diesen parallel geschaltete Spannungsbegrenzerschaltung 14 vorgesehen. Die Spannungsbegrenzerschaltung 14 umfaßt einen Transistor 141, dessen Kollektor über einen Widerstand 142 an den "+"-Anschluß der Speicherkondensatoren 12 geschaltet ist. Der Emitter des Transistors 141 ist mit dem "-"-Anschluß der Speicherkondensatoren 12 verbunden. Die Steuerung des Transistors 141 erfolgt über eine Zenerdiode 143 und den Abgriff eines mit dieser in Reihe liegenden Spannungsteilers 144.

    [0026] Für die hier nicht erläuterte Informationsauskopplung kann der gleiche Übertrager 6 wie für die Energieauskopplung benutzt werden, wenn hierfür eine zusätzliche Auskoppelwicklung aufgebracht wird. Eine andere Möglichkeit der Informationsauskopplung besteht darin, in die "-"-Leitung der Gleichrichterbrücke 7 einen niederohmigen Meßwiderstand (beispielsweise 1 Ohm) einzufügen, um dort einen stromproportionalen Spannungsabfall abgreifen zu können.


    Ansprüche

    1. Stromversorgungseinheit für datenverarbeitende Anlagen, insbesondere Auswerte- und Codierschaltungen von punktförmi gen Zugbeeinflussungseinrichtungen, wobei die Einheit folgende Merkmale umfaßt:

    a) wenigstens einen Signalstromkreis (1), in dem mindestens eine Sekundärwicklung (22) eines vom Wechselstromkreis mit Spannung versorgten Speisetransformators (2), eine Signallampe (3) sowie ein Stromüberwacher (5) in Reihe geschaltet sind,

    b) zur Energieauskopplung aus dem Signalstromkreis (1) ist ein nach dem Stromwandlerprinzip arbeitender Übertrager (6) mit seiner Primärwicklung (61) in den Signalstromkreis (1) geschaltet,

    c) dem Übertrager (6) ist eine regelbare Gleichrichteranordnung (7) nachgeschaltet, die die an der Sekundärwicklung (62) des Übertragers (6) anliegende Wechselspannung (U₂) in eine innerhalb vorgebbarer Grenzen konstante Zwischenspannung (UZ) gleichrichtet,

    d) eine Spannungswandlereinrichtung (9) ist mit ihren Eingängen an die Ausgangsanschlüsse der Gleichrichteranordnung (7) und mit ihren Ausgängen an die datenverarbeitende Anlage (10) geschaltet,

    e) an den Ausgang der Gleichrichteranordnung (7) ist eine Entkopplungseinrichtung (11) geschaltet,

    f) parallel zu der Gleichrichteranordnung (7) und zu der Spannungswandlereinrichtung (9) ist eine Energiespeichereinrichtung (12) angeordnet.



     
    2. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Gleichrichteranordnung (7) mittels einer Regeleinrichtung (8) regelbar ist, wobei die Regeleinrichtung (8) im wesentlichen ein parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichrichteranordnung (7) angeordnetes Regelglied (81) sowie ein von diesem geschaltetes Schaltelement (82) umfaßt, durch das die Gleichrichteranordnung (7) an ihren Ausgangsanschlüssen kurzschließbar ist.
     
    3. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Regeleinrichtung als Zweipunktregler (8) ausgebildet ist.
     
    4. Stromversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Schaltelement ein Leistungs-Feldeffekt-Transistor (82) vorgesehen ist.
     
    5. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 3 und 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Regelglied des Zweipunktreglers (8) ein als Komparator wirkender Operationsverstärker (81) vorgesehen ist, der über eine Treiberschaltung (83) den Leistungs-Feldeffekt-Transistor (82) schaltet.
     
    6. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Gleichrichteranordnung eine Gleichrichterbrücke (7) umfaßt, die mit ihren Eingangsanschlüssen an die Anschlußklemmen der Sekundärwicklung (62) des Übertragers (6) geschaltet ist.
     
    7. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Entkopplungseinrichtung wenigstens eine Entkopplungsdiode (11) umfaßt, die in Reihe zu wenigstens einem der Ausgangsanschlüsse der Gleichrichteranordnung (7) angeordnet ist.
     
    8. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Energiespeichereinrichtung wenigstens ein Speicherkondensator (12) vorgesehen ist, der parallel zur Gleichrichteranordnung (7) und zur Spannungswandlereinrichtung (9) liegt.
     
    9. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zur Spannungsbegrenzung wenigstens zwei parallel zur Sekundärwicklung (62) des Übertragers (6) angeordnete, in Reihe geschaltete Zenerdioden (13) vorgesehen sind.
     
    10. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zwischen der Energiespeichereinrichtung (12) und der Spannungswandlereinrichtung (9) eine zu diesen parallel geschaltete Spannungsbegrenzerschaltung (14) vorgesehen ist.
     
    11. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Spannungsbegrenzerschaltung (14) einen Transistor (141) umfaßt, dessen Kollektor über einen Widerstand (142) an den einen Eingang und dessen Emitter an den anderen Eingang der datenverarbeitenden Anlage (10) geschaltet ist, und daß die Steuerung des Transistors (141) über eine Zenerdiode (143) und den Abgriff eines mit dieser in Reihe liegenden Spannungsteilers (144) erfolgt.
     
    12. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Sekundärwicklung (22) des Speisetransformators (2) mit Abgriffen versehen ist zur Anpassung der an ihr anliegenden Wechselspannung an unterschiedliche Stellentfernungen.
     




    Zeichnung