AT401208B - FLOW CONVERTER - Google Patents

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AT401208B
AT401208B AT153391A AT153391A AT401208B AT 401208 B AT401208 B AT 401208B AT 153391 A AT153391 A AT 153391A AT 153391 A AT153391 A AT 153391A AT 401208 B AT401208 B AT 401208B
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Guenther Dipl Ing Liegl
Wolfgang Ing Peprny
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Siemens Ag Oesterreich
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

AT 401 208 BAT 401 208 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltnetzteil mit einem Übertrager, der eine Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen besitzt, wobei die Primärwicklung über einen gesteuerten Schalter an einer Eingangsgleichspannung liegt, jeder Sekundärwicklung ein erster bzw. ein zweiter Sekundärkreis mit einer Gleichrichterdiode sowie je ein Speicherkondensator zur Erzeugung einer ersten und einer zweiten Ausgangsgleichspannung zugeordnet ist, eine erste Regelschaltung in Abhängigkeit von der ersten Ausgangsspannung das Tastverhältnis des gesteuerten Schalters steuert und eine zweite Regelschaltung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der zweiten Ausgangsspannung zur zusätzlichen Regelung herangezogen ist.The invention relates to a switched-mode power supply with a transformer, which has a primary winding and two secondary windings, the primary winding being connected to an input DC voltage via a controlled switch, each secondary winding having a first and a second secondary circuit with a rectifier diode, and a storage capacitor for generating one each is assigned to the first and a second DC output voltage, a first control circuit controls the pulse duty factor of the controlled switch as a function of the first output voltage and a second control circuit is provided which is used as a function of the second output voltage for additional control.

Aus der EP-A2-355 415 ( Fig.5 ) = DE-A1 38 28 959 ( Fig.1 ) ist ein Schaltnetzteil für zwei geregelte Ausgangsspannungen der eingangs genannten Art bekannt geworden. Hier liegen im Prinzip zwei Sperrwandler vor, wobei die der ersten Ausgangsspannung zugeordnete Regelschaltung über eine Änderung des Tastverhältnisses eines Pulsbreitenmodulators auf den gesteuerten Schalter wirkt, wogegen die der zweiten Ausgangsspannung zugeordnete Regelschaltung die Taktfrequenz des Pulsbreitenmodulators ändert. Hiebei arbeitet der zweite Wandler als Resonanzwandler an einer Flanke der Resonanzkurve eines aus der Serienschaltung einer Drossel und eines Kondensators bestehenden Schwingkreises.From EP-A2-355 415 (Fig.5) = DE-A1 38 28 959 (Fig.1) a switching power supply for two regulated output voltages of the type mentioned has become known. In principle, there are two flyback converters, the control circuit assigned to the first output voltage acting on the controlled switch by changing the duty cycle of a pulse width modulator, whereas the control circuit assigned to the second output voltage changes the clock frequency of the pulse width modulator. The second converter works as a resonance converter on an edge of the resonance curve of an oscillating circuit consisting of a series connection of a choke and a capacitor.

In Hinblick auf die Dimensionierungsprobleme, die mit einem Netzteil variabler Schaltfrequenz verbunden sind, ist diese bekannte Lösung als ungünstig zu bezeichnen.With regard to the dimensioning problems associated with a power supply unit with a variable switching frequency, this known solution can be described as unfavorable.

Weiters ist in der EP-A-164 144 ein Gleichspannungswandlerverfahren mit mehreren geregelten Ausgangsspannungen beschrieben, welche statisch und dynamisch entkoppelt sind. Zu diesem Zweck wird die Einschaltdauer eines Primärschaiters in mehrere Zeitfenster unterteilt, von welchen jedes einer Ausgangsspannung zugeordnet ist. Innerhalb eines Fensters wird von einem für jeweils eine Ausgangsspannung zuständigen Regler das Tastverhältnis verändert.Furthermore, EP-A-164 144 describes a DC-DC converter method with several regulated output voltages, which are decoupled statically and dynamically. For this purpose, the duty cycle of a primary switch is divided into several time windows, each of which is assigned to an output voltage. Within a window, the duty cycle is changed by a controller responsible for each output voltage.

Das Tastverhältnis des Reglers ist jedoch durch die Beschränkung auf die Zeitfenster auf einen Bruchteil des möglichen Tastverhältnisses eingeschränkt (auf die Hälfte bei zwei Ausgangsspannungen, auf ein Drittel bei drei Ausgangsspannungen usw.j.Weiters müssen die Spannungen auf der Sekundärsseite entsprechend höher gewählt werden (doppelt, dreifach usw.). Dies läßt den Einsatz von Schottkydioden nicht zu und bedingt Drosseln mit höherer Induktivität.However, the duty cycle of the controller is limited to a fraction of the possible duty cycle by the limitation to the time window (to half with two output voltages, to one third with three output voltages etc., etc.). Furthermore, the voltages on the secondary side must be selected accordingly higher (double , triple, etc.) This does not allow the use of Schottky diodes and requires chokes with higher inductance.

Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß je Ausgangsspannung ein eigener Tiefpassfilter, bestehend aus einer Speicherdrossel und einem Glättungskondensator, erforderlich ist.Another disadvantage of this device is that a separate low-pass filter, consisting of a storage choke and a smoothing capacitor, is required for each output voltage.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Schaltnetzteil zu schaffen, der bei geringem baulichen Aufwand zwei getrennt regelbare Ausgangsspannungen liefert.It is an object of the invention to provide a switching power supply that delivers two separately controllable output voltages with little construction effort.

Diese Aufgabe wird mit einem Schaltnetzteil der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß im ersten Sekundärkreis zusätzlich zur Gleichrichterdiode eine Freilaufdiode und eine Speicherdrossel vorgesehen sind, beide Sekundärwicklungen einen gemeinsamen Fußpunkt aufweisen, wobei die zweite Sekundärwicklung gegensinnig an die zweite Gleichrichterdiode angeschlossen ist und zwischen dem Gleichspannungspunkt der zweiten Diode und der Verbindung zwischen erster Diode und Speicherdrossel ein zweiter gesteuerter Schalter angeordnet ist, dessen Tastverhältnis von der zweiten Regelschaltung gesteuert wird, wobei der zweite Schalter mit dem ersten Schalter über eine Synchronisierschaltung so synchronisiert ist, daß er erst nach Ausschalten des ersten Schalters einschaltet.This object is achieved with a switching power supply of the type mentioned, in which, according to the invention, a free-wheeling diode and a storage inductor are provided in addition to the rectifier diode in the first secondary circuit, both secondary windings have a common base, the second secondary winding being connected in opposite directions to the second rectifier diode and between the Direct voltage point of the second diode and the connection between the first diode and the storage choke, a second controlled switch is arranged, whose duty cycle is controlled by the second control circuit, the second switch being synchronized with the first switch via a synchronization circuit so that it is only switched off after the first Switches on.

Die Erfindung ermöglicht die Realisierung eines Schaltnetzteils mit zwei getrennt geregelten Ausgangsspannungen bei geringem Bauteilaufwand. Da die Schaltfrequenz konstant bleibt, können die Bauteile, insbesondere der Übertrager auf diese Frequenz dimensioniert werden.The invention enables the implementation of a switching power supply with two separately regulated output voltages with a low component expenditure. Since the switching frequency remains constant, the components, in particular the transformer, can be dimensioned to this frequency.

Eine besonders gute Unabhängigkeit beider Ausgangsspannungen läßt sich erzielen, wenn in der zweiten Regelschaltung ausgehend von dem Strom durch die Speicherdrossel in einer Stromüberwachungsschaltung ein sägezahnförmiges Stromüberwachungssignal erzeugt wird, das periodisch nach Öffnen des ersten Schalters ausgelöst wird und dessen Anstieg dem Drosselstrom proportional ist, das Stromüberwachungssignal in einer Logikschaltung mit einem Spannungsüberwachungssignal verglichen wird, das in einer Spannungsüberwachungsschaltung durch Vergleich der zweiten Ausgangsgleichspannung mit einer Referenzspannung gewonnen wird, wobei bei Übereinstimmen des Stromüberwachungssignals mit dem Spannungsüberwachungssignal ein Schaltsignal für den zweiten gesteuerten Schalter, welches periodisch über die Synchronisierschaltung nach Abschalten des ersten Schalters ausgelöst wird, rückgesetzt wird.A particularly good independence of both output voltages can be achieved if, in the second control circuit, a sawtooth-shaped current monitoring signal is generated in a current monitoring circuit based on the current through the storage inductor, which is triggered periodically after the first switch is opened and whose increase is proportional to the inductor current, the current monitoring signal is compared in a logic circuit with a voltage monitoring signal which is obtained in a voltage monitoring circuit by comparing the second DC output voltage with a reference voltage, wherein if the current monitoring signal matches the voltage monitoring signal, a switching signal for the second controlled switch which is periodically transmitted via the synchronization circuit after the first switch has been switched off is triggered, is reset.

Hiebei ist es von Vorteil, wenn dem Eingang der Stromüberwachungsschaltung der Spannungsabfall eines Widerstandes zugeführt ist, der in Serienschaltung mit der Speicherdrossel liegt.It is advantageous if the voltage drop of a resistor is connected to the input of the current monitoring circuit and is connected in series with the storage inductor.

Zweckmäßigerweise ist der Eingang der Synchronisierschaltung an die Verbindung zwischen erster Gleichrichterdiode und Speicherdrossel angeschlossen.The input of the synchronization circuit is expediently connected to the connection between the first rectifier diode and the storage inductor.

Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen in der Zeichnung veranschaulicht, in welcher zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel.eines Schaltnetzteils nach der Erfindung, Fig. 2 bis 4 schematisch je eine erste, zweite bzw. dritte Betriebsphase des Schaltnetzteils, 2The invention together with further advantages is illustrated below with reference to exemplary embodiments in the drawing, in which FIG. 1 shows an exemplary embodiment. A switching power supply according to the invention, FIGS. 2 to 4 schematically each show a first, second or third operating phase of the switching power supply, 2nd

AT 401 208 BAT 401 208 B

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung für die zweite Ausgangsspannung und Fig. 6 in einem Diagramm den zeitlichen Verlauf von Signalen der Regelschaltung nach Fig. 5.5 is a block diagram of a control circuit for the second output voltage and FIG. 6 is a diagram of the time course of signals of the control circuit of FIG. 5.

Gemäß Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Schaltnetzteil einen Übertrager TR auf, dessen Primärwicklung LP über einen ersten gesteuerten Schalter S1 mit Anschlüssen P1 und P2 an einer Eingangsgleichspannung UP als Versorgungsspannung liegt, wobei der Anschluß P1 positiv ist. Der erste gesteuerte Schalter S1 wird von einer ersten Regelschaltung RS1 angesteuert.1, the switching power supply according to the invention has a transformer TR, the primary winding LP of which is connected via a first controlled switch S1 with connections P1 and P2 to an input DC voltage UP as supply voltage, the connection P1 being positive. The first controlled switch S1 is controlled by a first control circuit RS1.

Eine erste Sekundärwicklung L1 des Übertragers TR liegt mit einem Ende an einer Ausgangsklemme Q1 und das andere Ende ist über eine erste Gleichrichterdiode D1 und eine dazu in Serie liegende Speicherdrossel SDR mit einer Ausgangsklemme Q2 verbunden. Die Durchflußrichtung der Gleichrichterdiode D1 verläuft von der ersten Sekundärwicklung L1 zur Speicherdrossel SDR. Zwischen der Ausgangsleitung (Klemme Q1) und dem Verbindungspunkt der ersten Gleichrichterdiode D1 mit der Drossel SDR liegt eine Freilaufdiode D3, die gegensinnig zur Gleichrichterdiode D1 geschaltet ist. Zwischen der Ausgangsklemme Q2 und der Ausgangsklemme Q1 ist ein erster Speicherkondensator C1 vorgesehen. Der Wicklungssinn der Primärwicklung LP und der ersten Sekundärwicklung L1 ist der gleiche. Zwischen der positiven Ausgangsklemme Q2 und der negativen Ausgangsklemme Q1 liegt eine erste Ausgangsspannung U1.One end of a first secondary winding L1 of the transformer TR is connected to an output terminal Q1 and the other end is connected to an output terminal Q2 via a first rectifier diode D1 and a series storage choke SDR. The direction of flow of the rectifier diode D1 runs from the first secondary winding L1 to the storage inductor SDR. Between the output line (terminal Q1) and the connection point of the first rectifier diode D1 with the choke SDR is a free-wheeling diode D3, which is connected in the opposite direction to the rectifier diode D1. A first storage capacitor C1 is provided between the output terminal Q2 and the output terminal Q1. The winding direction of the primary winding LP and the first secondary winding L1 is the same. A first output voltage U1 lies between the positive output terminal Q2 and the negative output terminal Q1.

Mit der Ausgangsklemme Q2 und damit mit der Spannung U1 ist der Eingang einer ersten Regelschaltung RS1 verbunden, in welcher die erste Ausgangsgleichspannung U1 überwacht wird. Bei Absinken dieser Spannung U1 unter einen vorgegebenen Wert wird von der ersten Regelschaltung der erste gesteuerte Schalter S1 durchgeschaltet und beispielsweise hinsichtlich seines Tastverhältnisses beeinflußt.The input of a first control circuit RS1, in which the first DC output voltage U1 is monitored, is connected to the output terminal Q2 and thus to the voltage U1. When this voltage U1 falls below a predetermined value, the first controlled switch S1 is switched through by the first control circuit and, for example, its duty cycle is influenced.

Eine zweite Sekundärwicklung L2 des Übertragers TR ist mit einem Ende mit der Ausgangsklemme Q1 verbunden. Das andere Ende der zweiten Sekundärwicklung L2 ist über eine zweite Gleichrichterdiode D2 mit einer Ausgangsklemme Q3 verbunden, wobei die Durchlaßrichtung der Diode D2 von der zweiten Sekundärwicklung L2 zur Ausgangsklemme Q3 führt, wobei zwischen dieser positiven Ausgangsklemme Q3 und der Ausgangsklemme Q1 eine zweite Ausgangsgleichspannung U2 liegt, deren Wert größer als jener von U1 ist. Zwischen der dritten Ausgangsklemme Q3 und der ersten Ausgangsklemme Q1 liegt ein zweiter Speicherkondensator C2. Zwischen der Kathode der zweiten Gleichrichterdiode D2 und der Kathode der ersten Gleichrichterdiode D1 bzw. dem Eingang der Speicherdrossel SDR liegt ein zweiter gesteuerter Schalter S2, der von einer zweiten Regelschaltung RS2 angesteuert wird. Die zweite Regelschaltung RS2 ist mit ihrem Eingang mit der dritten Ausgangsklemme Q3 und damit mit der Spannung U2 verbunden und überwacht die letztgenannte Spannung U2. Sobald diese Ausgangsspannung U2 einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet, wird durch die zweite Regelschaltung RS2 der zweite gesteuerte Schalter S2 durchgeschaltet und es wird beispielsweise sein Tastverhältnis beeinflußt.A second secondary winding L2 of the transformer TR has one end connected to the output terminal Q1. The other end of the second secondary winding L2 is connected via a second rectifier diode D2 to an output terminal Q3, the forward direction of the diode D2 leading from the second secondary winding L2 to the output terminal Q3, with a second DC output voltage U2 lying between this positive output terminal Q3 and the output terminal Q1 whose value is greater than that of U1. A second storage capacitor C2 is located between the third output terminal Q3 and the first output terminal Q1. Between the cathode of the second rectifier diode D2 and the cathode of the first rectifier diode D1 or the input of the storage choke SDR there is a second controlled switch S2 which is controlled by a second control circuit RS2. The input of the second control circuit RS2 is connected to the third output terminal Q3 and thus to the voltage U2 and monitors the latter voltage U2. As soon as this output voltage U2 exceeds a predetermined voltage value, the second controlled switch S2 is switched through by the second control circuit RS2 and its duty cycle is influenced, for example.

Fig. 2 zeigt schematisch die erste Betriebsphase des Netzteils, bei welcher der erste gesteuerte Schalter S1 durchgeschaltet ist. Es fließt als Arbeitsstrom durch die Primärwicklung LP ein Primärstrom JP und in der ersten Sekundär-wicklung L1 wird ein erster Sekundärstrom JL1 erzeugt. Dieser erste Sekundärstrom JL1 fließt über die erste Gleichrichterdiode D1 durch die Speicherdrossel SDR. Dem Übertrager TR, der Speicherdrossel SDR und dem Speicherkondensator C1 wird auf diese Weise Energie zugeführt.2 schematically shows the first operating phase of the power supply, in which the first controlled switch S1 is switched through. A primary current JP flows as the working current through the primary winding LP and a first secondary current JL1 is generated in the first secondary winding L1. This first secondary current JL1 flows via the first rectifier diode D1 through the storage choke SDR. The transformer TR, the storage choke SDR and the storage capacitor C1 are supplied with energy in this way.

Gemäß Fig. 3, welche eine zweite Betriebsphase zeigt, ist der erste gesteuerte Schalter S1 geöffnet und der zweite gesteuerte Schalter S2 durchgeschaltet.3, which shows a second operating phase, the first controlled switch S1 is open and the second controlled switch S2 is switched through.

Es erfolgt ein Energiefluß aus dem Übertrager TR, sodaß ein zweiter Sekundärstrom JL2 durch die zweite Sekundärwicklung L2 über die zweite Gleichrichterdiode D2 fließt. Es fließt damit ein zusätzlicher Speicherstrom über den zweiten gesteuerten Schalter S2 und über die Speicherdrossel SDR, welche dadurch weiter aufmagnetisiert wird. Der erste Speicherkondensator C1 wird weiter aufgeladen und der zweite Speicherkondensator C2 wird entladen. Ein magnetisierbarer Kern des Übertragers TR wird hiebei abmagnetisiert.There is an energy flow from the transformer TR, so that a second secondary current JL2 flows through the second secondary winding L2 via the second rectifier diode D2. An additional storage current thus flows via the second controlled switch S2 and via the storage choke SDR, which is thereby further magnetized. The first storage capacitor C1 is further charged and the second storage capacitor C2 is discharged. A magnetizable core of the transformer TR is demagnetized.

Gemäß Fig. 4 sind in einer dritten Betriebsphase sowohl der erste gesteuerte Schalter S1 als auch der zweite gesteuerte Schalter S2 geöffnet. Der Übertager TR wird weiter abmagnetisiert. Es fließt der zweite Sekundärstrom JL2 über die zweite Gleichrichterdiode D2 und der zweite Speicherkondensator C2 wird aufgeladen. Der Übertragerkern wird weiter abmagnetisiert. Die Speicherdrossel SDR wird entladen und es fließt ein Speicherdrosselentladestrom JSDR, durch welchen der erste Speicherkondensator C1 weiter aufgeladen wird.4, both the first controlled switch S1 and the second controlled switch S2 are open in a third operating phase. The transfer device TR is further demagnetized. The second secondary current JL2 flows through the second rectifier diode D2 and the second storage capacitor C2 is charged. The transformer core is further demagnetized. The storage choke SDR is discharged and a storage choke discharge current JSDR flows, through which the first storage capacitor C1 is further charged.

Wie Fig. 5 zeigt, ist bei einem Ausführungsbeispiel der zweiten Regelschaltung RS2 ein Widerstand R vorgesehen, welcher in Serie mit der Speicherdrossel SDR angeordnet ist, weshalb durch die Speicherdrossel SDR als auch durch den Widerstand R der gleiche Strom fließt, der zu einem Spannungsabfall am Widerstand R führt und von einer Stromüberwachungsschaltung STÜ erfaßt wird. In dieser Überwachungsschaltung STÜ wird ein Stromüberwachungssignal SIG2 erzeugt. Dieses Signal SIG2 ist sägezahnförmig, wobei der Anstieg des Sägezahns dem Strom durch den Widerstand R beim Aufladen des ersten 35 shows, in one embodiment of the second control circuit RS2, a resistor R is provided, which is arranged in series with the storage inductor SDR, which is why the same current flows through the storage inductor SDR and through the resistor R, which leads to a voltage drop on Resistor R leads and is detected by a current monitoring circuit STÜ. A current monitoring signal SIG2 is generated in this monitoring circuit STÜ. This signal SIG2 is sawtooth-shaped, the increase in the sawtooth reflecting the current through the resistor R when charging the first third

Claims (4)

AT 401 208 B Speicherkondensators C1 proportional ist. Die zweite Regelschaltung RS2 besitzt eine Spannungsüberwachungsschaltung SPÜ, welche die Spannung am zweiten Speicherkondensator C2 überwacht und diese mit einem Spannungsreferenzsignal vergleicht, das von einer Spannungsreferenzschaltung REF erzeugt wird. Die Spannungsüberwachungs-Schaltung SPÜ erzeugt ein Spannungsüberwachungssignal SIG1. Es ist weiters eine Synchronisierschaltung SYP vorgesehen, die mit dem ersten Ende der Speicherdrossel SDR verbunden ist. An diesem Schaltungspunkt entsteht beim Abschalten des ersten gesteuerten Schalters S1 zufolge einer Spannungsumkehr am Übertrager TR sowie in der Speicherdrossel SDR ein kurzer negativer Impuls, aus dem in der Synchronisierschaltung SYP ein Synchronisiersignal SIG3 erzeugt wird. Die zweite Regelschaltung RS2 enthält überdies eine Logikschaltung SIP zur Schaltsignalformung eines Schaltsignales SIG4 aus dem Spannungsüberwachungssignal SIG1, dem Stromüberwachungssignal SIG2 und dem Synchronisiersignal SIG3. Das Schaltsignal SIG4 wird einer Treiberschaltung TS zugeführt, welche den zweiten gesteuerten Schalter S2 ansteuert. In dem seitlichen Verlauf gemäß Fig. 6 sind das Spannungsüberwachungssignal SIG1, das Stromüberwachungssignal SIG2 und das Synchronisiersignal SIG3 zusammen mit dem erzeugten Schaltsignal SIG4 über einer Zeitachse T dargestellt. Zu einem Zeitpunkt T1 am Ende der ersten und am Beginn der zweiten Betriebsphase des Schaltnetzteils weist das Synchronisiersignal SIG3 eine negative Flanke auf, welche bewirkt, daß ein positiver Impuls des Schaltsignals SIG4 beginnt und damit der zweite gesteuerte Schalter S2 durchgeschaltet wird. Gleichzeitig beginnt die Stromüberwachungsschaltung STÜ mit der Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromüberwachungssignals SIG2, bei welchem der Sägezahnanstieg den Strom durch den Widerstand R und damit den Strom durch die Speicherdrossel SDR sowie den Strom über den zweiten gesteuerten Schalter S2 proportional ist. Die Stromüberwachungsschaltung STÜ ist zu diesem Zweck beim Zeitpunkt T1 synchronisierbar, beispielsweise durch das Synchronisiersignal SIG3 oder das Schaltsignal SIG4. In der Logikschaltung SIP wird das Spannungsüberwachungssignal SIG mit dem Stromüberwachungssignal SIG2 verglichen und bei einem gleichen Spannungswert dieser beiden Signale wird zu einem Zeitpunkt T2 der positive Impuls des Schaltsignals SIG4 beendet, wodurch der zweite gesteuerte Schalter S2 geöffnet wird. Unter der Annahme, daß das Signal SIG1 konstant ist, wird unabhängig von dem Strom durch die Speicherdrossel SDR eine konstante Ladungsmenge zur Drossel geführt. Die zweite Betriebsphase ist beendet und es beginnt die dritte Betriebsphase, welche zu einem Zeitpunkt T3 beendet wird, in dem erneut eine weitere erste Betriebsphase des Schaltnetzteils beginnt. In dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil wird unter Zuhilfenahme einer Speicherdrossel SDR eine erste Ausgangsgleichspannung U1 erzeugt, welche mittels einer ersten Regelschaltung RS1 geregelt wird, und es wird zusätzlich eine zweite Ausgangsspannung U2 erzeugt, welche mittels einer zweiten Regelschaltung RS2 unter Zuhilfenahme eines zusätzlichen Speicherstromes durch die Speicherdrossel SDR geregelt wird. Somit sind in einfacher Weise zwei geregelte Ausgangsspannungen erzielbar. Patentansprüche 1. Schaltnetzteil mit einem Übertrager (TR), der eine Primärwicklung (LP) und zwei Sekundärwicklungen (L1, L2) besitzt, wobei die Primärwicklung (LP) über einen gesteuerten Schalter (S1) an einer Eingangsgleichspannung (UP) liegt, jeder Sekundärwicklung (L1, L2) ein erster bzw. zweiter Sekundärkreis mit einer Gleichrichterdiode (D1, D2) sowie je ein Speicherkondensator (C1, C2) zur Erzeugung einer ersten und einer zweiten Ausgangsgleichspannung (U1, U2) zugeordnet ist, eine erste Regelschaltung (RS1) in Abhängigkeit von der ersten Ausgangsspannung (U1) das Tastverhältnis des gesteuerten Schalters (S1) steuert und eine zweite Regelschaltung (RS2) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der zweiten Ausgangsspannung (U2) zur zusätzlichen Regelung herangezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Sekundärkreis zusätzlich zur Gleichrichterdiode (D1) eine Freilaufdiode (D3) und eine Speicherdrossel (SDR) vorgesehen sind und beide Sekundärwicklungen (L1, L2) einen gemeinsamen Fußpunkt aufweisen, wobei die zweite Sekundärwicklung (L2) gegensinnig an die zweite Gleichrichterdiode (D2) angeschlossen ist und zwischen dem Gleichspannungspunkt der zweiten Diode (D2) und der Verbindung zwischen erster Diode (D1) und Speicherdrossel (SDR) ein zweiter gesteuerter Schalter (S2) angeordnet ist, dessen Tastverhältnis von der zweiten Regelschaltung (RS2) gesteuert wird, wobei der zweite Schalter (S2) mit dem ersten Schalter (S1) über eine Synchronisierschaltung (SYP, SIP) so synchronisiert ist, daß er erst nach Ausschalten des ersten Schalters (S1) einschaltet. 4 AT 401 208 BAT 401 208 B storage capacitor C1 is proportional. The second control circuit RS2 has a voltage monitoring circuit SPÜ, which monitors the voltage at the second storage capacitor C2 and compares it with a voltage reference signal that is generated by a voltage reference circuit REF. The voltage monitoring circuit SPÜ generates a voltage monitoring signal SIG1. A synchronization circuit SYP is also provided, which is connected to the first end of the storage inductor SDR. At this circuit point, when the first controlled switch S1 is switched off, a short negative pulse arises as a result of a voltage reversal at the transformer TR and in the storage choke SDR, from which a synchronization signal SIG3 is generated in the synchronization circuit SYP. The second control circuit RS2 also contains a logic circuit SIP for switching signal shaping of a switching signal SIG4 from the voltage monitoring signal SIG1, the current monitoring signal SIG2 and the synchronization signal SIG3. The switching signal SIG4 is fed to a driver circuit TS which drives the second controlled switch S2. 6 shows the voltage monitoring signal SIG1, the current monitoring signal SIG2 and the synchronization signal SIG3 together with the generated switching signal SIG4 over a time axis T. At a time T1 at the end of the first and at the beginning of the second operating phase of the switching power supply, the synchronization signal SIG3 has a negative edge, which causes a positive pulse of the switching signal SIG4 to begin and the second controlled switch S2 to be switched through. At the same time, the current monitoring circuit STÜ begins with the generation of a sawtooth-shaped current monitoring signal SIG2, in which the sawtooth rise is proportional to the current through the resistor R and thus the current through the storage inductor SDR and the current through the second controlled switch S2. For this purpose, the current monitoring circuit STÜ can be synchronized at time T1, for example by means of the synchronization signal SIG3 or the switching signal SIG4. In the logic circuit SIP, the voltage monitoring signal SIG is compared with the current monitoring signal SIG2 and if the voltage value of these two signals is the same, the positive pulse of the switching signal SIG4 is ended at a time T2, as a result of which the second controlled switch S2 is opened. Assuming that the signal SIG1 is constant, a constant amount of charge is supplied to the choke regardless of the current through the storage choke SDR. The second operating phase has ended and the third operating phase begins, which ends at a time T3 at which another first operating phase of the switched-mode power supply begins again. In the switching power supply according to the invention, a first DC output voltage U1 is generated with the aid of a storage choke SDR, which is regulated by means of a first control circuit RS1, and a second output voltage U2 is additionally generated, which is generated by means of a second control circuit RS2 with the aid of an additional storage current through the storage choke SDR is regulated. Two regulated output voltages can thus be achieved in a simple manner. 1. Switched-mode power supply with a transformer (TR), which has a primary winding (LP) and two secondary windings (L1, L2), the primary winding (LP) being connected to an input DC voltage (UP) via a controlled switch (S1), each secondary winding (L1, L2) a first or second secondary circuit with a rectifier diode (D1, D2) and a storage capacitor (C1, C2) for generating a first and a second DC output voltage (U1, U2) is assigned, a first control circuit (RS1) depending on the first output voltage (U1) controls the duty cycle of the controlled switch (S1) and a second control circuit (RS2) is provided, which is used as a function of the second output voltage (U2) for additional control, characterized in that in the first Secondary circuit in addition to the rectifier diode (D1), a free-wheeling diode (D3) and a storage choke (SDR) are provided and both secondary windings (L1 , L2) have a common base point, the second secondary winding (L2) being connected in opposite directions to the second rectifier diode (D2) and between the DC voltage point of the second diode (D2) and the connection between the first diode (D1) and the storage choke (SDR) second controlled switch (S2) is arranged, whose duty cycle is controlled by the second control circuit (RS2), the second switch (S2) being synchronized with the first switch (S1) via a synchronization circuit (SYP, SIP) so that it is only switches on after the first switch (S1) is switched off. 4 AT 401 208 B 2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Regelschaltung (RS2) ausgehend von dem Strom (ISDR) durch die Speicherdrossel (SDR) in einer Stromüberwachungsschaltung (STÜ) ein sägezahnförmiges Stromüberwachungssignal (SIG2) erzeugt wird, das periodisch nach Öffnen des ersten Schalters (S1) ausgeiöst wird und dessen Anstieg dem Drosselstrom (ISDR) proportional ist, das Stromüberwachungssignal (SIG2) in einer Logikschaltung (SIP) mit einem Spannungsüberwachungssignal (SIG1) verglichen wird, das in einer Spannungsüberwachungsschaltung (SPÜ) durch Vergleich der zweiten Ausgangsgleichspannung (U2) mit einer Referenzspannung (REF) gewonnen wird, wobei bei Übereinstimmen des Stromüberwachungssignals (SIG2) mit dem Spannungsüberwachungssignal (SIG1) ein Schaltsignal (SIG4) für den zweiten gesteuerten Schalter (S2), welches periodisch über die Synchronisierschaltung (SYP, SIP) nach Abschalten des ersten Schalters (Sl) ausgelöst wird, rückgesetzt wird.2. Switching power supply according to claim 1, characterized in that in the second control circuit (RS2) based on the current (ISDR) through the storage choke (SDR) in a current monitoring circuit (STÜ) a sawtooth-shaped current monitoring signal (SIG2) is generated, which periodically after opening the first switch (S1) is triggered and the rise of which is proportional to the inductor current (ISDR), the current monitoring signal (SIG2) is compared in a logic circuit (SIP) with a voltage monitoring signal (SIG1), which is compared in a voltage monitoring circuit (SPÜ) by comparing the second DC output voltage (U2) is obtained with a reference voltage (REF), whereby if the current monitoring signal (SIG2) matches the voltage monitoring signal (SIG1), a switching signal (SIG4) for the second controlled switch (S2), which is periodically transmitted via the synchronization circuit (SYP, SIP ) is triggered after the first switch (Sl) is switched off, reset t will. 3. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang der Stromüberwachungsschaltung (STÜ) der Spannungsabfall eines Widerstandes (R) zugeführt ist, der in Serienschaltung mit der Speicherdrossel (SDR) liegt.3. Switching power supply according to claim 2, characterized in that the input of the current monitoring circuit (STÜ) is supplied with the voltage drop of a resistor (R) which is connected in series with the storage inductor (SDR). 4. Schaltnetzteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Synchronisierschaltung (SYP) an die Verbindung zwischen erster Gleichrichterdiode (D1) und Speicherdrossel (SDR) angeschlossen ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 54. Switched-mode power supply according to claim 2 or 3, characterized in that the input of the synchronization circuit (SYP) is connected to the connection between the first rectifier diode (D1) and storage choke (SDR). Including 3 sheets of drawings 5
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0164144A1 (en) * 1984-05-09 1985-12-11 Hasler AG DC/DC converter
DE3828959A1 (en) * 1988-08-26 1990-03-08 Ant Nachrichtentech SWITCHING REGULATOR

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