Claims (2)
Erfindungsanspruch:Invention claim:
Stromversorgungsteil, bestehend aus einem Gleichspannungswandler, der nach dem Sperrwandlerprinzip arbeitet, bei dem in Reihe zu einer Primärwicklung ein Schalttransistor angeordnet ist, dessen Schaltfrequenz von einem astabilen Multivibrator gesteuert wird, der oberhalb des Hörbereiches schwingt, gekennzeichnet dadurch, daß die Betriebsspannung des astabilen Multivibrators (3) gleich der Eingangsspannung ist, die Ausgangsspannung eine Lichtemitterdiode (10) speist, die ggf. in Reihenschaltung mit einem Bauelement mit nichtlinearer Strom-Spannungs-Kennlinie, z. B. einer Z-Diode (9) liegt, der ein lichtempfindliches Bauelement, z. B. ein Phototransistor (11) galvanisch getrennt, zugeordnet ist, der Widerstand des lichtempfindlichen Bauelementes, beispielsweise der Kollektor-Emitterwiderstand des Phototransistors (11) mit einem ohmschen Widerstand (6) in Reihe, einen Spannungsteiler bildend, an den Ausgang des Multivibrators (3) geschaltet ist und die Steuerelektrode des Schalttransistors (T3) mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden ist.Power supply consisting of a DC-DC converter, which operates on the flyback converter, in which a switching transistor is arranged in series with a primary winding whose switching frequency is controlled by an astable multivibrator oscillating above the audible range, characterized in that the operating voltage of the astable multivibrator ( 3) is equal to the input voltage, the output voltage feeds a light emitting diode (10), possibly in series with a device with non-linear current-voltage characteristic, z. B. a Zener diode (9), which is a photosensitive device, for. B. a phototransistor (11) is electrically isolated, assigned, the resistance of the photosensitive component, for example, the collector-emitter resistor of the phototransistor (11) with an ohmic resistor (6) in series, forming a voltage divider, to the output of the multivibrator (3 ) is connected and the control electrode of the switching transistor (T 3 ) is connected to the tap of the voltage divider.
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungsteil, welches aus einem Gleichspannungswandler besteht und besonders zum Austausch von Primärelementen geeignet ist, beispielsweise zum Anschluß eines Notfallstimulators an ein Bordnetz.The invention relates to a power supply part, which consists of a DC-DC converter and is particularly suitable for the exchange of primary elements, for example for connecting an emergency stimulator to a vehicle electrical system.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Zur Änderung der Höhe von Gleichspannungen ist es bekannt, diese mit einem Schalttransistor zu „zerhacken" und die entstehende Rechteckimpulsfolge einem Transformator mit entsprechender Übersetzung zuzuführen. Die Arbeitsfrequenz des Schalttransistors wird dabei oberhalb des Hörbereiches gelegt, damit akustische Belästigungen vermieden werden. Der Transformator übernimmt die galvanische Trennung zur Ausgangsspannung und bei dem Sperrwandlerprinzip auch die Energiespeicherung. Auf der Sekundärseite erfolgt eine Gleichrichtung und Siebung. Es ist bekannt, mit Hufe einer Regelung das Tastverhältnis oder die Frequenz des Schaltvorganges zu beeinflussen und damit die Ausgangsspannung zu stabilisieren („Elektronik" 1978, H.4, S. 102 „Gleichspannungswandler für Schaltnetzteile", J. Wüstehube). Die Regelung der Ausgangsspannung erfolgt auch sekundärseitig durch die Anwendung eines Serienreglers, bei dem jedoch die nicht benötigte elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird. Die bekannten Schaltungen für Sperrwandler sind zwar einfach und mit wenigen Bauelementen realisierbar, jedoch werden auch höhere Anforderungen bezüglich der Eingangsspannungsstabilität und der gleichmäßigen Sekundärbelastung gestellt. Sind größere Änderungen bei einem dieser beiden Parameter zu erwarten, so führt das zu aufwendigen Schaltungen, die zwar durch Verwendung von integrierten Schaltungen, z. B. B260 D oder TDA 1060 vereinfacht werden können, jedoch noch immer mit vielen externen Bauelementen bestückt werden müssen. Dieses tritt besonders auch dann nachteilig in Erscheinung, wenn zwischen der Eingangs- und der Ausgangsspannung eine gute galvanische Trennung erreicht werden muß (rfθ 31 [1982] H.In order to change the level of DC voltages, it is known to "chop" them with a switching transistor and to supply the resulting square pulse train to a transformer with a corresponding gear ratio.The operating frequency of the switching transistor is thereby placed above the listening area so that acoustic annoyance is avoided Galvanic isolation to the output voltage and in the flyback converter principle also the energy storage.On the secondary side there is a rectification and screening.It is known with hooves of a control to influence the duty cycle or the frequency of the switching process and thus to stabilize the output voltage ("Elektronik" 1978, H.4, p.102 "DC-DC converter for switching power supplies", J. Wüstehube) The regulation of the output voltage is also on the secondary side by the application of a series regulator, in which, however, the unnecessary electrical energy is converted into heat Although the known circuits for flyback converters are simple and can be implemented with a few components, higher requirements are also made with regard to the input voltage stability and the uniform secondary load. If major changes in one of these two parameters are to be expected, this leads to complex circuits which, although using integrated circuits, for. B. B260 D or TDA 1060 can be simplified, but still have to be equipped with many external components. This is particularly disadvantageous when a good electrical isolation must be achieved between the input and output voltage (rfθ 31 [1982] H.
2, S. 83). Außerdem ist es auch für kleine Ausgangsleistungen mit den bekannten Schaltungsanordnungen noch nicht möglich, diese in einem solch kleinen Volumen umzusetzen, daß z. B. der einfache Austausch einer Batterie mit einem Stromversorgungsteil für den Anschluß an andere externe Spannungsquellen unter Einhaltung der o.g. Bedingungen möglich ist.2, p. 83). Moreover, it is not yet possible for small output powers with the known circuit arrangements to implement them in such a small volume that z. B. the simple replacement of a battery with a power supply for connection to other external power sources in compliance with the o.g. Conditions is possible.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Dieses besteht in der Reduzierung des Volumenbedarfes infolge der Bauelementeminimierung für ein Stromversorgungsteil, was z. B. an Stelle einer üblichen Primärspannungsquelle wie für die 6 F22 nach IEC-Norm einsetzbar ist und damit den Anschluß eines elektronischen Gerätes, z.B. eines Notfallstimulators an eine externe Spannungsquelle, ermöglicht, deren Spannungsbereich in weiten Grenzen variabel ist.This consists in the reduction of the volume requirement due to the element minimization for a power supply part, which z. B. in place of a conventional primary voltage source as applicable to the 6 F22 IEC standard and thus the connection of an electronic device, e.g. an emergency stimulator to an external power source, allows, the voltage range is variable within wide limits.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die technische Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Stromversorgungsschaltung mit möglichst kleinem Volumen, die als Sperrwandler, gesteuert durch einen astabilen Multivibrator immer mit optimaler Frequenz und optimalem Tastverhältnis arbeitet. Dabei soll das Prinzip der geschalteten Regelung bei gleichzeitiger Gewährleistung der galvanischen Trennung von Eingangs- und Ausgangsspannungskreis angewendet werden. Des weiteren soll die Forderung des schnellen Ausregeins von Eingangsspannungsänderungen und Lastschwankungen mit minimalem Bauelementeaufwand sowie ein hoher Wirkungsgrad erfüllt werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Betriebsspannung des astabilen Multivibrators gleich der Eingangsspannung gewählt ist und die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers eine Lichtemitterdiode speist, die entsprechend der gewünschten Spannungshöhe in Reihenschaltung mit einem Bauelement mit nichtlinearer Strom-Spannungs-Kennlinie geschaltet ist. Der Lichtemitterdiode ist ein lichtempfindliches Bauelement, beispielsweise ein Phototransistor, galvanisch gesteuert, zugeordnet, dessen Widerstand praktisch in Reihe mit einem ohmschen Widerstand an dem Ausgang des Multivibrators liegt. Die Reihenschaltung bildet dort einen Spannungsteiler, an dessen Mittelabgriff die Steuerelektrode des Schalttränsistors angeschlossen ist. Je nach Intensität der Emission und damit der Höhe der Ausgangsspannung wird sich an der Steuerelektrode eine entsprechende Höhe der Steuerspannung einstellen und damit die Höhe der übertragenen Leistung ergeben.The technical object of the invention is to provide a power supply circuit with the smallest possible volume, which operates as a flyback converter, controlled by an astable multivibrator always with optimal frequency and optimal duty cycle. Here, the principle of the switched control while ensuring the galvanic separation of input and output voltage circuit to be applied. Furthermore, the requirement of fast Ausreigeins of input voltage changes and load fluctuations with minimal component cost and high efficiency should be met. The object is achieved in that the operating voltage of the astable multivibrator is selected equal to the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter feeds a light emitting diode, which is connected according to the desired voltage level in series with a device with non-linear current-voltage characteristics. The light emitting diode is a photosensitive component, for example, a phototransistor, galvanically controlled assigned, whose resistance is practically in series with an ohmic resistance at the output of the multivibrator. The series connection forms there a voltage divider, at whose center tap the control electrode of the switching transistor is connected. Depending on the intensity of the emission and thus the magnitude of the output voltage, a corresponding amount of the control voltage will be set at the control electrode and thus the amount of power transmitted.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Schaltungsmöglichkeit für ein komplettes Stromversorgungsteil, deren Eingangsspannung zwischen 10,8 —30 V schwankt und dessen Ausgangsspannung gleichbleibend 9 V beträgt. Am Eingang ist ein Gleichrichtersatz 1 angeordnet, der einen polaritätsunabhängigen Anschluß ermöglicht. Dem Gleichrichtersatz 1 folgt ein Elektrolytkondensator 2 und ein astabiler Multivibrator 3. Dieser liegt einem Schalttransistor 4 mit in Reihe liegenden Übertrager 5 parallel. Die^Arbeitsfrequenz des astabiien Multivibrators 3 mit den Transistoren^!^, T? und T3 wird oberhalb von 2OkHz gewählt, wodurch akustische Belästigungen ausgeschlossen sind und der nicht dargestellte Schalenkern des Übertragers 5 die besten Übertragungseigenschaften aufweist. Die am Emitter des Transistors T3 zur Verfügung stehende Impulsspannung wird über einen Widerstand 6 zur Steuerung des Schalttransistors 4 verwendet. In seinem Kollektorstromkreis befindet sich die Primärwicklung des Übertragers 5, dessen galvanisch getrennte Sekundärwicklung einen entgegengesetzten \A/;~M..n„o»;nn ·= i-f.«,aiet Ποο Qtmmimrenmiιnnctoil arheitet nach Hern Snsrrwandlernrinzirj. d. h. während der ImDUIsdauer wirdThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment and a drawing. The drawing shows the circuit option for a complete power supply unit whose input voltage fluctuates between 10.8 and 30 V and whose output voltage is constant at 9 V. At the input a rectifier set 1 is arranged, which allows a polarity-independent connection. The rectifier set 1 is followed by an electrolytic capacitor 2 and an astable multivibrator 3. This is a switching transistor 4 in series with transformer 5 in parallel. The operating frequency of the astabiien multivibrator 3 with the transistors ^! ^, T ? and T 3 is chosen above 2OkHz, whereby acoustic annoyances are excluded and the shell core of the transformer 5, not shown, has the best transmission characteristics. The pulse voltage available at the emitter of the transistor T 3 is used to control the switching transistor 4 via a resistor 6. In its collector circuit is the primary winding of the transformer 5, whose galvanically separated secondary winding has an opposite direction, according to Hern Snrrrrrrrrririr. ie during the imDUIsdauer