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Gleichspannungswandler
Die Erfindung betrifft einen Gegentakt-Gleichspannungswandler mit einem Übertragungstrans- formator mit getrennter Primärwicklung, dessen Sekundärseite durch eine Gleichrichterschaltung, der mindestens eine Kapazität nachgeschaltet ist, belastet ist, und mit einem getrennten
Rückkopplungstransformator, dessen Primärwicklung an den hiefür in Serie geschalteten Primärwicklungen des Übertragungstransformators liegt, sowie mit zwei elektronisch steuerbaren Stromschaltern, wobei die Enden der Sekundärwicklung des Rückkopplungstransformators mit den Steuerelektroden der beiden elektronisch steuerbaren Stromschalter verbunden sind, während die Mittelanzapfung über einen Schalter an einer Gleichspannungsquelle liegt, die im Arbeitsstromkreis der beiden elektronisch steuerbaren Stromschalter liegt,
welcher Arbeitsstromkreis über zumindest einen grösseren Teil der jeweiligen Primärwicklungshälfte des übertragungstransformators und den zugehörigen elektronisch steuerbaren Stromschalter geschlossen ist.
Bei den bisher bekannten, mit einem Glättungskondensator versehenen Gleichspannungswandlern kommt es oft vor, dass nach dem Einschalten der Speisespannungsquelle der Gleichspannungswandler nicht anläuft. Die Ursache hiefür liegt in einer über den Gleichrichter wirkenden Belastung des Transformators, die durch den nach dem Einschalten der Speisespannungsquelle noch ungeladenen Glättungskondensator gebildet wird. Dadurch kann gegebenenfalls in der Rückkopplungsschaltung die Schleifenverstärkung auf einen Wert kleiner als 1 absinken, so dass in weiterer Folge die Schwingungen auf der vorgesehenen Arbeitsfrequenz nicht einsetzen. Der Glättungskondensator bleibt ungeladen und dadurch dauert seine belastende Wirkung an. Daher gelangt der Gleichspannungswandler nicht in Tätigkeit.
Dieser den bekannten Gleichspannungswandlem anhaftende Nachteil wird beim erfindungsgemässen Gleichspannungswandler, der am Ausgang des Gleichrichters einen Glättungskondensator aufweist, in vorteilhafter Weise dadurch vermieden, dass in mindestens einem der Arbeitsstromkreise der elektronisch steuerbaren Stromschalter an einer Stelle, an der die beiden Arbeitsstromkreise bereits geteilt sind, eine mit dem übertragungstransformator magnetisch unverkoppelte Drossel eingefügt ist.
Zur beispielsweisen Erläuterung des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung das Schaltbild eines mit Transistoren bestückten Gegentaktgleichspannungswandlers dargestellt, wobei die in bekannter Weise die Transistoren mit Vorspannung versorgenden Schaltteile einfachheitshalber nicht eingezeichnet sind.
Hiebei ist der Haupttransformator mit-l--und der Rückkopplungstransformator mit--2bezeichnet, während deren über den Widerstand --14-- parallelgeschaltete Primärwicklung mit --3
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Haupttransformators-l--istGegentaktschaltung ausgeführten Variante durch einen weiteren Stromschalter --8-- ergänzt ist. Die Anschlüsse-32, 36- der Stromschalter-7, 8- müssen, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist, mit den Anschlüssen-31, 37- der Primärwicklung --4-- des Rückkopplungstransformators --2-- nicht identisch sein.
Durch eine verstellbare Anordnung der Anschlüsse --32, 36-- wird bei
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Beibehaltung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers eine Anpassung desselben an verschiedene Spannungen der speisespannungsquelle --9-- ermöglicht. Die Sekundärwicklung --6-- des Rückkopplungstransformators--2--ist mit den Steuerelektroden der Stromschalter--7
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels ist an Hand der Zeichnung nachstehend erklärt. Bei offenem Betätigungsschalter--13--befindet sich der Gleichspannungs- wandler im Ruhezustand, der Glättungskondensator --11-- ist ungeladen und spannungslos.
Nach dem Einschalten des Betätigungsschalters--13--wirkt der ungeladene Glättungskondensator --11-- über den Gleichrichter--10--als eine Belastung der Sekundärwicklung --5-- des Haupttransformators --1--. Diese Belastung tritt infolge der Transformatorwirkung unter anderem auch zwischen den Anschlüssen--32 und 33 bzw. 35 und 36--der Primärwicklung--3-auf und kann sich im Grenzfall wie ein Kurzschluss dieser Anschlüsse auswirken. Die vom Haupttransformator --l-- magnetisch getrennte und mit dessen Primärwicldung --3-- in Reihe geschaltete Drosselspule --12-- wird in ihrer Impedanz von der Belastungswirkung des Glättungskondensators--11--nicht beeinflusst.
Ein an dieser entstehender Spannungsabfall, der durch den von der Speisespannungsquelle --9-- zu dem Stromschalter --7-- fliessenden Strom hervorgerufen wird, erscheint praktisch ungeschwächt auch an den Anschlüssen--31 und 37-- der Primärwicklung --3-- des Haupttransformators--l--und somit auch über den Widerstand--14--an der Primärwicklung - 4--des Rückkopplungstransformators--2--. In der die Drosselspule --12-- enthaltenden Rückkopplungsschaltung liegt die Schleifenverstärkung wenigstens für hohe Frequenzen auf einem Wert, der grösser als 1 ist, so dass die selbsterregten Schwingungen einsetzen können.
Der durch die primärwicklung --3-- zwischen den Anschlüssen--32 und 33--fliessende Wechselstromanteil induziert in der Sekundärwicklung --5-- eine Wechselspannung, die über den Gleichrichter--10-- den Glättungskondensator --11-- allmählich auflädt. Nachdem durch die Aufladung des Glättungskondensators--11--die Spannung an diesem hinreichend gross ist, nimmt dessen die Sekundärwicklung --5-- belastende Wirkung so weit ab, dass die Schleifenverstärkung in der ganzen Gleichspannungswandlerschaltung auf einen schwingungsfähigen Wert ansteigt. Im stationären Zustand, wenn der Glättungskondensator--11--voll geladen ist, nimmt der Spannungsabfall an der Drosselspule--12--, deren Induktivität, wie Versuche zeigen, ausserordentlich klein z.
B. (einige Mikrohenry) zu sein braucht, einen relativ zu der Spannung an der Primärwicklung-5- verschwindend kleinen Wert an, so dass der Einfluss der Drosselspule --12-- auf die Eigenschaften des Gleichspannungswandlers vernachlässigbar ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gegentakt-Gleichspannungswandler mit einem Übertragungstransformator mit getrennter Primärwicklung, dessen Sekundärseite durch eine Gleichrichterschaltung, der mindestens eine Kapazität nachgeschaltet ist, belastet ist, und einem getrennten Rückkopplungstransformator, dessen Primärwicklung an den hiefür in Serie geschalteten Primärwicklungen des Übertragungstransformators liegt und zwei elektronisch steuerbaren Stromschaltern, wobei die Enden der Sekundärwicklung des Rückkopplungstransformators mit den Steuerelektroden der beiden elektronisch steuerbaren Stromschalter verbunden sind, während die Mittelanzapfung über einen Schalter an einer Gleichspannungsquelle liegt, die im Arbeitsstromkreis der beiden elektronisch steuerbaren Stromschalter liegt,
welcher Arbeitsstromkreis über zumindest einen grösseren Teil der jeweiligen
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