DE2462211A1 - Power supply and control assembly - provides current limitation and protection and voltage stabilisation - Google Patents
Power supply and control assembly - provides current limitation and protection and voltage stabilisationInfo
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Abstract
Description
Schaltungsanordnung zum Anlaufen eines Schaltnetzteils mit StrombeCrenzung und SPannungsstabil.isierung Ausscheidung aus » 24 17 628.1-32 (VPA 74/1063) Schaltungsanordnung zum Anlaufen eines Schaltnetzteils mit Strombegrenzung und Spannungsstabilisierung, bei dem ein Eingang für eine gleichgerichtete Netzwechselspannung und zum Erg Erzeugen einer Wechselspannung daraus ein selbstschwingender Sperrwandler mit einem Schalttransistor, einem Transformator, einer Regeleinrichtung und mit einer Sperreinrichtung vorgesehen sind, wobei eine Wicklung des Transformators als Arbeitswicklung in Reihe mit dem Eingang im Lastkreis des Schalttransistors und eine Wicklung des Transformators als Rückkopplungswicklung im Steuerkreis des Schalttransistors liegen,- wobei ferner die Regeleinrichtung einen Thyristor, dessen Arbeitsstrecke parallel zur Reihenschaltung aus der Steuerstrecke des Schalttransistors, aus einem vom Laststrom des Schalttransistors durchflossenen ohmschen Widerstand und aus einem zur Sperreinrichtung gehörigen Eondensator liegt, und eine an die Zündelektrode des Thyristors angeschlossene Vergleichsschaltung enthält, derart, daß bei einer Sollwertüberschreitung einer dem Transformator entnommenen und gleichgerichteten Vergleichsspannung über einen Vergleich mit einer Referenzgleichspannung der Schalttransistor durch Zünden des Thyristors gesperrt wird, wobei weiterhin die Sperreinrichtung eine Diode enthält, über die der Kondensator an eine ransformatorwicklung angeschlossen und in einer solchen Polung aufladbar ist, daß seine Spannung bei gezündetem Thyristor den Schalttransistor sperrt.Circuit arrangement for starting up a switched-mode power supply with current limitation and voltage stabilization elimination from »24 17 628.1-32 (VPA 74/1063) circuit arrangement for starting a switched-mode power supply with current limitation and voltage stabilization, with an input for a rectified AC mains voltage and for generating output an alternating voltage from it a self-oscillating flyback converter with a switching transistor, a transformer, a control device and a blocking device are, with one winding of the transformer as a working winding in series with the Input in the load circuit of the switching transistor and one winding of the transformer lie as a feedback winding in the control circuit of the switching transistor, - furthermore the control device a thyristor, whose working path is parallel to the series connection from the control path of the switching transistor, from one of the load current of the switching transistor flowed through ohmic resistance and from one belonging to the blocking device Eondensator lies, and a comparison circuit connected to the ignition electrode of the thyristor contains, in such a way that when a setpoint value is exceeded, one removed from the transformer and rectified comparison voltage via a comparison with a reference DC voltage the switching transistor is blocked by firing the thyristor, and continues the blocking device contains a diode via which the capacitor is connected to a transformer winding connected and charged in such a polarity that its voltage at triggered thyristor blocks the switching transistor.
Ein solches Schaltnetzteil ist bekannt und beispielsweise in der Di-OS 2 160 659 beschrieben. Eine weitere Beschreibung findet sich in der Zeitschrift "Bunk-Dechnik" 1971,.Such a switched-mode power supply is known and for example in the Di-OS 2 160 659. A further description can be found in the magazine "Bunk-Dechnik" 1971 ,.
Nr. 20, S. 782 und 784. Die Funktion ist dort mit selbstsehtfi-ngender Seerrwandler mit getriggerter Abschaltung" bezeichnet. Diese getriggerte Abschaltung ergibt ein günstiges Schaltverhalten des Schalttransistors. Ohne eine solche Abschaltung wurde der Schalttransistor, allein durch die Rückkopplung gesteuert, nur aufgrund des geringer werdenden Basisstromes "ausgehungertt1. Die Abschaltung mit dem Thyristor durch Kurzschließen der Rückkopplungswicklung ergibt jedoch nicht nur ein definiertes und klares Abschaltverhalten des Schalttransistors, sondern auch eine gute Regelmöglichkeit.No. 20, pp. 782 and 784. The function is there with self-locking Seerr converter with triggered shutdown ". This triggered shutdown results in a favorable switching behavior of the switching transistor. Without such a shutdown the switching transistor, controlled solely by the feedback, was only due to of the decreasing base current "starved out1. The disconnection with the thyristor however, short-circuiting the feedback winding not only gives a defined one and clear switch-off behavior of the switching transistor, but also a good control option.
Über den Zündzeitpunkt des Thyristors läßt sich die Ausgangsspannung des Sperrwandlers mit Hilfe der Regeleinrichtung gut regeln. Durcn Vergleichen einer Vergleichs spannung, die repräsentativ ist für die Ausgangsspannung des Sperrwandlers, mit einer stabilisierten Referenzspannung und dies mit Hilfe eines gleichzeitig als Regelverstärker fungierenden Vergleichstransistors läßt sich der Zündzeitpunkt des Thyristors beeinflussen. Die Vergleichsspannung wird bei der bekannten Schaltungsanordnung über einen Spahnungsteiler an die Basis und über einen Spannungsteiler mit Z-Diode an den Emitter des Vergleichstransistors gelegt.The output voltage can be determined via the ignition point of the thyristor of the flyback converter with the help of the control device. By comparing a Comparison voltage, which is representative of the output voltage of the flyback converter, with a stabilized reference voltage and this with the help of one at the same time The ignition timing can be used as a comparison transistor functioning as a control amplifier affect the thyristor. The comparison voltage is used in the known circuit arrangement via a voltage divider to the base and via a voltage divider with a Zener diode applied to the emitter of the comparison transistor.
Der Kollektor ist mit der Zündelektrode des Thyristors verbunden. Er besitzt außerdem einen ohmschen Kollektorwiderstand, an dem der Kollektorstrom eine Spannung erzeugt.The collector is connected to the ignition electrode of the thyristor. It also has an ohmic collector resistance at which the collector current creates a tension.
Unterschreitet diese Spannung einen Schwellwert, dann wird der Thyristor gezündet. Der Zündzeitpunkt ist damit abhängig von der Höhe der Ausgangsspannung des Sperrwandlers.If this voltage falls below a threshold value, the thyristor will ignited. The ignition point is therefore dependent on the level of the output voltage of the flyback converter.
Dadurch, daß bei Zünden des Thyristors der Schalttransistor gesperrt wird und sein Ausgangsstrom nicht mehr ansteigen kann, ist die Höhe der Ausgangsspannung des Sperrwandlers stabilisiert.The fact that the switching transistor is blocked when the thyristor is triggered and its output current can no longer increase, is the level of the output voltage of the flyback converter stabilized.
Darüber hinaus hängt der Zeitpunkt der Zündung noch von der Spannung ab, die vom Laststrom des Schalttransistors an dem von ihm durchflossenen ohmschen Widerstand erzeugt wird.In addition, the time of ignition still depends on the voltage from that ohmic from the load current of the switching transistor to the one through which it flows Resistance is generated.
Übersteigt dieser Laststrom einen vorbestimmten Wert, dann wird der Thyristor ebenfalls gezündet. Der Zündzeitpunkt wird also sowohl von der Höhe des Laststroms des Schalttransistors als auch 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.If this load current exceeds a predetermined value, then the Thyristor also ignited. The ignition timing is therefore both dependent on the level of the Load current of the switching transistor and the output voltage of the flyback converter certainly. The control principle for the output voltage is based on a premature Switching off the switching transistor and, in addition to regulating, provides protection for the switching transistor against excessive output current.
Der genaue AblauS im Regelmechanismus ergibt sich aus Bolgendem: Bei dem Thyristor in der bekannten Schaltungsanordnung handelt es sich um eine Thyristortetrode mit zwei Steuerelektroden: eine anodenseitige (Amodengate) und eine kathodenseitige (Kathodengate). Die Steuerung erfolgt über die zwischen dem Anodengate und der Anode stehende Spannung. Zur Beeinflussung dieser Spannung, d.h. zum Steuern des Zündzeitpunkts, wenn diese Spannung die Zündspannung erreicht, stehen die zwei Möglichkeiten zur Verfügung: zum einen kann das Potential am Anodengate verändert werden - bei zu großer Ausgangs spannung des Sperrwandlers wird es abgesenkt -, zum anderen kann das Potential an der Anode verändert werden - bei zu hohem Strom des Schalttransistors steigt das Anodenpotential. Das Zusammenwirken der beiden die Zündung auslösenden Kriterien - zu hoher Strom des Schalttransistors, zu hohe Ausgangsspannung - besteht also in einer gegensinnigen Steuerung der beiden Potentiale, deren Differenz die Zündung auslösen. Diese Differenz wird in beiden genannten Fällen größer, und der Zündzeitpunkt erfolgt früher.The exact process in the control mechanism results from Bolgendes: At the thyristor in the known circuit arrangement is a thyristor tetrode with two control electrodes: one on the anode side (amode gate) and one on the cathode side (Cathode gate). It is controlled via the between the anode gate and the anode standing tension. To influence this voltage, i.e. to control the ignition point, when this voltage reaches the ignition voltage, there are two options Available: on the one hand, the potential at the anode gate can be changed - at closed If the output voltage of the flyback converter is high, it is lowered -, on the other hand, it can the potential at the anode can be changed - if the current of the switching transistor is too high the anode potential increases. The interaction of the two triggering the ignition Criteria - too high current of the switching transistor, too high output voltage - exists so in opposing control of the two potentials, the difference between which is the ignition trigger. This difference increases in both cases mentioned, and so does the ignition point occurs earlier.
Die Sperreinrichtung besteht bei der bekannten Schaltungsanordnung aus einem im Steuerkreis des Schalttransistors gelegenen Kondensator, der über eine Diode aus einer zusätzlichen Transformatorwicklung gespeist ist. In dem Moment, wo der Thyristor gezündet ist, liegt dieser Kondensator an der Steuerstrecke des Schalttransistors und sperrt diesen zuverlässig.The locking device exists in the known circuit arrangement from a capacitor located in the control circuit of the switching transistor, which has a Diode is fed from an additional transformer winding. In that moment, where the thyristor is triggered, this capacitor is connected to the control path of the Switching transistor and blocks it reliably.
Als Anlaufschaltung ist bei dem bekannten Schaltnetzteil vorgeschlagen, die gleichgerichtete Netzwechselspannung über einen ohmschen Widerstand an die Basis des Schalttransistors zu legen.As a start-up circuit is proposed in the known switched-mode power supply, the rectified AC mains voltage via an ohmic resistor to the base of the switching transistor to lay.
Beim Einschalten schwingt dann die Schaltung aufgrund des einmaligen Einschaltstroms und durch die Rückkopplung hoch.When switched on, the circuit then oscillates due to the one-time Inrush current and high through the feedback.
Nachteilig daran ist, daß nach einer Sperrung des Schalttransistors durch die Sperrechaltung ein solcher Anlaufstrom die Sperrung nicht aufheben kann.The disadvantage of this is that after blocking the switching transistor Due to the blocking circuit, such a starting current cannot cancel the blocking.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Anlaufverhalten zu verbessern.The present invention is based on the object of the start-up behavior to improve.
Zur lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein eigener Gleichrichter an die Netzwechselspannung angeschlossen ist, womit Impulse aus der Netzwechselspannung gewonnen werden, die der Steuerstrecke des Schalttransistors zugeführt sind.To solve this problem, in a circuit arrangement, the initially mentioned type proposed according to the invention that a dedicated rectifier to the Mains AC voltage is connected, with which pulses from the mains AC voltage are obtained, which are fed to the control path of the switching transistor.
Zu einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlageMis La~a13 zwischen dem eigenen Gleichrichter und der Basis des Schalttransistors ein impulsformendes RC-Glied liegt.For an advantageous embodiment, it is proposed that Mis La ~ a13 between its own rectifier and the base of the switching transistor a pulse-shaping RC element lies.
Erfindungsgemäß wird kein kontinuierlicher Anlaufstrom wie bei der bekannten Schaltung verwendet, sondern vorzugsweise über ein RC-Glied gewonnene Anlaufimpulse. Dieses RC-Glied zur Formung der Anlaufimpulse ist über einen eigenen Gleichrichter mit der Netzwechselspannung verbunden, so daß die Anlaufvorgänge mit der Netzfrequenz wiederholt werden. Damit arbeitet die Anlaufschaltung nicht nur beim Einschalten des Gerätes, wo ein Einschaltimpuls an die Basis des Schalttransistors übertragen wird, so daß der Sperrschwinger zu schwingen anfängt und danach mit eigener Rück'Kopplung weiterlaufen kann, sondern auch bei einem Kurzschluß oder bei Überlastung, wo nach Aufheben der die Sperrung durch den Kondensator der Sperrschaltung auslösenden Ursachen ständig neue Anlaufimpulse an die Basis des Schalttransistors gegeben werden. So ergänzen sich die Sperischaltung und die Anlaufschaltung vorteilhaft; bei Kurzschluß und Überlast wird zuverlässig abgeschaltet, nach Aufheben der Ursache schwingt der Sperrschwinger sofort weiter.According to the invention there is no continuous starting current as in the known circuit used, but preferably obtained via an RC element Start-up impulses. This RC element for forming the start-up impulses has its own Rectifier connected to the AC mains voltage, so that the start-up processes with the mains frequency are repeated. The start-up circuit does not only work with this when switching on the device, where a switch-on pulse is sent to the base of the switching transistor is transmitted so that the blocking oscillator begins to oscillate and then with its own Feedback can continue, but also in the event of a short circuit or overload, where after releasing the blocking by the capacitor of the blocking circuit Causes constantly new starting pulses to be given to the base of the switching transistor. In this way, the blocking circuit and the start-up circuit complement each other advantageously; in the event of a short circuit and overload is reliably switched off, after the cause has been eliminated the oscillates Blocking oscillator continues immediately.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing The circuit arrangement according to the invention is to be explained in more detail.
Ein Schalttransistor 1 vom npn-Xyp ist mit seinem Kollektor an dem einen Anschluß einer Arbeitswicklung 2 eines Transformators 3 angeschlossen. Der andere Anschluß dieser Arbeitswicklung 2 führt zu einer Eingangsklemme 4. Mer Emitter des Schalttransistors 1 ist mit einem Anschluß einer Wicklung 5 des Transformators 3 verbunden und liegt auf einem Potential, das im folgenden Bezugspotential genannt wird. Der andere Anschluß der Wicklung 5 führt über eine Diode 6 zu einem Kondensator 7, dessen anderer Anschluß auf Bezugspotential liegt. Der Transformator 3 trägt eine weitere Wicklung 8 als Rückkopplungswicklung, deren erster Anschluß mit der Basis des Schalttransistors 1 verbunden ist. Deren zweiter Anschluß führt über die Parallelschaltung eines Kondensators 9 mit zwei antiparallel geschalteten Dioden 10 und 11 und über einen dazu in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand 12 zum Bezugspotential. Außerdem führt der zweite Anschluß der Rückkopplungswicklung 8 über eine Diode 13 zur Anode eines Thyristors 14 und über die Reihenschaltung dieser Diode 15 mit einem Kondensator 15 zur Basis des Schalttransistors 1.A switching transistor 1 of the npn-Xyp is with its collector on the one terminal of a working winding 2 of a transformer 3 is connected. Of the other connection of this Working winding 2 leads to an input terminal 4. Mer emitter of the switching transistor 1 is connected to one terminal of a winding 5 of the Transformer 3 connected and is at a potential, the following reference potential is called. The other connection of the winding 5 leads through a diode 6 to a Capacitor 7, the other connection of which is at reference potential. The transformer 3 carries a further winding 8 as a feedback winding, its first connection is connected to the base of the switching transistor 1. Their second connection leads via the parallel connection of a capacitor 9 with two connected anti-parallel Diodes 10 and 11 and an ohmic resistor 12 connected in series with them to the reference potential. In addition, the second connection leads to the feedback winding 8 via a diode 13 to the anode of a thyristor 14 and via the series connection this diode 15 with a capacitor 15 to the base of the switching transistor 1.
Die Kathode des Thyristors 14 ist mit einer Eingangsklemme 16 und über einen ohmschen Widerstand 17 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Zündelektrode des Thyristors 14 liegt am Abgriff eines aus zwei ohmschen Widerständen 18 und 19 bestehenden Spannungsteilers, der von dem Bezugspotential ausgehend über eine Diode 20 zum ersten Anschluß der Rückkopplungswicklung 8 führt. Außerdem liegt parallel zu dem Spannungsteiler 18, 19 ein Kondensator 21.The cathode of the thyristor 14 is connected to an input terminal 16 and connected to the reference potential via an ohmic resistor 17. The ignition electrode of thyristor 14 is connected to one of two ohmic resistors 18 and 19 existing voltage divider, which starts from the reference potential via a diode 20 leads to the first connection of the feedback winding 8. Also lies parallel to the voltage divider 18, 19 a capacitor 21.
Mit dem Teilerpunkt des ohmschen Spannungsteilers 18,19 ist weiterhin über einen ohmschen Widerstand 22 der Kollektor eines Vergleichs transistors 23 vom pnp-Dyp verbunden.With the divider point of the ohmic voltage divider 18,19 is still The collector of a comparison transistor 23 via an ohmic resistor 22 connected by the pnp type.
Dessen Basis liegt am Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers, der parallel zu dem Kondensator 7 liegt und aus drei hintereinandergeschalteten ohmschen Widerständen 24, 25 und 26 besteht, wobei der mittlere ohmsche Widerstand 25 als einstellbarer ohmscher Spannungsteiler gebildet ist.Its basis is the tap of an ohmic voltage divider, the is parallel to the capacitor 7 and consists of three series-connected ohmic Resistors 24, 25 and 26, the mean ohmic resistance 25 is formed as an adjustable ohmic voltage divider.
Parallel zum Kondensator 7 liegt außerdem die Reihenschaltung einer Z-Diode 27 mit einem ohmschen Widerstand 28, wobei der ohmsche Widerstand 28 zwischen den Emitter des Yergleichstransistors 23 und das Bezugspotential zu liegen kommt. Zwischen die Basis und den Emitter des Vergleichs transistors 23 ist ein Kondensator 29 geschaltet.In parallel with the capacitor 7 there is also the series connection of a Zener diode 27 with an ohmic resistor 28, the ohmic resistor 28 between the emitter of the balancing transistor 23 and the reference potential come to lie. Between the base and the emitter of the comparison transistor 23 is a capacitor 29 switched.
Eine weitere Eingangsklemme 30 ist über die Reihenschaltung einer Diode 31 mit einem Kondensator 32 und mit einem ohmschen Widerstand 33 mit der Basis des Schalttransistors 1 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt der Diode 31 mit dem Kondensator 32 und der Eingangsklemme 16 liegt außerdem ein ohmscher Widerstand 34.Another input terminal 30 is connected in series to a Diode 31 with a capacitor 32 and with an ohmic resistor 33 with the base of the switching transistor 1 connected. Between the connection point of the diode 31 with the capacitor 32 and the input terminal 16 also have an ohmic resistor 34.
Parallel zum ohmschen Widerstand 17 ist noch ein Eondensator 35 geschaltet. Zwischen dem Kollektor des Schalttransistors 1 und dem Bezugspotential befindet sich die Reihenschaltung aus drei Kondensatoren 36,37 und 38 mit einem ohmschen Widerstand 39.A capacitor 35 is also connected in parallel with the ohmic resistor 17. Located between the collector of the switching transistor 1 and the reference potential the series connection of three capacitors 36,37 and 38 with an ohmic one Resistance 39.
Der Transformator 3 besitzt als weitere Wicklung eine Ausgangswicklung 40, die mit einer Seite auf Masse liegt und vier Abgriffe hat. Diese Abgriffe führen jeweils über eine von vier Dioden 41 bis 44 zu einer von vier Ausgangsklemmen 45 bis. 48, wobei die Ausgangsklemmen 45 bis 48 über je einen von vier Kondensatoren 49 bis 52 mit Masse verbunden sind. Parallel zum Kondensator 9 ist noch ein ohmscher Widerstand 64 geschaltet.The transformer 3 has an output winding as a further winding 40, which is grounded with one side and has four taps. These taps lead each via one of four diodes 41 to 44 to one of four output terminals 45 until. 48, with the output terminals 45 to 48 each having one of four capacitors 49 to 52 are connected to ground. In parallel with the capacitor 9 there is also an ohmic one Resistor 64 switched.
Die bisher geschilderte Schaltungsanordnuag ist gestrichelt umrandet gezeichnet und bildet bis dahin ein als Modul.The circuit arrangement described so far is outlined in dashed lines drawn and forms until then as a module.
realisierbares Netzteil mit den Eingangsklemmen 4, 16 und 30 und den Ausgangsklemmen 45 bis 48.Realizable power supply unit with input terminals 4, 16 and 30 and the Output terminals 45 to 48.
An die Eingangsklemmen 4 und 16 ist angeschlossen dir»Xist gang eines aus vier Dioden bestehenden Graetz-Gleichrichter 65 und dazu parallel ein Glättungskondensator 66, ein ohmscher Widerstand 53 und ein weiterer Kondensator 54.Connected to input terminals 4 and 16 is one Graetz rectifier 65 consisting of four diodes and a smoothing capacitor in parallel 66, an ohmic resistor 53 and a further capacitor 54.
Die Eingangsanschlüsse des Graetz-Gleichrichters 65 sind jeweils über eine Drossel 55,56 mit einer der beiden Klemmen einer Netzwechselspannungsquelle 57 verbunden. Zwischen der einen Elemne der Net«.wechselspannungsquelle 57 und der Drossel 55 liegt eine Sicherung 58. Außerdem sind die netzseitigen Anschlüsse der beiden Drosseln 55 und 56 über einen Kondensator 59 und die beiden anderen Anschlüsse über einen Kondensator 60 miteinander verbunden. Parallel zum Kondensator 60 liegt die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 61 und 62, wobei deren Verbindungspunkt am Massepotential angeschlossen ist. Der eine Pol des Wechselspannungsanschlusses des Graetz-Gleichrichters 65 ist mit der Eingangsklemme 30 verbunden. Zwischen dem anderen und der Drossel 56 liegt ein ohmscher Widerstand 63.The input terminals of the Graetz rectifier 65 are each across a choke 55,56 with one of the two terminals of a mains AC voltage source 57 connected. Between the one element of the network alternating voltage source 57 and the Throttle 55 is a fuse 58. In addition, the network-side connections are the two chokes 55 and 56 via a capacitor 59 and the other two connections connected to one another via a capacitor 60. Is parallel to the capacitor 60 the series connection of two capacitors 61 and 62, with their connection point is connected to the ground potential. One pole of the AC voltage connection of the Graetz rectifier 65 is connected to the input terminal 30. Between the the other and the choke 56 is an ohmic resistor 63.
Der Lastkreis des Schalttransistors 1 besteht nun aus der Reihenschaltung der Arbeitswicklung 2, seiner Eollektor-Emitterstrecke, des ohmschen Widerstandes 17 und des Gleichstromeingangs mit den beiden Eingangsklemmen 4 und 16. Der eigentliche Steuerkreis besteht aus der Reihenschaltung der Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors 1, des ohmschen Widerstandes 12, der Parallelschaltung mit den Dioden 10 und mit dem Kondensator 9 und der Rückkopplungswicklung 8.The load circuit of the switching transistor 1 now consists of the series connection the working winding 2, its collector-emitter path, the ohmic resistance 17 and the DC input with the two input terminals 4 and 16. The actual Control circuit consists of the series connection of the base-emitter path of the switching transistor 1, the ohmic resistor 12, the parallel connection with the diodes 10 and with the capacitor 9 and the feedback winding 8.
Die Regeleinrichtung mit dem Vergleichstransistor 23 erhält eine Vergleichsspannung aus der Wicklung 5, die gleichgerichtet über die Diode 6 an dem Kondensator 7 steht.The control device with the comparison transistor 23 receives a comparison voltage from the winding 5, which is rectified via the diode 6 on the capacitor 7.
Diese Vergleichs spannung wird über den Spannungsteiler 24, 25, 26 an die Basis des Vergleichstransistors 23 gelegt und mit einer durch die Z-Diode 27 gebildeten Referenzspannung verglichen. Der sich bei diesem Vergleich ergebende Kollektorstrom des Vergleichstransistors 23 fließt durch den ohmschen Widerstand 18.This comparison voltage is via the voltage divider 24, 25, 26 applied to the base of the comparison transistor 23 and with one The reference voltage formed by the Zener diode 27 is compared. The one with this Comparison resulting collector current of the comparison transistor 23 flows through the ohmic resistance 18.
An diesem ohmschen Widerstand 18 steht außerdem entsprechend dem Teilerverhältnis des Spannungsteilers 18,19 ein Teil der am Kondensator 21 stehenden Spannung. Dieser Kondensator 21 erhält seine Spannung über die Diode 20 und über die Rückkopplungswicklung 8.This ohmic resistor 18 also corresponds to the divider ratio of the voltage divider 18, 19 a part of the voltage across the capacitor 21. This Capacitor 21 receives its voltage via diode 20 and via the feedback winding 8th.
Die Sperreinrichtung wird gebildet aus der Rückkopplungswicklung 8, aus der Diode 13 und aus dem Kondensator 15.The blocking device is formed from the feedback winding 8, from the diode 13 and from the capacitor 15.
Dieser Kondensator 15 bildet die Betriebsspannungsquelle für den Thyristor 14 und sperrt im Falle des durchgeschalteten Thyristors 14 die Steuerstrecke zwischen der Basis und dem Emitter des Schalttransistors 1.This capacitor 15 forms the operating voltage source for the thyristor 14 and blocks the control path in the case of the switched thyristor 14 the base and the emitter of the switching transistor 1.
Der Kondensator 21 ist mit einer solchen Polarität aufgeladen, daß die entsprechende an dem ohmschen Widerstand 18 stehende Spannung die Zündstrecke des Thyristors 14 sperrt.The capacitor 21 is charged with such a polarity that the corresponding voltage across the ohmic resistor 18 is the ignition path of the thyristor 14 blocks.
Dabei liegt diese Sperrspannung an der Reihenschaltung aus der Ziindstrecke und aus dem ohmschen Widerstand 17, der vom Laststrom des Schalttransistors 1 durchflossen ist. Der Kollektorstrom des Vergleichstransistors 23, der durch den ohmschen Widerstand 18 fließt, erzeugt eine Spannung, die der vom Kondensator 21 herrührenden entgegengesetzt gerichtet ist. Ebenfalls entgegengesetzt gerichtet ist die Spannung, die durch den Laststrom am ohmschen Widerstand 17 erzeugt wird. Die die Zündung des Thyristors 14 sperrende Vorspannung am ohmschen Widerstand 18 kann nun sowohl durch einen entsprechend großen Kollektorstrom des Vergleichstransistors 23 - ausgelöst durch eine zu große Ausgangsspannung des Transformators 3 - als auch durch einen zu großen Laststrom durch den ohmschen Widerstand 17 so weit kompensiert werden, daß der Thyristor 14 gezündet wird.This reverse voltage is applied to the series circuit from the ignition gap and from the ohmic resistor 17 through which the load current of the switching transistor 1 flows is. The collector current of the comparison transistor 23, which is caused by the ohmic resistance 18 flows, generates a voltage which is opposite to that derived from the capacitor 21 is directed. The tension created by the Load current is generated at the ohmic resistor 17. The ignition of the thyristor 14 blocking bias voltage on the ohmic resistor 18 can now both by a corresponding large collector current of the comparison transistor 23 - triggered by too large Output voltage of the transformer 3 - as well as through one too large load current are compensated by the ohmic resistor 17 so far that the thyristor 14 is ignited.
Dies ist also dann der Fall, wenn entweder der Laststrom des Schalttransistors 1 oder die Ausgangsspannung des Transformators 3 zu groß werden.So this is the case when either the load current of the switching transistor 1 or the output voltage of transformer 3 becomes too high.
Eine Anlaufschaltung ist gebildet aus der Eingangsklemme 30, der Diode 31, dem Kondensator 32 und aus den beiden ohmschen Widerständen 33 und 34. Dabei ist die Eingangsklemme 30 mit der Netzwechselspannung verbunden und liefert über die Diode 31 und das RC-Glied 32,33 mit Netzfrequenz Impulse an die Basis des Schalttransistors 1.A start-up circuit is formed from input terminal 30, the diode 31, the capacitor 32 and the two ohmic resistors 33 and 34. Here the input terminal 30 is connected to the AC mains voltage and supplies over the diode 31 and the RC element 32,33 with mains frequency pulses to the base of the switching transistor 1.
An den Ausgangsklemmen 45 bis 48 werden Gleichspannungen in unterschiedlicher Höhe abgenommen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel sieht entsprechend der Zeichnung eine vollkommene Netz trennung der Ausgangsseite des Transformators 3 vor. Diese Netz trennung kann selbstverständlich, falls diese Forderung nicht gestellt wird, auch unterbleiben.At the output terminals 45 to 48 DC voltages in different Height decreased. The present embodiment looks according to the drawing a complete network separation of the output side of the transformer 3 before. These Network disconnection can of course, if this requirement is not made, also omitted.
Im Normalbetrieb ist der Kondensator 15 über die Wicklung 8 und über die Diode 13 auf eine um die Flußspannung der Diode 13 verminderte Spannung aufgeladen. Nach Sperren des Schalttransistors 1 wird in der Wicklung 8 eine umgepolte Spannung induziert, die über den Kondensator 15 mit seiner kleineren entgegengesetzten Spannung an der Arbeitsstrecke des Thyristors 14 steht und diesen löscht.In normal operation, the capacitor 15 is over the winding 8 and over the diode 13 is charged to a voltage reduced by the forward voltage of the diode 13. After the switching transistor 1 has been blocked, the voltage in the winding 8 is reversed induced across the capacitor 15 with its smaller opposite voltage is on the working path of the thyristor 14 and clears it.
Bei einem Kurzschluß an einem der Ausgänge 45 bis 48 geht das Netzteil vom Normalbetrieb in einen intermittierenden Betrieb über. In diesem Betriebsfall wird die kontinuierliche Folge der Laststromimpulse abgelöst durch kurze Impulse im akt der Netzwechselspannungsfrequenz. Gleichzeitig wird die Kollektorspannung des Schalttransistors 1 stark reduziert, so daß garantiert ist, daß auch im Kurzschlußfall der Schalttransistor 1 keinen Schaden nimmt. Auch dürfen die Ausgangskurzschlußströme nicht höher sein als die für die einzelnen Dioden zulässigen Ströme, damit eine Zerstörung der Dioden vermieden wird.In the event of a short circuit at one of the outputs 45 to 48, the power pack goes off from normal operation to intermittent operation. In this operating case the continuous sequence of load current pulses is replaced by short pulses in the act of the mains alternating voltage frequency. At the same time the collector voltage is of the switching transistor 1 greatly reduced, so that it is guaranteed that even in the event of a short circuit, the switching transistor 1 is not damaged. Also allowed the output short-circuit currents should not be higher than the permissible values for the individual diodes Currents, so that a destruction of the diodes is avoided.
Diese Kurzschlußströme werden bestimmt von der in diesem Betriebszustand in dem Transformator 3 eingespeicherten Energie.These short-circuit currents are determined by the current in this operating state in the transformer 3 stored energy.
Bei einem Kurzschluß am Ausgang steigt der Spitzenstrom des Schalttransistors 1 stark an. Das bewirkt ein Zünden des Thyristors 14 und ein Abschalten des Schalttransistors 1.In the event of a short circuit at the output, the peak current of the switching transistor increases 1 strongly. This causes the thyristor 14 to fire and the switching transistor to be switched off 1.
Der Schalttransistor 1 kann erst dann wieder durchschalten, wenn zum einen der Thyristor 14 wieder gelöscht ist durch Entladung des Kondensators 15 und zum anderen ein Anlaufimpuls an die Basis des Schalttransistors 1 gegeben wird.The switching transistor 1 can only switch through again when to one of the thyristors 14 is deleted again by discharging the capacitor 15 and on the other hand, a start-up pulse is given to the base of the switching transistor 1.
Damit wird die Anzahl der Kollektorstromimpulse pro Zeiteinheit, die in den Transformator 3 eingespeist werden, stark reduziert, so daß die Energie nicht den Wert erreichen kann, der den Äusgangsdioden 41 bis 44 gefährlich werden kann.This is the number of collector current pulses per unit of time, the fed into the transformer 3, greatly reduced, so that the energy does not can reach the value that the output diodes 41 to 44 can be dangerous.
Mit Hilfe der Diode 31 der beiden ohmschen Widerstände 33 und 34 und des Kondensators 32 werden aus der Netzwechselspannung Impulse von ca. 5 ms Dauer geformt. Kollextorstromimpulse des Schalttransistors 1 sind also nur möglich während dieses Zeitraumes von ca. 5 nis. Diese Maßnahme reduziert den Kurzschlußstrom erheblich. Der Einfluß des Haltestromes des Thyristors 14 ist dann nur noch gering.With the help of the diode 31 of the two ohmic resistors 33 and 34 and of the capacitor 32, pulses of approx. 5 ms duration are generated from the AC mains voltage shaped. Collextor current pulses of the switching transistor 1 are therefore only possible during this period of approx. 5 nis. This measure significantly reduces the short-circuit current. The influence of the holding current of the thyristor 14 is then only slight.
Es ergeben sich Impulsgruppen von einzelnen Eollektorstromimpulsen, die im Abstand von 20 ms aufeinander folgen.Pulse groups of individual collector current pulses result, which follow each other at an interval of 20 ms.
Eine Besonderheit ist noch die Begrenzung des Eollektorspitzenstroms des Schalttransistors 1 im Falle von Uberlast an einem der Ausgänge 45 bis 48. Die die Zündung sperrende Vorspannung an der Zündelektrode des Thyristors 14 wird mit der Diode 20 in der Sperrphase des Sperrwandlers gewonnen, d.h. diese Spannung ist ausgangsproportional. Bei starker Uberlast sinken die Ausgangsspannungen ab, sich auch die Sperrspannung für die Zündetrecke des Thyristors 14 reduziert. Daraus ergibt sich ein Zünden des Thyristors 14 schon bei kleinen Eollektorspitzenströmen und damit eine Verminderung der Ausgangsströme bei Überlast.Another special feature is the limitation of the peak e-collector current of the switching transistor 1 in the event of an overload at one of the outputs 45 to 48. The the ignition blocking bias on the ignition electrode of the thyristor 14 is with of the diode 20 in the blocking phase of the flyback converter, i.e. this voltage is output proportional. at The output voltages drop if there is a strong overload from, the reverse voltage for the triggering path of the thyristor 14 is also reduced. This results in triggering of the thyristor 14 even with small peak collector currents and thus a reduction in the output currents in the event of an overload.
Im Leerlauffall bei Entlastung an den Ausgängen steigt die Arbeitsfrequenz des Netzteils stark an. Wird eine Minimallast unterschritten, so wird die Periodendauer der Schaltfrequenz kleiner als die Freiwerdezeit des Thyristors 14.In the idle case, when the load is removed from the outputs, the working frequency increases of the power supply unit strongly. If a minimum load is not reached, the period is the switching frequency is less than the release time of the thyristor 14.
Der Thyristor 14 bleibt dann über mehrere Perioden durchgezündet, so daß die Schwingung des Sperrwandlers abreißt.The thyristor 14 then remains ignited for several periods, so that the oscillation of the flyback converter stops.
Ein erneutes Anschwingen kann erst mit dem nächsten Anlaufimpuls erfolgen. So ergeben sich auch im Leerlauf Impulsgruppen im Abstand von 20 ms. Der ohmsche Widerstand 64 bildet eine Vorlast für den Leerlaufbetrieb und verhindert ein zu starkes Ansteigen der Ausgangsspannungen bei Entlastung des Netzteils.A renewed oscillation can only take place with the next start-up pulse. This results in groups of pulses at intervals of 20 ms even when idling. The ohmic one Resistor 64 forms a preload for the no-load operation and prevents a too sharp increase in output voltages when the load on the power supply unit is relieved.
2 Patentansprüche 1 Figur2 claims 1 figure
Claims (2)
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Cited By (1)
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1974
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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