DD205314B1

DD205314B1 - COMBINED CONTROL AND REGULATION CIRCUIT FOR DC VOLTAGE CONVERTERS

Info

Publication number: DD205314B1
Application number: DD23912682A
Authority: DD
Inventors: Karl-Rudolf Finck; Roland Tscharr
Original assignee: Finck Karl Rudolf; Roland Tscharr
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1987-12-02
Also published as: DD205314A1

Description

field of use

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Steuer- und Regelschaltung für Gleichspannungswandler, die nach dem Durchfluß-, Sperroder Gegentakt-Wandlerprinzip arbeiten und deren Eingangskreis und Ausgangskreis vorzugsweise galvanisch, zum Beispiel durch einen Übertrager, voneinander getrennt sind. Eingangskreis und Ausgangskreis werden bei galvanischer Trennung häufig auch als Primärkreis und Sekundärkreis bezeichnet.The invention relates to a combined control and regulating circuit for DC-DC converters, which operate on the flow, Sperroder push-pull converter principle and whose input circuit and output circuit are preferably galvanically separated, for example by a transformer. Input circuit and output circuit are often referred to as primary circuit and secondary circuit in galvanic isolation.

Gleichspannungswandler dienen im allgemeinen zur verlustarmen Transformation einer Gleichspannung. Soll der Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung des Wandlers konstant gehalten werden, so geschieht dies häufig durch eine Strom- oder Spannungsregelung. Im weiteren wird nur die Spannungsregelung betrachtet.DC-DC converters are generally used for the low-loss transformation of a DC voltage. If the output current or the output voltage of the converter to be kept constant, this is often done by a current or voltage control. In the following, only the voltage regulation is considered.

Characteristic of known technical solutions

Es sind Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen im Primärkreis die Primärwicklung eines Übertragers in Reihe mit einem Schalttransistor an die Eingangsgleichspannung geschaltet ist. Im Sekundärkreis wird die Ausgangsgleichspannung aus einer Sekundärwicklung des Übertragers mit anschließender Gleichrichtung und Siebung gewonnen. Die Regelung geschieht durch entsprechende Beeinflussung des Tastverhältnisses des im Primärkreis liegenden Schalttransistors. Die Regelschaltung beziehungsweise der Regelschaltkreis ist dabei auf der Sekundärkreisseite angeordnet, wobei eine hohe Genauigkeit der Regelgröße erzielt wird, vgl. I. Wüstehube, „Schaltnetzteile", expert-verlag Grafenau/VDE-Verlag Berlin 1979, S. 179. Für die Spannungsversorgung des Regelschaltkreises im Einschaltmoment des Gleichspannungswandlers sind jedoch besondere Maßnahmen erforderlich. Die Spannungsversorgung kann zum Beispiel eine extern zugeführte Hilfsspannung, ein Hilfswandler oder ein separates Netzteil mit Netztransformator übernehmen.Circuit arrangements are known in which the primary winding of a transformer is connected in series with a switching transistor to the input direct voltage in the primary circuit. In the secondary circuit, the DC output voltage is obtained from a secondary winding of the transformer followed by rectification and sieving. The control is done by appropriately influencing the duty cycle of the lying in the primary circuit switching transistor. The control circuit or the control circuit is arranged on the secondary circuit side, with a high accuracy of the controlled variable is achieved, see. However, special measures are necessary for the voltage supply of the control circuit in the switch-on of the DC-DC converter, for example, an externally supplied auxiliary voltage, an auxiliary converter I. Wüstehube, "switching power supplies", expert-publisher Grafenau / VDE-Verlag Berlin 1979, p or take over a separate power supply with mains transformer.

Es ist ferner bekannt, den Regelschaltkreis auf der Primärkreisseite anzuordnen, vgl. Wüstehube a. a. O. S. 178. Hierbei läßt sich die Spannungsversorgung des Regelschaltkreises und der Treiberschaltung relativ einfach realisieren, zum Beispiel durch direkte Gewinnung aus der Eingangsgleichspannung oder durch eine einfache Anlaufschaltung. Von Nachteil hierbei ist, daß die Regelspannung mittels einer Hilfswicklung des Leistungsübertragers gewonnen wird, was die Regelgenauigkeit der Ausgangsgleichspannung beeinträchtigt.It is also known to arrange the control circuit on the primary circuit side, cf. Wüstehube a. a. O. S. 178. In this case, the power supply of the control circuit and the driver circuit can be relatively easily implemented, for example by direct extraction from the DC input voltage or by a simple start-up circuit. The disadvantage here is that the control voltage is obtained by means of an auxiliary winding of the power transformer, which affects the control accuracy of the DC output voltage.

Es ist weiterhin bekannt, die mittels eines auf der Sekundärseite angeordneten Operationsverstärkers gewonnene Regelqleichspannung über einen Optokoppler einem primärseitig angeordneten Impulssbreitenmodulator zuzuführen, vgl. DD-PS 140 523, G 05 F/1.20. Mit dieser Lösung werden zwar die Regeleigenschaften gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen, die Optokoppler einsetzen, verbessert, vgl. DE-AS 2 459 375, H 02 P/13.22, jedoch muß bei der Übertragung der Regelgleichspannung durch einen Optokoppler sein schlechtes Temperaturverhalten und seine geringe Langzeitstabilität in Kauf genommen werden, was den Gebrauchswert solcher Geräte herabsetzt. Nicht zu vernachlässigen sind auch die Toleranzen der Optokoppler. Ferner ist bei der bekannten Schaltungsanordnung nach DD-PS 140 523 ein erwünschter Langsamanlauf nicht möglich, da der Wandler in der Anlaufphase als quasiselbstschwingendes System arbeitet. Dies führt gegenüber dem eingeschwungenen Zustand zu einer erheblich höheren Belastung der sekundärseitig angeordneten Gleichrichterdioden, die dazu zwingt, größere und teurere Gleichrichterdioden einzusetzen. Ferner führt diese Art des Schaltungsaufbaus zu einem zu schnellen Anstieg der Ausgangsgleichspannung und zu deren Überschwingen.It is also known to supply the rectifier voltage obtained by means of an operational amplifier arranged on the secondary side via an optocoupler to a pulse width modulator arranged on the primary side, cf. DD-PS 140 523, G 05 F / 1.20. Although the control properties with respect to known circuit arrangements which use optocouplers are improved with this solution, cf. DE-AS 2 459 375, H 02 P / 13.22, however, must be taken in the transmission of the DC control voltage by an optocoupler its poor temperature behavior and its low long-term stability in purchasing, which reduces the utility of such devices. Not to be neglected are the tolerances of the optocouplers. Furthermore, in the known circuit arrangement according to DD-PS 140 523, a desired slow start is not possible because the converter operates in the start-up phase as quasi self-oscillating system. Compared to the steady state, this leads to a considerably higher load on the rectifier diodes arranged on the secondary side, which forces larger and more expensive rectifier diodes to be used. Furthermore, this type of circuit construction leads to a too rapid increase of the DC output voltage and its overshoot.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es bei einem Gleichspannungswandler die Regelgenauigkeit fur die Ausgangsgleichspannung zu erhohen bei gleichzeitigem Schutz der Bauelemente vor ÜberlastungThe aim of the invention is to increase the control accuracy for the DC output voltage in a DC-DC converter while protecting the components against overload

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fur Gleichspannungswandler universell, d h bei Sperrwandlern, Durchflußwandlern und Gegentaktwandlern, einsetzbare Steuer- und Regelschaltung zu schaffen, die sich durch einen kleinen Temperaturkoeffizienten und große Langzeitstabilitat auszeichnet Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß bei einem Gleichspannungswandler mit einer Steuerschaltung auf der Primarseite beziehungsweise Eingangsseite, deren Ausgang mit einer Treiberschaltung des Schalttransistors verbunden ist, deren Impulsbreitenmodulator über einen Optokoppler von einer sekundarseitigen beziehungsweise ausgangsseitigen Regelschaltung zur Erfassung der Regelabweichung angesteuert wird und der zur Spannungsversorgung im Einschaltmoment und bei sekundarseitiger Oberlast eine Anlaufschaltung zugeordnet ist, auch in der sekundarseitigen Regelschaltung ein Impulsbreitenmodulator vorgesehen ist, der den Optokoppler über eine Schaltstufe digital ansteuert, und daß der Ausgang des Optokopplers über einen Operationsverstärker mit dem Synchronisiereingang und einem der Modulationseingange des Impulsbreitenmodulators in der Steuerschaltung auf der Primarseite verbunden ist In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, daß ein Modulationseingang des Impulsbreitenmodulators in der sekundarseitigen Regelschaltung mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers verbunden ist, dessen Eingang ein vom Sekundargleichstrom durchflossener Widerstand parallel geschaltet ist, wodurch ein Überlastschutz des Gleichspannungswandlers gewährleistet wird Das Wesen der Erfindung besteht dann, daß durch die serielle Verkopplung zweier Impulsbreitenmodulatoren eine einheitliche digitale Arbeitsweise der Steuer- und Regelschaltung ermöglicht wird Somit lassen sich zur Verkopplung der beiden Impulsbreitenmodulatoren nunmehr vorteilhafterweise Optokoppler einsetzen, die bisher bei analoger Übertragung wegen ihrer schlechten Langzeitstabilitat und ihres schlechten Temperaturkoeffizienten sowie ihrer stark streuenden Kenndaten nur bei geringen Anforderungen an die Regelgenauigkeit der Ausgangsgleichspannung einsetzbar waren und die bisher bei digitaler Übertragung eine zusätzliche galvanisch getrennte Hilfsspannungsversorgung fur die sekundarseitige Regelschaltung erforderten Die Steuer- und Regelschaltung laßt sich vorteilhafterweise durch integrierte Schaltkreise fur die Steuerschaltung auf der Primarseite und fur die Regelschaltung auf der Sekundarseite realisieren Sie ist auch dann anwendbar, wenn die galvanische Trennung im Leistungskreis, beispielsweise bei Batteriestromversorgungen, entfallen kann In diesem Fall gliedert sich die Schaltung in Eingangsseite und Ausgangsseite Fur die galvanische Trennung im Signalkreis ist es auch möglich, statt eines Optokopplers einen Impulsubertrager einzusetzen Die Versorgungsspannung fur den im Sekundarkreis angeordneten Impulsbreitenmodulator wird vorteilhafterweise aus der Eingangsgleichspannung des Gleichspannungswandler abgeleitet Insgesamt zeichnet sich die erfinderische Schaltung dadurch aus, daß eine hohe Regelgenauigkeit mit geringem Schaltungsaufwand, insbesondere minimalem Aufwand an Wickelgutern, erreicht wirdThe invention has for its object to provide for universal DC transducers, ie in flyback converters, flow transducers and push-pull converters, usable control and regulating circuit, which is characterized by a small temperature coefficient and high long-term stability According to the invention, this object is achieved in that in a DC-DC converter a control circuit on the primary side or input side whose output is connected to a driver circuit of the switching transistor whose pulse width modulator is controlled via an optocoupler from a secondary side or output side control circuit for detecting the control deviation and which is assigned to the power supply at start-up and secondary side load a start-up circuit, Also in the secondary-side control circuit, a pulse width modulator is provided which digitally controls the optocoupler via a switching stage, and there the output of the optocoupler is connected via an operational amplifier to the synchronizing input and one of the modulation inputs of the pulse width modulator in the control circuit on the primary side In a further embodiment of the invention, it is possible that a modulation input of the pulse width modulator is connected in the secondary side control circuit to the output of an operational amplifier, The essence of the invention is then that a uniform digital operation of the control and regulating circuit is made possible by the serial coupling of two pulse width modulators Thus can be used for coupling the two Pulse width modulators now advantageously use optocouplers, the previously in analog transmission because of their poor long-term stability and their sc Lichen temperature coefficients and their strong scattering characteristics were used only at low demands on the control accuracy of the DC output voltage and previously required for digital transmission an additional galvanically isolated auxiliary power supply for the secondary-side control circuit The control and regulating circuit can be advantageously by integrated circuits for the control circuit on the It can also be used if the galvanic isolation in the power circuit, for example in battery power supplies, can be dispensed with. In this case, the circuit is divided into the input side and the output side. For the galvanic isolation in the signal circuit it is also possible to instead of an opto-coupler to use a Impulsubrager The supply voltage for the arranged in the secondary circuit pulse width modulator is advantageously from the Eingangsgleichs Overall, the inventive circuit is characterized by the fact that a high control accuracy with low circuit complexity, in particular minimal effort on winding goods, is achieved

exemplary

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausf uhrungsbeispielen wird die Erfindung naher erläutert In der Zeichnung zeigenOn the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawing, the invention will be explained in more detail in the drawing

Fig 1 ein Schaltbild eines Gleichspannungswandlers nach dem Sperrwandlerprinzip in vereinfachter Darstellung, Fig 2 ein Blockschaltbild eines Impulsbreitenmodulators1 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to the flyback converter in a simplified representation, Figure 2 is a block diagram of a pulse width modulator

Es sind nur die fur das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten dargestellt Der in Fig 1 dargestellte Gleichspannungswandler besteht im wesentlichen aus einem Primarkreis und einem Sekundarkreis, die durch einen Leistungsubertrager Cl sowie durch einen Optokoppler OK galvanisch voneinander getrennt sind Im Primarkreis befinden sich eine Anlaufschaltung AS, eine Gleichrichter- und Siebschaltung GS2, eine Treiberschaltung TS, ein Schalttransistor T1 mit Emitterwiderstand R1, ein Regelschaltkreis RS2 mit einem Impulsbreitenmodulator IM2 nebst Ausgangsstufe AT2 als Hauptbestandteil und ein Operationsverstärker OV2The details shown in FIG. 1 consist essentially of a primary circuit and a secondary circuit, which are galvanically separated from one another by a power transformer Cl and by an optocoupler OK. In the primary circuit there is a starting circuit AS, a rectifier and filter circuit GS2, a driver circuit TS, a switching transistor T1 with emitter resistor R1, a control circuit RS2 with a pulse width modulator IM2 together with output stage AT2 as main component and an operational amplifier OV2

Im Sekundärkreis befinden sich eine Gleichrichter und Siebschaltung GS1, ein Meßwiderstand R8, ein Operationsverstärker OV3, ein Regelschaltkreis RS1 mit einem Impulsbreitenmodulator IMI nebst Ausgangsstufe AT1, einem Operationsverstärker OV1 und Einstellwiderstande R4, R5 fur die Verstärkung, ein Ausgangsspannungsteiler R2, R3 und eine Schaltstufe ST mit einem Transistor T2, einem Widerstand R7, einer Z Diode Z und einem Arbeitswiderstand R6 Das Schaltbild zeigt die prinzipielle Verbindung der Bauelemente untereinander Die Eingangsgleichspannung U₄ liegt an zwei Klemmen E1, E2, die Ausgangsspannung wird an zwei Klemmen A1, A2 abgenommen Die Versorgungsspannung fur den Primär Regelschaltkreis ist mit U_p und die Versorgungsspannung des Sekundär Regelschaltkreises ist mit U, bezeichnetIn the secondary circuit are a rectifier and filter circuit GS1, a measuring resistor R8, an operational amplifier OV3, a control circuit RS1 with a pulse width modulator IMI and output stage AT1, an operational amplifier OV1 and setting resistors R4, R5 for the gain, an output voltage divider R2, R3 and a switching stage ST with a transistor T2, a resistor R7, a Z diode Z and a load resistor R6 The circuit diagram shows the basic connection of the components with each other The input DC voltage U ₄ is connected to two terminals E1, E2, the output voltage is taken at two terminals A1, A2 The supply voltage for the primary control circuit is denoted by U _p and the supply voltage of the secondary control circuit is denoted by U

Der in Fig 2 erweitert dargestellte Impulsbreitenmodulator IM besteht im wesentlichen aus einem Sagezahngenerator ZG, dem eigentlichen Pulsdauermodulator PDM, einer internen Spannungsversorgung SV, einem Komparator K, einer Logikschaltung L und einem Ausgangstransistor AT Der Aufbau trifft fur beide Impulsbreitenmodulatoren zu Der primarseitig eingesetzte Impulsbreitenmodulator besitzt noch ein Widerstands Kondensator Netzwerk R9, R10, C, das für den Langsamanlauf sorgt Die einzelnen Eingangsbezeichnungen bedeuten U_p/S = Eingang fur die Versorgungsspannung, f = Frequenzeinstellung, S = Synchronisiereingang, M1, M2 = Modulationseingange, V_T = Begrenzungseingang fur das maximale Tastverhältnis, U_r = Referenzspannung, U₂ = Ausgang der internen Spannungsversorgung, O - Bezugspotential, B = Strombegrenzungseingang, A = Ausgang, SV = interne Spannungsversorgung, K = Komparator, L = Logikschaltung Im Einschaltmoment stellt die Anlaufschaltung AS die Versorgungsspannung U_p fur die Treiberschaltung TS, den Impulsbreitenmodulator IM2 und fur den Operationsverstärker OV2 zur Verfugung Der Operationsverstärker OV2 kann sowohl in den Optokoppler OK als auch in den Impulsbreitenmodulator integriert sein Am Ausgang A21 gibt der Impulsbreitenmodulator IM2The pulse width modulator IM expanded in FIG. 2 consists essentially of a sawtooth generator ZG, the actual pulse duration modulator PDM, an internal power supply SV, a comparator K, a logic circuit L and an output transistor AT. The structure applies to both pulse width modulators. The pulse width modulator used on the primary side still has a resistor capacitor network R9, R10, C, which provides for the slow start The individual input designations mean U _{p / S} = input for the supply voltage, f = frequency setting, S = synchronizing input, M1, M2 = modulation input, V _T = limiting input for the maximum Duty cycle, U _r = reference voltage, U ₂ = output of the internal power supply, O - reference potential, B = current limiting input, A = output, SV = internal voltage supply, K = comparator, L = logic circuit During startup, the starting circuit AS sets the supply voltage U _p the drift TS, the pulse width modulator IM2 and for the operational amplifier OV2 available The operational amplifier OV2 can be integrated in both the optocouplers OK and in the pulse width modulator At the output A21, the pulse width modulator IM2

Impulse mit langsam ansteigender Impulsdauer an die Treiberschaltung TS ab, die den Schalttransistor T1 derart steuert, daß die Emgangsgleichspannung U„ in eine Rechteckspannung zerhackt wird, die an der Primärwicklung des Übertragers Cl ansteht Die dabei auf die erste Sekundärwicklung übertragene Energie wird in Abhängigkeit vom Tastverhältnis der Ansteuerimpulse des Schalttransistors T1 gesteuert Nach Gleichrichtung und Siebung in der Gleichrichter und Siebschaltung GS1 liegt an den Ausgangsklemmen Al A2 die dem Verbraucher zuzuführende Ausgangsspannung U₃ Gleichzeitig gelangt die Ausgangsspannung U_a über den Spannungsteiler R2, R3 an den Operationsverstärker OV1 und in diesem Falle auch als Versorgungsspannung U, an die Schaltstufe ST und den Impulsbreitenmodulator IM1Pulses with slowly increasing pulse duration to the driver circuit TS, which controls the switching transistor T1 such that the DC output voltage U "is chopped into a square wave voltage applied to the primary winding of the transformer Cl The case thereby transferred to the first secondary winding energy is a function of the duty cycle After rectification and filtering in the rectifier and filter circuit GS1, the output voltage U ₃ to be supplied to the load is applied to the output terminals A1. At the same time, the output voltage U _a reaches the operational amplifier OV1 via the voltage divider R2, R3 and in this case as well as supply voltage U, to the switching stage ST and the pulse width modulator IM1

Die vom Ausgangsspannungsteiler R2, R3 gelieferte Spannung wird im Operationsverstärker OV1 mit der Referenzspannung U_r verglichen, verstärkt und dem Modulationseingang M11 als Regelspannung zugeführt Die Verstärkung wird mit Hilfe der Einstellwiderstande R4, R5 festgelegt Im Pulsdauermodulator PDM des Impulsbreitenmodulators IM 1 werden in Abhängigkeit von der Regelspannung Impulse entsprechender Dauer erzeugt, die an die Ausgangsstufe AT1 gelangenThe voltage supplied by the output voltage divider R2, R3 is compared in the operational amplifier OV1 with the reference voltage U _r , amplified and fed to the modulation input M11 as a control voltage The gain is set by means of the adjusting resistors R4, R5 in the pulse width modulator PDM of the pulse width modulator IM 1 depending on Control voltage pulses generates appropriate duration, which reach the output stage AT1

Hat die sekundarseitige Versorgungsspannung U_s den Schwellwert der Z-Diode Z erreicht, so wird der Transistor T2 der Schaltstufe ST in den Durchlaßzustand geschaltet, und die Lumineszenzdiode des Optokopplers OK erhalt Spannung und leuchtet Erst jetzt werden die am Ausgang A11 des Impulsbreitenmodulators IM1 liegenden Impulse wirksam, das heißt, bei jedem Impuls erlischt die Lumineszenzdiode des Optokopplers OK, und in den Pausen leuchtet sie wieder auf Das wiederholte Aufleuchten wird als Lichtimpulse von der Fotodiode oder dem Fototransistor des Optokopplers OK aufgenommen und in elektrische Impulse umgewandelt, die an den Eingang des Operationsverstärkers OV2 gelangen Im Operationsverstärker OV2 werden die elektrischen Impulse regeneriert und gelangen anschließend an den Modulationsemgang M21 und an den Synchronisiereingang S2 des primarseitigen Impulsbreitenmodulators IM2 Die Impulse an seinem Synchronisiereingang S2 synchronisieren den Sagezahngenerator ZG, so daß dieser auf der gleichen Frequenz wie der Sagezahngenerator ZG des sekundarseitigen Impulsbreitenmodulators IM1 schwingt Nach Verstärkung durch den Ausgangstransistor AT2 liegen am Ausgang A21 Impulse vor, die über die Treiberstufe TS den Schalttransistor T1 steuern Damit ist der Regelkreis geschlossen Die Anlaufschaltung AS schaltet sich automatisch ab Die Gleichrichter und Siebschaltung GS2 übernimmt die interne Stromversorgung aus einer Sekundärwicklung des Leistungsubertragers UIf the secondary-side supply voltage U _{s reaches} the threshold value of the Zener diode Z, the transistor T2 of the switching stage ST is switched to the on state, and the light-emitting diode of the optocoupler OK receives voltage and lights Only now are the pulses at the output A11 of the pulse width modulator IM1 effectively, that is, with each pulse, the light emitting diode of the optocoupler goes out OK, and in the pauses it lights up again. The repeated illumination is recorded as light pulses from the photodiode or the photo transistor of the opto - coupler OK and converted into electrical impulses, which are connected to the input of the opto - coupler Operational amplifier OV2 arrive In the operational amplifier OV2, the electrical pulses are regenerated and then reach the Modulationsemgang M21 and the synchronizing input S2 of the primary-side pulse width modulator IM2 The pulses at its synchronizing input S2 synchronize the sawtooth generator ZG, so that this au After amplification by the output transistor AT2, pulses are present at the output A21 which control the switching transistor T1 via the driver stage TS. Thus, the control circuit is closed. The starting circuit AS switches off automatically Screening circuit GS2 takes over the internal power supply from a secondary winding of the power subconductor U

Bei einer Storbeeinflussung, zum Beispiel einer Lasterhohung im Sekundarkreis, sinkt infolge des Innenwiderstandes des Gleichspannungswandler die Sekundar-Gleichspannung U_a, und der Operationsverstärker OV1 legt eine höhere Regelspannung an den Modulationseingang M11 Hierdurch wird eine längere Impulsdauer am Ausgang Al 1 bewirkt Bis zum Schalttransistor TI spielen sich jetzt die vorher beschriebenen Vorgange ab Die längeren Ansteuerimpulse am Schalttransistor T1 bewirken eine Erhöhung der zu übertragenden Energie, wodurch eine Erhöhung der Sekundar-Gleichspannung U, bis zu ihrem Nennwert eintritt Bei einer Lastverringerung tritt eine Erhöhung des Sekundär Gleichspannung ein, wodurch die Regelimpulsdauer verringert wird Die Steuer- und Regelvorgange sind den vorher beschriebenen analog und haben eine Verringerung der Sekundär Gleichspannung U_a zur Folge, bis der Nennwert wieder erreicht istIn a Storbeeinflussung, for example, a load increase in the secondary circuit, due to the internal resistance of the DC converter, the secondary DC voltage U _a , and the operational amplifier OV1 applies a higher control voltage to the modulation input M11 This causes a longer pulse duration at the output Al 1 Until the switching transistor TI now play the previously described processes from the longer drive pulses on the switching transistor T1 cause an increase in the energy to be transmitted, whereby an increase in the secondary DC voltage U, up to their nominal value occurs at a load reduction occurs an increase in the secondary DC voltage, whereby the control pulse duration The control and regulation processes are analogous to those described above and result in a reduction of the secondary DC voltage U _a until the nominal value is reached again

Einen gleichen Verlauf nehmen die Vorgange bei einer Verringerung beziehungsweise einer Erhöhung der Primär GleichspannungThe processes take a similar course in reducing or increasing the primary DC voltage

Steigt bei Entnahme der vollen Ausgangsleistung an den Ausgangsklemmen A1, A2 die Emgangsgleichspannung U. sprunghaft an, so kann dies auch zu einem sehr steilen Anstieg des Kollektorstromes des Schalttransistors T1 fuhren Bevor dieser Strom durch die vorher beschriebenen Regelvorgange verringert wird, sorgt der am Emitter des Schalttransistors T1 liegende Widerstand R1 fur eine Strombegrenzung über den Strombegrenzungseingang B2 des Impulsbreitenmodulators IM2 Hierdurch wird die Impulsdauer reduziert beziehungsweise werden die Impulse völlig gesperrt Statisch wirkt diese Strombegrenzung auch auf den AusgangsgleichstromIf the DC output voltage U. increases abruptly when the full output power is taken out at the output terminals A1, A2, this can also lead to a very steep rise in the collector current of the switching transistor T1. This current is reduced by the previously described control process Switching transistor T1 lying resistor R1 for a current limiting across the current limiting input B2 of the pulse width modulator IM2 This reduces the pulse duration or the pulses are completely blocked Static affects this current limit also on the DC output current

Bei zu hoher Stromentnahme auf der Sekundarseite wird ein Überlastschutz zusätzlich dadurch gewährleistet, daß die am Widerstand R8 abfallende Spannung nach Verstärkung durch den Operationsverstärker OV3 auf einen weiteren Modulationseingang M12 des Impulsbreitenmodulators IM1 einwirkt, wodurch ebenfalls die Impulsdauer reduziert wird, die Impulse jedoch nicht völlig unterdruckt werdenAt too high a current drain on the secondary side, an overload protection is additionally ensured by the voltage drop across the resistor R8 after amplification by the operational amplifier OV3 acts on a further modulation input M12 of the pulse width modulator IM1, whereby also the pulse duration is reduced, but the pulses are not completely suppressed become

Somit besitzt die vorliegende Schaltung in einem gewissen Bereich der Ausgangsgleichspannung eine Konstantstromcharakteristik, die eine Parallelschaltung mehrerer Gleichspannungswandler mit gleicher Ausgangsgleichspannung ohne besondere Maßnahmen zulaßtThus, the present circuit has a constant current characteristic in a certain range of the DC output voltage, which allows a parallel connection of a plurality of DC-DC converters with the same DC output voltage without special measures

Die beiden Impulsbreitenmodulatoren IM1, IM2 sowie die Operationsverstärker OV1, OV2 sind ohne weiteres integrierbar Der pnmarseitige Operationsverstärker OV2 kann auch in der Optokoppler OK integriert sein, da er in jedem Falle nur einmal benotigtThe two pulse width modulators IM1, IM2 and the operational amplifiers OV1, OV2 can be readily integrated. The PNP op-amp OV2 can also be integrated in the optocoupler OK, since it only needs to be used once in each case

Es liegt im Wesen der Erfindung, daß diese nicht auf das Ausfuhrungsbeispiel beschrankt ist, bei dem vorzugsweise eine galvanische Trennung des Primär- und Sekundarkreises durch einen Übertrager gewählt wurde Anstelle einer galvanischen Trennung im Pnmarkreis und Sekundarkreis ist analog auch eine Trennung beziehungsweise Unterteilung in Eingangskreis und Ausgangskreis dadurch möglich, daß anstelle eines Übertragers zum Beispiel eine Speicherurossel zwische ι den Schalttransistor T1 und die eine Ausgangsklemme A2 geschaltet wirdIt is in the nature of the invention that this is not limited to the exemplary embodiment, in which preferably a galvanic separation of the primary and secondary circuit was selected by a transformer Instead of a galvanic isolation in Pnmarkreis and secondary circuit is analogous to a separation or subdivision into input circuit and Output circuit possible because instead of a transformer, for example, a Speicherurossel between ι the switching transistor T1 and the one output terminal A2 is connected

In Betracht gezogene DruckschriftenConsidered pamphlets

USPS 360280/1 (G 05 F/1/20)USP 360280/1 (G 05 F / 1/20)

US-PS 377104/0 (H 02 M/3/32)US-PS 377104/0 (H 02 M / 3/32)

Wustehube „Schaltnetzteile" VDE Verlag GmbH Berlin (W) 1979 radio fernsehelektronik Heft 2,1982Wustehube "Switching Power Supplies" VDE Verlag GmbH Berlin (W) 1979 radio television electronics Heft 2,1982

Claims

1. Combined control and regulating circuit for DC-DC converter having a control circuit on the primary side or input side whose output is connected to a driver circuit of the switching transistor whose pulse width modulator is controlled via an optocoupler from a secondary side or output side control circuit for detecting the deviation and the power supply in Startup and secondary side overload associated with a start-up circuit, characterized in that in the secondary-side control circuit, a pulse width modulator (IM1) is provided which digitally controls the optocoupler (OK) via a switching stage (ST), and that the output of the optocoupler (OK ) is connected via an operational amplifier (OV2) to the synchronizing input (S2) and one of the modulation inputs (M21) of the pulse width modulator (IM2) in the control circuit (RS2) on the primary side.

2. Combined control and regulating circuit for DC-DC converter according to claim 1, characterized in that a modulation input (M12) of the pulse width modulator (IM1) in the secondary-side control circuit (RS1) to the output of an operational amplifier (OV3) is connected, the input of a secondary DC through-connected resistor (R8) is connected in parallel.

For this 2 pages drawings