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DE19730220A1 - Getaktete Stromversorgungsanordnung - Google Patents

Getaktete Stromversorgungsanordnung

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Publication number
DE19730220A1
DE19730220A1 DE19730220A DE19730220A DE19730220A1 DE 19730220 A1 DE19730220 A1 DE 19730220A1 DE 19730220 A DE19730220 A DE 19730220A DE 19730220 A DE19730220 A DE 19730220A DE 19730220 A1 DE19730220 A1 DE 19730220A1
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DE
Germany
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power supply
switch element
control
current
signal
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Withdrawn
Application number
DE19730220A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Huschmann
Jost Kawczyk
Rainer Hoeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
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Publication date
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Priority to DE19730220A priority Critical patent/DE19730220A1/de
Publication of DE19730220A1 publication Critical patent/DE19730220A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
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    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine getaktete Stromversorgungsanordnung mit einer mit einer Eingangsspannung beaufschlagbaren Reihenschaltung wenigstens einer Induktivität, eines Hauptstrompfades eines (ersten) Schalterelements und eines Strommeßelements sowie mit einer Regelschaltung zum impulsförmigen Steuern des (ersten) Schalterelements abwechselnd in einen leitenden und einen sperrenden Zustand durch ein Steuersignal, das nach Maßgabe eines vom Strommeßelement abgeleiteten Meßsignals von der Regelschaltung gebildet ist.
Aus der EP-A-0 576 702 ist ein getakteter Umrichter mit Strombegrenzung bekannt, der einen im Hauptstromkreis angeordneten Stromsensor und einen Komparator umfaßt, mit dessen Hilfe eine Begrenzung des im Hauptstromkreis fließenden Stromes auslösbar ist. Bei diesem bekannten Umrichter liegt eine Eingangsspannung an einer aus einer Primärwicklung eines Transformators, einer Drain-Source-Strecke eines Feldeffekttransistors und einem Widerstand gebildeten Serienschaltung. Der Feldeffekttransistor dient als Leistungsschalter, der Widerstand als Strommeßwiderstand. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors ist über einen weiteren Widerstand an einen Ausgangsanschluß einer Steuervorrichtung angeschlossen. Diese Steuervorrichtung enthält außer dem Komparator, der zur Regelung der Ausgangsspannung des Umrichters durch Stromregelung mit überlagerter Spannungsregelung dient, weiterhin eine Anordnung zur Impulsdauermodulation, mit deren Hilfe die Dauer der am Ausgangsanschluß der Steuervorrichtung abgegebenen Einschaltimpulse variiert wird. Der Komparator ist Teil einer Kurzschlußstrom-Begrenzerschaltung, die die Stromspitzen des Eingangsstromes innerhalb eines sehr kurzen Zeitbereichs erfaßt und auswertet. Dazu sind Vorrichtungen vorgesehen, die wenigstens eine dem Komparator zugeführte Referenzspannung während der Anfangsstromspitzen des im primärseitigen Hauptstromkreis fließenden Stromes so anheben, daß der Komparator in diesem Zeitraum nicht ansprechen kann. Zum Abgreifen des Strommeßwertes vom Strommeßwiderstand ist ein als geschalteter Gleichrichter eingesetzter Kleinsignal-Feldeffekttransistor vorgesehen, der synchron mit dem Leistungsschalter ein- und ausgeschaltet wird. Über diesen geschalteten Gleichrichter wird ein Kondensator niederohmig auf den Maximalwert der Spannung am Strommeßwiderstand aufgeladen. Dieser Maximalwert dient der Regelung der Ausgangsspannung des Umrichters.
Um bei Überstrom oder Kurzschluß den Ausgangsnennstrom nicht wesentlich zu überschreiten, ist bei dem bekannten Umrichter eine Integrierschaltung, die an den Steuerausgang der Steuerschaltung angeschlossen ist, an den Ausgang der Sollspannungsquelle geführt. Die am Sollwerteingang des Komparators liegende Referenzspannung sinkt daher bei zunehmendem Ausgangsstrom ab.
Bei einer getakteten Stromversorgungsanordnung der eingangs genannten Art dient die Impulsdauermodulation dazu, die Einflüsse unterschiedlicher Eingangsspannungen und unterschiedlicher Ausgangslasten auf den Wert der Ausgangsspannung der Stromversorgungsanordnung auszuregeln. Im Idealfall soll für eine möglichst hohe Schwankungsbreite der Eingangsspannung und der Ausgangslast eine stets stabile Ausgangsspannung zur Verfügung gestellt werden.
Es zeigt sich jedoch, daß insbesondere bei geringen Ausgangslasten in getakteten Stromversorgungsanordnungen der eingangs genannten Art ein sogenannter lückender Betrieb auftritt. Als solchen bezeichnet man Instabilitäten im Betrieb aufgrund parasitärer Elemente wie beispielsweise der Streuinduktivität und der primärseitigen Kapazität des Transformators, der Gate-Source-Kapazität des Schalttransistors sowie unterschiedlicher Einflüsse des Schaltungslayouts. Dieses instabile Betriebsverhalten der genannten Stromversorgungsanordnungen tritt speziell bei kleinen Einschaltzeiten des Schalterelements (Schalttransistors) trotz konstanter Last und konstanter Eingangsspannung auf und führt bis zum Ausfall einzelner Einschaltzyklen des Schalttransistors. Dieser Extremfall wird als lückender Betrieb bezeichnet. Ein lückender Betrieb kann zu einer akustischen und elektromagnetischen Störabstrählung führen. Dabei erhöhen sich sogenannte Rippel- und Rauschspannungen auf der Sekundärseite sowie die Funkstörspannung auf der Eingangsseite der Stromversorgungsanordnung. Auch die Funkstörfeldstärke wird erhöht.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine getaktete Stromversorgungsanordnung der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß auch bei einem Einsatz in sehr großem Eingangsspannungs- und Lastbereich ein stabiler Betrieb gewährleistet ist, insbesondere daß auch bei extremen Last- bzw. Eingangsspannungssituationen ein lückender Betrieb zuverlässig ausgeschlossen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer getakteten Stromversorgungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst durch eine Steuerstufe zum Ableiten eines Unterbrechungssignals vorbestimmter Zeitdauer aus dem Steuersignal zu Beginn eines jeden Zeitintervalls, in dem das (erste) Schalterelement in seinen leitenden Zustand gesteuert ist, sowie durch ein Unterbrechungselement, welches mit der Steuerstufe und dem Strommeßelement gekoppelt ist derart, daß durch das Unterbrechungselement beim Auftreten des Unterbrechungssignals die Zufuhr des Meßsignals zur Regelschaltung unterbrochen wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ursächlich für die genannten Instabilitäten des Betriebes einer getakteten Stromversorgungsanordnung der gattungsgemäßen Art insbesondere beim Betrieb mit geringer Last ein gestörtes Meßsignal ist, wobei die Störung des Meßsignals durch unvermeidbare parasitäre Elemente der Stromversorgungsanordnung hervorgerufen werden. Wird dieses gestörte Meßsignal in der Regelschaltung zur Tastverhältnisgenerierung herangezogen, entstehen Instabilitäten im erzeugten Tastverhältnis bis hin zum Ausfall einzelner Impulse, d. h. bis hin zum lückenden Betrieb. Es hat sich gezeigt, daß durch die primärseitige parasitäre Kapazität der Induktivität der Stromversorgungsanordnung, d. h. insbesondere der Primärwicklung des Trafos, und durch die Gate-Source-Kapazität des Schalttransistors im Einschaltmoment des Schalttransistors eine Stromspitze auftritt. Diese Stromspitze durch die Primärwicklung des Trafos bildet sich am Strommeßelement als Meßsignal ab. Aufgrund der Streuinduktivität des Trafos sowie parasitärer Einflüsse durch die Gestaltung der Schaltungselemente der Stromversorgungsanordnung klingt die genannte Stromspitze in einer gedämpften Schwingung aus. Dadurch wird insbesondere bei kleinem Tastverhältnis die Festlegung des Abschaltzeitpunktes des Schalttransistors durch die Regelschaltung mehrdeutig, weil die Spitzenwerte der gedämpften Schwingung die Größenordnung des Stromes im Abschaltzeitpunkt entsprechen. Es wurde gefunden, daß in dieser Mehrdeutigkeit des Abschaltzeitpunktes die Ursache der Instabilitäten der Stromversorgungsanordnung zu suchen sind.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird nun die sich im Meßsignal abbildende Stromspitze ausgeblendet. Damit gelangen allenfalls Reste der Abbildung, die die Stromspitze im Meßsignal erzeugt, mit stark verringerter Amplitude in die Regelschaltung. Diese Reste sind klein gegenüber dem Stromwert zum Abschaltzeitpunkt des Schalttransistors. Daher kann die Regelschaltung diesen Abschaltzeitpunkt eindeutig festlegen und die getaktete Stromversorgungsanordnung arbeitet stabil. Erfindungsgemäß führt somit die Zufuhr eines idealisierten Abbildes des tatsächlichen Strom-Zeit-Verhaltens der Stromversorgungsanordnung im Bereich des Einschaltzeitpunktes des Schalttransistors, d. h. des (ersten) Schalterelements, zu einem stabil nicht lückenden Betrieb der getakteten Stromversorgungsanordnung.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß aus der EP-A-0 576 702 ein Hinweis zu entnehmen ist, daß in der Gatezuleitung des dortigen Feldeffekttransistors mit dem Bezugszeichen 15 und in seiner Sourcezuleitung je ein Widerstand vorgesehen ist. Diese Widerstände sollen Störungen des in der Schaltungsanordnung gemaß EP-A-0 576 702 gewonnenen Meßwertes durch die Anfangsstromspitze unterdrücken. Dabei soll der Widerstand in der Gatezuleitung zusammen mit der Eingangskapazität des Feldeffekttransistors eine kurze Einschaltverzögerung und der Widerstand in der Sourcezuleitung eine Spitzenwert-Aufladung des zur Spitzenwertdetektion eingesetzten Kondensators bei extrem kurzen Anfangsstromspitzen bewirken. Ferner ist ausgeführt, daß bei der Schaltungsanordnung gemäß EP-A-0 576 702 die Anfangsstromspitze unterdrückt werden muß, wenn sie den eigentlichen Stromimpuls überragt, um ein vorzeitiges Sperren des im Hauptstromkreis liegenden Leistungsschalters zu verhindern. Somit führt bei der Schaltungsanordnung gemäß der genannten Druckschrift die Anfangsstromspitze nur dann zu Störungen, wenn sie die Spitzenwertdetektion durch den als geschalteter Gleichrichter arbeitenden Feldeffekttransistor mit dem dortigen Bezugszeichen 15 verfälscht. Dies führt in der bekannten Schaltungsanordnung zu einer Fehlerkennung der beabsichtigten Strombegrenzung bei Kurzschluß im Ausgangsstromkreis. Ein Hinweis auf eine Beeinflussung von Instabilitäten, die zu einem lückenden Betrieb führen können, ist der genannten Druckschrift nicht zu entnehmen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stromversorgung umfaßt die Steuerstufe ein differenzierendes Element.
Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung wird das Meßsignal grundsätzlich zeitkontinuierlich der Regelschaltung zugeführt, d. h. sowohl während der Zeitintervalle, in denen das (erste) Schalterelement leitend ist, als auch in denjenigen Zeitintervallen in denen das (erste) Schalterelement gesperrt wird. Lediglich zur Ausblendung der Einschaltstromspitzen muß die Zufuhr des Meßsignals kurzzeitig unterbrochen werden. Entsprechend ist das Unterbrechungselement auch nur in diesen gegenüber einer gesamten Schaltperiode des (ersten) Schalterelements kurzen Zeitdauer wirksam. Diese Zeitdauer schließt sich unmittelbar an eine Einschaltflanke des Steuersignals für das (erste) Schalterelement an. Durch das differenzierende Element kann nun in einfacher Weise diese Einschaltflanke detektiert und zum Infunktionsetzen des Unterbrechungselements herangezogen werden.
Eine besonders einfache Ausgestaltung der Steuerstufe der erfindungsgemäßen getakteten Stromversorgung wird dadurch erreicht, daß das differenzierende Element eine Längsimpedanz mit kapazitivem Impedanzwert umfaßt. Im einfachsten Fall kann die Steuerstufe durch einen Längskondensator gebildet sein.
Bei der erfindungsgemäßen getakteten Stromversorgung kann das Unterbrechungselement bevorzugt durch ein zweites Schalterelement gebildet sein. Insbesondere wird als erstes Schalterelement, d. h. als Leistungsschalter der getakteten Stromversorgungsanordnung, ein selbstsperrender N-Kanal-FET zum Einsatz kommen, wohingegen als zweites Schalterelement bevorzugt ein selbstleitender P-Kanal-FET zum Einsatz gelangt. Auch diese Wahl für die Schalterelemente vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung, insbesondere der Steuerstufe.
Die beschriebene Auslegung der Schalterelemente wird insbesondere für diejenige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung gewählt, in der das zweite Schalterelement in eine Verbindung für das Meßsignal zwischen dem Strommeßelement und der Regelschaltung eingefügt ist zum Trennen dieser Verbindung beim Auftreten des Unterbrechungssignals. Das zweite Schalterelement kann in einer weiteren Ausgestaltung des Unterbrechungselements der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung zum Kurzschließen des Strommeßelements parallel zu diesem angeordnet sein. Auch dadurch wird die Weiterleitung des Meßsignals an die Regelschaltung in dem gewünschten Zeitintervall unterbrochen.
Die erfindungsgemäße getaktete Stromversorgungsanordnung ist bevorzugt einsetzbar in Geräten der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik, in denen es besonders auf geringe Störbeeinflussung ankommt.
Die Zeichnung dient der näheren Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels. Darin zeigen
Fig. 1 eine blockschematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 eine stärker detaillierte Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und
Fig. 3 Beispiele für zeitliche Verläufe des Meßsignals zur Erläuterung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, in dem eine Primärwicklung eines Transformators 8 als Induktivität in Reihe geschaltet ist mit dem Hauptstrompfad eines ersten Schalterelements 7 und einem Strommeßelement 5, in Fig. 1 gebildet durch einen ohmschen Widerstand. Das erste Schalterelement 7 wird bevorzugt durch einen selbstsperrenden N-Kanal-FET gebildet. Die Reihenschaltung aus Induktivität, Schalterelement 7 und Strommeßelement 5 wird mit einer Eingangsspannung Uin beaufschlagt. An diese Eingangsspannung Uin ist auch eine Regelschaltung 1 angeschlossen, die an einem Steuersignalausgang 11 ein Steuersignal zum impulsförmigen Steuern des ersten Schalterelements 7 an dessen Steuereingang 12 abgibt. Dieser Steuereingang 12 wird in Fig. 1 durch den Gate-Anschluß des FET gebildet.
Die Regelschaltung 1 weist weiterhin einen Strommeßeingang 13 auf, der mit einem Verbindungspunkt 14 zwischen dem ersten Schalterelement 7 und dem Strommeßelement 5 verbunden ist. Diesem Strommeßeingang 13 wird vom Verbindungspunkt 14 ein vom Strommeßelement 5 abgeleitetes Meßsignal zugeführt, nach dessen Maßgabe das Steuersignal in der Regelschaltung 1 gebildet wird.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Meßsignal um eine durch den Strom in der Reihenschaltung aus Induktivität, erstem Schalterelement 7 und Strommeßelement 5 an diesem Strommeßelement 5 auftretende Spannung.
In Fig. 1 sind weiterhin zwei Kapazitäten 9 und 10 gestrichelt eingezeichnet. Bei der Kapazität 9 handelt es sich um die parasitäre Gate-Source-Kapazität des ersten Schalterelements 7, die Kapazität 10 stellt die primärseitige Streukapazität des Transformators 8 dar. Weitere parasitäre Elemente, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, können beispielsweise durch Streuinduktivitäten des Transformators 8 gebildet werden. Diese parasitären Elemente verursachen - gegebenenfalls zusammen mit weiteren parasitären Einflüssen durch die räumliche Anordnung der Stromversorgungsanordnung - speziell bei kleinen Einschaltzeiten des ersten Schalterelements 7 ein instabiles Verhalten. Bei kleinem Tastverhältnis des Steuersignals, d. h. bei sehr kleinem Verhältnis der Zeitdauern, in denen durch das Steuersignal das erste Schalterelement 7 in seinen leitenden Zustand überführt ist, gegenüber den Zeitintervallen, in denen das erste Schalterelement 7 gesperrt ist, erweisen sich die Zeitintervalle, in denen das erste Schalterelement 7 leitend ist, als nicht mehr stabil, was bis zum Ausfall einzelner derartiger Zeitintervalle führt. Diese Störungen werden als lückender Betrieb bezeichnet.
Zur Vermeidung dieses lückenden Betriebs weist die Stromversorgungsanordnung gemäß Fig. 1 entsprechend der Erfindung eine Steuerstufe 2 auf, die eingangsseitig mit dem Steuersignalausgang der Regelschaltung 1 verbunden ist und aus dem ihr hier zugeführten Steuersignal ein Unterbrechungssignal zu Beginn eines jeden Zeitintervalls ableitet, in dem das erste Schalterelement 7 in seinen leitenden Zustand gesteuert wird. Dieses Unterbrechungssignal wird an einem Unterbrechungssignalausgang 15 von der Steuerstufe 2 abgegeben. An diesen Unterbrechungssignalausgang 15 ist ein Unterbrechungselement angeschlossen, welches derart mit dem Strommeßelement 5 und dem Strommeßeingang 13 gekoppelt ist, daß beim Auftreten des Unterbrechungssignals am Unterbrechungssignalausgang 15 die Zufuhr des Meßsignals von dem Strommeßelement 5 zur Regelschaltung 1 unterbrochen wird. Dafür sind in Fig. 1 zwei Ausführungsformen schematisch dargestellt. In der ersten Ausführungsform ist lediglich ein Unterbrechungselement 3 vorgesehen welches zwischen dem Verbindungspunkt 14 und dem Strommeßeingang 13 in die Leitung für die Zufuhr des Meßsignals zur Regelschaltung 1 eingefügt ist. Das Unterbrechungselement 3 ist bevorzugt durch ein zweites Schalterelement gebildet, durch welches die Leitung für das Meßsignal während des Auftretens des Unterbrechungssignals aufgetrennt wird.
In einer zweiten Ausführungsform umfaßt die getaktete Stromversorgungsanordnung nach Fig. 1 anstelle des Unterbrechungselements 3 ein gestrichelt gezeichnetes Unterbrechungselement 4, welches das Strommeßelement 5 überbrückt. Auch das Unterbrechungselement 4 ist bevorzugt als zweites Schalterelement ausgebildet. Durch dieses Schalterelement wird während des Auftretens des Unterbrechungssignals das Strommeßelement 5 kurzgeschlossen und auch so eine Zufuhr eines Meßsignals zum Strommeßeingang 13 unterbrochen.
Die Steuerung der Unterbrechungselemente 3 bzw. 4 erfolgt durch Steuerverbindungen zwischen diesen Unterbrechungselementen 3 bzw. 4 und dem Unterbrechungssignalausgang 15 - im Fall des Unterbrechungselements 4 als gestrichelte, im Fall des Unterbrechungselements 3 als ausgezogene Linie symbolisiert.
Mit dem Bezugszeichen P am Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators 8 ist angedeutet, daß dort die von der getakteten Stromversorgung an eine anzuschließende Last zu liefernde elektrische Leistung abgebbar ist.
Fig. 2 zeigt eine etwas detailliertere Darstellung der ersten Ausführungsform des schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 mit dem Unterbrechungselement 3 in der Verbindung zwischen dem Strommeßeingang 13 und dem Verbindungspunkt 14. Mit Fig. 1 übereinstimmende Elemente sind wieder mit denselben Bezugszeichen dargestellt; zu ihrer Beschreibung wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
Die Steuerstufe 2 umfaßt gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein differenzierendes Element 6. Dieses umfaßt eine Längsimpedanz mit kapazitivem Impedanzwert. Im einfachsten, in Fig. 2 dargestellten Fall ist das differenzierende Element 6 eine Längskapazität zwischen dem Steuersignalausgang 11 und dem Unterbrechungssignalausgang 15. Durch diese Längskapazität 6 wird an jeder Anfangsflanke des Steuersignals zu Beginn eines Zeitintervalls, in dem das erste Schalterelement 7 in seinen leitenden Zustand überführt wird, ein kurzes, impulsförmiges Signal als Unterbrechungssignal erzeugt und am Unterbrechungssignalausgang 15 zur Verfügung gestellt. Von dort gelangt es auf den Gate-Anschluß eines selbstleitenden P-Kanal-FET 16, der vom dritten Unterbrechungselement 3 umfaßt ist und das zweite Schalterelement bildet. Das zweite Schalterelement 16 ist ferner mit zwei Widerständen 17, 18 in der Weise verbunden, daß der erste Widerstand 17 zwischen dem Unterbrechungssignal­ ausgang 15 und dem Verbindungspunkt 14 angeordnet ist und der zweite Widerstand in Reihe mit dem Hauptstrompfad des zweiten Schalterelements 16 zwischen diesem und dem Strommeßeingang 13 eingefügt ist.
Zusammen mit den Elementen des Unterbrechungselements 3 löst die Steuerstufe 2 im Anfang des Zeitintervalls, in welchem das erste Schalterelement 7 in seinen leitenden Zustand überführt ist, eine im Verhältnis zur Dauer dieses Zeitintervalls sehr kurze Sperrung des zweiten Schalterelements 16 aus. In der übrigen Zeit sowohl im leitenden als auch im gesperrten Zustand des ersten Schalterelements 7 ist das zweite Schalterelement 16 leitend, so daß das Meßsignal in dieser übrigen Zeit ungehindert dem Strommeßeingang 13 zugeleitet werden kann. Die Zeitdauer, während der das zweite Schalterelement 16 gesperrt ist, wird derart bemessen, daß aus dem Meßsignal der durch den Einschaltstromstoß des ersten Schalterelements 7 bedingte Verlauf ausgeblendet und somit dem Strommeßeingang 13 ein idealisierter Meßsignalverlauf zugeführt wird. Dies ist in Fig. 3 dargestellt, wo der Verlauf des Meßsignals am Strommeßeingang 13, mit UM bezeichnet, über der Zeit t aufgetragen ist. Der mit Voll-Linie dargestellte Verlauf a des Meßsignals UM ist mit einer getakteten Stromversorgung ohne die erfindungsgemäße Ausbildung aufgezeichnet. Dieser Verlauf a des Meßsignals UM zeigt zu Beginn des Zeitintervalls, in dem das erste Schalterelement 7 leitend ist, eine stark ausgebildete Einschaltstromspitze, die in Form einer gedämpften Schwingung abklingt und schließlich in einen rampenförmigen Verlauf gemaß dem Stromanstieg in der Primärwicklung des Transformators 8 überleitet. Demgegenüber ist mit der gestrichelten Linie b in Fig. 3 der Verlauf des Meßsignals UM beim Einsatz der Erfindung wiedergegeben. Der Verlauf b des Meßsignals UM ist ersichtlich sehr gut an den idealisierten Verlauf angenähert; Störeinflüsse durch den Einschaltstromstoß sind ausgeschlossen. Mit einem solchen Meßsignal UM ist ein stabiler Betrieb der Regelschaltung 1 auch für den Fall kleiner Lasten, d. h. für den Fall einer geringen Leistungsabgabe P am Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators 8, gewährleistet. Somit ist auch bei sehr kurzen Einschaltdauern des ersten Schalterelements 7 ein nicht lückender Betrieb gesichert.
Auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird das Strommeßelement 5 durch einen ohmschen Widerstand gebildet, angedeutet durch den Buchstaben R. Parallel zum Strommeßeingang 13 ist in Fig. 2 ein Entstörkondensator 19 angeordnet. Dieser Entstörkondensator dient lediglich der Unterdrückung hochfrequenter Störungen im Meßsignal und muß einen so geringen Kapazitätswert aufweisen, daß im übrigen der zeitliche Verlauf des Meßsignals UM nicht verändert wird. Insbesondere darf der Kapazitätswert des Entstörkondensators 19 nicht so groß sein, daß dadurch eine Verformung des rampenförmigen Verlaufs des Meßsignals UM oder gar eine Spitzenwertspeicherung oder dergleichen erfolgt.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten, getakteten Stromversorgungsanordnung ist ein störungsfreier, d. h. nicht lückender Betrieb auch bei extremer Lastkonstellation möglich. Beispielsweise können Lasten störungsfrei betrieben werden, deren minimale und maximale Leistungsaufnahme ein Verhältnis von 1 : 20 aufweisen, und es kann in einem Spannungsbereich mit einem Verhältnis zwischen minimaler und maximaler Spannung von 1 : 5 gearbeitet werden.

Claims (7)

1. Getaktete Stromversorgungsanordnung mit einer mit einer Eingangsspannung beaufschlagbaren Reihenschaltung wenigstens einer Induktivität, eines Hauptstrompfades eines (ersten) Schalterelements und eines Strommeßelements sowie mit einer Regelschaltung zum impulsförmigen Steuern des (ersten) Schalterelements abwechselnd in einen leitenden und einen sperrenden Zustand durch ein Steuersignal, das nach Maßgabe eines vom Strommeßelement abgeleiteten Meßsignals von der Regelschaltung gebildet ist, gekennzeichnet durch eine Steuerstufe zum Ableiten eines Unterbrechungssignals vorbestimmter Zeitdauer aus dem Steuersignal zu Beginn eines jeden Zeitintervalls, in dem das (erste) Schalterelement in seinen leitenden Zustand gesteuert ist, sowie durch ein Unterbrechungselement, welches mit der Steuerstufe und dem Strommeßelement gekoppelt ist derart, daß durch das Unterbrechungselement beim Auftreten des Unterbrechungssignals die Zufuhr des Meßsignals zur Regelschaltung unterbrochen wird.
2. Getaktete Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe ein differenzierendes Element umfaßt.
3. Getaktete Stromversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das differenzierende Element eine Längsimpedanz mit kapazitivem Impedanzwert umfaßt.
4. Getaktete Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrechungselement durch ein zweites Schalterelement gebildet ist.
5. Getaktete Stromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schalterelement in eine Verbindung für das Meßsignal zwischen dem Strommeßelement und der Regelschaltung eingefügt ist zum Trennen dieser Verbindung beim Auftreten des Unterbrechungssignals.
6. Getaktete Stromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schalterelement zum Kurzschließen des Strommeßelements parallel zu diesem angeordnet ist.
7. Gerät der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik, gekennzeichnet durch eine getaktete Stromversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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