DE2232625B2 - Geregelter Gleichspannungswandler - Google Patents
Geregelter GleichspannungswandlerInfo
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Description
sacht
Um mit einem Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter
eine konstante Ausgangsspannung zu erzielen, ist man normalerweise bestrebt, die Frequenz der Eingangsspannung
konstant m halten, um die Frequenzabhängigkeit der Ausgangsspannung auszuschalten. Erfindungsgemäß
wird demgegenüber die Frequenzcharakteristik von Eisenresonanz-Spannungskonstanthaltern
dazu herangezogen, um d'e an einen Gleichspannungswandler
angeschlossene Last gegen Überspannungen bei Versagen des Regelkreises des Gleichspannungswandlers
zu schützen.
Die Frequenzcharakteristik eines Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters
ist in F i g. 2 dargestellt, wobei die Frequenz mit / und die Ausgangsspannung mit
Vo bezeichnet ist Der normale Betrieb des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters
wird durch die Kurve 20 in F i g. 2 beschrieben, wobei jedoch normalerweise
nur der als *>Zone A« gekennzeichnete Bereich der Kurve 20 ausgenutzt wird. In dem durch die Kurve 20
dargestellten Bereich besteht eine lineare Beziehung ^wischen Spannung und Frequenz, d. tu einem Frequenzanstieg
von 10% entspricht ein Anstieg ä:r Ausgangsspannung
um etwa 10 bis 17%. Sobald die Frequenz jedoch über einen Punkt 21 der Kurve 20 vergrößert
wird, fällt die Spannung sprungartig um einen erheblichen Betrag auf den durch den Punkt 22 markierten
Wert ab.
Der erwähnte Spannungssprung wird durch eine Änderung
des Betriebszustandes des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters verursacht Im normalen Betrieb
wird der Eisenkern bei jeder Halbwelle der Eingangsspannung gesättigt Wenn der Eisenkern in die Sättigung
geht fällt die Impedanz der Ausgangswicklung des Eisenresonanz-Spannungskonstanthakers ab, wodurch
sich ein Stromweg mit geringer Impedanz für die Entmagnetisierung des Eisenkerns eröffnet. Da der zur
Sättigung des Eisenkerns erforderliche Gleichspannungs-Mittelwprt
d. h. die Spannungszeitfläche der Spannung an der Ausgangswicklung konstant ist, wird
der Eisenkern auf eine konstante Regelspannung aufmagnetisiert, solange die Frequenz der Eingsngsspannung
konstant ist, obwohl Änderungen der Eingangsspannung auftreten. Wenn jedoch die Frequenz auf
einen so hohen Wert ansteigt, daß die Sättigung des Eisenkerns bei dem Polaritätswechsel der Eingangsspannung noch nicht eingetreten ist so ist kein Stromweg
mit geringer Impedanz vorhanden, welcher eine Ummagnetisierung des Eirenkerns ermöglicht. Die in
der Ausgangswicklung erzeugte Spannung ist dann der Magnetisierungsspannung des Eisenkerns für einen Teil
der Zeitdauer einer Eingangsspannungs-Halbwelle entgegengesetzt, so daß der Mittelwert der Ausgangsspannung
stark verringert ist Da ferner der Eisenkern und die Ausgangswicklung jeweils effektiv mit dem
Ausgang verbunden sind, führt die Verringerung der Ausgangsspannung zu einer Verringerung der Spannung
an der Ausgangswicklung. Diese würde dadurch eine noch längere Zeit benotigen, um den Eisenkern zu
sättigen, so daß sich ein stabiler Betriebszustand mit
einer gefingen Ausgangsspannung einstellt
Wenn der Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter die kritische Frequenz bei dem Sprungpunkt 21 überschritten
hat, arbeitet er in einem stabilen, ungesättigten Betriebszustand längs der Kurve 23. In diesem Betriebszustand
führt ein Prequenzabfall zu einem gering*
fügigen Anstieg der Ausgangsspannung, Um die Betriebsweise in den normalen Zustand (Kurve 20) zurückzuführen,
muß die Frequenz bis zu dem Punkt 24 verringert werden, bei dem sich der Eisenkern wieder
sättigt und die Ausgangsspannung auf den höheren Wert der Kurve 20 springt. Der Betrieb zwischen den
Kurven 20 und 23 ist stabil und zuverlässig.
Die vorstehend erläuterte Spannungs-Frequenzcharakteristik eines Eisenresonanz-SpannungSKonstanthalters
wird erfindungsgemäß so ausgenutzt, daß bei einem Versagen des Umsetzers 13, bei dem ansonsten
ίο die Gefahr eines Anstiegs der Ausgangsspannung auf
einen unzulässigen Maximalwert besteht, der Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter
sofort in die ungesättigte Betriebsweise geht wodurch die Ausgangsspannung verringert wird. Dies wird durch eine bestimmte
geeignete Bemessung des Umsetzers 13 erzielt was an Hand des in Fig.3 näher dargestellten bekannten
Gleichspannungswandlers nach Fig.! erläutert werden
soll.
Die in F i g. 3 mit strichpunktierten Linien angedeu-
7.0 teten Funktionsblöcke de? Blockschaltbildes nach
F i g. 1 betreffen den Wechselrichter 10, die aus einem Eisenresonanz-Spannungskonstanth^-'ier 29, 31, 33 und
einer Gleichrichterbrücke 34 bestehende Einrichtung 11 und den Umsetzer 13 der F i g. 1. Der Wechselrichter
(Leistungsoszillator) 10 enthält zwei im Gegentakt arbeitende Schalttransistoren, welche mit jeweils einem
Ende der Primärwicklung 58 eines Transformators 30 verbunden sind und von jeweils einer der Teilwicklungen
27,28 des Transformators 30 gesteuert werden.
Der Eisenresonanz-Spannungskonstinthalter enthält
eine Wicklung 29, die auf einen sättigbaren Eisenkernabschnitt 31 des Transformators 30 aufgewickelt ist.
Die Wicklung 29 ist mit einem Kondensator 32 parallel geschaltet, wodurch der Kondensator 32 zusammen mit
den magnetischen Nebenschlüssen 33-33 des Transformators 30 einen Parallehesonanzkreis bildet. Die Nebenschlüsse
33-33 entkoppeln dabei den Eisenkernabschnitt 31 von dem Eisenkernabschnitt des Wechselrichters
10, wodurch eine Sättigung des erstercn ohne Sättigung des letzteren ermöglicht ist. Die Wechselstromanschlüsse
der Gleichrichterbrücke 34 sind an einen Wicklungsabschnitt der Wicklung 29 angeschlossen,
während der Gleichstromausgang der Gleichrichterbrücke 34 mit zwei Ausgangsa^schlüssen 36, 37
verbunden ist. Zur Glättung der Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke 34 ist parallel zu den Ausgangsanschlüssen
36, 37 ein Kondensator 38 angeordnet. Der Eisenkernabschnitt 31 des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters
wird während jeder Spannungshalbwelle mit konstanter Spannungs-Zeitfläche gesättigt,
wodurch die Spannung an dem Kondensator 32 umgepolt 'vird.
Der Umsetzer 13, welcher die geglättete Spannung an den Ausgangsanschlüssen 36, 37 in eine entsprechende
Frequenz umwandelt, weist eine Errichtung 41 zur Verstellung der Frequenz des Wechselrichters 10
und eine Rückkonplungseinrichtung 42 auf. Die Frequenzverstelleinnchtung
41 enthält als Zeitverzögerungsglied ein ÄC-Glied mit festen Widerständen 43
und 44 und einen Kondensator 45, wobei das Zeitverzögerungsglied 43,44,45 parallel zu der Sekundärwick*
lung 46 des Transformators 30 angeordnet ist Die Frequenzverstelleinric'itung
41 enthält ferner eine Reihen* schaltung aus einer Impedanz in Form einer Drossel 47
und eines Triacs 48, welche ebenfalls parallel zu der Sekundärwicklung 46 angeordnet ist Die Steuerelektrode
des Triacs 48 ist über ein Schwellwertglied in Form von zwei reihengeschalteten, entgegengesetzt
gepolten Zenerdioden 49 und 51 mit dem Kondensator
45 verbunden,
Die Frequenzverstelleinrichlung 41 arbeitet wie folgt: Der Kondensator 45 lädt sich mit einer Geschwindigkeit auf, welche durch den Betrag der Spannungszeitfläche der Spannung an der Sekundärwicklung 46 bestimmt ist. Bei Erreichen einer bestimmten
Ladung des Kondensators 45 überschreitet die Kondensatorspannung den Schwellwert der in Gegenrichtung zu der betreffenden Kondensatorspannung gepolten Zenerdioden 49, 51. wodurch im vorliegenden Fall
die Zenerdiode 49 leitend wird und die Kondensatorspannung der Steuerelektrode des Triacs 48 zuführt.
Der Triac 48 zündet und schließt die Drossel 47 parallel zu der Sekundärwicklung 46. Die Drossel 47 weist eine
geringe Impedanz auf. so daß die Sekundärwicklung 46 praktisch kurzgeschlossen ist und die Spannung an der
Sekundärwicklung 46 sehr schnell auf einen vernachlässigbar kleinen Wert abnimmt. Da die Drossel 47 trotz
der Klemmenspannung Null an der Sekundärwicklung
46 ihren Strom zunächst weitertreibt, wird in der Sekundärwicklung 46 eine Gegenspannung induziert, welche Ober die Teilwicklung 27 des Transformators 30 an
die Basiselektrode des leitenden Schalttransistors gelangt und diesen rasch in seinen nichtleitenden Zustand
umschaltet. Gleichzeitig wird auch in der Teilwicklung 28 des Transformators 30 eine Spannung induziert, die
auf die Basiselektrode des gesperrten Schalttransistors gelangt und diesen in den leitenden Zustand schaltet.
Wenn sich der Drosselstrom auf den Wert Null abgebaut hat. erlischt der Triac 48 und befindet sich damit
wieder im Sperrzustand.
Durch die Gegentaktumschaltung der Schalttransistoren des Wechselrichters 10 wird die Polarität der
Wechselrichter-Ausgangsspannung umgekehrt, so daß die eine Spannungshalbwelle endet und die andere
Spannungshalbwelle beginnt. Die Frequenz des Wechselrichters 10 wird daher durch die Zeitdauer bestimmt,
welche die Spannung an dem Kondensator 45 benötigt, um den Schwellwert der Zenerdioden 49 und 51 zu erreichen. Diese Zeitdauer ist abhängig von dem Sperrpotential der Zenerdioden 49. 51, der Kapazität des
Kondensators 45. den Widerstandswerten der Widerstände 43,44 und der Spannung an der Sekundärwicklung 46.
Die Rückkopplungseinrichtung 42 beeinflußt die Schaltfrequenz des Wechselrichters 10 dadurch, daß
der Widerstandswert des Widerstandes 43 durch die Einrichtung 42 veränderbar ist Die Einrichtung 42 enthält emeu SchalttransistoT 54, dessen Emitter fiber eine
Zenerdiode 52 mit dem Ausgangsanschluß 36 und aber einen Widerstand 53 mit dem Ausgangsanschluß 3?
verbunden ist, wodurch ein konstantes Bezugspotential an dem Emitter des Transistors 54 liegt Parallel zu den
Ausgangsanschlüssen 36, 37 ist ein Potentiometer 56 angeordnet dessen Abgriff mit der Basis des Schalttransistors 54 verbunden ist Die Einrichtung 42 enthält
ferner eine Gleichrichterbrücke 57, zwischen deren Gleichstromanschlüssen der Emitter und Kollektor des
Schahtransistors 54 und zwischen deren Wechselstromanschlüssen der Widerstand 43 angeordnet ist
Wenn die Ausgangsgleichspanmmg des Gleichspannungswandlers an den Ausgangsanschfüssen 36. 37 ansteigt so steigt auch der von dem Abgriff auf dem Potentiometer 56 erfaßte Teil der Ausgangsgleichspannung, wodurch die Spannungsdifferenz zwischen der
Basis und dem Emitter des Schalttransistors 54 verringert wird. Die Leitfähigkeit des Schahtransistors 54
nimmt daraufhin ab, so daß die parallel zu dem Widerstand 43 liegende Impedanz der Kollektor-Emitterstrecke des Schalttransistors 54 zunimmt. Dies hat wiederum die Wirkung, daß die Zeitkonstante des Ver-
S zögerungsgliedes 43, 44, 45 und damit die Ladedauer des Kondensators 45 erhöht wird, wodurch der Triac
48 später zündet bzw. die Schaltfrequenz des Wechselrichters 10 verringert wird. Diese Verringerung bewirkt
eine Verringerung der Ausgangsgleichspannung an den
to Ausgangsanschlüssen 36,37 auf den gewünschten geregelten Wert.
Wenn der bekannte Gleichspannungswandler mit dem erfindungsgemäßen Oberspannungsschutz ausgestattet werden soll, so muß die Frequenzverstelleinrich-
ts tung 41 so bemessen werden, daß bei einem Versagen
der Rückkopplungseinrichtung 42, welches zu einem Anstieg der Ausgangsgleichspannung führen würde, die
Schaltfrequenz des Wechselrichters 10 bzw. die Frequenz der Eingangsspannung des Eisenresonanz-Span-
nungskonstanthalters über den Punkt 21, d. h. die kritische Sprungfrequenz der Kurve 20 nach F i g. 2 ansteigt. Die häufigste Fehlerquelle für ein Versagen der
Rückkopplungseinrichtung 42 ist ein Defekt des Schalttransistors 54. wobei zwei Fälle zu unterscheiden sind:
Wird durch den Defekt des Schalttransistors 54 dessen KolleVtor-Emitterstrecke unterbrochen, so ist die Kollektor-Emitterimpedanz des Schalttransistors 54 parallel zu dem Widerstand 43 beseitigt, wodurch die Schaltfrequenz des Wechselrichtei s 10 auf ihren minimalen
Wert abfällt Die Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungswandlers steigt daher nicht an. Wird durch
den Defekt des Schalttransistors 54 dessen Kollektor-Emitterstrecke kurzgeschlossen, so stellt dies einen
Kurzschluß des Widerstandes 43 dar. wodurch die
Schaltfrequenz des Wechselrichters 10 auf ihren durch
den Widerstand 43 gegebenen maximalen Wert ansteigt und damit ohne die Erfindung auch die Ausgangsspannung auf einen maximalen Wert ansteigen
würde. Der Widerstand 43 ist jedoch erfindungsgemäß
so bemessen, daß in diesem Fall die Frequenz des
Wechselrichters (Leistungsoszillators) über die kritische Sprungfrequenz des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters angehoben und dadurch entsprechend der
Charakteristik nach F i g. 2 dessen Ausgangsspannung
verringert wird.
Die kritische Sprungfrequenz eines beliebigen, vorgegebenen Eisenresonanz-Spannungskonstanthalten
kann durch einfache Messung bestimmt werden. Hierzt wird die Frequenz der Eingangsspannung des Eisenre
so sonanz-Spannungskntaalters langsam gesteigen
bis ein plötzlicher Sprang der Aasgangssfanmanf
beobachtet wird. Da sich bei einer höheren Eingangs spannung der Eisenkern des Eisenresonanz-Spannungs
konstanthalten schneller sättigt ist auch eine höhen
Frequenz erforderlich, um den Sprungpunkt 21 gemäf
F i g. 2 zu erreichen.
Die kritische Sprungfrequenz sollte daher sowohl be minimaler als auch bei maximaler Eingangsspaimunj
bestimmt werden.
Die Frequenzvemeflemrichtung 41 des Gleichspan
nungswandlers wird dann so eingestellt daß urne Niederpannungsbedmgangen. die zu der niedrigste
Sprungfrecjuenz führen, der volle Laststrom gezoge
werden kann, ohne daß die Sprangfrequenz überschril
6s ten wird. Gleichzeitig muß unter Hochspamtungsbedin
gungen und geringer Last eine kurzgeschlossene Rück kopplungseinrichtung 42 die Frequenz über de
Sprungpunkt treiben, der unter diesen Bedingungen at
dem höchsten Wert liegt.
Der Widerstand 44 bestimmt dann die Schaltfrequenz des Wechselrichters 11, wenn der Widersland 43
durch den Schalttransistor 54 kurzgeschlossen ist. Der Wert des Widerstandes 44 muß dabei genügend klein
sein, damit bei hoher Spannung und hoher Last die Schaltfrequenz über die Sprungfrequenz getrieben
wird. IEr muß jedoch auch genügend groß sein, um den Wechselrichter 10 im Schwingungszustand zu halten,
und damit eine Schädigung des Wechselrichters zu vermeiden. Der Widerstand 43 wird so gewählt, daß für
den Fall, daß beide Widerstände 43 und 44 wirksam sind, die Schaltfrequenz bei voller Last und niedriger
Spannung den Sprungpunkt nicht übersteigt. Es hat sich gezeigt, daß Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter,
deren Resonanzfrequenz etwa 15% oberhalb der normalen Betriebsfrequenz liegt, im Leerlauf eine
Sprungfrequenz von etwa der doppelten Betriebsfrequenz besitzen. Bei voller Last ist dagegen die Sprungfrequenz
erheblich kleiner. Ein Frequenzanstieg von dem Drei- oder Vierfachen bei einem Versagen der
Rückkopplungseinrichtung 42 sichert daher die Vorteile der Erfindung. Da die Widerstände 43 und 44 nicht
nur die Schaltfrequenz des Wechselrichters 10, sondern auch die Ausgangsgleichspannung bestimmen, muß die
Windungszahl der Wicklung 29 möglicherweise so verändert bzw. nachgestellt werden, daß die gewünschte
Ausgangsgleichspannung bei einem befriedigenden Weti der Widerstände 43 und 44 erreicht wird.
Obwohl die maximale Ausgangsgleichspannung durch Bestimmen des Sprungpunktes ermittelt werden
kann, ist es für den erfindungsgemäßen Überspannungsschutz nicht unbedingt erforderlich, daß die Spannung
des Sprungpunktes 21 (F i g. 2) tatsächlich erreicht wird. Wenn nämlich ein Defekt auftritt, der eine
Spannungshalbwelle der Eingangsspannung des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters
beendet, bevor sich dessen Eisenkern zu sättigen vermag, so fällt die Ausgangsgleichspannung sofort ab und der Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter
stellt sich auf den ungesättigten Betriebszustand gemäß Kurve 23 der Charakteristik
nach F i g. 2 ein, ohne daß er sich der Spannung am Sprungpunkt 21 nähert.
Durch die Erfindung wird ein wirksamer Schutz gegen Überspannung am Ausgang des bekannten Gleichspannungswandiers
ermöglicht, ohne daß hierfür Mehraufwendungen für Bauelemente erforderlich sind.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Gleichspannungswandler ist in F i g. 4 dargestellt, welcher
sich von dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 durch eine !Unterschiedliche Frequenzverstelleinrichtung 41
unterscheidet. Bei der Frequenzverstelleinrichtung nach F i g. 4 ist an Stelle der Drossel 47 eine Streuinduktivität
zwischen den Windungen 46 und 58 angeordnet. Der Triac 48 ist direkt mit der Sekundärwicklung
ao 46 verbunden, so daß diese unmittelbar nach Zünden
des Triacs 48 kurzgeschlossen wird. Entsprechend dem bekannten Transformatorersatzschaltbild wirkt ein
Kurzschlußkreis durch den Transformator wie ein Kurzschlußkreis in Reihe zu der Streuindukttvität. Es
*S hat sich gezeigt, daß der Betrieb des Wechselrichters
10 unterdrückt werden kann, wenn die Sekundärwicklung 46 zu fest mit den übrigen Wicklungen 27,28 oder
58 des Transformators 30 gekoppelt ist. Zur Entkopplung der Sekundärwicklung 46 können dann magneti-
jo sehe Nebenschlüsse verwendet werden. Eine optimale
Kopplung wurde dadurch erreicht, daß die Sekundärwicklung 46 neben den anderen Wicklungen auf demselben
Kernschenkel liegt. Dadurch ergibt sich ein kurzer, steller Impuls des Zündstroms für den Triac, eir
guter Betrieb des Wechselrichters und ein hoher Wir kungsgrad.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
409582/:
Claims (1)
- Patentanspruch:Gleichspannungswandler zur Lieferung einer geregelten Gleichspannung mit einem Leistungsoszillator, der über einen Transformator magnetisch mit einem Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter gekoppelt ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Ausgangsgleichspannung selbsttätig gesteuerten Einrichtung zur Verstellung der Frequenz des Leistungsoszillators, die aus einer parallel zum Ausgang des Leistungsoszillators liegenden Reihenschaltung einer niedrigen Impedanz und eines steuerbaren Schalters sowie aus einer ein Zeitverzögerungsglied aufweisenden Steuervorrichtung für den Schalter besteht, wobei das Zeitverzögerungsglied aus einem Kondensator und zwei festen Widerständen sowie einer zu einem dieser Widerstände über eine Gleichrichterbrückenschaltung parallelgeschalteten Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors besteht, wobei ferner der Schalter verzögert nach Beginn jeder Halbwelle des Leistungsoszillators von der Steuervorrichtung mit einem Einschaltsignal beaufschlagbar ist und wobei die Verzögerung des Zeitverzögerungsgliedes in Abhängigkeit von der Ausgangsgleichspannung mittels des Transistors selbsttätig vet stellbar ist, nach DTPS 2046462, dadurch gekennzeichnet, daß der eine feste Widerstand (44) des Zeitverzögerungsgliedes einen solchen Wert besitzt, daß in dem FaIi^, daß der andere feste Widerstand (43) durch den zu ihm parallelgeschalteten Transistor (54) infolge eines Versagen» der Frequenzverstelleinrichtung (13) kurzgeschlo« en wird, die Frequenz des Leistungsoszillators (IU) über die kritisehe Sprungfrequenz des Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters angehoben wird.40Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichspannungswandler zur Lieferung einer geregelten Gleich- »pannung mit einem Leistungsoszillator, der über einen Transformator magnetisch mit einem Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter gekoppelt ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Ausgangsgleichspannung ielbsttätig gesteuerten Einrichtung zur Verstellung der Frequenz des Leistungsoszillators, die aus einer parallel turn Ausgang des Leistungsoszillators liegenden Reikenschaltung einer niedrigen Impedanz und eines »teuerbaren Schalters sowie aus einer ein Zeitverzögerungsglied aufweisenden Steuervorrichtung für den Schalter besteht, wobei das Zeitverzögerungsglied aus einem Kondensator und zwei festen Widerständen sowie einer zu einem dieser Widerstände über eine Gleichrichterbrückenschaltung parallelgeschalteten Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors besteht, wobei ferner der Schalter verzögert nach Beginn jeder Halbwelie des Leistungsoszillators Von der Steuervorrichtung mit einem Einschaltsignal beaufschlagbar ist und wobei die Verzögerung des Zeitverzögerungsgliedes in Abhängigkeit von der Ausgangsgleichspannung selbsttätig mittels des Transistors verstellbar ist, nach dem deutschen Patent 2 (M 6 462.Es ist somit ein geschlossener Regelkreis geschaffen, welcher die Regelung der Ausgangsgleichspannung unabhängig von Veränderungen der Eingangsgleichspannung und der Last auf einen konstanten Wert ermög licht. Ein solcher geregelter Gleichspannungswandlei nach dem Hauptpatent ist bekannt (US-PS 3 590 362),Wenn die von einer geregelten Gleichspannungs quelle gespeiste Last komplizierte und empfindliche in· tegrierte Schaltkreise aufweist, so darf die Ausgangs· spannung der Gleichspannungsquelle einen verhältnis mäßig niedrigen Maximalwert selbst dann nicht über schreiten, wenn die Regelung der Gleichspannungs quelle versagt, da bereits eine einzige Spannungsspitze die spannungsempfindliche Last zerstören kann. Be dem Gleichspannungswandler nach dem Hauptpatem kann in dem Falle, daß infolge eines Versagens der Fre quenzverstelleinrichtun? der Transistor den zu ihnparallelgeschalteten Widerstand des Zeitverzögerung* gliedes kurzschließt, die Frequenz des Wechselrichter; und damit die Ausgangsspannung des Eisenresonanz Spannungskonstanthalters über den zulässigen Grenz wert ansteigen, so daß der Gleichsparnun^swandlei nach dem Hauptpatent für spannungsempfindliche La sten nicht verwendet werden kann.Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einen-Gleichspannungswandler der eingangs genannten An einen Schutz gegen Überspannungen für den vorge nannten Fall des Versagens der Frequenzverstellein richtung zu schaffen.Die Aufgabe wird, bei einem solchen Gleichspan nungswandler erfindungsgemäß durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merk male gelöst.Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels nähei erläutert; es zeigtF i g. I ein Blockschaltbild eines bekannten Gleich spannungswandler nach der US-PS 3 590 362 mii einem Eisenresonanz-Spannungskonstanthalter,Fig.2 ein Spannungs-Frequenzdiagramm der Aus gangsspannung eines Eisenresonanz-Spannungskonstanthalters,F i g. 3 ein elektrisches Schaltbild des geregelter Gleichspannungswandlers nach F i g. 1 undF i g.4 ein elektrisches Schaltbild eines erfindungsge mäßen geregelten Gleichspanriungswandlers.Die vorliegende Erfindung macht sich den Umstanc zunutze, daß ein Eisenresonanz-Spannungskonstanthal ter bei einer bestimmten kritischen Frequenz, der söge nannten Sprungfrequenz, vom gesättigten in den unge sättigten Betriebszustand übergeht, wodurch die Aus gangsspannung erheblich abfällt. Diese Sprungfrequenj liegt zumeist bei dem zwei- oder mehrfachen der ge wohnlichen Betriebsfrequenz.F i g. 1 zeigt ein einfaches Blockschaltbild eines be kannten geregelten Gleichspannungswandlers nach dei US-PS 3 590 362. Ein mit der ungeregelten Eingangs gleichspannung beaufschlagter Wechselrichter (Lei stungsoszillator) 10 speist eine aus einem Eisenreso nanz-Spannungskonstanthalter und einem Gleichrich ter bestehende Einrichtung 11, welche an ihrem Aus gangsanschluß 12 eine geregelte Ausgangsgleichspan nung erzeugt. Zwischen dem Ausgangsanschluß 12 un< einem Steueranschluß des Wechselrichters 10 ist eir Umsetzer 13 angeordnet« welcher in Abhängigkeit vor der Gleichspannung am Ausgangsanschluß 12 die Fre quenz des Wechselrichters 10 verstellt. Um die für di< Regelung erforderliche negative Rückkopplung zi schaffen, ist der Umsetzer 13 so ausgebildet, daß eil Ansteigen der Gleichspannung am Ausgangsanschlut 12 einen Frequenzabfall des Wechselrichters 10 verur
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US3875493A (en) * | 1974-04-02 | 1975-04-01 | Bell Telephone Labor Inc | Ferroresonant power converter with control of inverter frequency and sensing of saturation condition |
US4156885A (en) * | 1977-08-11 | 1979-05-29 | United Air Specialists Inc. | Automatic current overload protection circuit for electrostatic precipitator power supplies |
JPS5612871A (en) * | 1979-04-12 | 1981-02-07 | Gould Advance Ltd | Inverting circuit |
US4385263A (en) * | 1980-08-04 | 1983-05-24 | Rca Corporation | Television receiver, push-pull inverter, ferroresonant transformer power supply synchronized with horizontal deflection |
JPS6077104U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-29 | ティーディーケイ株式会社 | 誘電体共振器 |
US4631652A (en) * | 1984-11-30 | 1986-12-23 | Rca Corporation | Frequency controlled resonant regulator |
US4729085A (en) * | 1986-12-29 | 1988-03-01 | Rca Corporation | Frequency limited resonant regulator useful in, for example, a half-bridge inverter |
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