DE19855615A1

DE19855615A1 - Schaltnetzteil

Info

Publication number: DE19855615A1
Application number: DE19855615A
Authority: DE
Inventors: Saiki Igarashi; Akio Suzuki
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 1999-06-10
Also published as: US6339262B1; US6061253A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil zur Lieferung elektrischer Leistung aus einer Gleichstromquelle über einen Transformator an eine Last.

Fig. 19 zeigt ein Schaltbild eines herkömmlichen Schaltnetzteiles in Form eines Rücklauf- oder Sperrwandlers (fly-back converter). Wie in der Figur dargestellt, ist an die Ausgänge eines Gleichrichters Rec, der hier die Gleichstromquelle darstellt, die Reihenschaltung aus einer Eingangsdrosselspule L1, der Primärwicklung N1 eines Transformators Tr und eines Schalters Q1 angeschlossen. Ein Snubber-Kondensator Cs ist mit dem Schalter Q1 parallel geschaltet. An die Sekundärwicklung N2 des Transformators ist eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung Rec1 angeschlossen, die eine Last speist.

Wenn der Schalter Q1 geschlossen ist, wird Energie in der Primärwicklung N1 gespeichert. Wenn der Schalter Q1 offen ist, wird die gespeicherte Energie von der Sekundärwicklung N2 abgege ben. Die Ausgangsspannung wird durch das Tastverhältnis zwischen dem Einschaltzustand und dem Ausschaltzustand des Schalters Q1 eingestellt bzw. geregelt.

Bei der Schaltung von Fig. 19 ist das sogenannte weiche Schalten (Schalten bei Spannung null oder im wesentlichen null, nachfolgend als "spannungsloses Schalten" bezeichnet), bei dem der Schalter Q1 geschaltet wird, wenn die Spannung des Kondensators Cs am niedrigsten ist, dadurch realisiert, daß die Streuinduktivität der Primärwicklung N1 und der Kondensator Cs einen Resonanzkreis bilden. Dieses spannungslose Schalten erfolgt aus Gründen der Verringerung von Verlusten und der Unterdrückung der Erzeugung von Störsignalen.

Die Eingangsstromquelle ist über die Eingangsdrosselspule L1 angeschlossen, so daß durch Einschalten eines Schalters Q3 zur Leistungsfaktorverbesserung ein Eingangsstrom fließt. Wenn der Schalter Q3 eingeschaltet ist, wird die in der Eingangsdrosselspule L1 gespeicherte Energie einem Kondensator C1 (einem Elektrolytkondensator) zugeführt.

Der Leistungsfaktor wird verbessert, da der Eingangsstrom selbst bei geringer Eingangsspannung durch Einschalten und Ausschalten des Schalters Q3 so lange fließt, so lange das Schaltnetzteil arbeitet.

Die Ausschaltdauer des Schalters Q1 sollte bei dem Schaltnetzteil von Fig. 19 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne liegen, die von der Schwingungsperiode des Resonanzkreises bestimmt wird, welcher von der Streuinduktivität der Primärwicklung N1 und dem Snubber-Kondensator Cs gebildet wird, und zwar deshalb, weil das spannungslose Schalten auf der Resonanz dieses Resonanzkreises beruht. Infolgedessen ist die Schwingungsfrequenz nicht konstant, da die Ausgangsspannung lediglich durch Regelung der Einschaltdauer des Schalters Q1 geregelt werden kann. Die Schaltfrequenz des Schaltnetzteils in Fernsehempfängern und Anzeigevorrich tungen ist mit der Ablenkfrequenz synchronisiert. Daher ist das bekannte Schaltnetzteil auf eine solche Stromversorgung variabler Frequenz nicht anwendbar.

Da gesonderte Schalter als Schalter Q3 für die Leistungsfaktorverbesserung bzw. als Hauptschalter Q1 verwendet werden, nehmen die von dem Schaltnetzteil erzeugten Störsignale zu. Der Wirkungsgrad wird dadurch verringert, daß der Strom durch die Reihenschaltung aus Diode D4 und Hauptschalter Q1 fließt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltnetzteil zu schaffen, das bei einer beliebigen Frequenz schaltet, wobei auf einfache Weise das spannungslose Schalten erhalten bleibt und der Leistungsfaktor verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltnetzteil gemäß einem der Ansprüche 1, 10, 13, 14, 15 bzw. 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Schaltnetzteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltnetzteiles von Fig. 1,

Fig. 3 bis 14 jeweils ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten, zehnten, elften, zwölften bzw. dreizehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 15 ein Schaltbild eines allgemeinen Schaltnetzteils zum Betrieb sowohl einer leichten Last als auch einer Nennlast,

Fig. 16(a) die Draufsicht auf einen Leistungs-IC in Fig. 15,

Fig. 16(b) eine Draufsicht auf einen anderen Leistungs-IC von Fig. 15,

Fig. 17 eine Draufsicht auf eine Leistungs-IC-Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 18 eine Draufsicht auf eine andere Leistungs-IC-Anordnung gemäß der Erfindung und

Fig. 19 ein Schaltbild eines herkömmlichen Sperrwandler-Schaltnetzteiles.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 werden zunächst Ausführungsbeispiele gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Schaltnetzteils gemäß der vorliegenden Erfindung. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß der Begriff "Schaltnetzteil" weit zu verstehen ist und keine Beschränkung darauf beabsichtigt ist, daß das "Schaltnetzteil" am Eingang oder Ausgang mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Eingangsdrosselspule L1 mit einer Gleichstromquelle DC verbunden. Eine Primärwicklung N1 und eine Tertiärwicklung N3 eines Transformators Tr sowie ein Hauptschalter Q1 sind mit der Drosselspule L1 verbunden. Eine Diode D1 ist antiparallel zu dem Hauptschalter Q1 geschaltet, und ein Snubber-Kondensator Cs liegt parallel zum Hauptschalter Q1. Die Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator C2, einer Resonanzdrosselspule L2 und einem Hilfsschalter Q2 ist parallel zu dem Snubber-Kondensator Cs geschaltet. Eine Diode D2 liegt antiparallel zu dem Hilfsschalter Q2. Eine Diode D3 ist zwischen den Hauptschalter Q2 und den Verbindungspunkt zwischen der Primärwicklung N1 und der Tertiärwicklung N3 geschaltet. Ein Kondensator C1 liegt über die Diode D3 parallel zur Primärwicklung N1.

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltnetzteiles von Fig. 1.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Hilfsschalter Q2 vor dem Hauptschalter Q1 eingeschaltet. Über den Hilfsschalter Q2 wird eine erste Reihenresonanz von Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 hervorgerufen. Da der Strom des Hilfsschalters Q2, der von der Gleichstromquelle DC, dem Kondensator C1 und dem Snubber- Kondensator Cs über die Resonanzdrosselspule L2, die Eingangsdrosselspule L1, die Primärwick lung N1 und die Tertiärwicklung N3 geliefert wird, nicht stark fließt bzw. nicht steil ansteigt, wird der Hilfsschalter Q2 bei Nullspannung eingeschaltet.

Das spannungslose Einschalten des Hauptschalters Q1 wird dadurch ausgeführt, daß der Hauptschalter Q1 durch die erste Reihenresonanz von Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkon densator C2 und Resonanzdrosselspule L2 in dem Moment eingeschaltet wird, zu dem die Spannung über dem Snubber-Kondensator Cs, d. h. die Spannung am Hauptschalter Q1, null ist.

Wenn der Hauptschalter Q1 eingeschaltet wird, ändert sich die erste Reihenresonanz von Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 über den Hilfsschalter Q2 zu einer zweiten Reihenresonanz von Resonanzkondensator C2 und Resonanz drosselspule L2 über den Hauptschalter Q1 und die antiparallel zu dem Hilfsschalter Q2 geschal tete Diode D2. Durch Abschalten des Hilfsschalters Q2, während ein Strom durch die Diode D2 infolge der zweiten Reihenresonanz fließt, wird das spannungslose Abschalten des Hilfsschalters Q2 bewirkt.

Da beim Abschalten des Hauptschalters Q1 dessen Strom zum Snubber-Kondensator Cs fließt, steigt die Spannung des Snubber-Kondensators Cs, d. h. die Spannung am Hauptschalter Q1 allmählich an. Daher erfolgt beim Hauptschalter Q1 ein spannungsloses Abschalten.

Dabei wird die Ladung, die im Einschaltzustand des Hauptschalters Q1 über den Kondensator C1 im Resonanzkondensator C2 gespeichert wurde, zum Kondensator C1 rückgespeist. Die in der Streuinduktivität der Primärwicklung N1 gespeicherte Energie wird über die Diode D3 in den Kondensator C1 geleitet.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten durch den Wegfall des Resonanzkondensators C2. Statt über den Resonanzkondensator C2 sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die Resonanzdrosselspule L2 und der Hilfsschalter Q2 direkt miteinander verbunden.

Beim Schaltnetzteil von Fig. 3 wird der Hilfsschalter Q2 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel vor dem Hauptschalter Q1 eingeschaltet. Es entsteht eine Reihenresonanz von Snubber-Kondensator Cs und Resonanzdrosselspule L2 über den Hilfsschalter Q2. Da der Strom des Hilfsschalters Q2, der von der Stromquelle DC, dem Kondensator C1 und dem Snubber-Kondensator Cs über die Resonanzdrosselspule L2, die Eingangsdrosselspule L1, die Primärwicklung N1 und die Tertiärwicklung N3 geliefert wird, nicht stark fließt bzw. nicht steil ansteigt, führt der Hilfsschalter Q2 ein spannungsloses Einschalten aus.

Das spannungslose Einschalten des Hauptschalters Q1 erfolgt dadurch, daß der Hauptschalter Q1 durch die Reihenresonanz von Snubber-Kondensator Cs und Resonanzdrosselspule L2 in dem Moment eingeschaltet wird, zu dem die Spannung über dem Snubber-Kondensator Cs, d. h. die Spannung am Hauptschalters Q1, Null ist.

Da beim Abschalten des Hauptschalters Q1 dessen Strom zum Snubber-Kondensator Cs fließt, steigt die Spannung des Snubber-Kondensators Cs, d. h. die Spannung des Hauptschalters Q1, allmählich an. Daher führt der Hauptschalter Q1 ein spannungsloses Abschalten aus. Dabei wird die Energie, die in der Streuinduktivität der Primärwicklung N1 gespeichert wurde, über die Diode D3 in den Kondensator C1 abgegeben.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Tertiärwicklung N3 des ersten Ausfüh rungsbeispiels durch eine Drosselspule L3 ersetzt.

Für dieses dritte Ausführungsbeispiel gilt die obige Funktionserläuterung zum ersten Ausfüh rungsbeispiel in gleicher Weise mit der Maßgabe, daß die Drosselspule L3 an die Stelle der Tertiärwicklung N3 tritt. Auf die Wiederholung der Funktionsbeschreibung soll daher verzichtet werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von Fig. 3 kann die Tertiärwicklung N3 in entsprechender Weise durch eine Drosselspule L3 ersetzt werden.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbei spiel gemäß Fig. 1 darin, daß die Diode D3 entfallen ist und die Tertiärwicklung N3 durch einen Kurzschluß ersetzt ist.

In gleicher Weise wie bei dem Schaltnetzteil von Fig. 1 wird der Hilfsschalter Q2 vor dem Hauptschalter Q1 eingeschaltet. Über den Hilfsschalter Q2 wird ein erster Reihenresonanzkreis aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 gebildet. Da der Strom des Hilfsschalters Q2, der von der Stromquelle DC, dem Kondensator C1 und dem Snubber-Kondensator Cs über die Resonanzdrosselspule L2 und die Eingangsdrosselspule L1 geliefert wird, nicht stark ist bzw. nicht steil ansteigt, führt der Hilfsschalter Q2 ein spannungslo ses Einschalten aus.

Das spannungslose Einschalten des Hauptschalters Q1 wird dadurch ausgeführt, daß der Hauptschalter Q1 eingeschaltet wird, wenn infolge der Resonanz des ersten Reihenresonanzkrei ses aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 die Spannung über dem Snubber-Kondensator Cs, d. h. die Spannung des Hauptschalters Q1 null ist.

Wenn der Hauptschalter Q1 eingeschaltet ist, ändert sich der erste Reihenresonanzkreis aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 über den Hilfsschalter Q2 zu einem zweiten Reihenresonanzkreis aus Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 über den Hauptschalter Q1 und die zum Hilfsschalter Q2 antiparallel geschaltete Diode D2. Durch Abschalten des Hilfsschalters Q2 beim Stromfluß durch die Diode D2 infolge der Resonanz dieses zweiten Reihenresonanzkreises, erfolgt die spannungslose Abschaltung des Hilfsschalters Q2. Da beim Abschalten des Hauptschalters Q1 dessen Strom zu dem Snubber-Kondensator Cs fließt, nimmt die Spannung des Snubber-Kondensators Cs, d. h. die Spannung des Hauptschalters Q1, langsam zu. Daher führt der Hauptschalter Q1 ein span nungsloses Abschalten aus.

In diesem Moment wird die elektrische Ladung, die über den Kondensator C1 in den Resonanz kondensator C2 gespeichert wurde, während der Hauptschalter Q1 eingeschaltet war, in den Kondensator C1 rückgespeist.

Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Schaltnetzteils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 ist eine Gleichstromquelle DC mit einem Hauptschalter Q1 und einer Primärwicklung N1 eines Transformators Tr in Reihe geschaltet. Eine Diode D1 ist zu dem Hauptschalter Q1 antiparallel geschaltet, während ein Snubber-Kondensator Cs zu dem Haupt schalter Q1 parallel liegt. Ein Reihenresonanzkreis bestehend aus einem Resonanzkondensator C2, einer Resonanzdrosselspule L2 und einem Hilfsschalter Q2 ist zu dem Snubber-Kondensator Cs parallel geschaltet. Eine Diode D2 liegt antiparallel zu dem Hilfsschalter Q2.

In gleicher Weise wie bei dem Schaltnetzteil von Fig. 1 wird der Hilfsschalter Q2 vor dem Hauptschalter Q1 eingeschaltet. Über den Hilfsschalter Q2 wird ein erster Reihenresonanzkreis aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 gebildet. Da der Strom des Hilfsschalters Q2, der von dem Snubber-Kondensator Cs über die Resonanz drosselspule L2 geliefert wird, nicht stark ist bzw. nicht steil ansteigt, führt der Hilfsschalter Q2 ein spannungsloses Einschalten aus.

Das spannungslose Einschalten des Hauptschalters Q1 erfolgt dadurch, daß der Hauptschalter Q1 durch die Resonanz des ersten Reihenresonanzkreises aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 in einem Moment eingeschaltet wird, wo die Spannung über dem Snubber-Kondensator Cs, d. h. die Spannung des Hauptschalters Q1, null ist.

Mit dem Einschalten des Hauptschalters Q1 wechselt der erste Reihenresonanzkreis aus Snubber-Kondensator Cs, Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 über den Hilfsschalter Q2 zu einem zweiten Reihenresonanzkreis aus Resonanzkondensator C2 und Resonanzdrosselspule L2 über den Hauptschalter Q1 und die zum Hilfsschalter Q2 antiparallel geschaltete Diode D2. Durch Abschalten des Hilfsschalters Q2 beim Stromfluß durch die Diode D2 infolge der Resonanz des zweiten Reihenresonanzkreises, erfolgt das spannungslose Abschalten des Hilfsschalters Q2.

Da bei Abschalten des Hauptschalters Q1 dessen Strom auf den Snubber-Kondensator Cs übergeht, nimmt die Spannung des Snubber-Kondensators Cs, d. h. die Spannung an dem Hauptschalter Q1 allmählich zu. Daher führt der Hauptschalter Q1 ein spannungsloses Abschal ten aus.

Fig. 7 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteils gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu Fig. 1 die Eingangsdrosselspule L1 durch eine Quartärwicklung N4 des Transformators Tr ersetzt.

Die obige Funktionsbeschreibung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 trifft in gleicher Weise auf dieses sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung zu, nur daß an die Stelle der Eingangsdrossel spule L1 die Quartärwicklung N4 tritt. Auf eine Wiederholung dieser Beschreibung soll daher verzichtet werden.

Die Eingangsdrosselspule L1 bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3, 4 und 5 kann in gleicher Weise durch eine Quartärwicklung N4 des Transformators ersetzt werden.

Ein Schaltnetzteil soll einen möglichst hohen Leistungsfaktor aufweisen. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 Ausführungsbeispiel gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben, die eine Verbesserung des Leistungsfaktors ermöglichen.

Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem siebten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Gemäß Darstellung in Fig. 8 ist eine Gleichstromquelle (hier durch einen Gleichrichter Rec dargestellt) mit einer Eingangsdrosselspule L1 verbunden. Eine Reihenschaltung bestehend aus einer Primärwicklung N1 eines Transformators Tr und einem Hauptschalter Q1 ist mit der Eingangsdrosselspule L1 in Reihe an die Gleichstromquelle angeschlossen. Eine Diode D1 liegt antiparallel zu dem Hauptschalter Q1. Eine Reihenschaltung aus einem Kondensator C1 und einem Hilfsschalter Q2 ist parallel zur Reihenschaltung aus der Primärwicklung N1 und dem Hauptschalter Q1 geschaltet. Eine Diode D2 liegt antiparallel zu dem Hilfsschalter Q2. Eine Diode D3 verbindet den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und dem Hilfsschalter Q2 mit dem Verbindungspunkt zwischen der Primärwicklung N1 und dem Hauptschalter Q1.

Das Schaltnetzteil von Fig. 8 arbeitet auf folgende Weise.

Zunächst wird der Hauptschalter Q1 eingeschaltet und bewirkt einen Stromfluß. Dies ermöglicht die Verbesserung des Leistungsfaktors, da der Eingangsstrom selbst bei niedriger Eingangsspan nung fließen kann. Beim Abschalten des Hauptschalters Q1 wird ein Teil der Erregungsenergie des Transformators in dem Kondensator C1 gespeichert, der über die Diode D3 zur Primärwick lung N1 des Transformators Tr parallel geschaltet ist.

Durch Einschalten des Hilfsschalters Q2 wird dann die in dem Kondensator C1 gespeicherte Energie über den Gleichrichter Rec zur Eingangsdrosselspule L1 übertragen. Durch Abschalten des Hilfsschalters Q2 wird die Energie, die in der Eingangsdrosselspule L1 gespeichert wurde, auf den Transformator Tr übertragen. Als Folge davon wird die in dem Kondensator C1 gespeicherte Energie der Last zugeführt.

Fig. 9 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das achte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem siebten Ausführungsbei spiel in Fig. 8 dadurch, daß die Eingangsdrosselspule L1 durch eine Tertiärwicklung N3 des Transformators Tr ersetzt ist. Die Tertiärwicklung N3 übernimmt die Funktion der Eingangsdros selspule. Da die Arbeitsweise des Schaltnetzteiles von Fig. 9 im wesentlichen derjenigen des Schaltnetzteiles von Fig. 8 entspricht, wird auf die Beschreibung der letzteren verwiesen.

Fig. 10 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses neunte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem siebten Ausführungs beispiel in Fig. 8 dadurch, daß die Eingangsdrosselspule L1 entfallen ist und die Reihenschaltung aus Kondensator C1 und Hilfsschalter Q2 durch eine Reihenschaltung bestehend aus Kondensa tor C1, einer Tertiärwicklung N3 des Transformators Tr und dem Hilfsschalter Q2 ersetzt ist. Im übrigen sind Aufbau und Arbeitsweise des neunten Ausführungsbeispiels die gleichen wie beim siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8.

Während die Erfindung bislang in Verbindung mit Ausführungsbeispielen eines Sperrwandler- oder Rücklaufwandlers beschrieben wurde, ist sie auch auf sogenannte Vorlaufwandler (fly forward converter) anwendbar.

Fig. 11 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel zur Erläuterung eines dritten Aspekts der Erfindung.

Gemäß Darstellung in Fig. 11 ist ein von einer Wechselspannung AC gespeister Gleichrichter Rec als Gleichstromquelle vorgesehen. An die Ausgänge des Gleichrichters ist eine Reihenschaltung aus einer Tertiärwicklung N3 eines Transformators Tr, einer Diode D2, einer Primärwicklung N1 des Transformators und eines Schalters Q1 angeschlossen. Bei der Diode D2 handelt es sich um eine Diode mit kurzer Sperrverzögerung (high-speed reverse-recovery diode). Ein Elektrolytkon densator C1 liegt parallel zu der Teilreihenschaltung aus Primärwicklung N1 und Schalter Q1. Eine Diode D1 ist zu dem Schalter Q1 antiparallel geschaltet.

Das Schaltnetzteil von Fig. 11 arbeitet wie folgt. Wenn der Schalter Q1 eingeschaltet wird, wird eine Spannung über der Tertiärwicklung N3 erzeugt, deren Polarität der Polung der Diode D2 entgegengesetzt ist. Diese Spannung führt zu einer Sperrerholung der Diode D2. Die nun ihre Sperrfähigkeit zurückerlangende Diode D2 unterbricht den Strom. Wenn sich die Diode D2 erholt, fließt durch den Gleichrichter Rec keinerlei Strom. Daher ist es nicht nötig, den Gleichrichter Rec mit einem schnellen Sperrerholvermögen zu versehen. Da somit herkömmliche langsame Dioden für den Gleichrichter Rec eingesetzt werden können, vermindern sich die Herstellungskosten für das Schaltnetzteil.

Fig. 12 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem elften Ausführungsbeispiel zur Erläuterung eines vierten Aspekts der Erfindung.

Gemäß Darstellung in Fig. 12 ist ein erster Schalter Q1 mit einer Primärwicklung N1 eines Transformators Tr in Reihe geschaltet. Eine Diode D1 liegt antiparallel zu dem ersten Schalter Q1. Parallel zu dieser Reihenschaltung aus erstem Schalter Q1 und Primärwicklung N1 liegt eine weitere Reihenschaltung bestehend aus einer Quartärwicklung N4 des Transformators Tr, einer Diode D3 und einem Elektrolytkondensator C1. Parallel zu dem Elektrolytkondensator C1 liegt eine Reihenschaltung bestehend aus einer Tertiärwicklung N3 des Transformators Tr und einem zweiten Schalter Q2. Eine Diode D2 ist antiparallel zu dem zweiten Schalter Q2 geschaltet.

Zunächst soll die durch das Schalten des ersten Schalters Q1 gesteuerte Betriebsweise erläutert werden. Durch Einschalten des ersten Schalters Q1 wird in der Primärwicklung N1 des Transfor mators Tr Energie gespeichert. Im Zusammenhang damit wird eine Spannung über der Quartär wicklung N4 des Transformators Tr in einer solchen Polarität erzeugt daß die positive Seite dem Gleichrichter Rec zugewandt ist und die negative Seite dem Elektrolytkondensator C1 zugewandt ist und der Elektrolytkondensator C1 nicht aufgeladen werden kann.

Durch Abschalten des ersten Schalters Q1 wird die in der Primärwicklung N1 des Transformators Tr gespeicherte Energie zur Sekundärwicklung N2 und zur Quartärwicklung N4 des Transforma tors Tr übertragen. Mit der der Sekundärwicklung N2 zugeführten Energie wird über einen Gleichrichter Rec1 die Last gespeist. Über der Quartärwicklung N4 wird eine Spannung mit der negativen Seite an der dem Gleichrichter Rec zugewandten Ende und der positiven Seite an der dem Elektrolytkondensator C1 zugewandten Ende erzeugt, so daß die Energie aus dieser Wicklung N4 über die Diode 3 in den Elektrolytkondensator C1 geleitet wird und diesen auflädt.

Es soll nun die durch das Schalten des zweiten Schalters Q2 gesteuerte Betriebsweise erläutert werden.

Durch Einschalten des zweiten Schalters Q2 wird der Elektrolytkondensator C1 über die Tertiärwicklung N3 des Transformators Tr entladen, wobei durch den Entladestrom Energie in der Tertiärwicklung N3 gespeichert wird. Im Zusammenhang damit wird eine Spannung über der Quartärwicklung N4 des Transformators TR in einer solchen Polarität erzeugt daß die positive Seite an dem dem Gleichrichter Rec zugewandten Ende liegt und die negative Seite an der dem Elektrolytkondensator C1 zugewandten Ende, so daß verhindert wird, daß der Elektrolytkonden sator C1 aufgeladen wird.

Durch Ausschalten des zweiten Schalters Q2 wird die in der Tertiärwicklung N3 gespeicherte Energie der Sekundärwicklung N2 und der Quartärwicklung N4 des Transformators Tr zugeführt. Die der Sekundärwicklung N2 zugeführte Energie speist über einen Gleichrichter Rec1 die Last. Über der Quartärwicklung N4 wird eine Spannung in einer solchen Polarität erzeugt, daß die negative Seite an dem dem Gleichrichter Rec zugewandten Ende und die positive Seite an dem dem Elektrolytkondensator C1 zugewandten Ende liegt, so daß die Wicklung N4 Energie über die Diode in den Elektrolytkondensator C1 speist, der aufgeladen wird.

Da die Quartärwicklung N4 durch das Schalten des ersten Schalters Q1 oder des zweiten Schalters Q2 über einen Weg entladen wird, der die Quartärwicklung N4, die Diode D3, den Elektrolytkondensator C1, den Gleichrichter Rec und die Wechselstromquelle AC verbindet, fließt ein Eingangsstrom selbst dann, wenn die Spannung der Wechselstromquelle AC niedriger als die Spannung des Elektrolytkondensators C1 ist. Als Folge davon wird der Stromleitwinkel (conduc tion angle) vergrößert und damit der Leistungsfaktor verbessert. Da die Eingangsspannung und die über der Quartärwicklung N4 erzeugte Spannung an den Elektrolytkondensator C1 angelegt werden, wird dieser Kondensator auf eine Spannung aufgeladen, die größer als der Spitzenwert der Eingangsspannung ist.

Es kann eine Zeitspanne auftreten, während derer die Spannung der Stromquelle AC so niedrig ist, daß die Summe aus dieser Spannung und der über der Quartärwicklung N4 erzeugten Spannung nicht die Spannung des Elektrolytkondensators C1 erreicht und der Elektrolytkonden sator C1 daher nicht aufgeladen wird. Selbst in dieser Zeitspanne sorgt die Reihenschaltung bestehend aus der Primärwicklung N1 und dem ersten Schalter Q1 dafür, daß ein Strom fließt, da diese Reihenschaltung direkt mit dem Gleichrichter Rec verbunden ist. Als Folge davon wird der Stromleitwinkel vergrößert.

Obwohl der Schaltbetrieb des ersten Schalters Q1 und des zweiten Schalters Q2 unabhängig voneinander beschrieben wurden, können der erste Schalter Q1 und der zweite Schalter Q2 problemlos gleichzeitig geschaltet werden.

Normalerweise besitzen Fernsehgeräte und ähnliche portable Geräte einen sogenannten Warte- oder Bereitschaftsmodus, bei dem die Last etwa 1/100 der Nennlast beträgt. In einem solchen Leichtlastzustand ist der Wandlerwirkungsgrad aus den folgenden Gründen erheblich vermindert, wenn die elektrische Leistung mittels der in Fig. 19 gezeigten herkömmlichen Schaltung geregelt wird:

1) da für die Nennlast ausgelegte Schalter betätigt werden, ist die zur Ansteuerung dieser Schalter erforderliche elektrische Leistung für 1/100 der Nennleistung zu hoch;
2) da der Transformator ähnlich wie im Fall der Nennlast mit einer Rechteckwelle erregt wird, fließt ein hoher Spitzenstrom während einer kurzen Einschaltdauer, und es entstehen im Vergleich zu der geringen Last von 1/100 der Nennlast hohe Kupferverluste.

Da bei der herkömmlichen Schaltung im Bereitschaftszustand Ansteuerverluste und Kupferverlu ste entstehen, wird bei tragbaren Geräten die Batterie rasch aufgebraucht und die Betriebsdauer ist entsprechend kurz. Im Fall von Fernsehgeräten und ähnlichen Instrumenten ist es schwierig die Energieverbrauchsnormen zu erfüllen.

Anhand der Fig. 13 und 14 werden nun Ausführungsbeispiele gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung beschrieben.

Fig. 13 zeigt ein Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in der Figur dargestellt, ist ein Hauptschalter Q1 in Reihe mit einer Primärwicklung N1 eines Transformators Tr an den hier als Gleichstromquelle dienenden Gleichrichter Rec angeschlossen. Eine Reihenschaltung bestehend aus einer Resonanzdrosselspule L1, einem Resonanzkondensator C2 und einem Hilfsschalter Q2 ist parallel zu dem Hauptschalter Q1 geschaltet. Die Nennwerte des Hilfsschalters Q2 betragen etwa 1/10 derjenigen des Hauptschalters Q1.

Das Schaltnetzteil von Fig. 13 arbeitet auf folgende Weise.

Zum Betrieb mit Nennlast wird durch Einschalten des Hauptschalters Q1 Energie in dem Trans formator Tr gespeichert. Durch Einschalten des Hilfsschalters Q2 vor dem Einschalten des Hauptschalters Q1 wird die elektrische Ladung in einem zum Hauptschalter Q1 parallel geschalteten Kondensator Cs über den Resonanzkondensator C2 und die Resonanzdrosselspule L1 abgeführt. Somit wird der Hauptschalter Q1 spannungslos eingeschaltet, d. h. in einem Zustand, wo keine oder nur eine vernachlässigbare geringe Spannung an ihm anliegt.

Unter Leichtlastbedingungen, etwa im Bereitschaftszustand, wird nur der Hilfsschalter Q2 geschaltet, während der Hauptschalter Q1 ausgeschaltet bleibt. Wenn nur der Hilfsschalter Q2 eingeschaltet wird, fließt zum Hilfsschalter Q2 Strom durch die Reihenschaltung bestehend aus der Primärwicklung N1 des Transformators Tr, dem Resonanzkondensator C2 und der Resonanz drosselspule L1. Da der Resonanzkondensator C2 in diesem Fall mit dem Hilfsschalter Q2 in Reihe geschaltet ist, wird die Last lediglich von einem Stromresonanzkreis getrieben. Wenn der Hilfsschalter Q2 eingeschaltet wird, fließt ein Strom von der Primärwicklung N1 des Transforma tors Tr zum Hilfsschalter Q2 durch die Resonanzdrosselspule L1 und den Resonanzkondensator C2. In Verbindung damit nimmt die Spannung der Primärwicklung N1 ab, während die Spannung am Resonanzkondensator C2 ansteigt. Sobald die Spannung am Resonanzkondensator C2 die Eingangsspannung übersteigt, fließt Strom und die Polarität der Spannung über der Primärwick lung N1 kehrt sich um. Sobald die Sekundärspannung des Transformators Tr an der Sekundär wicklung N2 die Ausgangsspannung Vo übersteigt, wird die Diode Do leitend, und die im Transformator Tr gespeicherte Energie wird der Last zugeführt.

Wenn zum Betrieb der Nennlast der Hauptschalter eingeschaltet ist, liegt die Eingangsspannung direkt an der Primärwicklung N1 des Transformators Tr an, und es fließt ein Strom mit Dreiecks form. Beim Betrieb lediglich mit dem Hilfsschalter Q2 wird der Strom auf einen Wert begrenzt, der von der Reihenimpedanz von Resonanzkondensator C2, Resonanzdrosselspule L1 und Erregerinduktivität des Transformators Tr bestimmt wird. Dabei ermöglicht es der Resonanzkon densator C2, daß ein Strom kleiner als der Spitzenwert des Dreieckstroms fließt, indem ein Kondensator mit einer kleinen Kapazität gewählt wird, entsprechend der leichten Last von etwa 1/100 der Nennlast. Da ein Strom mit einem niedrigeren Spitzenwert durch den Hilfsschalter Q2 anstelle des Hauptschalters Q1 fließt, werden der Transformatorverlust und der Leitungsverlust der Schalterelemente verringert. Da die Nennwerte des Hilfsschalters Q2 etwa 1/10 derjenigen des Hauptschalters Q1 betragen, ist die Steuerleistung bei geringer Last nur etwa 1/10 derjeni gen bei Nennlast.

Fig. 14 zeigt das Schaltbild eines Schaltnetzteiles gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dem Schaltnetzteil von Fig. 14 ist die Resonanzdrosselspule L1 von Fig. 13 durch eine Tertiärwicklung N3 des Transformators Tr ersetzt.

Die Schaltung von Fig. 14 arbeitet nahezu in gleicher Weise wie diejenige von Fig. 13 mit der Ausnahme, daß die Primärwicklung N1 des Transformators Tr mit dessen Tertiärwicklung in Reihe geschaltet ist, wenn der Hilfsschalter eingeschaltet ist. Da die Erregerinduktivität propor tional dem Quadrat der Windungszahl der Wicklung ist, steigt die Erregerinduktivität durch wenige Windungen der Tertiärwicklung stark an. Die Schaltung von Fig. 14 ermöglicht das Absenken des Spitzenstromwerts durch Ausnutzung der stark vergrößerten Erregerinduktivität. Anders ausgedrückt, die in Fig. 13 als gesondertes Bauelement vorgesehene Drosselspule L1 dient bei leichter Last als Resonanzdrosselspule, die bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 14 durch ein paar zusätzliche Windungen der Transformatorwicklung ersetzt ist. Damit kann die Anzahl von Bauelementen verringert werden.

Während das Schaltnetzteil von Fig. 13 oder Fig. 14 sowohl die Nennlast als auch die geringe Last (im Bereitschaftszustand) mit derselben Schaltung betreibt, werden gewöhnlich zwei Schaltungen zum Betrieb der Nennlast bzw. der geringen Last verwendet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 18 werden nun Ausführungsbeispiele gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung beschrieben.

Fig. 15 zeigt ein Schaltbild eines generellen Schaltnetzteils zum Betrieb einer leichten Last sowie zum Betrieb einer Nennlast.

Das in Fig. 15 gezeigte Schaltnetzteil umfaßt eine Haupteinheit HAE und eine Hilfseinheit HIE. Die Haupteinheit enthält einen Kondensator C1, einen Transformator Tr1, eine integrierte Schaltung (nachfolgend auch als "Leistungs-IC" bezeichnet) IC1, Dioden D5 und D6 und Kondensatoren C3 und C4. Die Hilfseinheit enthält einen Kondensator C11, einen Transformator Tr2, einen Leistungs-IC IC2, eine Diode D7 und einen Kondensator CS. Der Leistungs-IC IC1 enthält einen MOSFET Q1 und einen Steuer-IC IC1'. Der Leistungs-IC IC2 enthält einen MOSFET Q11 und einen Steuer-IC2'.

Zum Betrieb einer (nicht gezeigten) Last wird Gleichstromleistung einer Hauptschaltungs- Stromversorgung HSV, die die Diode D5 und den Kondensator C3 enthält, sowie einer CPU- Stromversorgung CPUSV, die die Diode D6 und den Kondensator C4 enthält, durch Ein- und Ausschalten des MOSFETs Q1 in einer solchen Weise zugeführt, daß an den Transformator Tr1 eine Wechselspannung angelegt wird. Der Steuer-IC1' regelt die Hauptschaltungsstromversor gung dadurch, daß die Ausgangsspannung erfaßt und mit einer Referenzspannung verglichen wird und daß Ein-Aus-Verhältnis des MOSFETs Q1 auf der Basis des Vergleichsergebnisses gesteuert wird.

Im Bereitschaftszustand, in welchem die (nicht gezeigte) Last nicht betrieben wird, sondern nur die CPU arbeitet, wird Gleichstromleistung lediglich der CPU-Stromversorgung zugeführt, die nun die Diode D7 und den Kondensator CS enthält, und zwar durch Ein- und Ausschalten des MOSFETs Q11, während der MOSFET Q1 nicht angesteuert wird, derart, daß eine Wechselspan nung an den Transformator Tr2 angelegt wird. Damit ist die im Bereitschaftszustand, in welchem nur die CPU arbeitet, verbrauchte Leistung auf einige Watt reduziert, so daß verschiedenste Energienormen erfüllt werden.

Fig. 16(a) ist die schematische Draufsicht auf den Leistungs-IC IC1, und Fig. 16(b) ist eine schematische Draufsicht auf den Leistungs-IC IC2. In diesen Figuren enthält jedes Leistungs-IC- Gehäuse 10 einen Chip mit einem isolierenden Substrat 12, auf dem ein Kupfermuster 14 ausgebildet ist. Bei den dargestellten Beispielen ist es bei jedem Gehäuse nötig, die Anschlüsse 16 und den Chip voneinander zu isolieren und das Gehäuse 10 und den Chip voneinander zu isolieren.

Fig. 17 ist eine Draufsicht auf ein Leistungs-IC-Gehäuse gemäß der Erfindung, welches das oben beschriebene Problem beseitigt. Gemäß Darstellung in Fig. 17 sind bei dem IC-Gehäuse gemäß der Erfindung die Leistungs-ICs IC1 und IC2 auf einem gemeinsamen isolierenden Substrat 12 angeordnet, das eine schmälere bzw. Kleinere Gesamtfläche aufweist, so daß die Gesamtkosten der Leistungs-ICs IC1 und IC2 verringert werden können.

Fig. 18 ist die Draufsicht auf ein anderes Leistungs-IC-Gehäuse gemäß der Erfindung. Bei Fig. 18 sind die Funktionen der Steuer-ICs 1' und 2' in einem gemeinsamen IC IC1'' integriert, wobei berücksichtigt ist, daß die ICs 1' und 2' nahezu denselben Aufbau aufweisen können.

Obwohl die integrierte Stromversorgung in Verbindung mit dem in Fig. 15 gezeigten allgemeinen Schaltnetzteil beschrieben wurde, können die verschiedenen Stromversorgungen, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben wurden, ohne Probleme integriert werden. Wenn der Wartemodus bzw. der Bereitschaftszustand mit einem Hilfsschalter ermöglicht wird, wie in Verbindung mit den Fig. 13 und 14 beschrieben, können Steuer-ICs entsprechend jeweils dem Haupt- und dem Hilfsschalter oder ein Steuer-IC gemeinsam für den Haupt- und den Hilfsschalter vorgesehen werden.

Soweit nichts anderes erwähnt, handelt es sich bei den vorstehend erwähnten Schaltern Q1, Q2 in Übereinstimmung mit den Zeichnungen zumindest vorzugsweise um Halbleiterschalter wie Transistoren, MOSFETs etc.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein weiches oder spannungsloses Schalten der Schaltelemente bei beliebiger Frequenz ermöglicht. Als Folge davon ergeben sich die folgenden drei Vorteile:

1) Da im Nulldurchgang der Spannung und ohne Strom geschaltet wird, werden die Schaltverlu ste verringert,
2) da dv/dt beim Schalten gering ist, werden Störsignale reduziert; und
3) das Schaltnetzteil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist für Fernsehgeräte und Anzeige vorrichtungen anwendbar, bei denen die Schaltfrequenz mit der Ablenkfrequenz synchronisiert ist.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird der Leistungsfaktor verbessert und Störsignale werden verringert. Darüber hinaus wird die Ausgangsspannung leicht kompensiert, da die im primärseitigen Kondensator gespeicherte Energie bei momentaner Betriebsunterbrechung der Last zugeführt wird.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Spannung über der Tertiärwicklung in zur Diode mit schneller Sperrerholung entgegengesetzter Polarität erzeugt, wenn der Schalter eingeschaltet wird. Dies führt dazu, daß die Diode schnell ihre Sperrfähigkeit erlangt und dann den Strom unterbricht. Da die herkömmlichen langsamen Dioden für den Gleichrichter ausrei chend sind, werden die Herstellungskosten des Schaltnetzteiles verringert. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung werden somit die Herstellungskosten des Schaltnetzteiles verringert, da auf der Primärseite des Transformators eine Diode mit kurzer Sperrverzögerungszeit eingesetzt wird und daher langsame Dioden für den Gleichrichter verwendet werden können.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird der Leistungsfaktor verbessert, da so lange ein Eingangsstrom fließt, so lange das Schaltnetzteil in Betrieb ist. Weiterhin wird die Ausgangs spannung leicht bei einer momentanen Betriebsunterbrechung kompensiert, da die Spannung des Elektrolytkondensators den Spitzenwert der Eingangsspannung übersteigen kann. Da gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung die Quartärwicklung sich über die Diode, den Elektrolytkondensator, den Gleichrichter und die Wechselstromquelle entlädt, fließt ein Eingangsstrom selbst wenn die Eingangsspannung niedriger als die Spannung am Elektrolytkondensator ist. Als Folge davon wird der Leitwinkel erweitert und damit der Leistungsfaktor verbessert. Da die Eingangsspannung und die über der Quartärwicklung erzeugte Spannung an den Elektrolytkondensator angelegt werden, wird der Elektrolytkondensator ab einer Spannung höher als der Spitzenwert der Eingangsspan nung aufgeladen. Selbst in der Periode, während der die Spannung der Wechselstromquelle so niedrig ist, daß die Summe der Spannung der Wechselstromquelle und der über der Quartär wicklung erzeugten Spannung nicht die Spannung am Elektrolytkondensator erreicht und der Elektrolytkondensator nicht aufgeladen wird, fließt ein Strom durch die Reihenschaltung beste hend aus der Primärwicklung und dem ersten Schalter, da die Reihenschaltung direkt an den Gleichrichter angeschlossen ist. Als Folge davon wird der Leitwinkel erweitert.

Das Schaltnetzteil gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann für eine längere Zeitdauer benutzt werden, da die elektrische Steuerleistung im Bereitschaftszustand aufgrund der geringen Nenn- oder Kennwerte des Hilfsschalters gering ist und damit der Leistungsverbrauch verringert ist. Daher ist es möglich, Energieverbrauchsnormen für Fernsehgeräte und derartige Instrumente zu erfüllen.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist es nicht nötig, irgend ein zusätzliches Schaltnetz teil, dessen Nennwerte 1/100 derjenigen des Hauptschaltnetzteils betragen, einzusetzen. Daher wird mit dem fünften Aspekt der Erfindung ein kleines, leichtes und preiswertes Schaltnetzteil geschaffen.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung wird die Anzahl von Packungs- oder Gehäuseteilen wie ein isolierendes Substrat verringert, die Abmessungen der Packung bzw. des Gehäuses werden minimiert und die Kosten des Schaltnetzteiles verringert, da der Schalter für die Haupt stromversorgung, der Steuer-IC zur Steuerung des Schalters der Hauptstromversorgung, der Schalter für die Hilfsstromversorgung und der Steuer-IC zur Steuerung des Schalters für die Hilfsstromversorgung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Weiterhin ermöglicht ein gemeinsamer Steuer-IC, der die Schalter sowohl für die Hauptstromversorgung als auch für die Hilfsstromversorgung steuert, eine noch weitergehende Verkleinerung und Kostenreduzie rung.

Claims

1. Schaltnetzteil, umfassend:
eine Gleichstromquelle (DC; Rec),
einen über eine Eingangsdrosselspule (L1) an die Gleichstromquelle angeschlossenen Transformator (Tr) mit einer Primärwicklung (N1) und einer Sekundärwicklung (N2),
eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung (Rec1), die an die Sekundärwicklung (N2) des Transformators (Tr) angeschlossen ist,
einen Haupthalbleiterschalter (Q1), der mit der Primärwicklung (N1) in Reihe geschaltet ist,
eine erste antiparallel zu dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltete Diode (D1),
einen parallel zu dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschalteten Snubber-Kondensator (Cs),
einen Hilfshalbleiterschalter (Q2), und
eine zweite Diode (D2), die antiparallel zu dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) geschaltet ist, gekennzeichnet durch eine parallel zu dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltete, eine Resonanzkomponente und den Hilfshalbleiterschalter (Q2) enthaltende Reihenschaltung zur Entladung des Snubber-Kondensators (Cs).

2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C1) zwischen den Verbindungspunkt zwischen der Eingangsdrosselspule (L1) und der Primärwicklung (N1) des Transformators (Tr) und den Verbindungspunkt zwischen der Resonanzkomponente (C2, L2) und dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) geschaltet ist.

3. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reso nanzkomponente eine Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator (C2) und einer Reso nanzdrosselspule (L2) umfaßt.

4. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reso nanzkomponente eine Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator (C2) und einer Reso nanzdrosselspule (L2) umfaßt.

5. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Primärwicklung (N1) des Transformators (Tr) und dem Haupthalbleiterschalter (Q1) eine Tertiärwicklung (N3) des Transformators (Tr) geschaltet ist und daß eine dritte Diode (D3) zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator (C1) und dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) und den Verbindungspunkt zwischen der Primärwicklung (N1) und der Tertiärwicklung (N3) geschaltet ist derart, daß der Kondensator (C1) über die dritte Diode (D3) parallel zur Primär wicklung (N1) liegt.

6. Schaltnetzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reso nanzkomponente eine Reihenschaltung aus einem Resonanzkondensator (C2) und einer Reso nanzdrosselspule (L2) umfaßt.

7. Schaltnetzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanz komponente eine Resonanzdrosselspule (L2) umfaßt.

8. Schaltnetzteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselspule (L3) zwischen die Primärwicklung (N1) des Transformators (Tr) und den Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltet ist, und daß eine dritte Diode (D3) zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator (C1) und dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) und den Verbindungspunkt zwischen der Primärwicklung (N1) und der Drosselspule (L3) geschaltet ist derart, daß der Kondensator (C1) über die dritte Diode (D3) parallel zur Primärwicklung (N1) liegt.

9. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator eine Hilfswicklung (N4) aufweist, welche als die Eingangsdrosselspule dient.

10. Schaltnetzteil, umfassend:
eine Gleichstromquelle (AC, Rec),
einen mit der Gleichstromquelle über eine Eingangsdrosselspule (L1) verbundenen Transformator (Tr) mit einer Primärwicklung (N1) und einer Sekundärwicklung (N2),
eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung (Rec1), die mit der Sekundärwicklung (N2) des Transformators (Tr) verbunden ist,
einen mit der Primärwicklung (N1) in Reihe geschalteten Haupthalbleiterschalter (Q1),
eine antiparallel zu dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltete erste Diode (D1),
einen Hilfshalbleiterschalter (Q2), und
eine antiparallel zu dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) geschaltete zweite Diode (D2), gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung aus einem Kondensator (C1) und dem Hilfshalbleiterschalter (Q2), die parallel zu der Reihenschaltung aus Primärwicklung (N1) und Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltet ist, und
eine dritte Diode (D3), die zwischen den Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator (C1) und dem Hilfshalbleiterschalter (Q2) und dem Verbindungspunkt zwischen der Primärwick lung (N1) und dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltet ist.

11. Schaltnetzteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (Tr) eine Tertiärwicklung (N3) aufweist, die als die Eingangsdrosselspule dient.

12. Schaltnetzteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (Tr) eine Tertiärwicklung (N3) aufweist, die anstelle der Eingangsdrosselspule vorgesehen und zwischen den Kondensator (C1) und den Hilfshalbleiterschalter (Q2) geschaltet ist.

13. Schaltnetzteil, umfassend:
einen Gleichrichter (Rec) zur Umsetzung von Wechselspannung in Gleichspannung,
einen Transformator (Tr) mit einer Primärwicklung (N1), einer Sekundärwicklung (N2) und einer Tertiärwicklung (N3),
einen Halbleiterschalter (Q1), der unter Bildung einer ersten Reihenschaltung mit der Primärwicklung (N1) in Reihe geschaltet ist, wobei der Gleichrichter (Rec) parallel zu der ersten Reihenschaltung geschaltet ist,
einen parallel zur ersten Reihenschaltung geschalteten Elektrolytkondensator (C1),
eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung (Rec1), die mit der Sekundärwicklung (N2) verbunden ist, um elektrische Gleichstromleistung als Folge des Einschaltens und Ausschaltens des Halbleiterschalters (Q1) einer Last zuzuführen, und
eine Diode (D2) mit schneller Sperrerholung, die mit der Tertiärwicklung (N3) unter Bildung einer zweiten Reihenschaltung in Reihe geschaltet ist, welche zwischen den Gleichrichter und den Elektrolytkondensator (C1) geschaltet ist.

14. Schaltnetzteil, umfassend:
einen Gleichrichter (Rec) zur Umsetzung einer Wechselspannung in eine Gleichspan nung,
einen Transformator (Tr) mit einer Primärwicklung (N1), einer Sekundärwicklung (N2),
einer Tertiärwicklung (N3) und einer Quartärwicklung (N4),
einen ersten Halbleiterschalter (Q1), der mit der Primärwicklung (N1) eine erste Reihen schaltung bildet, wobei der Gleichrichter parallel zur ersten Reihenschaltung geschaltet ist,
eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung (Rec1), die mit der Sekundärwicklung (N2) verbunden ist, um elektrische Gleichstromleistung infolge des Einschaltens und Ausschaltens des ersten Halbleiterschalters (Q1) einer Last zuzuführen,
eine mit der Quartärwicklung (N4) eine zweite Reihenschaltung bildende Diode (D3),
einen über die zweite Reihenschaltung parallel zur ersten Reihenschaltung geschalteten Elektrolytkondensator (C1), und
einen mit der Tertiärwicklung (N3) eine dritte Reihenschaltung bildenden zweiten Halb leiterschalter (Q2), wobei die dritte Reihenschaltung parallel zu dem Elektrolytkondensator geschaltet ist.

15. Schaltnetzteil, umfassend:
eine Gleichstromquelle (Rec),
einen mit der Gleichstromquelle verbundenen Transformator (Tr) mit einer Primärwick lung (N1) und einer Sekundärwicklung (N2),
eine Gleichrichter- und Glättungsschaltung (Rec1), die mit der Sekundärwicklung (N2) des Transformators (Tr) verbunden ist,
einen Haupthalbleiterschalter (Q1), der mit der Primärwicklung (N1) eine erste Reihen schaltung bildet, welche mit der Gleichstromquelle in Reihe geschaltet ist, und
eine zweite Reihenschaltung umfassend einen Resonanzkondensator (C2), eine Reso nanzdrosselspule (L1) und einen Hilfshalbleiterschalter (Q2), wobei die zweite Reihenschaltung parallel zu dem Haupthalbleiterschalter (Q1) geschaltet ist und der Hilfshalbleiterschalter ein- und ausschaltbar ist, wenn die elektrische Ausgangsleistung des Schaltnetzteils gering ist, wie etwa im Bereitschaftszustand.

16. Schaltnetzteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (Tr) eine Tertiärwicklung (N3) aufweist, die als die Resonanzdrosselspule dient.

17. Schaltnetzteil, umfassend:
eine Hauptstromversorgung zur Lieferung elektrischer Leistung zum Betrieb einer Last,
wobei die Hauptstromversorgung eine Gleichstromquelle (Rec), einen ersten Transfor mator (Tr1) mit einer ersten Primärwicklung, einen ersten Halbleiterschalter (Q1), der mit der ersten Primärwicklung eine in Reihe zur Gleichstromquelle geschaltete erste Reihenschaltung bildet, sowie eine erste integrierte Schaltung (IC1'; IC1'') umfaßt, die mit dem ersten Halbleiter schalter (Q1) zum Betrieb und zur Steuerung des ersten Halbleiterschalters verbunden ist, und
eine Hilfsstromversorgung zur Lieferung elektrischer Leistung in einem Betriebswarte modus,
wobei die Hilfsstromversorgung die Gleichstromquelle enthält und einen zweiten Trans formator (Tr2) mit einer zweiten Primärwicklung, einen zweiten Halbleiterschalter (Q11), der mit der zweiten Primärwicklung eine zweite mit der Gleichstromquelle in Reihe geschaltete Reihen schaltung bildet, und eine zweite integrierte Schaltung (IC2'; IC1'') umfaßt, die mit dem zweiten Halbleiterschalter (Q11) verbunden ist, um den zweiten Halbleiterschalter zu betreiben und zu steuern,
wobei der erste Halbleiterschalter (Q1), die erste integrierte Schaltung (IC1'; IC1''), der zweite Halbleiterschalter (Q11) und die zweite integrierte Schaltung (IC2'; IC1'') in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind.

18. Schaltnetzteil nach Anspruch 17, bei dem die Hauptstromversorgung und/oder die Hilfsstromversorgung ein Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1, 2, 5, 8 und 9 bis 16 umfaßt.

19. Schaltnetzteil nach Anspruch 17 oder 18, bei dem die integrierten Schaltungen (IC1', IC2') zum Betrieb und zur Steuerung des ersten und des zweiten Halbleiterschalters (Q1, Q11) in einem gemeinsamen Steuer-IC (IC1'') integriert sind.