DE19607243A1 - Voltage regulated DC power source supplied from AC mains transformer - Google Patents
Voltage regulated DC power source supplied from AC mains transformerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein geregeltes Netzgerät mit einem Transformator, dessen Sekundärspannung einer nachgeschalteten Gleichrichteranordnung zugeführt wird, wobei ein Glättungskondensator zum Glätten der einem Verbraucher zuzuführenden Ausgangsspannung des Netzgeräts vorgesehen ist, mit Mitteln zum Ändern der Ausgangsspannung gegenüber der von der Gleichrichteranordnung gelieferten Spannung, wobei die genannten Mittel mindestens eine der Gleichrichteranordnung nachgeschaltete gesteuerte Schalteinrichtung aufweisen, die im Betrieb durch eine Steuervorrichtung derart eingeschaltet und ausgeschaltet wird, daß sich die Ausgangsspan nung zwischen einem oberen und unteren Schwellwert bewegt.The invention relates to a regulated power supply unit with a transformer, the secondary voltage of a downstream rectifier arrangement is supplied, wherein a smoothing capacitor for smoothing the one Provided consumer output voltage of the power supply is, with means for changing the output voltage from that of the Rectifier assembly supplied voltage, said means at least one controlled downstream of the rectifier arrangement Have switching device in operation by a control device is switched on and off in such a way that the output span between an upper and lower threshold.
Netzgeräte der eingangs genannten Art, die auf der Sekundärseite des Transformators getaktet werden, sind aus dem Buch Halbleiter-Schaltungs technik, 9. Auflage 1991, von U. Tietze und Ch. Schenk, Seite 561-578 be kannt. Bei den bekannten Netzgeräten wird die von einem Gleichrichter, der an der Sekundärseite des Transformators angeschlossen ist, in denjeni gen Fällen, in denen die vom Gleichrichter gelieferte Spannung kleiner ist als eine gewünschte Ausgangsspannung, durch einen sogenannten Auf wärtswandler vergrößert. Dieser Aufwärtswandler weist eine dem Gleich richter nachgeschaltete, vom Strom, der dem Verbraucher zuzuführen ist, durchflossene Induktivität auf, die mit ihrem einen Anschluß mit dem einen Ausgang der Gleichrichteranordnung und mit ihrem anderen Anschluß über einen gesteuerten Schalter mit der Ausgangsleitung, die zum Verbraucher führt oder mit dem anderen Anschluß der Gleichrichteranordnung ver bindbar ist. An der Ausgangsleitung ist auch ein Glättungskondensator ange schlossen. In der soeben genannten zweiten Schaltstellung des Schalters fließt ein Strom, der größer ist als der in der erstgenannten Schalterstellung dem Verbraucher zugeführte Strom, durch die Induktivität und diese spei chert magnetische Energie. Wird der Schalter in die erstgenannte Stellung umgeschaltet, so bewirkt die in der Induktivität gespeicherte Energie des wegen, weil mit dem Umschaltvorgang eine Verringerung des Stromflusses durch die Induktivität verbunden ist, daß die Induktivität eine nun dem Verbraucher bzw. dem Glättungskondensator zugeführte Induktionsspan nung erzeugt, die sich zu der von der Gleichrichteranordnung gelieferten Spannung addiert, so daß auf diese Weise eine Erhöhung der von der Gleichrichteranordnung gelieferten Spannung erfolgt. Abhängig davon, mit welchen Tastverhältnis der Schalter betätigt wird, und abhängig von dem vom Verbraucher entnommenen Ausgangsstrom kann die Spannungser höhung in gewünschter weise eingestellt oder auch geregelt werden.Power supplies of the type mentioned that on the secondary side of the Transformers are clocked, are from the book semiconductor circuit technik, 9th edition 1991, by U. Tietze and Ch. Schenk, page 561-578 be knows. In the known power supplies, the rectifier, which is connected to the secondary side of the transformer, in those in cases where the voltage supplied by the rectifier is lower as a desired output voltage, by a so-called on upward converter enlarged. This step-up converter has one of the same downstream of the electricity to be supplied to the consumer, flowed through inductance, the one connection with the one Output of the rectifier arrangement and with its other connection via a controlled switch with the output line leading to the consumer leads or ver with the other connection of the rectifier arrangement is binding. A smoothing capacitor is also provided on the output line closed. In the second switch position just mentioned a current flows that is greater than that in the first-mentioned switch position current supplied to the consumer, through the inductance and this feed secures magnetic energy. The switch is in the first position switched, the energy stored in the inductance causes the because of a decrease in current flow with the switching process is connected by the inductor that the inductor is now a Consumer or the smoothing capacitor supplied induction chip voltage generated, which to that supplied by the rectifier arrangement Voltage added, so that in this way an increase in the Rectifier assembly supplied voltage takes place. Depending on, with what duty cycle the switch is actuated, and depending on that The output current taken from the consumer can be the voltage height can be set or regulated in the desired manner.
Aus dem gleichen Buch ist auch ein Abwärtswandler bekannt, bei dem der gesteuerte Schalter auf der dem obengenannten Anschluß der Gleichrich teranordnung zugewandten Seite der Induktivität vorgesehen ist und dort entweder die Verbindung mit der genannten Ausgangsleitung der Gleich richteranordnung oder mit dem anderen Anschluß der Gleichrichteranord nung herstellt. Dabei fließt in der erstgenannten Stellung ein Strom von der Gleichrichteranordnung durch die Induktivität zum Glättungskondensator bzw. Verbraucher. Beim Umschalten in die zweitgenannte Stellung wird die Induktivität und der Glättungskondensator von der Gleichrichteranordnung abgeschaltet. Wegen der dabei eintretenden Verringerung des Stromflusses durch die Induktivität erzeugt diese einen Induktivitätsspannungsstoß, des sen Spannung höchstens gleich der von der Gleichrichteranordnung gelie ferten Spannung sein kann, im allgemeinen aber kleiner ist. Auf diese Weise wird je nach dem Tastverhältnis des genannten Schalters die Spannung am Glättungskondensator gegenüber der von der Gleichrichteranordnung gelie ferten Spannung verringert. Um mit einer möglichst kleinen Induktivität auszukommen, wird die Schaltfrequenz sehr viel höher gewählt als die Netz frequenz und liegt meist im Bereich von 20 kHz bis 200 kHz, wogegen die Netzfrequenz etwa 50 bis 60 Hz hat. Wegen der hohen Schaltfrequenz benö tigt die Induktivität einen Kern mit geringen Ummagnetisierungsverlusten, beispielsweise Ferritkern oder Eisenpulverkern.A step-down converter is also known from the same book, in which the controlled switch on the above connection of the rectifier Teranordnung facing side of the inductor is provided and there either the connection with the named output line of the same rectifier arrangement or with the other connection of the rectifier arrangement manufacture. In the former position, a current flows from the Rectifier arrangement through the inductance to the smoothing capacitor or consumer. When switching to the second position, the Inductor and the smoothing capacitor from the rectifier assembly switched off. Because of the reduction in current flow that occurs through the inductance, this generates an inductance surge Sen voltage at most equal to that of the rectifier arrangement can be lower voltage, but is generally lower. In this way depending on the duty cycle of the switch mentioned, the voltage at Smoothing capacitor compared to that of the rectifier arrangement low voltage. In order to have the smallest possible inductance get along, the switching frequency is chosen much higher than the network frequency and is usually in the range from 20 kHz to 200 kHz, whereas the Mains frequency has about 50 to 60 Hz. Because of the high switching frequency the inductance has a core with low magnetic loss, for example ferrite core or iron powder core.
Solche sekundärseitig getakteten Netzgeräte weisen gegenüber primärsei tig getakteten Netzgeräten, bei denen der gesteuerte Schalter auf der Pri märseite des Transformators angeordnet ist, den Vorteil von geringeren elektromagnetischen Störungen auf, so daß die Maßnahmen zur Verhinde rung solcher elektromagnetischen Störungen (EMV-Störungen) im Vergleich zu primärseitig getakteten Netzgeräten verringert sein können. Übliche Maßnahmen bei primärseitig getakteten Netzgeräten zur Verhinderung von Störungen sind ein Varistor zur Spannungsbegrenzung, Kondensatoren und Funkentstördrosseln. Wie die sekundärseitig getakteten Netzgeräte arbeiten auch die primärseitig getakteten Netzgeräte mit einer energiespeichernden Induktivität, die den Schaltstrom integriert. Die im Magnetfeld gespeicherte Energie kann mit geringen Verlusten in elektrische Energie zurückgewandelt werden.Such power supply units clocked on the secondary side point towards primary ones clocked power supply units, in which the controlled switch on the pri the transformer side is arranged, the advantage of lower electromagnetic interference so that the measures to prevent comparison of such electromagnetic interference (EMC interference) may be reduced to power supplies clocked on the primary side. Usual Measures in the case of power supply units clocked on the primary side to prevent Interferences are a varistor for voltage limitation, capacitors and Radio interference suppression chokes. How the secondary power supplies work also the primary side clocked power supply units with an energy storage Inductance that integrates the switching current. The one stored in the magnetic field Energy can be converted back into electrical energy with little loss will.
Linear geregelte Netzgeräte werden nicht getaktet und zeichnen sich durch geringste Störungen und schnellste Regelzeiten aus; sie haben jedoch den Nachteil einer hohen Verlustwärme und daher einen geringen Wirkungs grad. Netzgeräte mit Ladungspumpen benötigen keine Speicherinduktivität, sondern verwenden einen geschalteten Speicherkondensator; ihr Wirkungs grad ist klein.Linear regulated power supplies are not clocked and are characterized by lowest malfunctions and fastest control times; but they have that Disadvantage of a high heat loss and therefore a low effectiveness grad. Power supplies with charge pumps do not need storage inductance, but use a switched storage capacitor; their effects degree is small.
Bei den sekundärseitig getakteten Netzgeräten ist die Welligkeit der am Glättungskondensator auftretenden Gleichspannung um so geringer, je hö her die Schaltfrequenz des Schalters ist. Hohe Schaltfrequenzen neigen je doch wiederum zu Erhöhung von elektromagnetischen Störungen. Wenn man aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) oder zur Verhinderung von geräteinternen Störungen den gesteuerten Schalter mit einer relativ niedrigen Taktfrequenz betreibt, so muß man deswegen, weil zur Spannungserhöhung bzw. Spannungsverringerung von der Induktivität pro Zeiteinheit eine gewisse Energie geliefert werden muß, eine relativ gro ße und sehr teuere Induktivität verwenden.In the case of the power supply units clocked on the secondary side, the ripple is the am Smoothing capacitor occurring DC voltage the lower, the higher forth is the switching frequency of the switch. High switching frequencies always tend but again to increase electromagnetic interference. If one for reasons of electromagnetic compatibility (EMC) or for Prevention of internal malfunctions with the controlled switch operates a relatively low clock frequency, you have to because to increase or decrease the voltage of the inductor a certain amount of energy must be supplied per unit of time, a relatively large amount Use very expensive inductance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der die genannten Nachteile zumindest verringert sind.The invention has for its object a device of the beginning to create the type described, at least with the disadvantages mentioned are reduced.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für eine Aufwärtswandlung da durch gelöst, daß zur Spannungserhöhung gegenüber der von der Gleich richteranordnung gelieferten Spannung eine erste gesteuerte Schalteinrich tung einerseits parallel zum Glättungskondensator geschaltet und mit die sem durch eine zweite gesteuerte Schalteinrichtung, die von dem dem Ver braucher zuzuführenden Strom durchflossen wird, getrennt ist, und ande rerseits ohne serielle Einschaltung einer elektrische Energie speichernden Vorrichtung (Drossel, Kondensator) mit der Gleichrichteranordnung gekop pelt ist.This object is there according to the invention for an upconversion solved by that to increase the voltage compared to that of the same a first controlled switching device device on the one hand connected in parallel to the smoothing capacitor and with the sem by a second controlled switching device by the Ver current to be supplied to the user is separated, and others on the other hand, without serial activation of an electrical energy storage Device (choke, capacitor) coupled with the rectifier arrangement pelt is.
Für eine Abwärtswandlung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Spannungsverringerung gegenüber der von der Gleichrich teranordnung gelieferten Spannung eine dritte gesteuerte Schalteinrich tung in den Stromweg vor dem Glättungskondensator eingeschaltet ist, der art, daß zwischen dem Glättungskondensator und der Gleichrichteranord nung keine serielle Einschaltung einer elektrische Energie speichernden Vor richtung (Drossel, Kondensator) vorgesehen ist.For a downward conversion, the object according to the invention is thereby solved that to reduce the voltage compared to that of the rectifier The arrangement delivered voltage a third controlled switching device device is turned on in the current path before the smoothing capacitor art that between the smoothing capacitor and the rectifier no serial activation of an electrical energy storage device direction (choke, capacitor) is provided.
Die Abwärtswandlung kann vorteilhaft in einer Schaltungsanordnung ver wirklicht sein, in der auch eine Aufwärtswandlung möglich ist. Bei einer sol chen Anordnung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Steu ervorrichtung zum Steuern der Schalteinrichtung und der dritten Schaltein richtung in der Art vorgesehen, daß bei einem Absinken der Ausgangsspan nung unter den unteren Schwellwert die erste Schalteinrichtung zum Erhö hen der Ausgangsspannung gesteuert wird und die dritte Schalteinrichtung in einem leitfähigen (geschlossenen) Zustand gehalten wird, und daß bei ei nem Ansteigen der Ausgangsspannung über den oberen Schwellwert die dritte Schalteinrichtung zum Verringern der Ausgangsspannung gesteuert wird und die erste Schalteinrichtung in einem gesperrten (offenen) Zustand gehalten wird. Ein Vorteil besteht darin, daß ein einziges Netzgerät verlust arm die gelieferte Gleichspannung bei Abweichungen in beiden Richtungen weitgehend konstant halten kann.The downconversion can advantageously be carried out in a circuit arrangement be real, in which an upward change is also possible. With a sol Chen arrangement is a tax according to an embodiment of the invention device for controlling the switching device and the third switching device direction provided in such a way that when the output span falls voltage below the lower threshold, the first switching device for increasing hen the output voltage is controlled and the third switching device is kept in a conductive (closed) state, and that at ei the output voltage rises above the upper threshold third switching device controlled to reduce the output voltage and the first switching device in a locked (open) state is held. One advantage is that a single power supply loses poor the supplied DC voltage in the event of deviations in both directions can keep largely constant.
Vorteile der Erfindung liegen in der Verringerung des Aufwands für Bauteile und für die Montage. Insbesondere wird der Kühlaufwand wegen der gerin gen Verluste reduziert, und separate Bauteile für die Verhinderung von EMV-Störungen können meist entfallen.Advantages of the invention lie in the reduction of the effort for components and for assembly. In particular, the cooling effort due to the low reduced losses, and separate components for the prevention of EMC interference can usually be eliminated.
Der obengenannte Netztransformator ist zwar aus vielerlei Gründen, insbe sondere wegen der elektrischen Sicherheit und Unfallverhütung, üblicher weise als Transformator mit getrennter Primärwicklung und Sekundärwick lung ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch auch bei solchen Transformato ren anwendbar, bei denen ein Spartransformator (Autotransformator) ver wendet wird, bei dem die Wicklung für die niedrigere Spannung durch ei nen Teil der Wicklung für die höhere Spannung gebildet wird.The above-mentioned network transformer is admitted for many reasons especially because of electrical safety and accident prevention, more common as a transformer with separate primary winding and secondary winding lung trained. However, the invention is also in such transformato Ren applicable, in which an autotransformer ver is used in which the winding for the lower voltage by ei part of the winding for the higher voltage is formed.
Die oben geschilderten Maßnahmen zur Spannungserhöhung bzw. Span nungsverringerung sind insbesondere dann wichtig, wenn die von dem Netzgerät gelieferte Ausgangsspannung innerhalb vorgegebener Grenzen konstant sein soll, aber die Netzspannung im Vergleich zur gewünschten Konstanz der Ausgangsspannung zu großen Schwankungen unterworfen ist und/oder der verwendete Transformator in Verbindung mit der Gleichrich teranordnung in Abhängigkeit von der jeweils entnommenen Ausgangslei stung eine zu stark schwankende Gleichspannung liefert. Der letztgenannte Effekt kommt insbesondere bei sogenannten Kleintransformatoren, wie sie für die Versorgung von elektronischen Schaltungen innerhalb größerer Ge räte häufig verwendet werden, zur Geltung. Kleinere Transformatoren wei sen nämlich einen relativ hohen ohmschen Widerstand der Wicklungen auf, und auch der relativ kleine verwendete Eisenkern kann zu einer für den ge wünschten Anwendungsfall zu geringen Konstanz der Ausgangsspannung führen.The measures for voltage increase or chip described above Reduction in voltage is particularly important if the Power supply unit delivered output voltage within specified limits should be constant, but the mains voltage compared to the desired one Constancy of the output voltage is subject to large fluctuations and / or the transformer used in connection with the rectifier arrangement depending on the output line taken supplies a DC voltage that fluctuates too much. The latter Effect comes in particular with so-called small transformers such as these for the supply of electronic circuits within larger ge councils are often used to enforce. Smaller transformers white namely have a relatively high ohmic resistance of the windings, and also the relatively small iron core used can become one for the ge desired application to low constancy of the output voltage to lead.
Die Erfindung eignet sich auch für solche Kleintransformatoren, weil näm lich insbesondere der von dem gesteuerten Schalter im geschlossenen Zu stand bewirkte Kurzschluß der Ausgangsanschlüsse der Gleichrichteranord nung und somit der Sekundärwicklung des Transformators wegen der ge nannten relativ hohen ohmschen Widerstände der Wicklungen begrenzt ist und wegen der magnetischen Eigenschaften des Transformators nur mit ei ner begrenzten Geschwindigkeit ansteigen kann. Hierdurch ist eine Zerstö rung der des Schalters, der im allgemeinen als elektronischer Schalter (z. B. Transistor) ausgebildet ist, nicht zu befürchten, wenn die Dimensionierung der Vorrichtung geeignet getroffen ist. Die Erfindung ist auch für größere Transformatoren und Netzgeräte geeignet, wenn der Strom abgeschaltet wird, bevor er so groß wird, daß er zu Zerstörungen führt. Dieses Abschalten kann durch zeitliche Begrenzung der Einschaltdauer oder durch stromab hängige Regelung bewirkt werden. The invention is also suitable for such small transformers, because näm Lich especially the closed switch by the controlled switch caused short circuit of the output connections of the rectifier arrangement voltage and thus the secondary winding of the transformer because of the ge called relatively high ohmic resistances of the windings is limited and due to the magnetic properties of the transformer only with egg at a limited speed. This is a destruction tion of the switch, which is generally used as an electronic switch (e.g. Transistor) is designed not to worry when sizing the device is appropriately hit. The invention is also for larger ones Transformers and power supplies are suitable when the power is turned off before it gets so big that it leads to destruction. This shutdown can be limited by the time limit of the duty cycle or by downstream pending regulation can be effected.
Besonders ist bei der Erfindung von Vorteil, daß die bei den eingangs ge schilderten bekannten Anordnungen zusätzlich zum Transformator vorhan denen Induktivitäten oder Drosseln bei der Erfindung nicht vorhanden sind, so daß hierdurch eine Kosten- und Platzersparnis eintritt. Auch der bei den Netzgeräten mit Ladungspumpe vorhandene relativ große Kondensator wird nicht benötigt.It is particularly advantageous in the invention that the ge at the beginning described known arrangements in addition to the transformer existing which do not have inductors or chokes in the invention, so that this saves costs and space. Even that of the Power supplies with a charge pump have a relatively large capacitor is not needed.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung zum Abwärtswandeln ist parallel zur weiteren Schalteinrichtung eine einen spannungsabhängigen Wider stand (somit einen nicht-linearen Widerstand) liefernde Einrichtung, vor zugsweise eine Z-Diode gekoppelt, insbesondere geschaltet. Diese schützt beim Öffnen des Schalters diesen vor Spannungsüberlastung und verringert die dem Glättungskondensator zugeführte Spannung.In one embodiment of the downconversion invention is parallel to the further switching device a voltage-dependent resistance device (thus providing a non-linear resistor) preferably a Z-diode coupled, in particular switched. This protects when opening the switch this before voltage overload and reduced the voltage supplied to the smoothing capacitor.
Vorteilhaft ist bei Ausführungsformen der Erfindung zum Betätigen der Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der augenblicklichen Ausgangsspan nung als Taktgeber ein Schmitt-Trigger vorgesehen.It is advantageous in embodiments of the invention for actuating the Switching device depending on the current output span A Schmitt trigger is provided as the clock generator.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung für die Spannungsverringerung ist die Schalteinrichtung durch einen Transistor gebildet, und in den Kollek torpfad ist ein kleiner ohmscher Widerstand eingeschaltet, der in vorteil hafter Weise im gesperrten Zustand des Transistors und entladen ein Glät tungskondensator einen Spannungsabfall erzeugt, der die Durchsteuerung des Transistors in diesem Moment verbessert.One embodiment of the invention is for voltage reduction the switching device is formed by a transistor, and in the collector gate path a small ohmic resistance is switched on, which is advantageous way in the blocked state of the transistor and discharge a smoothness tion capacitor generates a voltage drop that the control of the transistor improved at that moment.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dieser Widerstand dann, wenn die Ausgangsspannung einen genügend hohen Wert erreicht hat, durch einen Schalter verkleinert oder kurzgeschlossen.In a further embodiment of the invention, this resistance then when the output voltage reaches a sufficiently high value reduced or short-circuited by a switch.
Der erfindungsgemäße Abwärtswandler kann auch bei Stromversorgungs geräten ohne Transformator verwendet werden, beispielsweise zur Herab setzung der Gleichspannung eines Kraftfahrzeugs zur Versorgung bestimm ter Verbraucher.The step-down converter according to the invention can also be used for power supply devices can be used without a transformer, for example for down Determine the DC voltage of a motor vehicle for supply ter consumer.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den An sprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu meh reren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following ing description of embodiments of the invention with reference to Drawing showing details of the invention, and from the An sayings. The individual features can each individually for themselves or too many reren in any combination in one embodiment of the invention be realized.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzgerätes mit Aufwärtswandler, Fig. 1 is a schematic diagram of a network device according to the invention with boost converter,
Fig. 2 eine Prinzipschaltung eines erfindungsgemäßen Netzgeräts mit Abwärtswandler, Fig. 2 is a basic circuit of a power supply unit according to the invention with down-converter,
Fig. 3 eine Prinzipschaltung eines erfindungsgemäßen Netzgeräts mit Aufwärts-/Abwärtswandler, Fig. 3 shows a schematic circuit of a power device of the invention with up / down converter,
Fig. 4 eine detaillierte Schaltung für ein erfindungsgemäßes Netzge rät mit Abwärtswandler, wobei der verwendete Transforma tor durch sein sekundärseitiges Ersatzschaltbild dargestellt ist, Fig. 4 is a detailed circuit for an inventive Netzge advises with down-converter, wherein the transformers used tor is represented by its secondary side equivalent circuit diagram,
Fig. 5a-5d die Prinzipschaltung von Teilen eines bekannten Netzgeräts
mit Abwärtswandler bzw. Aufwärtswandler
Ein bekanntes sekundärseitig getaktetes Netzgerät setzt sich zusammen aus
dem Schaltungsteil, der in Fig. 5a gezeigt ist und einen Netztransformator N
sowie eine diesem nachgeschaltete Gleichrichteranordnung GL mit einem
sogenannten Zwischenkreiskondensator C1 zusammensetzt, der im Fall ei
ner Abwärtswandlung die in Fig. 5b gezeigte Schaltung nachgeschaltet ist,
und im Fall einer Aufwärtswandlung statt dessen die in Fig. 5c gezeigte
Schaltung. In den beiden letztgenannten Schaltungen bezeichnet S eine
Schalteinrichtung, die ein mechanischer oder elektronischer Schalter (z. B.
Transistor) sein kann und von einem Regler geschaltet wird, D eine Diode, L
eine Induktivität, und C einen Glättungskondensator. Im Fall der Fig. 5b
herrscht an dem Ausgang der Schaltung, der rechts liegt, bei geschlossener
Schalteinrichtung S die von der Gleichrichtereinrichtung GL gelieferte Span
nung, wobei ein Gleichstrom in der Induktivität L ein magnetisches Feld auf
baut, und beim öffnen der Schalteinrichtung S ist die Gleichrichteranord
nung von der Schaltung der Fig. 5b getrennt und die Induktivität L liefert
aufgrund der Lenz′schen Regel einen Spannungsstoß, dessen Spannung
höchstens gleich der von der Gleichrichteranordnung gelieferten Spannung
sein kann. Die gezeigten Anordnungen stellen einem Gleichrichter nachge
schaltete Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) dar. FIGS. 5a-5d, the basic circuit diagram of parts of a known power supply unit with down converter or up-converter
A known power supply unit clocked on the secondary side is composed of the circuit part shown in FIG. 5a and a network transformer N and a rectifier arrangement GL connected downstream thereof with a so-called intermediate circuit capacitor C1 which, in the case of a downconversion, connects the circuit shown in FIG. 5b and in the case of an up-conversion, the circuit shown in Fig. 5c instead. In the latter two circuits, S denotes a switching device, which can be a mechanical or electronic switch (e.g. transistor) and is switched by a regulator, D is a diode, L is an inductor, and C is a smoothing capacitor. In the case of FIG. 5b, the voltage supplied by the rectifier device GL prevails at the output of the circuit which is on the right when the switching device S is closed, a direct current in the inductance L building up a magnetic field, and when the switching device S is open the rectifier arrangement separated from the circuit of FIG. 5b and the inductance L delivers a voltage surge due to the Lenz rule, the voltage of which can be at most equal to the voltage supplied by the rectifier arrangement. The arrangements shown represent a rectifier downstream DC voltage converter (DC / DC converter).
Im Fall der Fig. 5c wird bei geschlossener Schalteinrichtung S die Induktivität L von einem größeren Gleichstrom durchflossen als wenn die Schalteinrich tung S geöffnet ist, und beim Öffnen der Schalteinrichtung addiert sich der von der Induktivität gelieferte Spannungsstoß zu der von der Gleichrichter anordnung gelieferten Gleichspannung, wodurch sich eine Spannungserhö hung an dem Ausgang der Schaltungsanordnung ergibt. Fig. 5d kombiniert die Fig. 5b und 5c.In the case of FIG. 5c, when the switching device S is closed, a larger direct current flows through the inductor L than when the switching device S is open, and when the switching device is opened, the voltage surge supplied by the inductor is added to the DC voltage supplied by the rectifier arrangement, which results in a voltage increase at the output of the circuit arrangement. Fig. 5d combines the Fig. 5b and 5c.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung weist einen Netztransformator 1 mit einer Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 3 auf. Ferner ist eine Gleich richteranordnung 9, eine erste steuerbare Schalteinrichtung 8 und eine zweite selbststeuernde Schalteinrichtung 9, ausgeführt als Diode, vorgese hen. An die Sekundärwicklung 3 ist die Gleichrichteranordnung 4 ange schlossen, die im Beispiel ein aus vier einzelnen Dioden bestehende Brücken gleichrichter ist. An den positiven Gleichrichterausgang 6 ist einerseits ein Anschluß der ersten steuerbaren Schalteinrichtung 8 und andererseits die Anode der Diode 9 angeschlossen. Die Kathode der Diode 9 ist mit dem einen Anschluß eines Glättungskondensators 10 verbunden und bildet gleichzeitig den positiven Ausgang der Schaltung. Der negative Ausgang 7 der Gleichrichteranordnung 4 ist mit dem anderen Anschluß der Schaltein richtung 8 und dem anderen Anschluß des Glättungskondensators 10 ver bunden und bildet den negativen Ausgang der Schaltung. Es versteht sich, daß die Diode 9 mit umgekehrter Polung statt in den in Fig. 1 gezeigten oberen Leitungszug zwischen der Schalteinrichtung und dem Glättungskon densator in den unteren Schaltungszug eingesetzt sein könnte.The circuit shown in FIG. 1 has a mains transformer 1 with a primary winding 2 and a secondary winding 3 . Furthermore, a rectifier arrangement 9 , a first controllable switching device 8 and a second self-controlling switching device 9 , designed as a diode, are provided. At the secondary winding 3 , the rectifier arrangement 4 is connected, which in the example is a bridge consisting of four individual diodes. On the one hand, a connection of the first controllable switching device 8 and on the other hand the anode of the diode 9 are connected to the positive rectifier output 6 . The cathode of the diode 9 is connected to one terminal of a smoothing capacitor 10 and at the same time forms the positive output of the circuit. The negative output 7 of the rectifier arrangement 4 is connected to the other connection of the switching device 8 and the other connection of the smoothing capacitor 10 and forms the negative output of the circuit. It is understood that the reverse polarity diode 9 could be used in the lower circuit cable instead of in the upper wiring shown in Fig. 1 between the switching device and the Glättungskon capacitor.
Der in bekannter Weise aufgebaute Netztransformator 1 weist einen Ma gnetkern auf, der aus herkömmlichen Transformatorblechen hergestellt ist, die im wesentlichen für einen Betrieb bei Netzfrequenz von etwa 50 Hz-60 Hz bestimmt sind. Ein Vergleich der Schaltung der Fig. 1 mit der Schaltung aus den Fig. 5a und 5c ergibt, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungs form gemäß Fig. 1 eine separate Induktivität oder Drossel L nicht vorhanden ist, und daß der unmittelbar der Gleichrichteranordnung nachgeschaltete Kondensator C1 ebenfalls nicht vorhanden ist. Es genügt vielmehr, wenn bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der am Ausgang vorhandene Kondensator 10 vorhanden ist, der etwas größer dimensioniert sein kann als bei der bekannten Anordnung.The network transformer 1 constructed in a known manner has a magnetic core which is made from conventional transformer sheets which are essentially intended for operation at a network frequency of approximately 50 Hz-60 Hz. A comparison of the circuit of FIG. 1 with the circuit of FIGS. 5a and 5c shows that in the embodiment according to the invention according to FIG. 1, a separate inductor or inductor L is not present, and that the capacitor C1 connected directly downstream of the rectifier arrangement is also present is not present. Rather, it is sufficient if the capacitor 10 present at the output is present in the embodiment according to the invention, which can be dimensioned somewhat larger than in the known arrangement.
Eine Steuer- oder Regelvorrichtung 30 steuert die Schalteinrichtung 8 In Ab hängigkeit von der Spannung am Schaltungsausgang. Bei geöffneter Schalt einrichtung 8 (nicht leitender Zustand) wird dem Glättungskondensator 10 und einem möglicherweise am Ausgang angeschalteten Verbraucher von der Gleichrichteranordnung 4 Gleichspannung zugeführt. Wird nun die Schalteranordnung 8 geschlossen (leitend), so erhöht sich der der Gleich richteranordnung 4 entnommene Strom, und der Kern des Netztransforma tors 1 wird durch den größeren Strom stärker magnetisiert. Zur Vereinfa chung soll angenommen werden, daß die Schalteinrichtung 8 nur während einer Zeitspanne geschlossen ist, in der kein Nulldurchgang des Stroms und somit keine Änderung der Stromrichtung innerhalb der Windungen des Transformators auftritt; die Erfindung ist allerdings hierauf nicht be schränkt. Wird die Schalteinrichtung 8 wieder geöffnet, so wird hierdurch die Größe des durch die Sekundärwicklung 3 fließenden Stroms verringert und der hierdurch an der Sekundärwicklung auftretende Spannungsstoß ad diert sich zu der an den Ausgängen der Gleichrichteranordnung 4 herr schenden Gleichspannung, wodurch eine Erhöhung der Spannung am Aus gang der Schaltungsanordnung gegenüber der von der Gleichrichteranord nung 4 ohne diese spannungserhöhende Maßnahme gelieferten Spannung auftritt. Es versteht sich, daß das Maß dieser Spannungserhöhung von dem Stromfluß in die Sekundärwicklung, vom Leistungsvermögen des Transfor mators und auch von der Größe des Glättungskondensators 10 und der Grö ße des von einem Verbraucher entnommenen Stroms abhängt.A control or regulating device 30 controls the switching device 8 as a function of the voltage at the circuit output. When the switching device 8 is open (non-conductive state), the smoothing capacitor 10 and a consumer possibly connected at the output from the rectifier arrangement 4 are supplied with DC voltage. If the switch arrangement 8 is now closed (conductive), the current drawn from the rectifier arrangement 4 increases, and the core of the mains transformer 1 is magnetized more strongly by the larger current. To simplify it should be assumed that the switching device 8 is closed only during a period in which no zero crossing of the current and thus no change in the current direction occurs within the turns of the transformer; however, the invention is not limited to this. If the switching device 8 is opened again, the size of the current flowing through the secondary winding 3 is thereby reduced and the voltage surge thus occurring on the secondary winding is added to the direct voltage prevailing at the outputs of the rectifier arrangement 4 , thereby increasing the voltage at the off gear of the circuit arrangement compared to the voltage supplied by the rectifier arrangement 4 without this voltage-increasing measure occurs. It is understood that the extent of this voltage increase depends on the current flow in the secondary winding, on the performance of the transformer and also on the size of the smoothing capacitor 10 and the size of the current drawn by a consumer.
Anstatt der Diode 9 kann auch eine gesteuerte Schalteinrichtung, insbeson dere ein Transistor eingesetzt werden, der dann von der Steuer- oder Regel vorrichtung 30 im Gegentakt zu der Schalteinrichtung 8 gesteuert wird.Instead of the diode 9 , a controlled switching device, in particular a transistor, can be used, which is then controlled by the control or regulating device 30 in push-pull to the switching device 8 .
Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht der der bekannten Anord nung nach Fig. 5a und 5c wobei jedoch anstatt der separaten Drossel L die Induktivität des Netztransformators als Energiespeicher verwendet wird. Au ßerdem ist bei der Erfindung die Schaltfrequenz viel kleiner als 20 kHz. Eine höchste Schaltfrequenz von z. B. 600 Hz ist wegen der großen Induktivität des Netztransformators meist ausreichend. Der Transformator hat einen Kern aus Blechen, die aus üblichem Transformatoreisen bestehen.The mode of operation of this arrangement corresponds to that of the known arrangement according to FIGS . 5a and 5c, but instead of the separate inductor L, the inductance of the mains transformer is used as an energy store. In addition, in the invention, the switching frequency is much less than 20 kHz. A highest switching frequency of z. B. 600 Hz is usually sufficient because of the large inductance of the power transformer. The transformer has a core made of sheet metal, which consists of conventional transformer iron.
Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der An ordnung nach Fig. 1 dadurch, daß an den oberen Ausgang 6 der Gleichrich teranordnung 4 die Parallelschaltung einer dritten Schalteranordnung 18 mit einer einen nichtlinearen Widerstand bildenden Einrichtung, im Beispiel einer Z-Diode 20 angeschaltet ist, und der andere Anschluß dieser Paral lelschaltung ist mit dem einen Anschluß des Glättungskondensators 10 ver bunden und bildet den positiven Ausgang der Schaltungsanordnung, wo gegen wie bei der Fig. 1 der untere Anschluß 7 der Gleichrichteranordnung 4 mit dem anderen Anschluß des Glättungskondensators 10 verbunden ist und den negativen Ausgang der Schaltungsanordnung bildet. Eine weitere Steuer- oder Regelvorrichtung 35 steuert die dritte Schalteinrichtung in Ab hängigkeit von der Spannung am Schaltungsausgang.The circuit arrangement shown in FIG. 2 differs from the arrangement shown in FIG. 1 in that the parallel connection of a third switch arrangement 18 with a device forming a non-linear resistor, in the example of a Zener diode 20 , is connected to the upper output 6 of the rectifier circuit 4 is switched on, and the other connection of this parallel circuit is connected to one connection of the smoothing capacitor 10 and forms the positive output of the circuit arrangement, whereas, as in FIG. 1, the lower connection 7 of the rectifier arrangement 4 with the other connection of the smoothing capacitor 10 is connected and forms the negative output of the circuit arrangement. Another control or regulating device 35 controls the third switching device in dependence on the voltage at the circuit output.
Hier ist wiederum der Gleichrichteranordnung 4 nicht unmittelbar dem Glättungskondensator 10 nachgeschaltet, und im Vergleich zu Fig. 5a und 5b fehlt die Drossel L und die parallel zum Gleichrichterausgang geschaltete Diode D.Here again the rectifier arrangement 4 is not directly connected to the smoothing capacitor 10 , and in comparison to FIGS. 5a and 5b the choke L and the diode D connected in parallel to the rectifier output are missing.
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 2 weicht von der Wirkungs weise der bekannten Anordnung nach Fig. 5a und 5b ab. Es wird nämlich hier zwar ebenfalls im geschlossenen Zustand der dritten Schalteinrichtung 18, in der am Ausgang der Schaltungsanordnung die normalerweise von der Gleichrichteranordnung 4 gelieferte Spannung anliegt, beim Öffnen der dritten Schalteinrichtung 18 und den dadurch verringerten Stromfluß in der Sekundärwicklung 3 des Netztransformators 1 ein Spannungsstoß erzeugt, dieser addiert sich jedoch wie bei der Anordnung nach Fig. 5a und 5b der von der Gleichrichteranordnung 4 gelieferten Spannung; jedoch wird die dem Glättungskondensator 10 zugeführte Spannung durch die Z-Diode 20 um deren Durchbruchspannung reduziert.The operation of the arrangement according to FIG. 2 differs from the effect of the known arrangement according to FIGS. 5a and 5b. Namely, it is also here in the closed state of the third switching device 18 , in which the voltage normally supplied by the rectifier arrangement 4 is present at the output of the circuit arrangement, when the third switching device 18 opens and the current flow thereby reduced in the secondary winding 3 of the mains transformer 1, a surge generated, however, as in the arrangement according to FIGS. 5a and 5b, this is added to the voltage supplied by the rectifier arrangement 4 ; however, the voltage supplied to the smoothing capacitor 10 is reduced by the breakdown voltage by the Zener diode 20 .
Diese Z-Diode 20 kann hinsichtlich ihrer Durchbruchspannung so ausgewählt werden, daß sie lediglich beim Auftreten des genannten Spannungsstoßes in Sperrichtung leitend wird und somit die dritte Schalteinrichtung 18 ge gen Überlastung schützt, aber bei längerer Öffnungszeit der dritten Schalt einrichtung 18 (wenn die von der Gleichrichteranordnung 4 gelieferte Span nung für einen Stromfluß durch die Z-Diode 20 nicht mehr ausreicht) keinen weiteren Strom mehr zum Glättungskondensator 10 liefert. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß dann, wenn der Spannungsimpuls beim Öffnen der dritten Schalteinrichtung 18 vorbei ist, weiterhin ein Strom durch die Z-Diode 20 fließt. Die in der Z-Diode 20 dissipierte Leistung ist bei kleinen Netzgeräten vernachlässigbar.This Zener diode 20 can be selected with regard to its breakdown voltage so that it becomes conductive only in the reverse direction when the voltage surge occurs and thus protects the third switching device 18 against overload, but with a longer opening time of the third switching device 18 (if that of the Rectifier assembly 4 supplied voltage for a current flow through the Zener diode 20 is no longer sufficient) no further current to the smoothing capacitor 10 supplies. However, the arrangement can also be such that when the voltage pulse has passed when the third switching device 18 is opened, a current continues to flow through the Zener diode 20 . The power dissipated in the Zener diode 20 is negligible in the case of small power supply units.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung sind die Einrichtungen zur Span nungserhöhung gemäß Fig. 1 und zur Spannungsverringerung gemäß Fig. 2 und deren Steuervorrichtungen 30, 35 kombiniert. Dann, wenn am Ausgang der Schaltungsanordnung eine Spannungserhöhung erforderlich ist, bleibt die dritte Schalteinrichtung 18 leitend und die erste Schalteinrichtung 8 wird von einer Steuervorrichtung 30 geöffnet und geschlossen, und dann, wenn am Ausgang eine Spannungsverringerung erforderlich ist, bleibt die Schalteinrichtung 8 geöffnet und die dritte Schalteinrichtung 18 wird von der Steuereinrichtung 35 geschaltet.In the arrangement shown in FIG. 3, the devices for increasing voltage according to FIG. 1 and for reducing voltage according to FIG. 2 and their control devices 30 , 35 are combined. Then, when a voltage increase is required at the output of the circuit arrangement, the third switching device 18 remains conductive and the first switching device 8 is opened and closed by a control device 30 , and then when a voltage reduction is required at the output, the switching device 8 remains open and that third switching device 18 is switched by the control device 35 .
Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Steuer- und Regelvorrichtungen 30 und 35 sind zwecks Zuführung der für die Schalteinrichtungen 8 und 18 erforderlichen Steuerleitungen mit den Gleichrichterausgängen 6 und 7 ver bunden.The control and regulating devices 30 and 35 shown in FIGS. 1, 2 and 3 are connected to the rectifier outputs 6 and 7 for the purpose of supplying the control lines required for the switching devices 8 and 18 .
Unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Aufwärtswandlers oder Aufwärts-/Ab wärtswandlers lassen sich die Oberwellenverluste im Vergleich zu einer Anordnung mit dem dem Gleichrichter unmittelbar nachgeschalteten Zwi schenkreiskondensator vermeiden. Diese Verluste entstehen, weil eine Auf ladung bei nicht leerem Zwischenkreiskondensator nur in kurzen, nicht si nusförmigen Stromstößen erfolgt. Mit Hilfe von Aufwärtswandlern oder Aufwärts-/Abwärtswandlern ohne Zwischenkreiskondensator läßt sich je doch eine nahezu sinusförmige Stromentnahme aus dem Transformator er reichen. Dadurch kann bis zu 40% mehr Wirkleistung aus dem Transformator entnommen werden.Using an up converter according to the invention or up / down the harmonic losses compared to a Arrangement with the Zwi immediately downstream of the rectifier Avoid a circuit capacitor. These losses arise because of an on Charge when the DC link capacitor is not empty only in short, not si nus-shaped surges. With the help of step-up converters or Up / down converters without DC link capacitor can be but an almost sinusoidal current draw from the transformer pass. This allows up to 40% more active power from the transformer be removed.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist ein herkömmlicher Kleintransformator 1 mit einer Scheinleistung von 5 VA vorgesehen, der aus der Netzspannung mit 50 Hz und 230 V eine Wechselspannung von 35 V erzeugt, die auf 11 V bei einem Strom von 0,2 A herabgesetzt wird. Die mit den Bezugszeichen 18 und 35 bezeichneten Schaltungsblöcke entsprechen in ihrer Funktion denje nigen aus Fig. 2. Der Transformator 1 ist durch sein sekundärseitiges Er satzschaltbild dargestellt. Dieses weist neben der Wechselspannungsquelle V1 eine mit dieser in Serie geschaltete Serienschaltung des Innenwider stands R1 (im Beispiel 20 Ohm) und einer Induktivität L1 (5 mH) (die die ma gnetischen Eigenschaften des Transformators repräsentiert) auf. Die Gleich richteranordnung besteht aus einer Brückenschaltung mit vier Dioden D1 bis D4 (01N4007). Der positive Gleichrichterausgang 6 ist mit dem Emitter ei nes den gesteuerten Schalter bildenden pnp-Leistungstransistors Q1 (BC807-40), mit der Kathode einer parallel zur Emitter-Collector-Strecke des Transi stors Q1 geschalteten Z-Diode D5 (01N4477, Spannung 36 V) und mit dem Ver bindungspunkt zweier Widerstände R2 (3,3 k) und R3 (1k) verbunden. (1k = 1 Kiloohm.) Der andere Anschluß der Widerstands R2 führt zur Basis eines Tran sistors Q2 (BC847C) und zum Collector eines Transistors Q3 (BC847C).In the arrangement of Fig. 4, a conventional small transformer 1 is connected to an apparent power of 5 VA provided which generates from the mains voltage with 50 Hz and 230 V, an AC voltage of 35 V, which decreased to 11 V at a current of 0.2 A becomes. The circuit blocks designated by the reference numerals 18 and 35 correspond in their function to those in Fig. 2. The transformer 1 is represented by its secondary side He circuit diagram. In addition to the AC voltage source V1, this has a series connection of the internal resistance R1 (20 ohm in the example) and an inductance L1 (5 mH) (which represents the magnetic properties of the transformer). The rectifier arrangement consists of a bridge circuit with four diodes D1 to D4 (01N4007). The positive rectifier output 6 is with the emitter of a pnp power transistor Q1 (BC807-40) forming the controlled switch, with the cathode of a Z-diode D5 (01N4477, voltage 36 V) connected in parallel with the emitter-collector path of the transistor Q1 ) and connected to the connection point of two resistors R2 (3.3 k) and R3 (1k). (1k = 1 kilohm.) The other connection of the resistor R2 leads to the base of a transistor Q2 (BC847C) and to the collector of a transistor Q3 (BC847C).
Der andere Anschluß des Widerstands R3 ist mit der Basis des Transistors Q1 und über einen Widerstand R4 (470 Ohm) mit dem Collector des Transitors Q2 und von dort über einen Widerstand R5 (47 k) mit der Basis des Transi stors Q3 verbunden. Dessen Basis ist über einen Widerstand R6 (100 Ohm) mit einem Schaltungspunkt verbunden, der einerseits über einen Widerstand R7 (470 Ohm) mit dem negativen Gleichrichterausgang 7 verbunden ist, und andererseits mit der Anode einer weiteren Z-Diode D6 (01N4466, Spannung 11 V) verbunden, deren Kathode mit dem positiven Ausgangsanschluß der Schaltungsanordnung verbunden ist, der über einen kleinen Widerstand R8 (2,2 Ohm) mit dem Collector des Transistors Q1 verbunden ist. Mit dem ne gativen Gleichrichterausgang 7 ist auch der Emitter jedes der npn-Tran sistoren Q2 und Q3 verbunden, außerdem ein Anschluß des Glät tungskondensators C1 (4,7 mF) und des Verbrauchers (Last), der als Wider stand R10 (51 Ohm) dargestellt ist. Der jeweils andere Anschluß der beiden letztgenannten Schaltungsteile ist mit der Kathode der Z-Diode D6 verbun den. Die Transistoren Q2 und Q3 bilden mit ihrer Beschaltung einen Schmitt-Trigger 35.The other connection of the resistor R3 is connected to the base of the transistor Q1 and via a resistor R4 (470 ohms) to the collector of the transistor Q2 and from there via a resistor R5 (47 k) to the base of the transistor Q3. Its base is connected via a resistor R6 (100 ohms) to a circuit point, which is connected on the one hand to the negative rectifier output 7 via a resistor R7 (470 ohms), and on the other hand to the anode of a further Z diode D6 (01N4466, voltage 11 V), the cathode of which is connected to the positive output terminal of the circuit arrangement, which is connected to the collector of transistor Q1 via a small resistor R8 (2.2 ohms). With the negative rectifier output 7 , the emitter of each of the npn transistors Q2 and Q3 is connected, as well as a connection of the smoothing capacitor C1 (4.7 mF) and the load (load), which stood as a resistor R10 (51 ohms) is shown. The respective other connection of the latter two circuit parts is connected to the cathode of the Zener diode D6. The transistors Q2 and Q3 form a Schmitt trigger 35 with their wiring.
Übersteigt die Ausgangsspannung der Anordnung der Fig. 4 einen Wert von etwa +11 V im Vergleich zu dem negativen Gleichrichterausgang 7, so wird der Transistor Q3 leitend, und der Schmitt-Trigger nimmt einen Schaltzu stand an, in dem er den Transistor Q1 sperrt. Der beim Sperren vom Trans formator gelieferte Spannungsstoß wird durch die Z-Diode D5 begrenzt. Der Transistor Q1 bleibt so lange gesperrt, bis die Spannung am Ausgang (C1, R10) soweit abgesunken ist, daß der Schmitt-Trigger wieder seinen den Tran sistor Q1 leitend schaltenden Zustand annimmt. Dann kann die Ausgangs spannung wieder ansteigen. Unterschreitet die Ausgangsspannung den oben genannten Wert von etwa 11 V, so bleibt der Transitor Q1 dauernd lei tend.4 exceeds a value of approximately +11 V in comparison to the negative rectifier output 7 , the transistor Q3 becomes conductive and the Schmitt trigger assumes a switching state in which it blocks the transistor Q1. The voltage surge supplied by the transformer during blocking is limited by the Zener diode D5. The transistor Q1 remains blocked until the voltage at the output (C1, R10) has dropped so far that the Schmitt trigger again assumes its transistor Q1 conducting state. Then the output voltage can rise again. If the output voltage falls below the above-mentioned value of about 11 V, the transistor Q1 remains continuously conductive.
Es kann ein weiterer Schmitt-Trigger entsprechend der Steuer- und Regel vorrichtung 30 aus Fig. 3 vorgesehen sein, der einen weiteren Schalttransi stor (vgl. Schalteinrichtung 8 aus Fig. 3) steuert, der zwischen die Schal tungspunkte 6 und 7 eingeschaltet ist. Der weitere Schmitt-Trigger ist so ausgebildet, daß er den weiteren Schalttransistor im gesperrten Zustand hält, so lange die an R10 an liegende Ausgangsspannung eine vorgegebene untere Grenze, die tiefer liegt als die Spannung, bei der der Transistor Q1 dauernd leitend wird, nicht unterschreitet. Wenn die genannte untere Gren ze unterschritten wird, dann wird der weitere Schalttransistor durch einen von dem weiteren Schmitt-Trigger eingeschalteten Taktgeber im Wechsel leitend gesteuert und gesperrt. Beim Sperren entsteht der die Ausgangs spannung erhöhende Spannungsstoß durch die Induktivität des Transforma tors. Die Funktion der Diode 9 in Fig. 1 wird durch den Transistor Q1 erfüllt, der im leitenden Zustand Strom nur in Richtung vom Emitter zum Collector fließen läßt. Ein derart erweitertes Netzgerät bewirkt eine Spannungsabsen kung oder Spannungsanhebung nach den jeweiligen Erfordernissen.There can be another Schmitt trigger corresponding to the control and regulating device 30 from FIG. 3, which controls a further Schalttransi stor (see. Switching device 8 from FIG. 3), which is switched between the switching points 6 and 7 . The further Schmitt trigger is designed such that it keeps the further switching transistor in the blocked state, as long as the output voltage at R10 does not fall below a predetermined lower limit, which is lower than the voltage at which the transistor Q1 is continuously conductive . If the lower limit is undershot, then the further switching transistor is alternately controlled and blocked by a clock generator switched on by the further Schmitt trigger. When blocking, the voltage surge increasing the output voltage is caused by the inductance of the transformer. The function of the diode 9 in FIG. 1 is fulfilled by the transistor Q1, which in the conductive state only allows current to flow in the direction from the emitter to the collector. Such an expanded power supply causes a voltage drop or voltage boost according to the respective requirements.
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| DE1996107243 DE19607243A1 (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Voltage regulated DC power source supplied from AC mains transformer |
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| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |