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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Eintakt-Durchflusswandler mit einem Übertrager, bel welchem auf einem gemeinsamen Kern eine Pnmär- und zumindest eine Sekundärwicklung angeordnet sind und bei welchem eine Abmagnetislerungsschaltung, bestehend aus zumindest einer weiteren, auf dem gemeinsamen Kern angeordneten Wicklung und zumindest einer Diode vorgesehen ist, wobei die Pnmärwicklung über einen gesteuerten Schalter an eine Eingangsgleichspannung gelegt ist.
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W3 angeordnet, die zur Steuerung des freischwingenden Wandlers vorgesehen ist. Die Abmagnetisierung des Übertragerkerns erfolgt bei dieser bekannten Schaltung ausschliesslich über die Rückarbeitswicklung und nur solange, bis das Magnetfeld des Kernes den Wert Null erreicht hat.
Dabei verringert sich die Durchflutung des Kernes auf den Wert für die Remanenz. Eine weitere Abmagnetlslerung des Kernes ist bei dieser bekannten Schaltung nicht möglich.
Weiters ist aus der GB-A-2 188 498 ein selbstschwingender Sperrwandler mit einer Primär-, einer Sekundär- und einer Steuerwicklung bekannt geworden. Bei diesem bekannten Wandler ist keine Abmagnetlslerung der oben genannten Art vorgesehen. Diese wird einerseits durch die Steuerwicklung und andererseits durch die Sekundärwicklung des Übertragers realisiert. Aus diesem Grund ist die Abmagnetisierung In nachteiliger Welse von der Last abhängig.
Eintakt-Durchflusswandler werden beispielsweise In Netzgeräten zur Umsetzung einer VersorgungsZwischenkreisspannung In eine Ausgangsspannung eingesetzt. Ein Nachteil bekannter Wandler liegt unter anderem dann, dass mittels der Rückarbeitswicklung und der Rückarbeitsdiode nur eine unvollständige Abmagnetisierung des Übertragerkernes erzielt wird
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Eintakt-Durchflusswandler anzugeben, bel welchem eine
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ist, wobei der durch das Steuersignal in dieser Hilfswicklung erzeugte Hilfsstrom eine Gegenerregung zur zumindest teilwelsen Abmagnetisierung des Übertragerkernes erzeugt und zur zumindest teilwelsen Erze1J- gung des Eingangssignals des Schalters herangezogen ist.
Durch diese Massnahme kann das Magnetfeld des Kernes auf einen negativen Wert verringert werden, wodurch die Durchflutung dieses Kernes auf einen Wert unterhalb der Remanenz, vorzugsweise auf Null absinkt. Somit kann ein Durchflusswandler der erfindungsgemässen Art mit weniger Verlustleistung betneben werden als bekannte Wandler. Weiters haben erfindungsgemässe Durchflusswandler den Vorteil, dass aufgrund der Hilfswicklung ein versehentliches Einschalten des Schalters während der Abmagnetisierungsphase verhindert wird. Dadurch wird die Betriebssicherheit eines solchen Wandlers erheblich verbessert.
Bel einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemässen Eintakt-
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dielung zusätzlich über Rückarbeitsdioden parallel zur Primssrspule geschalten ist und das Magnetfeld des Übertragerkernes durch diese Hilfswicklung bis auf einen negativen Wert abmagnetisiert wird.
Bel dieser Ausführungsform wird auf eine Abmagnetisierungswicklung im herkömmlichen Sinne völlig verzichtet und der Übertragerkern vollständig durch die Hilfswicklung abmagnetisiert, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung eines solchen Durchflusswandlers ermöglicht wird.
Bel einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zur Abmagnetlslerung des Übertragerkernes eine Abmagnetlslerungsschaltung vorgesehen, die einerseits aus einer Rückarbeitswicklung und einer Rückarbeitsdiode besteht, die parallel zur Pnmärwlcklung geschalten sind, und die andererseits zusätzlich die Hilfswicklung enthält, wobei das Magnetfeld des Übertragerkernes durch die Rückarbeitswicklung maximal bis auf den Wert von 0 und mittels der Hilfswicklung zusätzlich auf einen negativen Wert abmagnetlslert wird.
Ein solcher Wandler der erfindungsgemässen Art zeichnet sich zusätzlich zu einer geringen Verlustleistung durch eine einfache und flexible Ansteuerbarkeit aus.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus anderen Unteransprüchen hervor.
In den beiliegenden Figuren, die Im folgenden näher erläutert werden, sind bevorzugte Ausführurigsbei- spiele erfindungsgemässer Wandler dargestellt. In diesen Figuren zeigen :
Figur 1 Magnetisierungskurven eines Eintakt-Durchflusswandlers,
Figur 2 einen erfindungsgemässen Eintakt-Durchflusswandler,
Figur 3 den Durchflusswandler von Figur 2 vor Durchschalten des gesteuerten Schalters,
Figur 4 den Durchflusswandler von Figur 2 bei durchgeschaltenem Schalter,
Figuren 5 bis 7 Durchflusswandler, bel welchen der gesteuerte Schalter abgeschalten ist,
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iqui 0 viiiv riii15eFigur 9 einen erfindungsgemässen Elntakt-Durchflusswandler,
bel welchem die Rückarbeitswicklung zu- gleich die Hilfswicklung Ist,
Figur 10 einen weiteren Eintakt-Durchflusswandler der erfindungsgemässen Art,
Figur 11 ein Schaltungsdetail eines erfindungsgemässen Eintakt-Durchflusswandlers,
Figuren 12 bis 17 weitere Ausführungsvananten eines erfindungsgemässen Eintakt-Durchflusswandlers.
Figur 18 ein Schaltungsdetail eines erfindungsgemässen Eintakt-Durchflusswandlers.
Figur 1 zeigt eine Magnetisierungskurve eines erfindungsgemässen Eintakt-Durchflusswandlers mit einer ersten Hysteresekurve, welche stnchpunktlert dargestellt ist. In einem Punkt A der ersten Hysteresekurve
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durch eine Hilfswicklung des Übertragers wird eine Gegenerregung-He erz ! e ! t zum weiteren Abmagnetisieren. Mit dem erneuten Einschalten des Pnmärstromes wird entlang einer zweiten Hysteresekurve erneut der Punkt A erreicht. Bestimmend für einen Wirkungsgrad des Eintakt-Durchflusswandlers ist die von der zweiten Hysteresekurve umschlossene Fläche, welche in der Figur 1 schräg schraffiert dargestellt 1St. Ohne eine
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istmit Hilfe der Gegenerregung mittels des Hilfsstromes durch die Hilfswicklung des Übertragers sein Wirkungsgrad verbessert wird.
Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Eintakt-Durchflusswandler. Es ist eine Zwischenkreis-
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1, einer RückarbeitswIcklungkreisspannung verbunden. Ein zweites Ende der Primärwicklung L ist mit dem Kollektor des Transistors V1 verbunden. Der Emitter des Transistors V1 ist mit dem negativen Pol der Zwischenkreisspannung verbunden. Ein erstes Ende der Hilfswicklung LH ist mit der Basis des Transistors V1 verbunden. Zwischen der Basis des Transistors V1 und dem negativen Pol der Zwischenkreisspannung ist ein erster Widerstand R1 vorgesehen. Ein zweites Ende der Hilfswiclung LH ist über eine erste Diode 01 mit einer Ansteuerspannung UST verbunden, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der ersten Diode zur Hilfswicklung.
Ein erstes Ende
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spannung ZW verbunden, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der Rückarbeitsdiode DR zur Rückarbeits- wicklung LA. Ein zweites Ende der Rückarbeitswicklung LR ist mit dem positiven Pol der Zwischenkreisspannung UZW verbunden. Ein erstes Ende der Sekundärwicklung L2 ist über eine Gleichnchtungsdiode DG mit einem positiven Pol einer Sekundärkreisspannung USEK verbunden. Ein zweites Ende der Sekundärwicklung L2 Ist mit einem negativen Pol der Sekundärkreisspannung USEK verbunden.
Die Figur 3 zeigt eine Einschaltphase des Eintakt-Durchflusswandlers von Figur 2. Der Transistor V1 ist zunächst gesperrt Es wird eine positive Ansteuerspannung UST angelegt. Es fliesst ein Einschaltstrom über die erste Diode 01, über die Hilfswicklung LH, sowie über den ersten Widerstand R1. Durch den
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Gegenerregung erzeugt wird. Der Übertrager dient als ein Verbraucher. Am Beginn der Einschaltphase steht ein Grossteil der Ansteuerspannung an der Hilfswicklung LH. In der Folge steigt der Hilfsstrom, und damit auch die Spannung am ersten Widerstand R1, was zum Durchschalten des Transistors V1 führt, welcher beispielsweise ein Feldeffekttransistor ist.
Die Figur 4 zeigt eine Arbeitsphase des Eintakt-Durchflusswandlers von Figur 2. Beim Durchschalten des
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umkehrt. Damit kehrt sich auch ein Energiefluss dieser Wicklung um, so dass diese vom Verbraucher zum Erzeuger wird. Diese umgekehrte Spannung ULH addiert sich nun zur Ansteuerspannung. Dieser Vorgang unterstützt zusätzlich das Durchschalten des Transistors V1. Eine Spannung UE am ersten Widerstand R1 ist gleich der Summe aus Ansteuerspannung UST plus der Spannung ULH an der Hilfswicklung LH.
Die Figur 5 zeigt eine Abschaltphase des Eintakt-Durchflusswandlers von Figur 2. Alleine durch einen Wegfall der Ansteuerspannung UST, also UST = 0, könnte der Transistor V1 zufolge der magnetischen Kopplung und der dadurch in der Hilfswicklung LH induzierten Spannung ULH nicht abgeschaltet werden. Allenfalls könnte eine negative Spannung UST dies bewirken. Zum Abschalten des Transistors V1 muss die
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Spannung UE direkt an seiner Steuerelektrode zu Null gebracht werden. Dies kann beispielsweise durch ein zweites Schaltelement V2 zwischen der Steuerelektrode und dem negativen Pol der Versorgungsspannung bewirkt werden, Indem beispielsweise über einen zweiten Widerstand R2 eine positive Schaltspannung U2 an die Steuerelektrode des zweiten Schaltelementes V2 gelangt, sodass dieses durchschaltet.
Die Figur 6 zeigt eine Schaltungsvariante für den Eintakt-Durchflusswandler von Figur 2, bei welchem ein bipolarer Transistor V1 eingesetzt ist. In diesem Fall Ist die Basis des Transistors V1 als dessen Steuerelektrode In Serie verbunden über die erste Diode 01, den ersten Widerstand R1 und die Hilfswicklung LH mit dem positiven Pol der Ansteuerspannung UST. In diesem Fall wird der Schaltpunkt zwischen dem ersten Widerstand R1 und der ersten Diode 01 durch das zweite Schaltelement V2 mit dem negativen Pol der Versorgungsspannung verbunden für ein Abschalten des Transistors V1.
Die Figur 7 zeigt eine weitere Schaltungsvariante für den Eintakt-Durchflusswandler von Figur 2, bel welchem das zweite Schaltelement V2 zwischen der Hdfswicktung LH und dem ersten Widerstand R1 eingefügt 1St. Die Steuerelektrode des zweiten Schaltelementes V2 ist über den zweiten Widerstand R2 mit dem positiven Pol der Ansteuerspannung UST verbunden. Sobald die Ansteuerspannung UST gleich Null wird, wird das zweite Schaltelement V2 durch die Spannung ULH an der Hilfswicklung LH gesperrt, und die Spannung UE am ersten Widerstand R1 wird zu Null. Damit sperrt der Transistor V1.
Die Figur 8 zeigt eine Abmagnetisierungsphase des Eintakt-Durchflusswandlers von Figur 2. Beim Abschalten des Transistors V1 dreht sich die Spannung bezogen auf die Arbeitsphase an allen Übertragerwicklungen um. Die Rückarbeitswicklung weist ihre gespeicherte magnetische Energie In die Zwischenkreisspannung zurück. Es fliesst dabei ein Strom über die Rückarbeitsdiode DR. Es erfolgt eine Abmagnetlsle- rung bis zu einer remanenten Magnetisierung. Die Spannung ULH, welche In der Hilfswicklung LH dabei induziert wird, verhindert zusätzlich ein Einschalten des Transistors V1, auch wenn die Ansteuerspannung UST positiv wird. Nach dieser Abmagnetisierungsphase kann durch eine positive angelegte Ansteuerspannung UST die Einschaltphase erneut beginnen, wobei als Hilfsstrom der Einschaltstrom durch die Hilfswicklung LH fliesst.
Damit wird eine Gegenerregung des Übertragers bewirkt. Diese führt zur vollständigen Abmagnetisierung des Übertragers.
Mit Hilfe der Hilfswicklung sind demzufolge folgende Vorteile erzielbar :
1. Bessere Nutzung des Magnetisterungsstromes insbesondere auch bel einem geschlossenen Übertra- gerkern, für welchen ein Luftspalt nicht erforderlich ist.
2. Vollständige Abmagnetisierung und damit eine bessere Nutzung der Übertragerkernes, beispielsweise auch bei einem vollständig geschlossenen Eisenkreis.
3. Mitkopplungseffekt beim Ansteuern des ersten Schaltelementes.
4. Während der Abmagnetislerungsphase kann das erste Schaltelement nicht durch eine Ansteuerspan- nung eingeschaltet werden, wodurch insbesondere eine Erhöhung der Störsicherheit erzielbar 1St, für eine Vermeidung einer Kernsättigung bel einer Störung der Ansteuerung.
Dieses Schaltungsprinzip ist insbesondere anwendbar für einen Einsatz sowohl von Feldeffekttransistoren als auch von bipolaren Transistoren als Schaltelemente.
Die Figur 9 zeigt ein weiteres AusführungsbeispIel für einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem eine Primärwicklung L 1, eine Sekundärwicklung L2, sowie eine Hilfswicklung LH des Übertragers T vorgesehen
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mit Hilfe einer ersten Rückarbeitsdiode DR1, sowie einer zweiten Rückarbeitsdiode DR2. Die erste Rückarbeitsdiode DR1 ist parallel zum ersten Widerstand R1 vorgesehen, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der ersten Rückarbeitsdiode DR1 zur Hilfswicklung LH.
Die zweite Rückarbeitsdiode DR2 verbindet den Schaltungspunkt zwischen der ersten Diode 01 und der Hilfswicklung LH mit dem positiven Pol der Zwischenkreisspannung, mit einer vorgesehenen Stromnchtung für die zweite Rückarbeitsdiode DR2 zum positiven Pol der Zwischenkreisspannung UZW. Während der Rückarbeitsphase fliesst somit ein Rückarbeitsstrom über die erste Rückarbeitsdiode DR1, über die Hilfswicklung LH, sowie über die zweite Rückarbeitsdiode DR2.
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Der Eintakt-Durchflusswandler von Figur 9 ist insbesondere einsetzbar in jenen Anwendungsfällen, bel denen die Zwischenkreisspannung UZW und die Ansteuerspannung UST keine allzu grossen Unterschiede aufweisen.
Die Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel von einem Eintakt-Durchflusswandler Der Übertrager T weist eine Pnmärwicklung L 1, eine SekundärwIcklung L2, sowie eine Hilfswicklung LH auf. Ein erstes Ende der Sekundärwicklung L2 ist über eine Glelchnchtungsdiode DG mit einem positiven Pol von einer Sekundärspannung USEK verbunden, mit einer vorgesehenen Stromnchtung für die Gleichrichtungsdiode
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DG zum positiven Pol der Sekundärspannung USEK. Ein zweites Ende der Sekundärwicklung L2 Ist mit einem negativen Pol der Sekundärspannung USEK verbunden.
Ein erstes Ende der Primärwicklung L 1 ist mit einem positiven Pol einer Zwischenkreisspannung UZW als Versorgungsspannung verbunden Ein zweites Ende der Primärwicklung Li ist über einen Transistor V1 als ein erstes Schaltelement mit einem negativen Pol der Zwischenkreisspannung UZW verbunden. Eine Steuerelektrode des Transistors V1 ist über eine erste Rückarbeitsdiode DR1 mit dem negativen Pol der Zwischenkreisspannung USW verbunden, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der ersten Rückarbeitsdiode zur Steuerelektrode des Transistors V1. Die Steuerelektrode des Transistors V1 ist über eine zweite Rückarbeitsdiode DR2 mit einem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden, mit einer vorgesehenen Stromrichtung für die Rückarbeitsdiode DR2 zur Hilfswicklung.
Ein zweites Ende der Hilfswicklung LH ist über eine dritte Rückarbeitsdiode DR3 mit dem positiven Pol der Zwischenkreisspannung UZW verbunden. Mit einer vorgesehenen Stromnchtung für die dntte Rückarbeitsdiode DR3 zum positiven Pol der Zwischenkreisspannung UZW. Das erste Ende der Hilfswicklung LH ist über einen ersten Widerstand R1 und eine vierte Diode D4 mit der Steuerelektrode des Transistors V1 verbunden, mit einer vorgesehenen Stromrichtung für die vierte Diode D4 zur Steuerelektrode des Transistors V1. Der Schaltungspunkt zwischen dem ersten Widerstand R1 und der vierten Diode D4 ist über eine fünfte Diode D5 mit dem zweiten Ende der Primärwicklung verbunden, mit einer vorgesehenen
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ein zweiter Widerstand R2 vorgesehen.
Das zweite Ende der Hilfswicklung LH ist über einen ersten Kondensator C1 mit dem negativen Pol der Zwischenkreisspannung UZW verbunden, sodass am ersten Kondensator C1 eine Ansteuerspannung UST vorgesehen ist.
Dieser Eintakt-Durchflusswandler kann zur Eigenschwingung angeregt werden. Dadurch, dass die Hilfs- wicklung LH als eine Rückarbeitswicklung zusätzlich kombiniert verwendet wird, ist eine Leerlauffestigkeit gegeben.
Der zweite Widerstand R2 dient zum Anschwingen. Dabei fliesst ein Strom über den zweiten Widerstand R2, die Hilfswicklung LH, den ersten Widerstand R1, die vierte Diode D4, sowie über die Steuerelektrode des Transistors V1 als ein Basis-Emitter-Strom des Transistors V1 zum negativen Pol der Zwischenkreisspannung UZW. Zusätzlich wird der erste Kondensator C1 über den zweiten Widerstand R2 aufgeladen.
Der Transistor V1 wird durchgeschaltet. Es fliesst ein Primärstrom über die Primärwicklung L 1. Durch einen Mitkoppeleffekt zwischen der Primärwicklung L 1 und der Hilfswicklung LH wird in der Hilfswicklung LH eine Spannung induziert, durch welche das Durchschalten des Transistors V1 unterstützt wird. Der erste Widerstand R1 dient dabei zur Strombegrenzung. Es ist eine Antisättigungsschaltung für den Transistor V1 vorgesehen, Insbesondere durch die vierte Diode D4, die fünfte Diode D5, sowie die zweite Rückarbeitsdiode DR2 Der Transistor V1 ist solange durchgeschaltet, bis der erste Kondenator C1 umgeladen ist.
Sobald die Kondensatorspannung am ersten Kondensator C1 die Spannung an der Hi ! fswick ! ung LH aufhebt und damit der Strom zum Durchschalten des Transistors V1 soweit zurückgeht, dass die Stromverstärkung des Transistors V1 nicht mehr ausreicht, den Strom durch die Primärwicklung L 1 aufrechtzuerhalten, entsteht ein negatives duidt Insbesondere in der Primärwicklung L1 des Übertragers T. Die Spannungen an der Primärwicklung L 1 und der Hilfswicklung LH werden umgedreht. Durch die Verkopplung der Primärwicklung L 1 und der Hilfswicklung LH wird der Transistor V1 in den Sperrzustand gestossen.
Es bildet sich ein Rückarbeitsweg aus über die erste Rückarbeitsdiode DR1, die zweite Rückarbeitsdiode DR2, die Hilfswicklung LH, sowie über den ersten Kondensator C1. Sobald der erste Kondensator C1 auf die Zwischenkreisspannung UZW aufgeladen ist. übernimmt die dritte Rückarbeitsdiode DR3 den Abmagnetisierungsstrom und speist ihn in die Zwischenkreisspannung UZW zurück. Dieser Abmagnetisierungsvorgang erfolgt bis zur remanenten Magnetisierung B1 von Figur 1. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Kondensatorspannung des ersten Kondensators C1 an der Htlfswicklung LH. Der erste Kondensator C1 wird über die Hilfswicklung LH entladen, welche als ein Verbraucher dient.
Dadurch wird eine Gegenerregung (-HG von Figur 1) erzielt Der Übertragerkern kann vollständig abmagnetislert werden, indem sich in der Hilfswickiung LH der Energiefluss umkehrt. Durch den steigenden Strom durch die Hilfswicklung LH wird der Transistor V1 schliesslich durchgeschaltet. Ab diesem Zeitpunkt dient als treibende Spannung die Kondensatorspannung des ersten Kondensators C1 und die Spannung an der Hilfswicklung LH, indem sich der Energiefluss in der Hilfswicklung LH erneut umkehrt. Somit läuft erneut ein Einschaltvorgang an.
Bei höheren Zwischenkreisspannungen UZW können die Verluste beim Ansteuern des Transistors V1 Im Widerstand R1 gross sein, sodass der Wirkungsgrad verschlechtert ist. Dies kann durch eine zusätzliche Rückarbeitswicklung LR des Übertragers T in Verbindung mit einer Rückarbeitsdiode DR für die Rückarbeitswicklung LR kompensiert werden
Wie die Figur 11 zeigt, kann der selbstschwingende Eintakt-Durchflusswandler von Figur 10 durch ein Mehrfachschaltelement VS ergänzt werden, durch welches die Schwingvorgänge gesteuert werden können.
Durch das Schaltelement VS kann die Spannung am zweiten Ende der Hilfswicklung LH beeinflusst werden.
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In einer Mittelstellung des Mehrfachschaltelementes VS erfolgt keine Beeinflussung der Spannung am zweiten Ende der Hilfswicklung LH. Sobald durch das Mehrfachschaltelement VS das zweite Ende der Hilfswicktung LH an eine positive Spannung gelegt wird, wird ein Durchschalten des Transistors V1 unterstützt. Sobald durch das Mehrfachschalteiement VS das zweite Ende der Hilfswicklung LH an eine negative Spannung gelegt wird, wird das Sperren des Transistors V1 unterstützt. Dieses Prinzip Ist anwendbar beispielsweise zur Übernahme einer Fremdsteuerung.
Beispielsweise kann nach einem frischwingenden Hochlauf, bei welchem das Mehrfachschaltelement VS in seiner Mittelstellung ist, beispielsweise durch einen externen Regler mit Taktgeber als das Mehrfachschaltelement VS der erste Kondensator C1 von aussen auf eine positive oder eine negative Spannung umgeladen werden.
Die Figur 12 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bel welchem die Rückarbeitswicklung LR in Sene mit einer ersten Diode DR angeordnet ist zwischen einem ersten Stromversorgungspunkt P1 und einem zweiten Stromversorgungspunkt P2, für welchen eine zum ersten Stromversorgungspunkt P1 positive Versosorgungsspannung UZW vorgesehen ist, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der ersten Diode DR vom ersten Stromversorgungspunkt P1 zum zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einem bipolaren Transistor V1 als das erste Schaltelement V1, mit einem Emitter des Transistors V1, welcher mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einem Kollektor des Transistors V1, welcher mit einem ersten Ende der Primärwicklung L 1 verbunden ist,
deren zweites Ende mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist, mit einer Basis des Transistors V1, welche über einen ersten Widerstand R1 mit einem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden ist, deren zweites Ende über einen zweiten Widerstand R2 mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist, mit einem entgegengesetzten Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1 und die Hilfswicklung LH zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einem entgegengesetzten Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1 und die Rückarbeitswicklung LR bezüglich einer Stromnchtung zum zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer zweiten Diode D2 zwischen der Basis und dem ersten Stromversorugngspunkt P1,
mit einer vorgesehenen Stromrichtung der zweiten Diode vom zweiten Stromversorungspunkt P2 zur Basis, mit einer dritten Diode D3 zwischen der Basis und dem ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der dritten Diode D3 von der Basis zum ersten Ende der H ! ! fswick) ung LH. rmt einem ersten Kondensator C1 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem ersten Stromversorgungspunkt P1.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem eine Sekundärwicklung L2 des Übertragers T vorgesehen ist, deren erstes Ende mit einem ersten Stromentnahmepunkt U1 verbunden ist, deren zweites Ende über eine Gleichrichtungsdiode DG mit einem Ende von einer Drossel SDR verbunden 1St, mit einem gleichen Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1 und die Sekundärwicklung L2 zwischen deren zweiten und ersten Enden, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der Gleichrichtungsdiode DG von der Sekundärwicklung L2 zur Drossel SDR, mit einer Freilaufdiode DF zwischen dem ersten Stromentnahmepunkt Q1 und jenem Schaltungspunkt zwischen der Gleichrichtungsdiode DG und der Drossel SDR, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Freilaufdiode DF vom ersten Stromentnahmepunkt U1 zur Drossel SDR,
mit einem zweiten Stromentnahmepunkt Q2 am anderen Drossel SDR, mit einem Stromentnahmekondensator CO zwischen dem ersten und dem zweiten Stromentnahmepunkt.
In einer vorteilhaften Welse ist insbesondere bei höheren Zwischenkreisspannungen UZW beim Ansteuern des Transistors V1 eine Verlustleistung Insbesondere am ersten Widerstand R1 reduzlerbar durch den Einsatz einer eigenen Rückarbeitswicklung LR. Durch das Windungszahlverhältnis von Rückarbeitswicklung LR zu Hilfswicklung LH kann die treibende Spannung beim Ansteuern des Transistors V1 eingestellt werden. Weitere Vorteile ergeben sich daraus, dass ein selbstschwingender Elntakt-Durchfluss- wandler erzielbar ist.
Die Figur 13 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem das erste Schaltelement V1 ein bipolarer Transistor V1 ist, mit einem Emitter des Transistors V1, welcher mit einem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einem Kollektor des Transistors V1, welcher mit einem ersten Ende der Primärwicklung L 1 verbunden ist, deren zweites Ende mit einem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist, für welchen eine zum ersten Stromversorgungspunkt P1 positive Versorgungsspannung UZW vorgesehen ist, mit einer Basis des Transistors Vl, weiche über einen ersten Widerstand R1 mit einem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden 1St,
deren zweites Ende über einen zweiten Widerstand R2 mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist, mit einem entgegengesetzten Wicktungssinn für die Pnmärwlcklung L 1 und die Hilfswicklung LH zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einer ersten Diode 01 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklurig LH und dem zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der ersten Diode 01 vom zweiten Ende der Hilfswicklung LH zum zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer zweiten Diode D2 zwischen der Basis und dem ersten Stromversorgungspunkt P1, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der zweiten Diode D2 vom ersten Stromversorgungspunkt P1 zur Basis,
mit einer dntten Diode D3 zwischen der Basis und dem ersten Ende
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der Hilfswicklung LH, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der dritten Diode D3 von der Basis zum ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einem ersten Kondensator C1 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem ersten Stromversorgungspunkt P1.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem eine Sekundärwicklung L2 des Übertragers T vorgesehen ist, deren erstes Ende mit einem ersten Stromentnahmepunkt 01 verbunden ist, deren zweites Ende über eine Gleichnchtungsdiode DG mit einem Ende von einer Drossel SDR verbunden ist, mit einem gleichen Wicklungssinn für die Primärwicklung L und die Sekundärwicklung L2 zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Gleichnchtungsdlode DG von der Sekundärwicklung L2 zur Drossel SDR, mit einer Freilaufdiode DF zwischen dem ersten Stromentnahmepunkt Q1 und jenem Schaltungspunkt zwischen der Gleichrichtungsdiode DG und der Drossel SDR,
mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Freilaufdiode DF vom ersten Stromentnahmepunkt 01 zur Drossel SDR, mit einem zweiten Stromentnahmepunkt Q2 am anderen Ende der Drossel SDR, mit einem Stromentnahmekondensator CQ zwischen dem ersten und dem zweiten Stromentnahmepunkt.
In einer vorteilhaften Welse kann eine Eigenschwingung angeregt werden. Dies gilt sowohl für bipolare
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Hilfswicklung/Rückarbeltswicklung leerlauffest. Bei diesem selbstschwingenden Eintakt-Durchflusswandler ist ein Luftspalt im Trafokern nicht erforderlich.
Der zweite Widerstand R2 dient zum Anschwingen, da ein Strom von der Zwischenkreisspannung über den zweiten Widerstand R2, die Hilfswicklung LH, sowie über den ersten Widerstand R1 in die Basis des Transistors V1 fliesst und diese aufsteuert. Der Transistor V1 schaltet ein, die Hilfswicklung LH verstärkt durch den Mitkoppeleffekt die Ansteuerung des Transistors V1. Bevor der Transistor V1 durchgeschaltet hat, hat der ansteigende Basisstrom den Übertragerkern durch negative Durchflutung insbesondere vollständig abmagnetisiert.
Der erste Widerstand R1 dient zur Basisstrombegrenzung. Im durchgeschalteten Zustand ist die Summe der Spannungen am ersten Kondensator C1 und an der Hilfswicklung LH gleich der Summe der Spannungen am ersten Widerstand R1 und der Basis-Emitter-Spannung des Transistors V1.
Bei der Ansteuerung sind demzufolge die Spannung am Kondensator C1 und die Spannung an der Hilfswicklung LH die treibenden Spannungen, und die Basis-Emitter-Spannung des Transistors V1 und die Spannung am ersten Widerstand R1 sind die Verbraucherspannungen. Durch den Stromfluss bei der Ansteuerung wird der Kondensator C1 auf eine negative Spannung umgeladen. Die Differenz der Spannung an der Hilfswicklung LH minus der Spannung am Kondensator C1 ist gleich der Basis-Emitter-Spannung des Transistors V1 und der Spannung am Widerstand R1. Wenn der Kondensator C1 soweit umgeladen ist, dass der Betrag der Spannung an der Hilfswicklung LH gleich ist dem Betrag der Spannung am Kondensator C1, ist die Summe aus Basis-Emitter-Spannung und der Spannung am Widerstand R1 gleich Null.
Spätestens zu diesem Zeitpunkt ist der Ansteuerstrom Null, und der Transistor V1 sperrt. Häufig setzt der Sperrvorgang bereits dann ein, wenn der Ansteuerstrom soweit zurückgeht, dass die Stromverstärkung des Transistors V1 nicht mehr ausreicht, den Kollektorstrom zu führen. Es entsteht ein negatives di/dt, wodurch die Spannungen an den Übertragerwicklungen umgedreht werden. Durch die Verkopplung von der Pnmärwicklung L 1 und der Hilfswicklung LH wird der Transistor V1 in den Sperrzustand gestossen. Es bildet sich ein Rückarbeitsweg vorerst über die Dioden D2 und D3 sowie über den auf negative Spannung umgeladenen Kondensator C1 aus. Der Kondensator C1 wird vom eingeprägten Rückarbeitsstrom auf die Zwischenkreisspannung UZW umgeladen.
Die Diode 01 übernimmt den Rückarbeitsstrom vom Kondensator C1, und leitet ihn beispielsweise in einen Zwischenkreiskondensator als Stromzuführungskondensator CP. Dieser Abmagnetisierungsvorgang ist abgeschlossen, sobald die Diode D1 sperrt. Zu diesem Zeitpunkt liegt die positive Spannung des Kondensators C1 an der Hilfswicklung LH, und veranlasst einen Stromfluss durch die Hilfswicklung LH, wodurch der Übertragerkern mit negativen Amperewindungen weiter abmagnetisiert wird, und wodurch anschliessend der Transistor V1 wieder durchgeschaltet wird. Bei diesem weiteren Abmagnetisierungsvorgang ist die Gleichrichtungsdiode DG im Sekundärkreis von Bedeutung.
Insbesondere falls die Gleichrichtungsdiode DG nicht vorhanden sein sollte, erfolgt die Abmagnetisierung über den iastmässig nicht definierbaren Ausgangskreis, was zu einer undefinierten Umladung des Kondensators C1 führt.
Die Figur 14 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bel welchem das erste Schaltelement V1 ein bipolarer Transistor V1 ist mit einem Emitter des Transistors V1, welcher mit einem Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einem Kollektor des Transistors V1, welcher mit einem ersten Ende der Primärwick- lung L 1 verbunden ist, deren zweites Ende mit einem zweiten Versorgungspunkt P2 verbunden ist.
für welchen eine zum ersten Stromversorgungspunkt P1 positive Versorgungsspannung UZW vorgesehen ist, mit einer Basis des Transistors V1, welche über einen ersten Widerstand R1 mit einem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden ist, deren zweites Ende über einen zweiten Widerstand R2 mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist, mit einem entgegengesetzten Wicklungssinn für die Primärwick- lung L 1 und die Hilfswicklung LH zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einer ersten Diode 01
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zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der ersten Diode 01 vom zweiten Ende der Hilfswicklung LH zum zweiten Stromversorgungspunkt P2,
mit einer zweiten Diode D2 zwischen der Basis und dem ersten Stromversorgungspunkt P1, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der zweiten Diode D2 vom zweiten Stromversorgungspunkt P2 zur Basis, mit einer dritten Diode D3 zwischen der Basis und dem ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der dritten Diode D3 von der Basis zum ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einem ersten Kondensator C1 zwischen der Anzapfung der Hilfswicklung LH und dem ersten Stromversorgungspunkt P1.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bel welchem eine Sekundärwicklung L2 des Übertragers T vorgesehen ist, deren erstes Ende mit einem ersten Stromentnahmepunkt verbunden ist, deren zweiten Ende über eine Gleichrichtungsdiode DG mit einem Ende von einer Drossel SDR verbunden ist, mit einem gleichen Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1 und die Sekundärwicktung L2 zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Gleichnchtungsdiode DG von der Sekundärwicklung L2 zur Drossel SDR, mit einer Freilaufdiode DF zwischen dem ersten Stromentnahmepunkt Q1 und jenem Schaltungspunkt zwischen der Gleichnchtungs diode DG und der Drossel SDR,
mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Freilaufdiode DF vom ersten Stromentnahmepunkt 01 zur Drossel SDR, mit einem zweiten Stromentnahmepunkt Q2 am anderen Ende der Drossel SDR, mit einem Stromentnahmekondensator CQ zwischen dem ersten und dem zweiten Stromentnahmepunkt.
In einer vorteilhaften Weise kann insbesondere bei einer höheren Zwischenkreisspannung UZW eine
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Autotrafowicklung ausgeführt ist. Dadurch ist die Spannung am Kondensator C1 reduzierbar, und somit ist ebenso eine Verlustleistung am Widerstand R1 reduzierbar.
Die Figur 15 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem die Primärwicklung L 1 eine Anzapfung der Primärwicklung L 1 aufweist, mit einem bipolaren Transistor V1 als das erste Schaltelement V1, mit einem Emitter des Transistors V1, welcher mit einem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einem Kollektor des Transistors V1, welcher mit einem ersten Ende der Primärwicklung L 1 verbunden ist, deren Anzapfung mit einem zweiten Stromversorungspunkt P2 verbunden ist, für welchen eine zum zweiten Stromversorgungspunkt P1 positive Versorgungsspannung UZW vorgesehen ist, mit einer Basis des Transistors V1, welche über einen ersten Widerstand R1 mit einem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden ist,
deren zweites Ende über einen zweiten Widerstand R2 mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist. mit einem ersten Stromentnahmepunkt Q1, welcher mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einer Gleichnchtungsdiode DG zwischen einem zweiten Ende der Primärwicklung L 1 und einem Ende einer Drossel SDR, deren anderes Ende mit einem zweiten Stromentnahmepunkt Q2 verbunden ist, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der Glelchnchtungsdlode DG von der Primärwicklung L 1 zur Drossel SDR, mit einer Freilaufdiode DF zwischen dem ersten Stromentnahmepunkt Q1 und jenem Schaltungspunkt zwischen der Glelchnchtungsdiode DG und der Drossel SDR, mit einem Stromentnahmekondensator CQ zwischen dem ersten und dem zweiten Stromentnahmepunkt,
mit einem entgegengesetzten Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1 und die Hilfswicklung LH zwischen deren ersten und zweiten Enden, mit einer ersten Diode 01 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der ersten Diode 01 vom zweiten Ende der Hilfswicklung LH zum zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einer zweiten Diode D2 zwischen der Basis und dem ersten Stromversorgungspunkt P1, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der zweiten Diode D2 vom zweiten Stromversorgungspunkt P2 zur Basis, mit einer dritten Diode D3 zwischen der Basis und dem ersten Ende der Hilfswicklung LH,
mit emer vorgesehenen Stromrichtung der dntten Diode D3 von der Basis zum ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einem ersten Kondensator C1 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem ersten Stromversorgungspunkt P1.
In einer vorteilhaften Weise ist eine aufwandarme Schaltung mit hohem Wirkungsgrad erzielbar. Diese ist beispielsweise bei Fotoblitzgeräten einsetzbar.
Die Figur 16 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem zwischen dem ersten Widerstand R1 und der Basis des Transistors V1 eine vierte Diode D4 angeordnet ist, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der vierten Diode 04 vom ersten Widerstand R1 zur Basis.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem eine fünfte Diode D5 zwischen dem Schaltungspunkt zwischen dem ersten Widerstand R1 und der vierten Diode D4 einerseits sowie andererseits dem Kollektor vorgesehen ist, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der fünften Diode zum Kollektor.
In einer vorteilhaften Weise ist dadurch eine Antisättigungsschaitung für den Transistor V1 realisierbar.
Insbesondere bei den Eintakt-Durchflusswandlern gemäss den Figuren 12 bis 15 wird der Transistor V1 mit einem festen Basisstrom angesteuert, unabhängig vom durch den Transistor V1 führenden Laststrom. Dies führt dazu, dass bei einem kleinen Laststrom der Transistor V1 mit Basisstrom übersättigt wird. Der
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Transistor V1 bleibt durchgeschaltet, obwohl kein Basisstrom fliesst. Dadurch kann eine Eigensteuerfähigkeit der Schaltung beeinträchtigt werden, indem der Übertrager T zunehmend im Sättigungsbereich betrieben wird, was seine Verluste ansteigen lässt.
Aus diesem Grunde ist bei dem In der Figur 16 dargestellten Elntakt-Durchflusswandler eine Antisättigungsschaltung vorgesehen, bei welcher zusätzlich zu den wie bereits erläutert vorgesehenen Dioden D2, D3 Insbesondere für die Antisättigungsschaltung die Dioden D4, D5 ergänzt werden, sodass In vorteilhaft einfacher Weise durch diese geringfügige Erweiterung die Antisättigungsschaltung erzielbar ist.
Die Figur 18 zeigt In Verbindung mit der Figur 16 einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Freigabe-Schaltelement VF, durch welches ein Schaltungspunkt X zwischen dem ersten Widerstand R1 und der vierten Diode D4 mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Freigabe mittels einer Freigabeschaltung FS.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Spannungsregeischaltelement VZ, durch welches ein Schaltungspunkt X zwischen dem ersten Widerstand R1 und der vierten Diode D4 und dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Spannungsregelung mittels einer Spannungsregelschaltung ZS.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Stromüberwachungsschaltelement VR, durch welches ein Schaltungspunkt X zwischen dem ersten Widerstand R1 und der vierten Diode D4 mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Begrenzung des Arbeitsstromes mittels einer Spannungsüberwachungsschaltung HS.
In einer vorteilhaften Weise ist der Eintakt-Durchflusswandler ansteuerbar am Schaltungspunkt X. Der Schaltungspunkt X ist beispielsweise durch ein Schaltelement oder durch mehrere parallele Schaltelemente verbindbar mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1. Eine derartige durchgeschaltete Verbindung bewirkt, dass der Transistor V1 gesperrt wird. Dieses Prinzip ist beispielsweise anwendbar zur Freigabe, zur Spannungsregelung, sowie zur Begrenzung des Arbeitsstromes.
Ein derartiges Schaltelement ist beispielsweise als ein Freigabeschaltelement VF ansteuerbar mittels einer Freigabeschaltung FS. Wird das Freigabeschaltelement VF durch die Freigabeschaltung FS so angesteuert, dass es gesperrt ist, so ist der Eintakt-Durchflusswandler freigegeben. Wird das Freigabeschaltelement VF durch die Freigabeschaltung FS so angesteuert, dass das Freigabeschaltelement VF durchgeschaltet ist, so Ist der Eintakt-Durchflusswandler gesperrt.
Ein derartiges Schaltelement ist weiters beispielsweise als ein Spannungsregelschaltelement VZ mittels einer Spannungsregelschaltung ZS ansteuerbar Die Spannungsregelschaltung ZS kann beispielsweise als ein Zweipunkt-Spannungsregier realisiert sein, durch welchen die Ausgangsspannung beispielsweise an den Stromentnahmepunkten des Sekundärkreises überwacht wird. Überschreitet beispielsweise die Ausgangsspannung einen vorgegebenen ersten Spannungswert, so wird das Spannungsregelschaltelement VZ so angesteuert, dass es durchgeschaltet wird. Unterschreitet die Ausgangsspannung einen vorgegebenen zweiten Spannungswert, so wird das Spannungsregelschaltelement VZ so angesteuert, dass es sperrt. In einer vorteilhaften Weise ist dadurch eine Spannungsregelung der Ausgangsspannung erzielbar.
Ein derartiges Schaltelement ist weiters beispielsweise als ein Stromüberwachungsschaltelement VR mittels einer Stromüberwachungsschaltung KS ansteuerbar. Beispielsweise ist an einem zusätzlich eingefügten Emitter-Widerstand des Transistors V1 eine Spannung abgreifbar, welche proportional ist zum Arbeitsstrom durch die Primärwicklung Li. Diese abgegriffene Spannung kann verglichen werden mit einer Referenzspannung UREF in der Stromüberwachungsschaltung HS, weiche beispielsweise als eine Hystereseschaltung realisierbar ist. Überschreitet die am Emitterwiderstand RE abgegriffene Spannung die Referenzspannung UREF, so wird das Stromüberwachungsschaltelement VR durch die Stromüberwachungsschaltung HS so angesteuert, dass das Stromüberwachungsschaltelement VR durchgeschaltet ist.
Unterschreitet die am Emitterwiderstand RE abgegriffene Spannung die Referenzspannung UREF, so wird das Stromüberwachungsschaltelement VR durch die Spannungsüberwachungsschaltung HS so angesteuert, dass dieses sperrt. In einer vorteilhaften Weise ist dadurch eine Stromüberwachungsschaltung zur Begrenzung des Pnmärstromes durch die Primärwicklung L 1 realisierbar.
Die Figur 17 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler, bel welchem das erste Schaltelement V1 ein Feldeffekt- Transistor V1 ist, mit einer Source des Feldeffekttransistors V1, welche mit einem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einem Drain des Feldeffekttransistors V1, welches mit der Primärwicklung L 1 verbunden ist, mit einem ersten Ende der Primärwicklung L 1, welches mit einem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden ist.
für welchen eine zum ersten Stromversorgungspunkt P1 positive Versorgungsspannung UZW vorgesehen ist, mit einem zweiten Ende der Primärwicklung L 1, welches mit dem Drain verbunden ist, mit einem Gate des Feldeffekttransistors V1, weiches über eine erste Diode 01 mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einer vorgesehenen Stromrichtung der ersten Diode 01 vom ersten Stromversorgungspunkt P1 zum Gate, mit einer zweiten Diode D2 vom Gate zu einem
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ersten Ende der Hilfswicklung LH, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der zweiten Diode D2 vom Gate zur Hilfswicklung LH, mit einem zweiten Ende der Hiifswicklung LH,
weiches über eine dntte Diode D3 mit dem zweiten Stromversorgungspunkt P2 verbunden Ist, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der dritten Diode D3 von der Hilfswicklung LH zum zweiten Stromversorgungspunkt P2, mit einem ersten Widerstand R1 vom zweiten Ende der Hilfswicklung LH zum zweiten Versorgungspunkt P2, mit einem ersten Kondensator C1 zwischen dem zweiten Ende der Hilfswicklung LH und dem ersten Stromversorgungspunkt P1, mit einem zweiten Widerstand R2 zwischen dem ersten Ende der Hilfswicklung LH und einer Basis von einem ersten bipolaren Transistor V2 als ein zweites Schaltelement V2, mit einem Kollektor des ersten bipolaren Transistors V2, welcher über eine vierte Diode D4 mit dem ersten Ende der Hilfswicklung LH verbunden ist, mit einem Emitter des ersten bipolaren Transistors V2,
welcher über einen dritten Widerstand R3 mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einer Zenerdiode ZD zwischen der Basis des ersten bipolaren Transistors V2 und dem ersten Stromversorgungspunkt P1, mit einer vorgesehenen positiven Zenerspannung an der Basis des ersten bipolaren Transistors V2, mit einer Verbindung des Emitters des ersten bipolaren Transistors V2 und dem Gate des Feldeffekttransistors V1, mit einem vierten Wiederstand R4 zwischen dem Emitter des ersten bipolaren Transistors V2 und einem Kollektor von einem zweiten bipolaren Transistor V3 als ein dnttes Schaltelement V3, mit einem Emitter des zweiten bipolaren Transistors V3, weicher mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist.
mit einer Basis des zweiten bipolaren Transistors V3, welche über eine fünfte Diode D5 mit einem Ende von einem fünften Widerstand R5 verbunden 1St, dessen anderes Ende mit einem ersten Ende einer Steuerwicklung LS des Übertragers T verbunden ISt, mit einem zweiten Ende der Steuerw) Ck) ung LS, welches mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbunden ist, mit einer vorgesehenen Stromnchtung der fünften Diode D5 vom fünften Widerstand R5 zur Basis des zweiten bipolaren Transistors V3, mit einem gleichen Wicklungssinn für die Primärwicklung L 1, die Hilfswicklung LH und die Steuerwicklung LS zwischen deren ersten und zweiten Enden.
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ment V1 einsetzbar. Anstelle einer Stromsteuerung liegt eine Spannungssteuerung vor.
Der dntte Widerstand R3 soll so hochohmig sein, dass sich bedingt durch den Spannungsteiler bestehend aus den Widerständen R1, R2, R3 am Gate des Feldeffekttransistors V1 eine Spannung einstellen kann, durch welche der Feldeffekttransistor V1 aufgesteuert wird. Sobald der Feldeffekttransistor V1 aufgesteuert wird, kommt über die mitkoppelnde Hilfswicklung LH eine treibende Spannung in den Ansteuerkreis, durch welche der Feldeffekttransistor V1 durchgesteuert wird. Mit dem ersten bipolaren Transistor V2, dem zweiten Widerstand R2, der Zenerdiode ZD und dem dritten Widerstand R3 wird eine Konstantstromquelle geschaffen, über welche der Kondensator C1 mit Konstantstrom umgeladen wird.
Am dritten Widerstand R3 und am vierten Widerstand R4 liegt beim Umladevorgang etwa die Spannung von der Zenerdiode ZD. Am Ende des Umladevorganges bildet diese Spannung eine ab fallende Exponentialfunktion. Sobald der Feldeffektransistor V1 durchschaltet, wird über die Steuerwicklung LS sowie über den zweiten bipolaren Transistor V3 der niederohmige Widerstand R4 dem Widerstand R3 parallel geschaltet, sodass der Umladestrom des Kondensators C1 erhöht wird. Sobald der Kondensator C1 soweit umgeladen ist, dass die Summe der Spannung am Kondensator C1 plus der Spannung an der Hilfswicklung LH kleiner ist als die Zenerspannung der Zenerdiode ZD, sperrt die Zenerdiode ZD.
Ab diesem Zeitpunkt liegt an den Widerständen R3, R4 nicht mehr eine konstante Spannung, sondern eine Exponential-Entladefunktion. Sobald diese Spannung unterhalb einer Threshold-Spannung des Feldeffekttransistors liegt, beginnt die Sperrphase. Es bildet sich ein Rückarbeitskreis über die erste Diode 01, die zweite Diode D2, die Hilfswicklung LH, sowie über den ersten Kondensator C1. Sobald der erste Kondensator C1 bis zur Zwischenkreisspannung UZW aufgeladen ist, übernimmt die dritte Diode D3 den Rückarbeitsstrom. Am Ende dieser Rückarbeits- phase steht wiederum die Spannung am ersten Kondensator C1 als treibende Spannung im Ansteuerkreis zur Verfügung.
Es folgt eine weitere Abmagnetislerungsphase durch eine negative Durchflutung des Übertragers T über die Hilfswicktung LH Insbesondere bis zur vollständigen Abmagnetlslerung des Übertragerkernes. In der Folge wird der Feldeffekttransistor V1 wieder aufgesteuert.
An einem Schaltungspunkt X zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der Zenerdiode ZD kann, wie bereits anhand von Figur 18 erläutert, insbesondere zur Strombegrenzung, zur Spannungsregelung, sowie zur Freigabe eingegriffen werden.
Bei höheren Zwischenkreisspannungen ist, wie bereits anhand von Figur 12 und 14 erläutert, eine zusätzliche Rückarbeitswicklung LR einsetzbar.
Bei den bisher erläuterten selbstschwingenden Eintakt-Durchflusswandlern ist deren Schaltfrequenz lastabhängig. Insbesondere anhand von Figur 11 ist eine Möglichkeit erläutert zur Übernahme einer Fremdsteuerung insbesondere nach einem freischwingenden Hochlauf. Beim Eintakt-Durchflusswandler von Figur 17 kann an einem Schaitungspunkt zwischen dem ersten Widerstand R1 und dem ersten Kondensator
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C1 mittels eines Mehrfachschaltelementes VS eingegnffen werden, wie dies in Figur 11 dargestellt ist.
Beispielsweise kann durch einen externen Regler mit einem Taktgeber von aussen über das Mehrfachschaltelement VS der Kondensator C1 auf eine positive oder auf eine negative Spannung umgeladen werden.
Während einer Hochlaufzeit soll das Mehrfachschaltelement VS in einer Mittelstellung sein, sodass ein freischwingender Hochlauf erfolgt. Das Mehrfachschaltelement VS kann als ein elektronisches Schaltelement realisiert sein
Die Figur 18 zeigt In Verbindungmit der Figur 17 einen Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Freigabeschaltelement VF, durch welches ein Schaltungspunkt X zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der Zenerdiode ZD mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Freigabe mittels einer Freigabeschaltung FS.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Spannungsregelschaltelement VZ, durch weiches ein Schaltungspunkt X zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der Zenderdiode ZD mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Spannungsregelung mittels einer Spannungsregelschaltung ZS.
Dargestellt ist ein Eintakt-Durchflusswandler, bei welchem ein Stromüberwachungsschaltelement VR, durch welches ein Schaltungspunkt X zwischen dem zweiten Widerstand R2 und der Zenerdiode ZD mit dem ersten Stromversorgungspunkt P1 verbindbar ist, angesteuert ist zur Begrenzung des Arbeitsstromes mittels einer Stromüberwachungsschaltung HS.
In einer vorteilhaften Weise ist damit ein Schaltungsprinzip realisierbar, weiches insbesondere anhand von Figur 16 in Verbindung mit Figur 18 bereits erläutert ist.
Die Schaltungen von Figur 18 sind sowohl mit einem Feldeffekttransistor als auch mit ienem bipolaren Transistor als erstes Schaltelement V1 realisierbar. Insbesondere ist mittels der Spannungsregelschaltung ZS ein stetiger Spannungsregler realisierbar. Der Eintakt-Durchflusswandler schwingt selbsttätig an. Danach übernimmt die Spannungsregelschaltung ZS die Regelung, beispielsweise mittels eines regelbaren Taktgenerators der Spannungsregelschaltung ZS. Dieser Taktgenerator kann auch als ein externer Taktgenerator zur externen Regelung realisiert sein. Dabei wird dem selbstschwingenden Elntakt-Durchflusswandler dessen Schaltfrequenz vom externen Taktgeber aufgezwungen. Zur Realisierung eines stetigen Reglers kann der externe Taktgenerator angesteuert sein.
Sobald das Spannungsregelschaltelement VZ so angesteuert ist, dass es durchschaltet, wird die Arbeitsphase des Eintakt-Durchflusswandlers beendet, und es folgt seine Abmagnetislerungsphase. Durch den externen Regler kann erst wieder wirksam eingeschaltet werden, wenn der Übertragerkern abmagnetisiert ist.
Somit wird bei einem Eintakt-Durchflusswandler eine insbesondere vollständige Abmagnetisierung seines
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lung des Übertragers ein Hilfsstrom vorgesehen Ist zum Aufbauen einer Gegenerregung für den Übertrager.
Dadurch ist eine verbesserte Nutzung des Übertragers erzielbar und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Eintakt-Durchflusswandlers.