[go: up one dir, main page]

DE19916915B4 - Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil - Google Patents

Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil Download PDF

Info

Publication number
DE19916915B4
DE19916915B4 DE19916915A DE19916915A DE19916915B4 DE 19916915 B4 DE19916915 B4 DE 19916915B4 DE 19916915 A DE19916915 A DE 19916915A DE 19916915 A DE19916915 A DE 19916915A DE 19916915 B4 DE19916915 B4 DE 19916915B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
power supply
signal
current measuring
primary coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19916915A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19916915A1 (de
Inventor
Martin Feldtkeller
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE19916915A priority Critical patent/DE19916915B4/de
Priority to TW089106864A priority patent/TW468305B/zh
Priority to KR1020000019505A priority patent/KR20010014731A/ko
Priority to US09/549,277 priority patent/US6411119B1/en
Publication of DE19916915A1 publication Critical patent/DE19916915A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19916915B4 publication Critical patent/DE19916915B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion 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
    • H02M3/325—Conversion 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
    • H02M3/335—Conversion 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
    • H02M3/33507—Conversion 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum getakteten Anlegen einer veränderlichen Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators und mit einer ersten Strommessanordnung (MA, R1) zur Bereitstellung eines von einem Strom (IL) durch die Primärspule abhängigen Strommesssignals (Vs) dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Versorgungsspannung (V) eine an die erste Strommessanordnung (MA, R1) angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms (IL) und/oder des Strommesssignals (VS) auswertende Auswerteschaltung (AWS) vorgesehen ist, die Schaltmittel (R2, C1, I K; R2, C1, OPV, K, Vref) zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommesssignals (Vs) abhängigen Signals und zum Vergleich dieses Signals mit einem Referenzsignal (I; Vref) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil mit einem Schalter zum getakteten Anlegen einer veränderlichen Versorgungsspannung an eine Primärspule eines Transformators und mit einer ersten Strommeßanordnung zur Bereitstellung eines von einem Strom durch die Primärspule abhängigen Strommeßsignals.
  • Derartige Schaltnetzteile erzeugen aus der Versorgungsspannung eine oder mehrere stabilisierte Gleichspannungen zur Versorgung von Verbrauchern, die an einer Sekundärseite des Transformators angeschlossen sind. Die Versorgungsspannung wird durch Gleichrichten und Glätten aus einer Netzwechselspannung erzeugt, wobei die Schaltnetzteile dazu ausgelegt sind, über einen weiten Netzspannungsbereich, z.B. 90V ... 270V, zu funktionieren. Bei einer Versorgungsspannung, die sich aus einer Netzspannung ergibt, die unterhalb des Auslegungsbereichs liegt, verschlechtert sich das Regelverhalten und es besteht die Gefahr einer starken Erwärmung des Netzteils. Dasselbe gilt, wenn bei angeschaltetem Netzteil die Netzspannungsversorgung unterbrochen wird. An einem zur Glättung der Netzspannung verwendeten Kondensator liegt dann noch eine Versorgungsspannung an, die langsam abnimmt, wodurch ebenfalls die genannten Effekte, schlechtes Regelverhalten und drohende Erwärmung hervorgerufen werden.
  • Zur Messung der Versorgungsspannung ist bei bekannten Netzteilen ein Spannungsteiler, der die Versorgungsspannung auf wenige Volt herunterteilt, und ein Komparator zum Vergleich der heruntergeteilten Spannung mit einem Referenzwert vorgesehen. Dieser Spannungsteiler muß aus Gründen des Brandschut zes aus drei Widerständen aufgebaut sein, von denen zwei hochspannungsfest sein müssen. Das Ergebnis des Vergleichs muss einer, üblicherweise als integrierte Schaltung in einem IC-Gehäuse untergebrachten Steuerschaltung des Schaltnetzteils zugeführt werden, wofür ein Anschlusspin des IC-Gehäuses "verbraucht" wird. Darüber hinaus stellen die externen, also außerhalb der Steuerschaltung befindlichen, Bauelemente des Spannungsteilers einen Kostenfaktor dar. Zudem verbraucht der Spannungsteiler eine nicht unerhebliche, nur Messzwecken dienende Leistung.
  • Die US 5,854,742 A beschreibt ein Schaltnetzteil, bei dem eine Integration der Eingangsspannung über der Zeit vorgenommen wird, um eine direkte Messung des Stromes durch die Primärspule zu umgehen.
  • Aus Blaesner, W.: "Schaltnetzteile mit Stromregelung einfach realisiert", IN: Elektronik 3/2.2.1990, Seiten 43–48, ist es grundsätzlich bekannt, dass die Regelstabilität eines Schaltnetzteils mit Hilfe einer Strommessung des Primärstromes erhöht werden kann.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein Schaltnetzteil und ein Verfahren anzugeben, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit Schaltnetzteil gemäß anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung ist zur Ermittlung der Versorgungsspannung eine an die erste Strommessanordnung angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms durch die Primärspule bzw. des Strommesssignals auswertende Auswerteschaltung vorgesehen mit einer Ausgangsklemme, an der ein von der Versorgungsspannung abhängiges Signal abgreifbar ist. Dabei macht sich die Erfindung zu Nutze, dass nach dem Schließen des Schalters der Verlauf, insbesondere der zeitliche Anstieg, des Stromes durch die Primärspule, von der Versorgungsspannung abhängig ist. Der Strom steigt kurz nach dem Schließen des Schalters abhängig von der Versorgungsspannung und dem Induktivitätswert der Primärspule annäherungsweise linear an. Die Auswerteschaltung bewertet diesen Anstieg und erzeugt ein Ausgangssignal, das von der Steigung des Stromsignals, und damit von der Versorgungsspannung abhängig ist. Die Auswerteschaltung ist vollständig in der Steuerschaltung ohne externe Bauelemente integrierbar. Das der Auswerteschaltung zur Ermittlung des Stromanstiegs zugeführte Strommesssignal wird der Steuerschaltung eines Schaltnetzteils üblicherweise ohnehin zur Erzeugung eines Ansteuersignals für den Halbleiterschalter zu geführt, so dass auch kein zusätzlicher Anschlusspin erforderlich ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteschaltung Schaltmittel aufweist zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommesssignals abhängigen Signals.
  • Dieses Signal ist neben dem konstanten Induktivitätswert der Primärspule und gegebenenfalls in den Primärstromkreislauf geschalteter Widerstände von der Versorgungsspannung abhängig und stellt somit ein Meßsignal für die Versorgungsspannung dar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zusätzlich Schaltmittel zum Vergleich des von der Steigung des Strommeßsignals abhängigen Signals mit einem Referenzsignal vorgesehen. Als Ausgangssignal steht dabei vorzugsweise ein zweiwertiges Signal zur Verfügung, das abhängig davon, ob die Versorgungsspannung einen vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet einen der beiden Werte annimmt. Die Auswerteschaltung dient so zur Erkennung einer zu geringen Versorgungsspannung.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auswerteschaltung eine Reihenschaltung einer zweiten Strommeßanordnung und einer Kapazität aufweist, die so an die Strommeßanordnung angeschlossen sind, daß eine das Strommeßsignal repräsentierende Spannung über dieser Reihenschaltung anliegt. Die erste Strommeßanordnung weist zur Erzeugung des Strommeßsignals vorzugsweise einen in Reihe zu der Primärspule geschalteten Widerstand auf. Steigt der Strom durch die Primärspule nach dem Schließen des Schalters an, steigt proportional dazu die Spannung über dem Widerstand und über der Reihenschaltung aus zweiter Strommeßanordnung und Kapazität an. Der Anstieg dieser Spannung bewirkt einen Stromfluß auf die Kapazität, wobei der auf die Kapazität fließende Strom proportional zur Ableitung des Spannungsverlaufs nach der Zeit ist. Bei linear ansteigender Spannung ist dieser Strom konstant und neben den konstanten Werten der Induktivität der Primärspule und des Widerstands der ersten Strommeßanordnung von der Versorgungsspannung abhängig. Der Strom ist um so größer, je größer die Versorgungsspannung ist, je steiler der Primärstrom also ansteigt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine Stromquelle an den der Kapazität und der zweiten Strommeßanordnung gemeinsamen Knoten anzuschließen und die Richtung des Stromflusses durch die zweite Strommeßanordnung zur Bewertung der Versorgungsspannung auszuwerten. Die Stromrichtung ist dabei abhängig von der Steigung des Stromes durch die Primärspule bzw, des Strommeßsignals. Ist der von der Stromquelle gelieferte Strom kleiner als ein Strom, der aufgrund des Spannungsanstiegs über der Reihenschaltung auf die Kapazität fließt, fließt noch ein Strom von der ersten Strommeßanordnung über die zweite Strommeßanordnung auf die Kapazität. Ist der von der Stromquelle gelieferte Strom größer als ein Strom, der aufgrund des Spannungsanstiegs über der Reihenschaltung auf die Kapazität fließt, fließt ein Strom in die entgegengesetzte Richtung von der Stromquelle über die zweite Strommeßanordnung auf die erste Strommeßanordnung.
  • Die zweite Strommeßanordnung weist vorzugsweise einen Widerstand auf mit Klemmen, an denen zur Ermittlung der Stromrichtung ein Komparator angeschlossen ist. An einem Ausgang des Komparators liegt abhängig davon, in welcher Richtung der Widerstand von Strom durchflossen wird, eines von zwei unterschiedlichen Signalen an. An eine Ausgangsklemme des Komparators ist vorzugsweise ein Flip-Flop angeschlossen zur Abspeicherung eines an einem Ausgang des Komparators anliegenden Signals nach Maßgabe von Ansteuerimpulsen. Die Ansteuerimpulse sind vorzugsweise von einem Pulsweitenmodulator zur Ansteuerung des Schalters zur Verfügung gestellt und sorgen dafür, daß das Signal am Ausgang des Komparators jeweils dann abgespeichert wird, wenn der Schalter geöffnet wird.
  • Vorzugsweise ist ein Schalter parallel zu der Kapazität geschaltet, der nach Maßgabe der Ansteuerimpuls ansteuerbar ist, um die Kapazität vor dem Schließen bzw. nach dem Öffnen des Schalters zu entladen.
  • Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil, wobei das Verfahren vorsieht, den zeitlichen Verlauf, insbesondere den Anstieg, des Stromes durch die Primärspule nach dem Schließen des Halbleiterschalters auszuwerten. Die Auswertung erfolgt gemäß einer Ausführungsform durch Ermitteln einer Steigung des Strommeßsignals und durch Vergleich der Steigung mit einem Referenzwert.
    •
  • Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: Schaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteils;
  • 2: erfindungsgemäßes Schaltnetzteils mit einer Auswerteschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 3: erfindungsgemäßes Schaltnetzteils mit einer Auswerteschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 4: erfindungsgemäßes Schaltnetzteils mit einer Auswerteschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile und Funktionseinheiten mit gleicher Bedeutung.
  • 1 zeigt ein Schaltnetzteil zur Gleichspannungsversorgung einer an Ausgangsklemmen angeschlossenen Last RL. Das Schaltnetzteil weist eine Halbleiterschalter T auf, der zum Anlegen einer Versorgungsspannung V an eine Primärspule L1 eines Transformators L1, L2 in Reihe zu der Primärspule L1 geschaltet ist. Die Versorgungsspannung V wird durch Gleichrichten mittels eines Brückengleichrichters BG und Glätten mittels eines Kondensators C2 aus einer Netzwechselspannung Vn erzeugt. Sie steht an dem Kondensator Cg zur Verfügung, der parallel zu der Reihenschaltung aus der Primärspule L1 und dem Halbleiterschalter T geschaltet ist. Die Primärspule nimmt bei geschlossenem Schalter T Energie auf, die nach dem Öffnen des Schalters über eine Sekundärspule L2 des Transformators L1, L2 und einen Gleichrichter D, C an die Last abgegeben wird.
  • Weiterhin ist in Reihe zu dem Halbleiterschalter T eine Strommeßanordnung MA geschaltet, die zur Messung des durch die Primärspule L1 fließenden Stroms IL dient und an der ein von diesem Strom IL abhängiges Strommeßsignal Vs zur Verfügung steht.
  • Eine Ansteuerung des Halbleiterschalters T erfolgt nach Maßgabe eines von einem Pulsweitenmodulators PWM abhängig von dem Strommeßsignal Vs, einem Oszillatorsignal OS und einem lastabhängigen Regelsignal RS erzeugten Ansteuersignals AI. Zur Erzeugung des Oszillatorsignals OS ist an den Oszillator eine Reihenschaltung aus einer Stromquelle I2 und einer Kapazität C2 angeschlossen. Der Pulsweitenmodulator PWM erzeugt in bekannter Weise Ansteuerimpulse AI, in vorzugsweise periodischen Zeitabständen, deren jeweilige Zeitdauern abhängig von dem Strommeßsignal Vs, dem Regelsignal RS und dem Oszillatorsignal OS variieren, so daß bei wechselnden Lasten und/oder wechselnder Versorgungsspannung V eine über der Last RL anliegende Gleichspannung annäherungsweise konstant gehal ten wird. Die an die Last RL abgegebene Energie und damit die Gleichspannung über der Last RL ist von der Frequenz und der Dauer der Ansteuerimpulse AI abhängig.
  • Das Schaltnetzteil soll für einen weiten Bereich der Netzspannung, z.B. 90V ... 270V, funktionieren. Da bei Unterschreiten des vorgegebenen Minimalwertes eine Erwärmung des Schaltnetzteils und eine Verschlechterung des Regelverhaltens droht, soll das Schaltnetzteil in diesem Fall abgeschaltet, bzw. der Halbleiterschalter nicht mehr geschlossen werden.
  • Zur Ermittlung des Wertes der Versorgungsspannung V ist eine Auswerteschaltung AWS vorgesehen, die an die Strommeßanordnung MA zur Zuführung des Strommeßsignals Vs angeschlossen ist. An einer Ausgangsklemme der Auswerteschaltung AWS ist ein von der Versorgungsspannung V abhängiges Signal US abgreifbar.
  • Nach einem Schließen des Schalters T steigt der Strom IL durch die Primärspule L1 wenigstens annäherungsweise konstant an, wobei die Steigung neben dem Wert der Induktivität der Primärspule L1 von dem Wert der Versorgungsspannung V abhängt. Zur Ermittlung der Versorgungsspannung V wird in der Auswerteschaltung die Steigung dieses Anstiegs des Stromes IL durch die Primärspule L1 bzw. des davon abhängigen Strommeßsignals Vs ermittelt.
  • In 2 ist eine Ausführungsform der Auswerteschaltung AWS des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils im Detail dargestellt.
  • Die erste Strommeßanordnung MA ist in diesem Ausführungsbeispiel als erster Widerstand R1 ausgebildet, der in Reihe zu der Primärspule L1 geschaltet ist. Der Widerstand R1 ist dabei so dimensioniert, daß bei maximalem Primärstrom eine vorgegebene Spannung, z.B. 1V, die wesentlich geringer als die Versorgungsspannung ist, über dem Widerstand R1 abfällt. Der Primärstrom IL ruft über dem ersten Widerstand R1 als Strommeßsignal Vs eine dazu proportionale Spannung hervor. Vor dem Schließen des Schalters fließt kein Primärstrom IL. Nach dem Schließen des Schalters T steigt die Spannung Vs annäherungsweise konstant an, wobei die Steigung proportional zu der Versorgungsspannung V und dem ersten Widerstand R1 und umgekehrt proportional zu der Induktivität der Primärspule L1 ist. Der Wert der Induktivität der Primärspule und des Widerstands R1 sind bei dem Schaltnetzteil konstant, so daß Änderungen der Steigung des Strommeßsignals Vs ausschließlich aus Änderungen der Versorgungsspannung V resultieren und die Versorgungsspannung aus der Steigung des Strommeßsignals Vs ermittelbar ist.
  • Die Ermittlung der Steigung des Strommeßsignals Vs bedeutet mathematisch eine Ableitung des Strommeßsignals Vs nach der Zeit. Schaltungstechnisch wird die Ableitung des Strommeßsignals Vs durch Ermittlung eines Stromes IC auf eine parallel zu dem Widerstand geschaltete erste Kapazität C1 ermittelt. Der Anstieg der Spannung über dem Widerstand R1 und damit über der Kapazität C1 bewirkt einen Strom auf die Kapazität C1, der gemäß der Funktion einer Kapazität proportional zur Ableitung des Spannungsverlaufs nach der Zeit ist. Bei einem konstanten Anstieg der Spannung Vs fließt ein konstanter, von der Versorgungsspannung V abhängiger Strom IC. Der auf die Kapazität C1 fließende Strom IC wird von einer zweiten in Reihe zu der Kapazität C1 geschaltete Strommeßanordnung MA2 erfaßt. Ein von diesem Strom IC und somit von der Versorgungsspannung V abhängiges Signal US steht an einer Ausgangsklemme der zweiten Strommeßanordnung, die an eine Ausgangsklemme A1 der Auswerteschaltung angeschlossen ist, zur weiteren Verarbeitung, insbesondere als Entscheidungskriterium für eine mögliche Abschaltung des Schaltnetzteils bei zu geringer Versorgungsspannung V zur Verfügung.
  • Parallel zu der Kapazität C1 ist ein Schalter S1 geschaltet, der nach Maßgabe zweiter Ansteuerimpulse AI2, die insbesondere identisch mit den Ansteuerimpulsen AI zur Ansteuerung des Halbleiterschalters sein können, ansteuerbar ist. Der Schalter S1 dient zur Entladung der Kapazität C1 vor dem Schließen bzw. nach dem Öffnen des Halbleiterschalters, bevor also ein Anstieg der Spannung Vs erfolgt.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Auswerteschaltung AWS, bei der die zweite Strommeßanordnung MA2 als zweiter Widerstand R2 ausgebildet ist und bei der eine Stromquelle Iq an einen dem zweiten Widerstand R2 und der Kapazität C1 gemeinsamen Knoten angeschlossen ist. An Klemmen des zweiten Widerstands R2 ist ein Komparator K angeschlossen zur Bereitstellung eines von einer Richtung eines Stromes durch den zweiten Widerstand R2 abhängigen Signals KA. Diese Stromrichtung ist abhängig davon, ob die Steigung der Spannung Vs nach dem Schließen des Halbleiterschalters T größer oder kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, ob die Versorgungsspannung V also oberhalb oder unterhalb eines Sollwertes liegt, wie im folgenden erläutert wird.
  • Nach dem Schließen des Halbleiterschalters T steigt die Spannung Vs über dem ersten Widerstand R1 und der Reihenschaltung aus dem Widerstand R2 und der Kapazität C1 an. Der Anstieg der Spannung bewirkt einen Strom IC auf die Kapazität, der um so größer ist, je steiler die Spannung Vs ansteigt. Ist der Strom IC auf die Kapazität größer als ein von der Stromquelle I zur Verfügung gestellter Strom, fließt ein Strom über den zweiten Widerstand R2 auf die Kapazität C1. Bei der dargestellten Verschaltung des Komparators K, dessen Minuseingang an den dem zweiten Widerstand und der Kapazität gemeinsamen Knoten angeschlossen ist, nimmt das Signal KA am Ausgang des Komparators K einen negativen Wert an. Ist bei einem langsa men Anstieg der Spannung Vs der Strom IC auf die Kapazität C1 geringer als der von der Stromquelle Iq zur Verfügung gestellte Strom I fließt ein Teil des Stromes der Stromquelle Iq über den zweiten Widerstand R2 und den Widerstand R1 nach Bezugspotential. Das Signal KA nimmt einen positiven Wert an.
  • Der durch die Stromquelle I zur Verfügung gestellte Strom dient als Referenzsignal mit dem die Steigung der Spannung Vs verglichen wird und durch den festgelegt ist, bei welcher Steigung bzw. bei welcher Versorgungsspannung V die Schwelle zwischen einem positiven oder negativen Signal KA liegt.
  • Bei der in 3 dargestellten Auswerteschaltung ist weiterhin eine an die Ausgangsklemme des Komparators K angeschlossene Speichereinheit in Form eines D-Flip-Flop angeschlossen. Einem Takteingang des Flip-Flop sind die zweiten Ansteuerimpulse zugeführt, um das Signal KA jeweils beim Öffnen des Halbleiterschalters T abzuspeichern und bis zum nächsten Speichervorgang als Ausgangssignal US der Auswerteschaltung an einem Ausgang Q als Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, wobei das Ausgangssignal US des D-Flip-Flop insbesondere dazu verwendet werden kann, bei Unterschreiten der minimal zulässigen Versorgungsspannung das Schaltnetzteil abzuschalten.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Auswerteschaltung AWS, bei der ein Operationsverstärker OPV an die Klemmen des zweiten Widerstands R2 angeschlossen ist, wobei eine Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OPV an eine Eingangsklemme des Komparators K angeschlossen ist und wobei an eine zweite Eingangsklemme des Komparators K eine Referenzspannungsquelle Vref angeschlossen ist. Am Ausgang des Komparators K steht ein Spannungssignal zur Verfügung, das von dem Strom IC und damit von der Versorgungsspannung V abhängig ist. Abhängig davon, ob das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPV größer oder kleiner als der Referenzwert Vref ist, ob die Versorgungsspannung V also größer oder kleiner als ein Sollwert ist, nimmt das Ausgangssignal des Komparators K einen von zwei Werten an.
  • Die Zeitkonstante aus dem Widerstand R2 und der Kapazität C1 ist vorzugsweise so gewählt, daß sie wesentlich kleiner als die maximale Einschaltdauer des Halbleiterschalters T ist. Die Erkennung einer zu geringen Versorgungsspannung funktioniert dann auch noch korrekt, wenn das Schaltnetzteil im Trapezstrombetrieb arbeitet, wenn der Strom nach dem Schließen des Halbleiterschalters zunächst also sprunghaft und dann langsam weiter ansteigt.
  • Vorteilhafterweise ist zwischen die Ausgangsklemme der Strommeßanordnung R1 und den Widerstand R2 ein nicht dargestellter Verstärker eingefügt. Der Kapazitätswert des Kondensators kann dann um den Verstärkungsfaktor reduziert werden.
  • Vorteilhafterweise wird des weiteren der Schalter S1 erst kurz nach dem Schließen des Halbleiterschalters T geöffnet. Bei der Bewertung der Versorgungsspannung V mittels der Auswertungsschaltung können dann durch Stromspitzen beim Einschalten des Halbleiterschalters, wie sie insbesondere bei Leistungs-MOSFET auftreten, keine Störungen auftreten.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils ist ein Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung V durchführbar, wobei hierzu der Anstieg des Stromes durch die Primärspule bewertet, insbesondere mit einem Referenzsignal verglichen, wird.
    • A1
    Ausgangsklemme
    AI
    Ansteuerimpulse
    AWS
    Auswerteschaltung
    BG
    Brückengleichrichter
    C
    Kapazität
    Cg
    Glättungskondensator
    D
    Diode
    FF
    Flip-Flop
    I2
    Stromquelle
    IC
    Strom
    IL
    Primärstrom
    Iq
    Stromquelle
    K
    Komparator
    KA
    Komparatorausgangssignal
    L1
    Primärspule
    L2
    Sekundärspule
    MA, MA2
    Strommeßanordnungen
    OPV
    Operationsverstärker
    OS
    Oszillatorsignal
    OSC
    Oszillator
    R1, R2
    Widerstände
    RL
    Last
    S1
    Schalter
    US, US1
    Ausgangssignale
    V
    Versorgungsspannung
    Vn
    Netzspannung

Claims (10)

  1. Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum getakteten Anlegen einer veränderlichen Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators und mit einer ersten Strommessanordnung (MA, R1) zur Bereitstellung eines von einem Strom (IL) durch die Primärspule abhängigen Strommesssignals (Vs) dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Versorgungsspannung (V) eine an die erste Strommessanordnung (MA, R1) angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms (IL) und/oder des Strommesssignals (VS) auswertende Auswerteschaltung (AWS) vorgesehen ist, die Schaltmittel (R2, C1, I K; R2, C1, OPV, K, Vref) zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommesssignals (Vs) abhängigen Signals und zum Vergleich dieses Signals mit einem Referenzsignal (I; Vref) aufweist.
  2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (AWS) eine an die Strommessanordnung (MA; R1) angeschlossene Reihenschaltung einer zweiten Strommessanordnung (MA2; R2) und einer Kapazität (C1) aufweist.
  3. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelle (Iq) an einen der zweiten Strommessanordnung (MA2; R2) und der Kapazität (C1) gemeinsamen Knoten angeschlossen ist.
  4. Schaltnetzteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strommessanordnung (MA2) einen Widerstand (R2) aufweist.
  5. Schaltnetzteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator (K) an Anschlussklemmen des Widerstands (R2) angeschlossen ist.
  6. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Operationsverstärker (OPV) an Klemmen des zweiten Widerstands (R2) angeschlossen ist mit einer Ausgangsklemme, die an eine Anschlussklemme des Komparators (K) angeschlossen ist und dass eine Referenzspannungsquelle (Vref) an eine andere Anschlussklemme des Komparators angeschlossen ist.
  7. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Kapazität (C1) ein Schalter (S1) geschaltet ist, der nach Massgabe von Ansteuerimpulsen (AI2) ansteuerbar ist.
  8. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Komparator (K) ein Speicherelement (FF) nachgeschaltet ist zur Einspeicherung eines an einer Ausgangsklemme des Komparators (K) anliegenden Signals (KA) nach Massgabe der Ansteuerimpulse (AI2).
  9. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strommessanordnung (R1) einen in Reihe zu der Primärspule (L1) geschalteten ersten Widerstand (R1) aufweist.
  10. Verfahren zur Bewertung der Versorgungsspannung eines Schaltnetzteils mit einem Halbleiterschalter (T) zum getakteten Anlegen der Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators und mit einer Strommessanordnung (R1) zur Messung des Stromes (IL) – durch die Primärspule (L1), wobei das Verfahren den Verfahrensschritt aufweist: – Auswerten des zeitlichen Verlaufs des Stromes (IL) durch die Primärspule (L1) und/oder eines von der Strommessanordnung (MA) bereitgestellten Strommesssignals (Vs), wobei die Auswertung des Stromes (IL) und/oder Strommesssignals (Vs) die Ermittlung der Steigung des Stromes (IL) und/oder des Strommesssignals (Vs) und den Vergleich der Steigung mit einem Referenzsignal (I; Vref) umfasst.
DE19916915A 1999-04-14 1999-04-14 Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil Expired - Fee Related DE19916915B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19916915A DE19916915B4 (de) 1999-04-14 1999-04-14 Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil
TW089106864A TW468305B (en) 1999-04-14 2000-04-13 Switching power-supply and method to detect the supply-voltage in said switching power-supply
KR1020000019505A KR20010014731A (ko) 1999-04-14 2000-04-14 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그 배전 전압을측정하기 위한 방법
US09/549,277 US6411119B1 (en) 1999-04-14 2000-04-14 Switched-mode power supply and method for determining the supply voltage in a switched-mode power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19916915A DE19916915B4 (de) 1999-04-14 1999-04-14 Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19916915A1 DE19916915A1 (de) 2000-10-19
DE19916915B4 true DE19916915B4 (de) 2005-08-11

Family

ID=7904580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19916915A Expired - Fee Related DE19916915B4 (de) 1999-04-14 1999-04-14 Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6411119B1 (de)
KR (1) KR20010014731A (de)
DE (1) DE19916915B4 (de)
TW (1) TW468305B (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781357B2 (en) 2001-09-27 2004-08-24 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for maintaining a constant load current with line voltage in a switch mode power supply
US6674656B1 (en) * 2002-10-28 2004-01-06 System General Corporation PWM controller having a saw-limiter for output power limit without sensing input voltage
US7111810B2 (en) * 2004-02-09 2006-09-26 Northrop Grumman Corporation Forward pivoted full flying control tail boom
US6974342B2 (en) * 2004-05-03 2005-12-13 Gateway Inc. Connector elements including protective member for preventing connection to certain connector elements
EP1855297B1 (de) * 2006-05-08 2016-07-13 Infineon Technologies Austria AG Signalübertrager und Signalübertragungsvorrichtung mit einem Signalübertrager
EP2283408A2 (de) * 2008-05-13 2011-02-16 Igo, Inc. Schaltung und verfahren für ultraniedrigen leerlaufstrom
US7770039B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-03 iGo, Inc Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7779278B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-17 Igo, Inc. Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7795760B2 (en) * 2008-07-25 2010-09-14 Igo, Inc. Load condition controlled power module
US7800252B2 (en) * 2008-06-27 2010-09-21 Igo, Inc. Load condition controlled wall plate outlet system
US7795759B2 (en) * 2008-06-27 2010-09-14 iGo, Inc Load condition controlled power strip
KR101530358B1 (ko) * 2009-02-05 2015-06-22 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치 제어 장치 및 스위치 제어 방법
EP2538533B1 (de) 2011-06-22 2016-08-10 Nxp B.V. Schaltnetzteil
TWI568990B (zh) * 2011-06-30 2017-02-01 瑪波微影Ｉｐ公司 電流測量系統及方法
EP2812668B1 (de) * 2012-02-09 2020-06-17 SEM Aktiebolag Motor mit fehlzündungserkennung für fahrzeuge mit alternativen brennstoffen
TWI470424B (zh) * 2012-04-16 2015-01-21 Accton Technology Corp 量測裝置與量測方法
KR101991341B1 (ko) * 2013-01-04 2019-06-20 삼성전자 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
TWI523395B (zh) * 2013-11-05 2016-02-21 通嘉科技股份有限公司 開關式電源供應器之時脈頻率控制方法以及相關之電源控制裝置
US11852691B2 (en) 2021-08-24 2023-12-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Input/output (IO) module power supply with online load test capability
US11899445B2 (en) 2021-09-27 2024-02-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. High availability redundant power distribution systems and methods
US11860599B2 (en) 2021-09-27 2024-01-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. High availability redundant power distribution system diagnostic operations
US11994962B2 (en) 2021-11-04 2024-05-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Concurrent operation of input/output (IO) modules in a duplex configuration
US12230230B2 (en) 2022-11-15 2025-02-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods of fault detection for input/output modules of industrial systems

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854742A (en) * 1996-03-19 1998-12-29 Compaq Computer Corporation Logarithmic power compensation for a switching power supply

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475579A (en) * 1993-12-20 1995-12-12 At&T Corp. Pulse width modulator for switching power supply
GB2298532A (en) * 1995-02-28 1996-09-04 Ibm Switch mode power supply
DE19524539C1 (de) * 1995-07-05 1996-11-28 Telefunken Microelectron Schaltungsanordnung zur Ionenstrommessung im Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine
FI970061L (fi) * 1997-01-07 1998-07-08 Salcomp Oy Teholähteen nollakuorma
JP2001511340A (ja) * 1997-12-10 2001-08-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電圧及び電流制限手段付きスイッチトモード電源

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854742A (en) * 1996-03-19 1998-12-29 Compaq Computer Corporation Logarithmic power compensation for a switching power supply

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W. Blaesner, Schaltnetzteile, In: Elektronik 3/2.2.1990, S.43-48 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19916915A1 (de) 2000-10-19
KR20010014731A (ko) 2001-02-26
TW468305B (en) 2001-12-11
US6411119B1 (en) 2002-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19916915B4 (de) Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil
DE69603697T2 (de) Schaltnetzteil mit transformator und rückkopplung durch primärwicklung
DE102015105488A1 (de) System und verfahren für eine getaktete leistungsversorgung
DE102004033354A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Schalters in einem Hochsetzsteller und Ansteuerschaltung
DE69317194T2 (de) Schaltnetzteil
DE10214190A1 (de) Stromversorgung mit mehreren parallel geschalteten Schaltnetzteilen
DE10303246B3 (de) Ansteuerschaltung für einen Schalter in einem Schaltwandler und Verfahren zur Ansteuerung eines Schalters in einem Schaltwandler
DE19948903C2 (de) Getaktete Stromversorgung
DE19942023A1 (de) Schaltungsanordnung für den Überspannungsschutz eines Leistungstransistors zur Steuerung einer induktiven Last
EP0014833B1 (de) Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Eintakt-Durchflussumrichters
EP0637118A1 (de) Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Einschaltstromes und der Ueberspannung eines elektronischen Vorschaltgerätes
DE102010038557A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Halbbrücke
EP0631360A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ueberwachung einer Schalterstellung
DE10144591C2 (de) Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung
DE4338714C2 (de) Schaltungsanordnung zur Strommessung über einen Schalttransistor
WO2002052705A1 (de) Tiefsetzsteller
WO1998043334A1 (de) Elektronische sicherung
DE3922286A1 (de) Verfahren und einrichtung zum detektieren einer verminderung der eingangsspannung fuer eine stromversorgung
DE4337461A1 (de) Schaltnetzteil
DE102009033385A1 (de) Netzteil-Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Netzteil-Schaltungsanordnung
DE3801399A1 (de) Netzteil zur erzeugung einer geregelten gleichspannung
DE2755607C2 (de)
DE3300285C2 (de) Elektronisches Schaltnetzteil
EP0179262A1 (de) Fehlerschutzverfahren und -schaltung
EP0854562B1 (de) Schaltnetzteil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee