Um die hochfrequenten
Schaltfrequenzen innerhalb des Netzteiles vom 230-Volt-Versorgungsnetz
fernzuhalten, befindet sich direkt am Eingang ein passives
LC-Netzfilter. Aufgrund der hohen Leistung, insbesondere bei
Kaskadierung mehrerer Anlagen, muß der Eingangsstrom über eine
Leistungsfaktorkorrektur gefiltert werden. Bei einem herkömmlichen
Netzgleichrichter mit Siebelko wird der Stromverlauf stark verzerrt.
Dies führt zu einem hohen Blindstromanteil und zu einer starken
Verzerrung des Versorgungsstromes. Die Leistungsfaktorkorrektur sorgt
dafür, daß der Eingangsstrom nahezu proportional zur momentanen
Eingangsspannung, also sinusförmig und in Phase zu dieser ist. Das
Netzteil verhält sich dann wie eine normale ohmsche Last. Weiterer
Vorteil der Leistungsfaktorkorrektur ist, daß sie den Siebelko auf eine
relativ stabile Ladespannung von ca. 400 Volt auflädt, unabhängig von
der tatsächlichen Versorgungsspannung. Dadurch läßt sich der folgende
Wandler optimal auslasten. Ein Step-Up-Wandler (Hochsetzsteller) mit
einer Regelelektronik sorgt dafür, daß die gleichgerichtete ungesiebte
Netzspannung immer auf diesen Wert hochgewandelt wird und dabei die
Stromaufnahme proportional zur Momentanspannung ist. Die
Leistungsfaktorkorrektur des THSG18-30 ist zusätzlich mit einer
Strombegrenzungs- und Schutzschaltung ausgestattet. Beim Einschalten
ist der Siebelko noch ungeladen und über den Step-Up-Wandler würde ein
sehr hoher Ladestrom fließen. Dieser Ladestrom wird elektronisch
begrenzt, was den Vorteil hat, daß die Absicherung nicht
überdimensioniert werden muß und auch mehrere Geräte parallel
eingeschaltet werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß ein
Sicherungsautomat auslöst.
Resonanzwandler
Die 400-Volt-Ausgangsspannung der Leistungsfaktorkorrektur gelangt
direkt zum Resonanzwandler. Ein guter Wirkungsgrad wird dadurch
erreicht, daß schnelle IGBTs eingesetzt wurden. Außerdem ist der
Resonanzkreis so dimensioniert, daß die IGBTs immer in der Nähe des
Stromnulldurchganges ein- und ausschalten. Dadurch sind die
Schaltverluste relativ gering. Wesentlicher Vorteil des
Resonanzwandlers ist seine Unempfindlichkeit gegenüber extremen
Lastwechseln und Kurzschlüssen. Der Wandler arbeitet mit einer Frequenz
von bis zu 50 kHz. Dadurch kann er mit relativ kleinen Trafos und
Spulen realisiert werden, was einen kompakten Aufbau ermöglicht.
Regel- und Schutzschaltung
Der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung werden von der
Schutzschaltung überwacht. Die Ausgangsspannung wird über einen
Hochspannungswiderstand abgegriffen. Dieser bildet einen
Spannungsteiler mit einem 1-kOhm-Widerstand, der mit Erde verbunden
ist. An dem 1-kOhm-Widerstand kann extern eine Spannungsmessung mit
einer Skalierung von 10 mVolt/kVolt durchgeführt werden. Auch der
Ausgangsstrom wird überwacht. Der Strom fließt durch einen
10-Ohm-Widerstand, dessen Anschlüsse auf die Anschlußklemmen führen und
der direkt mit Erde verbunden ist. Dieser Widerstand ermöglicht eine
externe Strommessung mit einer Skalierung von 10 mV/mA. Die interne
Stromüberwachung löst bei einem Ausgangsstrom von ca. 40 mA aus.
Weiterhin wird die Funktion des Regelverstärkers überwacht. Kann der
Regelverstärker die Ausgangsspannung nicht mehr einstellen, liegt
i.d.R. entweder eine Überlastung der Ausgangsspannung oder ein Defekt
im Netzteil selbst vor. In diesem Fall gerät der Regelverstärker in die
Begrenzung, was ebenfalls zu einer Störabschaltung des Wandlers führt.
Die LEDs auf der Platine zeigen an, welcher Fehler zur Abschaltung
führt.
Kennlinienaufnahme mit Lastdummy 468 kOhm Eingangsspannung
230 Volt AC
