DE3228780C2

DE3228780C2 - Schaltnetzgerät

Info

Publication number: DE3228780C2
Application number: DE19823228780
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8000 München Zierhut
Original assignee: Individual
Current assignee: Hal Sicherheitstechnik 73733 Esslingen De GmbH
Priority date: 1982-08-02
Filing date: 1982-08-02
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3228780A1

Abstract

Ein primärgetaktetes Netzgerät, welches mehrere geregelte Ausgangsspannungen erzeugt, wird im Gegentakt betrieben. Die Ausgangsspannungen werden durch Eintaktgleichrichtung erzeugt. Die Ansteuerung der Gegentaktstufe erfolgt aus der Netzspannung in der Weise, daß das Tastverhältnis durch Unsymmetrie derart verändert wird, daß die Nutzausgangshalbwellen in ihrer Amplitude konstant sind.

Description

dadurch gekennzeichnet.

— daß die Flußzeit (fi) nach der Gleichung

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f, = T(U-U,.): a

gesteuert wird, mit

T = Periode der Arbeilsfrequenz des Schaltnctzgerätcs

L'o = konstante Amplitude der während der Flußzeit an der Primärwicklung anliegenden Spannung

U, = Wert der Eingangsgleichspannung w kennzeichnet, daß der cingangsscitige Kondensator (Cc) bei 50 Hz Netzspannungsbetrieb und Brückenglcichrichiung ca. 0,5 μ!" bis 1 μΡ pro Watt Ausgangsleistung beträgt.

5. Schaltncizgcrät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbciisfrequenz /"der Entladeschaltung f£S,J im Bereich von 50 kHz liegt

b. Schaitnetzgerät nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Transformators (Tr) eine Spule /- (Fig. 2) verwendet wird und daß die Gieichrichtcrdiodc so gcpolt ist. daß die Ausgangsspannung Uj gleich der Konstanispannungsamplitudea.ist.

7. Schaitnetzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Ausgangsspannung i/, eine zusätzliche Regelrückführung (RC) abgegriffen ist, die die Fiußzcit / 1 über eine Steuerung der Referenzspannung (U_rci) beeinflußt.

8. S'chaltnctzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die /.usäi/.liche Regeirückführung (Rv) über eine Diode von der Primärwicklung (no) abgegriffen wird.

9. Schaitnetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Kurzschlußfall die Arbeilsfrequenz ^geändert wird.

— indem der Kondensator (C₁) mit der Arbeitsfrequenz (f) jeweils zu Beginn der Flußzeit (t\) durch eine Entladeschaltung (ES) vollständig entladen wird

— und daß die Flußzeit (fi) durch einen Komparator (IE) bestimmt wird, dem die l.adespannung des Kondensators (C,) und eine Referenzspannung (UnD zugeführt werden.

2. Schaltnetzgerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des ffC-Glicdcs ein /./?- Glied vorgesehen ist.

3. Schaltnetzgcriit nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. claLi die konstante Spaniuingsarnnliiude U₁, etwa '/, der minieren Eingangsspannung IJ. beträgt.

4. Schallnot/gerat nach Anspruch I. dadurch g<;-

Die Erfindung betriff) ein Schaltnet/gerät zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannting in eine oder mehrere einstellbare stabilisierte Ausgangsgleichspannungen

— mit einem über das Tastverhältnis gesteuerten Gegcntaktschaltcr

— an den über einen Koppelkondensator die Primärwicklung eines TransiormaM > angeschlossen ist,

— welche während einer Flußzeit über den Gcgenlaklschalter an die Eingangsgleichspannung geschaltet ist und

— die restliche Zeit der durch einen Pulsgenerator mit konstanter Arbeits-Frequenz vorgegebenen Impulsperiode des Schaltnetzgeräts mit Bezugspotential verbunden ist,

wobei die Ausgangsglcichspannungen durch Eintaktgleichr'chtung während der Flußzeit gewonnen werden und

wobei die Dauer der i iußzcit aus der Eingangsgleiehspannung abgeleitet wird wozu mittels eines vom Impulsgenerator gelieferten Impulses der Beginn der Aufladung — und damit der Flußzeit — eines über einen Widerstand an der Eingangsgleichspannung liegenden Kondensators (WC-Glied) festgelegt wird wobei ein der Flußzeit entsprechender, dem Gegeniaktschalier zugcfünrtcr Schaltimpuls beendet wird, wenn die Kondensatorspannung einen vorge-W) gebenen Vcrglcichswcrt überschreitet.

Ein solches Schaltnclzgcrat ist aus der DE-AS 45 097 bekannt.

Dort wirkt das WC-Cjlicd als Differenzierschaltung, bei dein .'!er Kondensator /u Beginn der Fluß/ei! durch eine abfallende Flanke eines vom Inipulsgenerator gelieferten Inipulses konstanter Amplitude auf niedriges Pnlential gebracht wird und sich dann über den Wider-

stand auf die Eingangsgleichspannung aufzuladen beginnt Erreicht die Spannung am Kondensator die als Vergleichsspannung fungierende Basis-Emitter-Durchlaßspannung eines Transistors, so schaltet dieser durch und beendet die Flußzeil des Gegentaklschaltcrs.

Da die Steilheit der Aufladung des Kondensators von der Höhe der Eingangsgleichspannung abhängt, verhält sich die Flußzeit etwa umgekehrt proportional zu Änderungen dieser Spannung.

Bei diesem bekannten Schaltnetzgerät ist die Flußzeil außerdem abhängig vom Temperaturverhalten der Basis-Emitter-Durchlaßspannung des Transistors und von der Amplitude der vom Impulsgenerator gelieferten Impulse.

Aus der DE-OS 25 53 868 ist ein Schaltnetzgerät bekannt, bei dem ebenfalls ein Gegentaktschalter in Abhängigkeit von Änderungen der Eingangsspannung gesteuert wird, wobei dort jedoch kein Koppelkondcnsator vorhanden ist und die Ausgangsspannung während beider Schaltstellungen des Gcgcntakischaiicrs erzeugt wird.

Bei diesem Schaltnetzgerät wird ein Kondensator eines /?C-Gliedes durch die Eingangsspannung aufgeladen, bis die Ladespannung einen Vcrgleichsweri überschreitet, woraufhin der Gegentaktschalter die Verbindung zwischen Eingang und Ausgang des Schaltnctzgerätes unterbricht und einen Freilaufkreis für eine Reiheninduktivität herstellt, so daß deren gespeicherte Energie ebenfalls dem Ausgang zugeführt wird.

Der Kondensator wird mit fester Frequenz durch einen parallel liegenden Schalter vollständig entladen.

Auch bei diesem Schaltnetzgerät wird demnach eine umgekehrt proportionale Abhängigkeit der Schallstellungen des Gegentaktschalters von der Eingangsspannung erreicht.

Da die Ausgangsspannung während beider Schaltstellungen erzeugt wird, ist für deren Stabilisierung die Vergleichsspannung von dieser Spannung abhängig.

Ausgehena vom Schallnetzgerät nach der DE-AS 23 45 097 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine oder mehrere Ausgangsgleichspannungcn gegen Änderungen der Eingangsgleichspannung in einem weiten Bereich hochgenau zu stabilisieren, mit kleinen Eingangskapazitäten auszukommen und einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch I gekennzeichneten Merkmalengelost.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Maßnahmen gemäß den bnteransprüchcn.

So ist es beispielsweise durch die Maßnahme nach Anspruch 3 möglich, eine besonders kleine Eingangskapazität zu verwenden, wobei sich dann aus der Dimensionierung dieser Kapazität nach Anspruch 4 ergibt, selbst bei Ausfall von 4 Netzhalbwellen die Ausgangsspannung in der gewünschten Weise stabilisieren zu können.

Mit der an sich aus der DE-OS 25 53 868 bekannten Maßnahme nach Anspruch 7 können zusätzlich lastabhängige Änderungen der Ausgangsspannung verhindert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgcmäßen Netzgerätes sind aus den Ausführungsbcispielen ersichtlich.

F i g. I zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemaßen Netzgerätes. F i g. 2 zeigt eine besondere Ausgestaltung des erfindungügcmiißen Nei/.gcriiics nach Fig.l.

Bei der Schaltung nach F i g. 1 wird die Eingangsspannung (Λ am Eingangskondensator C-, im vorliegenden Beispiel über eine Brückengleichrichtung aus der 50 Hz Netzspannung gewonnen und einseitig auf Bezugsmasse gelegt. F.in Gegentaktschalter GTS. z. B. aus Schalt-

■5 transistoren, ist an den Kondensator C- angeschlossen. Am Ausgang des Gcgentaktschalters GTS ist die Primärwicklung na des Transformators Tr über den Koppelkondensator Cj nach Bezugsmasse gelegt. Sekundärseitig werden am Transformator Tr über die Sekundärwicklungen nx 1 bis nx η nach jeweiliger Eintaktgleichrichtung mittels Diode D die stabilisierten AuEgangsspannungen Ux 1 bis Ux π abgegriffen. Der Gegentaktschalter GTS wird von einer Impulserzeugerschaltung /Emit einer Rechteckspannung mit dem Tastverhältnis tv und der Periodendauer T angesteuert, wobei das Tastverhältnis tv steuerbar ist. Zur Steuerung des Tastverhältnisses wird an die Impulserzeugerschaltung IE eine fest vorgegebene Vergleichs- oder Referenzspannung ίΛ,-rund die Ladespannung einev -Kondensators C, angelegt. Um die Ladespannung zu erzeugen, wird der Kondensator C, über einen Widerstand k, von der Eingangsspannung L/, aufgeladen und über einen elektronischen Schalter ES mit einer Schalt- oder Arbeiisfrequenz /"entladen. Somit wird die Flußzeit fi des Gegentaktschalters GTSdadurch gesteuert, daß der Impiilserzeugerschaltung IE die Referenzspannung U_ni zugeführt und verglichen wird, mit der Ladespannung des Kondensators C₁.
Außerdem kann gegebenenfalls von einer Ausgangsspannung U_x eine zusätzliche Regelrückführung R_r auf die Vergleichs- oder Referenzspannung Unt einwirken, um eine noch höhere Stabilisierung der Ausgangsspannung Uy zu erreichen.

Fi g. 2 zeigi eine weitere mögliche Ausgestaltung des

j5 erfindungsgemäßen Netzgerätes, wenn nur eine Ausgangsspannung von der Größe U₁ — U₁, benötigt wird und keine galvanische Trennung erforderlich ist, ro daß an Stelle des Transformators Tr eine kleine Induktivität L verwendet werden kann. In diesem Fall wird an den gemiß Fig.l angesteuerten Gegentaktschalter GTS der Koppclkondensator C_-, über eine Induktivität L an die Bczugsmasse gelegt und an dem Verbindungspunkt zwischen dem Koppelkondcnsaior C und der Induktivität L eine Glcichrichterdiode D mit nachgeschaitetem Siebkondensator angeschlossen, wobei die Diode D wieder so gepolt wird, daß die konstante Wechselspannungsamplitudc U_n für die Gewinnung der konstanten Ausgangsspannung ίΛ., genutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaitnet/.gerät zur Umwandlung einer F.ingangsgleichspannung in eine oder mehrere einstell- ·-. bare stabilisierte Ausgangsgleichspannungen

— mit einem Ober das Tastverhältnis gesteuerten Gegentaktschaltcr

— an den über einen Koppelkondensator die Pri- in märwicklung eines Transformators angeschlossen ist.

— welche während einer Flußzeit über den Gegentaktschalter an die Eingangsgleichspannung geschaltet ist und i>

— die restliche Zeil der durch einen Pulsgenerator mit konstanter Arbeits-Frequenz vorgegebenen Impulsperiode des Sehalinctzgeräts mit BezugsDOiential verbunden ist.

— wobei die Ausgangsgleichspannungcn durch Einiaktgleichrichtung während der FluB/cil gewonnen werden und

— wobei die Dauer der Flußzeil aus der Eingangsgieichspannung abgeleitet wird

— wozu mittels eines vom Impulsgenerator gclie- >^r> ferten impulses der Beginn der Aufladung — und damit der Flußzeit — eines über einen Widerstand an der Eingangsgleiehspannung liegenden Kondensators (WC-Glied) festgelegt wird in

— wobei ein der Flußzeil entsprechender, dem Gcgentaklschrlier /-geführter Schaliimpuls beendet wird, w:nn die Kondensatorspannung einen vorgegebenen Vergleichsweri überschreitet. )">