DE2336110A1 - Free oscillating blocking converter - has circuit for voltage control and current limiting with switches and transformer - Google Patents
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung und Strombegrenzung in einem freischwingenden Sperrwandler mit Thyristorabschaltung Circuit arrangement for voltage regulation and current limitation in a free-running flyback converter with Thyristorab circuit
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungsregelung und Strombegrenzung in einem freischwingenden Sperrwandler mit Thyristorabschaltung, bei der nach dem Sperrwandlerprinzip im Ausgangskreis eines Schalttransistors in Reihe eine Gleichspannungsquelle, ein erster ohmscher Widerstand, die Schaltstrecke des Schalttransistors und eine Wicklung eines Transformators liegt und eine Rückkopplungswicklung des Transformators im Steuerkreis des Schalttransistors liegt, bei der weiterhin parallel zur Reihenschaltung aus dem ersten ohmschen Widerstand und der Steuerstrecke des Schalttransistors die Schaltstrecke eines Thyristors liegt und die Zündelektrode des Thyristors mit dem Kollektor eines Vergleichstransistors verbunden ist, der über den Vergleich einer der Sperrwandlerausgangsspannung proportionalen ersten Vergleichsgleichspannung mit einer Referenzgleichspannung den Thyristor dann zünden und damit den Schalttransistor abschalten läßt, wenn die Ausgangsspannung des Sperrwandlers einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei die vom Ausgangsstrom des Schalttransistors am ersten ohmschen Widerstand erzeugte Spannung den Zündzeitpunkt mitbeeinflußt und wobei außerdem die Zündelektrode des Thyristors über einen zweiten ohmschen Widerstand mit einem Bezugspotential für die erste Vergleichsgleichspannung verbunden ist.The invention relates to a circuit arrangement for voltage regulation and current limiting in a free-running flyback converter with thyristor disconnection, in which according to the flyback converter principle in the output circuit of a switching transistor in series a DC voltage source, a first ohmic resistor, the switching path of the switching transistor and a winding of a transformer and a feedback winding of the transformer is in the control circuit of the switching transistor which continues to be parallel to the series connection of the first ohmic resistor and the control path of the switching transistor the switching path of a thyristor and the ignition electrode of the thyristor with the collector of a comparison transistor is connected, the first comparison DC voltage proportional to the comparison of the flyback converter output voltage with a DC reference voltage then ignite the thyristor and thus switch off the switching transistor when the Output voltage of the flyback converter exceeds a predetermined value, the output current of the switching transistor The voltage generated at the first ohmic resistor also influences the ignition point and in addition, the ignition electrode of the Thyristor connected to a reference potential for the first comparison DC voltage via a second ohmic resistor is.
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Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt und beispielsweise in den Zeitschriften "Funktechnik" 1971, Nr. 20, Seite 782 und 784 und "radio mentor" 1972, Wr. 6, Seite 288, 289 beschrieben. Pur den Anwendungsfall eines Fetzteiles für ein Fernsehgerät ist dort eine solche Schaltungsanordnung entsprechend ihrer Funktion mit "selbstschwingender Sperrwandler mit getriggerter Abschaltung" bezeichnet. Diese "getriggerte Abschaltung" ergibt ein günstiges Schaltverhalten des Schalttransistors. Ohne diese Abschaltung würde der Schalttransistor, allein durch die Rückkopplung gesteuert, nur auf Grund des geringer werdenden Basisstromes "ausgehungert". Die Abschaltung mit dem Thyristor durch Kurzschließen der Rückkopplungswicklung ergibt jedoch nicht nur ein definiertes und klares Abschaltverhalten des Schalttransistors, sondern auch eine überaus einfache Regelmöglichkeit.Such a circuit arrangement is known and, for example, in the magazines "Funktechnik" 1971, No. 20, page 782 and 784 and "radio mentor" 1972, Wr. 6, pages 288, 289. Purely the application of a shredded part for a television set there is such a circuit arrangement according to its function with "self-oscillating flyback converter with triggered Shutdown ". This" triggered shutdown " results in a favorable switching behavior of the switching transistor. Without this shutdown, the switching transistor, Controlled solely by the feedback, only "starved" due to the decreasing base current. The shutdown with the thyristor by short-circuiting the feedback winding, however, not only gives a defined and clear one Switch-off behavior of the switching transistor, but also an extremely simple control option.
Über den Zündzeitpunkt des Thyristors läßt sich die Ausgangsspannung des Sperrwandlers leicht regeln. Durch Vergleichen einer Vergleichsspannung, die repräsentativ für die Ausgangsspannung des Sperrwandlers ist, mit einer stabilisierten Referenzspannung und dies mit Hilfe eines gleichzeitig als Regelverstärker fungierenden Vergleichstransistors läßt sich der Zündzeitpunkt des Thyristors beeinflussen. Die Vergleichsspannung wird über einen Spannungsteiler an die Basis und über einen Spannungsteiler mit Z-Diode an den Emitter des Vergleichstransistors gelegt. Der Kollektor ist mit der Zündelektrode des Thyristors und über einen ohmschen Kollektorwiderstand mit dem Bezugspotential verbunden. Übersteigt der Kollektorstrom und damit die von ihm an dem Kollektorstrom erzeugte Spannung einen Schwellenwert, dann wird der Thyristor gezündet.The output voltage can be determined via the ignition point of the thyristor of the flyback converter. By comparing a reference voltage that is representative of the output voltage of the flyback converter, with a stabilized reference voltage and this with the help of a control amplifier at the same time acting comparison transistor, the ignition timing of the thyristor can be influenced. The equivalent stress is connected to the base via a voltage divider and to the emitter of the comparison transistor via a voltage divider with a Zener diode placed. The collector is connected to the ignition electrode of the thyristor and via an ohmic collector resistor connected to the reference potential. Exceeds the collector current and thus that generated by it at the collector current Voltage exceeds a threshold value, then the thyristor is triggered.
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Darüber hinaus hängt der Zeitpunkt der Zündung noch von der Spannung ab, die vom Ausgangsstrom des Sehalttransistors an dem in Reihe zur Schaltstrecke des Thyristors liegenden ohmsehen Widerstand erzeugt wird. Der Zündzeitpunkt wird also von der Höhe des Ausgangsstroms des Schalttransistors und von der Ausgangsspannung des Sperrwandlers "bestimmt. Das Regelprinzip für die Ausgangsspannung "beruht auf einem vorzeitigen Abschalten des Schalttransistors und bewirkt außer der Regelung einen Schutz für den Schalttransistor gegen überhöhten Ausgangsstrom. In addition, the timing of the ignition still depends on the Voltage from the output current of the Sehalttransistor the ohmic resistance lying in series with the switching path of the thyristor is generated. The ignition timing is therefore from the level of the output current of the switching transistor and the output voltage of the flyback converter ". The control principle for the output voltage "is based on a premature shutdown of the switching transistor and, in addition to regulating, protects the switching transistor against excessive output current.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Regelung noch zu verbessern.The present invention is based on the object of further improving this regulation.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Verbindungspunkt der Steuerstrecke des Schalttransistors mit dem ersten ohmschen Widerstand auf dem Bezugspotential der ersten Vergleiehsgleichspannung liegt und dadurch zwischen der Zündelektrode und der Kathode des Thyristors die Reihenschaltung aus dem ersten und zweiten ohmschen ?/iderstand zu liegen kommt, daß eine zweite der Sperrwandlerausgangsspannung proportionale Vergleichsgleichspannung entgegengesetzter Polarität an den zweiten ohmschen Widerstand gelegt ist, wodurch dieser zweite ohmsche Widerstand eine Sperrspannung für den Thyristor führt, die sowohl der durch den Kollektorstrom des Vergleichstransistors an dem zweiten ohmschen Widerstand erzeugten Spannung als auch der durch den Ausgangsstrom des Schalttransistors an dem ersten ohmschen Widerstand erzeugten Spannung entgegengesetzt ist, wobei ab einem bestimmten Wert des Kollektorstroms des Vergleichstransistors und/oder des Ausgangsstroms des Schalttransistors diese von ihnen erzeugten Spannungen die Sperrspannung kompensieren und nach Überschreiten einer Schwellenspannung den Thyristor zünden lassen.To solve this problem, it is proposed according to the invention that the connection point of the control path of the switching transistor with the first ohmic resistance at the reference potential of the first comparative DC voltage and thereby between the ignition electrode and the cathode of the thyristor is the series connection of the first and second ohmic resistance comes to rest that a second of the flyback converter output voltage proportional comparison DC voltage of opposite polarity applied to the second ohmic resistor is, as a result of which this second ohmic resistor leads to a reverse voltage for the thyristor, which is carried out by the collector current of the comparison transistor at the second ohmic resistor as well as the voltage generated by the output current of the switching transistor is opposite to the voltage generated at the first ohmic resistor, with from a certain Value of the collector current of the comparison transistor and / or the output current of the switching transistor this of The voltages generated by them compensate for the reverse voltage and trigger the thyristor after a threshold voltage has been exceeded permit.
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Durch diese zusätzliche Vergleichsspannung und durch die Verlegung des Besugspotentials vom Verbindungspunkt des Thyristors mit dem ersten ohmschen Widerstand, wie es beim Stand der Technik der Pail ist, auf den Verbindungspunkt des ersten ohmschen Widerstandes mit der Schaltstrecke des Schalttransistors erreicht man ein differenzierteres Regelverhalten der Schaltungsanordnung. Das vorzeitige definierte Abschalten des Schalttransistors kann sowohl von einem zu großen Schalttransistorstrom als auch von einer zu hohen Ausgangsspannung ausgelöst werden, wobei beide Auslösungen voneinander unabhängig sind.Because of this additional equivalent stress and because of the laying of the potential from the connection point of the thyristor with the first ohmic resistor, as is the case with the prior art of the Pail, to the connection point of the first ohmic resistance with the switching path of the switching transistor, a more differentiated control behavior is achieved Circuit arrangement. The premature, defined shutdown of the Switching transistor can be triggered by too high a switching transistor current as well as by too high an output voltage both releases are independent of each other.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der zwischen Zündelektrode des Thyristors und Bezugspotential gelegene ohmsche Widerstand Teil eines ohmschen Spannungsteilers ist, an dessen G-esamtwiderstand die zweite Vergleichsgleichspannung gelegt ist. Außerdem ist diese zweite Vergleichsgleichspannung vorteilhaft aus derselben Wechselspannung wie die erste gewonnen. Durch den Spannungsteiler wird sie auf die erforderliche Höhe heruntergeteilt. Zweckmäßigerweise ist die zweite Vergleichsgleichspannung mit einer Z-Diode stabilisiert.An advantageous embodiment of the invention is that the between the ignition electrode of the thyristor and the reference potential located ohmic resistance is part of an ohmic voltage divider, to whose total resistance the second comparison DC voltage is applied. In addition, this is the second comparison DC voltage advantageously obtained from the same alternating voltage as the first. Through the voltage divider becomes divided them down to the required height. The second comparison DC voltage is expediently with a Z-diode stabilized.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing:
Eine Gleichspannungsquelle, die beispielsweise eine direkt gleichgerichtete Hetzwechselspannung führt, hat die Klemmen 1 und 2, von denen die Klemme 2 auf Masse liegt. Von der Klemme 1 führt ein ohmscher Widerstand 3 zu einem Bezugspotential für zwei Vergleichsspannungen. Mit diesem Bezugspotential ist der Emitter eines Schalttransistors 4 vom npn-Typ verbunden. Des-A DC voltage source, which carries, for example, a directly rectified AC voltage, has terminals 1 and 2, of which terminal 2 is grounded. An ohmic resistor 3 leads from terminal 1 to a reference potential for two equivalent stresses. The emitter of a switching transistor 4 of the npn type is connected to this reference potential. Of-
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sen Kollektor liegt an einem Anschluß 27 einer Wicklung 5 eines Transformators 6, die mit einem anderen Anschluß auf Masse liegt. Die Basis ist über die Schaltstrecke eines Thyristors 7 mit der Klemme 1 verbunden. Die Basis führt außerdem über die Reihenschaltung einer zur Emitter-Basis-Diode parallel gepolten Diode 8 mit parallelgeschaltetem Kondensator 9> eines ohmschen Widerstandes 10 und einer Rückkopplungswicklung 11 des Transformators 6 zum Bezugspotential.sen collector is connected to a terminal 27 of a winding 5 of a transformer 6, which is connected to another terminal Mass lies. The base is connected to terminal 1 via the switching path of a thyristor 7. The base also leads Via the series connection of a diode 8 polarized in parallel to the emitter-base diode with a capacitor 9> connected in parallel an ohmic resistor 10 and a feedback winding 11 of the transformer 6 to the reference potential.
Die Zündelektrode des Thyristors 7 führt über einen ohmschen Widerstand 12 zum Kollektor eines Vergleichstransistors 15 vom pnp-Typ. Dessen Emitter ist über einen ohmschen Widerstand 14 mit dem Bezugspotential verbunden.The ignition electrode of the thyristor 7 leads via an ohmic resistor 12 to the collector of a comparison transistor 15 from pnp type. Its emitter is connected to the reference potential via an ohmic resistor 14.
Mit dem einen Anschluß einer Wicklung 15, deren anderer Anschluß auf dem Bezugspotential liegt, sind zwei entgegengesetzt gepolte Dioden 16 und 17 verbunden, die jeweils über einen Kondensator 18 beziehungsweise 19 zum Bezugspotential führen. An diesen beiden Kondensatoren 18 und 19 stehen die beiden entgegengesetzt gerichteten Verglexchsgleichspannungen.With one connection of a winding 15, the other connection of which is at the reference potential, two are opposite polarized diodes 16 and 17 connected, each via a capacitor 18 and 19 to the reference potential to lead. At these two capacitors 18 and 19, the two oppositely directed parallel voltage DC voltages are present.
Parallel zum Kondensator 18 liegt die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes 19» eines ohmschen Spannungsteilers 20 und eines ohmschen Y/iderstandes 21. Mit dem Abgriff des ohmschen Spannungsteilers 20 ist die Basis des Vergleichstransistors 13 verbunden. Außerdem liegt zwischen dem Emitter und der Diode 16 eine Z-Diode 22. Parallel zum Kondensator 19 liegt die Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes 23 mit einer Z-Diode 24, parallel zur Z-Diode 24 die Reihenschaltung zweier ohmscher Widerstände 25 und 26. Der ohmyche Widerstand 26 kommt dabei zwischen dem Besugspotential und der Zündelektrode des Thyristors 7 zu liegen.The series connection of an ohmic resistor 19 »of an ohmic voltage divider 20 is parallel to the capacitor 18 and an ohmic Y / resistance 21. With the tap of the ohmic voltage divider 20 is the base of the comparison transistor 13 connected. In addition, a Zener diode 22 is located between the emitter and the diode 16. In parallel with the capacitor 19 is the series connection of an ohmic resistor 23 with a Zener diode 24, parallel to the Zener diode 24 is the series connection two ohmic resistors 25 and 26. The ohmic resistance 26 comes to lie between the target potential and the ignition electrode of the thyristor 7.
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Der Anschluß 27 und ein v/eiterer 28 der Wicklung 5 des Transformators 6 führen jeweils über Gleichrichter zu je einem Ausgang 29 beziehungsweise 30. Dabei bestehen die Gleichrichter jeweils aus einer Längsdiode 31 beziehungsweise 32, aus einem ohmschen Querwiderstand 33 bis 34 und aus einem Querkondensator 35 beziehungsweise 36. Es sind mehrere solcher Anschlüsse mit den entsprechenden Ausgängen möglich, an denen dann die jeweiligen Ausgangsgleichspannungen abgenommen werden.The connection 27 and a further 28 of the winding 5 of the transformer 6 each lead via rectifiers to one output 29 and 30, respectively. The rectifiers exist each from a series diode 31 or 32, from an ohmic cross resistor 33 to 34 and from a cross capacitor 35 or 36. There are several such connections with the corresponding outputs possible, at which the respective output DC voltages are removed.
Die Diode 16 erzeugt eine erste Vergleichsgleichspannung, die den Ausgangsgleichspannungen des Transformators 6 proportional ist und am Kondensator 18 steht. Im Vergleichstransistor 13 wird diese Vergleiohsgleichspannung mit einer durch die Z-Diode 22 stabilisierten Referenzgleichspannung verglichen. Der Vergleichstransistor 13 dient gleichzeitig als Regelverstärker. Sein Ausgängentrom fließt durch den ohmschen Y/iderstand 26.The diode 16 generates a first comparison DC voltage which is proportional to the output DC voltages of the transformer 6 is and is on the capacitor 18. In the comparison transistor 13, this comparison DC voltage with a through the Zener diode 22 compared to stabilized DC reference voltage. The comparison transistor 13 also serves as a control amplifier. Its output current flows through the ohmic Y / resistor 26th
Die Diode 17 erzeugt eine zweite Vergleichsgleichspannung unter denselben Bedingungen; die beiden Vergleichsgleichspannungen sind lediglich verschiedenen Vorzeichens in Relation zum Bezugspotential. Die zweite, am Kondensator 19 stehende Vergleichsgleichspannung ist mit der Z-Diode 24 stabilisiert und mit dem ohmschen Spannungsteiler 25, 26 heruntergeteilt. Am ohmachen Widerstand 26 steht damit ein Teil dieser zweiten Vergleichsgleiohspannung. Durch ihr Vorzeichen wirkt sie für die Zündelektrode als Sperrspannung.The diode 17 generates a second comparison DC voltage under the same conditions; the two comparison DC voltages are only with different signs in relation to the reference potential. The second, standing at the capacitor 19 Comparison DC voltage is stabilized with the Zener diode 24 and divided down with the ohmic voltage divider 25, 26. A part of this second comparison voltage is thus present at the ohmic resistor 26. By its sign it works for the ignition electrode as reverse voltage.
Sowohl der vom Vergleichstransistor 13 gelieferte Kollektorirtrom, der durch den ohmachen V/i de rs t and 26 fließt, als auch der Aufgang-IS teer: deo Schalt transis fcors 4, der durch den ohmsahen Wideret uil 3 fließt, erzeugen zwischen der ZündelektrodeBoth the collector current supplied by the comparison transistor 13, which flows through the ohmachen V / i de rs t and 26, as well the rise-IS tar: deo switching transis fcors 4, which through the ohmsahen Against uil 3 flows, generate between the ignition electrode
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und der Kathode des Thyristors 7 eine Spannung, die die Sperrspannung kompensieren und gegebenenfalls soweit übersteigen kann, daß eine Schwellenspannung überschritten wird und der Thyristor 7 gezündet wird. Auslösendes Moment für die Zündung sind also entweder ein zu großer Ausgangsstrom des Schalttransistors 4 oder ein Strom des Vergleichstransistors 13, der das Ergebnis einer zu großen Ausgangsspannung des Sperrwandlers ist. Mit einfachen Mitteln ist so eine günstige Kombination einer Spannungsregelung mit einer Strombegrenzung erreicht, wobei beide voneinander unabhängig sind.and the cathode of the thyristor 7 has a voltage that is the reverse voltage can compensate and possibly exceed so far that a threshold voltage is exceeded and the Thyristor 7 is ignited. The triggering moment for the ignition is either too high an output current of the switching transistor 4 or a current of the comparison transistor 13, which is the result of an output voltage of the flyback converter that is too high is. With simple means, a favorable combination of voltage regulation with current limitation is achieved, where both are independent of each other.
4 Patentansprüche
1 Figur4 claims
1 figure
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2713347A1 (en) * | 1976-03-26 | 1977-09-29 | Thomson Brandt | CHOPPING POWER SUPPLY UNIT |
| FR2458967A1 (en) * | 1979-06-13 | 1981-01-02 | Thomson Brandt | CUTTING POWER SUPPLY DEVICE CONTROLLED AGAINST INPUT VOLTAGE AND OUTPUT VOLTAGE VARIATIONS, IN PARTICULAR FOR TELEVISION RECEIVER |
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| FR2458967A1 (en) * | 1979-06-13 | 1981-01-02 | Thomson Brandt | CUTTING POWER SUPPLY DEVICE CONTROLLED AGAINST INPUT VOLTAGE AND OUTPUT VOLTAGE VARIATIONS, IN PARTICULAR FOR TELEVISION RECEIVER |
| EP0021867A1 (en) * | 1979-06-13 | 1981-01-07 | Thomson-Brandt | Supply means comprising a chopper, regulated against variations of input voltage and output power, particularly for a television receiver |
Also Published As
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| DE2336110B2 (en) | 1975-10-09 |
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